[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schachtunterteilen
mit variablen Gerinneausführungen und variablen Anschlüssen mit den Merkmalen im Oberbegriff
des Anspruches 1 und 10
[0002] Schachtunterteile bilden das unterste Teil eines Einstiegschachtes und dienen zur
Richtungs-, Neigungs- und Querschnittsveränderungen von Kanälen und Leitungen.
[0003] In der Regel werden die Schachtunterteile mit dem Rüttelpressverfahren oder Gießverfahren
in umgekehrter natürlicher Lage in Stahlformen hergestellt. Die Anschlüsse für die
Rohre können bei diesem Gießvorgang mit eingeformt werden oder werden nach dem Erhärten
gebohrt. Die Schachtunterteile werden nach dem Erhärten, dies ist etwa nach 24 Stunden,
in die natürliche Lage gewendet und das Gerinne manuell eingeformt und geglättet.
[0004] Bei einem bekannten Verfahren gemäß
DE69604961T2 wird das Schachtunterteil vor dem Bohren der seitlichen Öffnungen mit einem härtbaren
Füllmaterial gefüllt. Nach ausreichender Erhärtung dieses Füllmaterials wird das Gerinne
von oben herausgefräst. Nachteilig hierbei ist, dass das Schachtunterteil nicht monolithisch
in einem Guss hergestellt ist und mindestens 2 Vorgänge für das Betonieren des Schachtunterteiles
erforderlich sind.
[0005] Bei einem weiteren Verfahren gemäß
DE19828094D1 wird ein Schachtunterteilrohling durch Verdichten des erdfeuchten Betons geformt.
Nach dem Entschalen des Schachtunterteilrohlinges steht dieser mit seiner dicken Sohlplatte
(Bodenplatte) auf dem Untergrund. In dieser Position wird in den noch erdfeuchten
Beton (noch nicht erhärteten Beton) mittels eines Fräswerkzeuges ein Rohgerinne gefräst.
Nachteilig ist dass bei dem Fräsen des erdfeuchten Betons nur ein Rohgerinne hergestellt
werden kann mit sehr grober Oberfläche und Beschädigungen. Außerdem entstehen Verklebungen
des Betons am Unterteil. Auch das Absaugen des frischen, erdfeuchten Betons führt
in der Absaugeinrichtung zu großen Problemen, da dort der Beton anklebt und abbindet.
Durch das Entschalen im Wendeverfahren des Schachtunterteilrohlinges aus noch erdfeuchtem
Beton und das Herausziehen der Aussparkerne und das Fräsen des Rohgerinnes entstehen
an der Wandung und am Spitzende Deformationen (Unebenheiten), welche die Dichtheit
und Statik des Schachtbauwerkes beeinträchtigen.
[0006] Bei einem weiteren Verfahren gemäß
DE103117321A1 wird für jedes Gerinne ein Modell aus Styropor hergestellt. Dieses Modell wird in
den Gießformen befestigt und anschließend der flüssige Beton eingegossen (SVB). Die
Entschalung erfolgt nachdem der Beton weitgehend abgebunden hat und die erforderliche
Festigkeit aufweist. Das Modell wird nach dem Entschalungsvorgang zerstört. Nachteilig
bei diesem Verfahren ist dass es nur für das Gießverfahren geeignet ist. Es werden
also viele Formen benötigt deren Handhabung aufwendig ist und die hohe Investitionen
voraussetzen. Die Herstellung der Modelle kann nicht automatisiert werden. Es bleibt
also noch viel Handarbeit übrig. Die Materialkosten für die verlorenen Modelle sind
hoch. Der verwendete, selbstverdichtende Beton (SVB) ist teuer. Eine wirtschaftliche,
rationelle und nachhaltige Fertigung ist mit diesem Verfahren nicht gegeben.
[0007] Die Aufgabe ist bei dem Verfahren, der im Oberbegriff des Anspruches 1 definierten
Art, gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1
gelöst.
[0008] Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2 - 9.
[0009] Das Verfahren ermöglicht die automatische und wirtschaftliche Herstellung von monolithischen
Schachtunterteilen mit variablen Anschlüssen und variablen Gerinnen.
[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ermöglicht ist in dem Anspruch 10 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser
Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 11 bis 15. Die durch die Gestaltung der
Vorrichtung erreichten Vorteile liegen in dem geringen Aufwand für die Formen und
der erreichbaren vollen Automatisierung der Schachtunterteil-herstellung mit variabler
Gerinneausbildung und variablen Anschlüssen.
[0011] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung:
[0012] Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger
Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der
Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale
als an dieser Stelle ausdrücklich und als erfindungswesentlich offenbart zu gelten
haben.
[0013] Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale,
wie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der
Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben oder insbesondere nicht in
den Ansprüchen erwähnt sind.
[0014] Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen
näher erläutert und zeigt:
- Figur 1
- eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Schachtunterteils in natürlicher
Lage auf einer Stahlpalette mit dem Fräsroboter, der das variable Gerinne durch Abtragen
des teilerhärteten Betons herstellt.
- Figur 2
- eine schematische Darstellung der Formeinrichtung vertikal geschnitten. Die Formeinrichtung
besteht aus Formkern, Profilring und Formmantel. Das Schachtunterteil wird noch ohne
Gerinne und ohne Anschlüsse in der Formeinrichtung durch Rütteln oder Gießen hergestellt.
- Figur 3
- eine schematische dreidimensionale Darstellung der Schwenk- und Drehvorrichtung (64,
66) für die teilerhärteten Schachtunterteile mit dem Fräsroboter, der die variablen
Gerinne und Anschlüsse durch Abtragen des teilerhärteten Beton herstellt.
[0015] Die Herstellung der Schachtunterteile (1) jedoch noch ohne variable Gerinne (3) und
ohne variable Anschlüsse (2) erfolgt im Rüttelpressverfahren oder Gießverfahren. Hierbei
werden die Schachtunterteile (1) in umgekehrter natürlicher Lage in Formeinrichtungen
(19) hergestellt. Beim Gießverfahren erfolgt die Teilerhärtung in den Formen (19).
Nach dieser Teilerhärtung, die eine Zeit von 1 - 10 Stunden in Anspruch nehmen kann,
erfolgt die Entschalung aus den Formen (19) und das Wenden der Schachtunterteile (1)
um ca. 180 ° in die natürliche Lage (Einbaulage). Alternativ können die Schachtunterteile
bis auf 135° zur natürlichen Lage geschwenkt werden. In diesen Lagen erfolgt die Herstellung
der variablen Anschlüsse (2) und Gerinne (3) durch schichtweises Abtragen des teilerhärteten
Betons (4, 62).
[0016] Der Beton (4, 62) kann schnell und ohne größeren Energieaufwand abgetragen werden,
weil der Beton (4, 62) noch eine geringe Härte aufweist. Der Beton ist feinkörnig,
so dass eine hohe Maßhaltigkeit und Formgenauigkeit der Gerinne und Anschlüsse erzielt
wird. Durch die Teilerhärtung sind die abgetragenen Betonreste (4) relativ trocken
und können durch Absaugen oder Wegblasen entfernt werden.
[0017] Beim Rüttelpressverfahren werden die Schachtunterteile (1) auch ohne Gerinne (3)
und Anschlüsse (2) in umgekehrter natürlicher Lage in einer Stahlform (19) verdichtet.
Das Entschalen der Schachtunterteile (1) erfolgt unmittelbar nach diesem Verdichtungsvorgang
durch Wenden der Formeinrichtung (19) um 180 ° und Entschalen der Schachtunterteile
(1) auf Stahlpaletten (60). Auf diesen Stahlpaletten (60) erfolgt nun in natürlicher
Lage die Teilerhärtung. Danach wird in gleicher Weise wie beim Gießverfahren das Gerinne
(3) und die Anschlüsse (2) durch Fräsen hergestellt. Die Schachtunterteile (1) sind
bei beiden Verfahren monolitisch aus einem Guss hergestellt. Zur Herstellung der Gerinne
(3) und Anschlüsse (2) werden keinerlei Kunststoffteile oder Modelle benötigt. Lediglich
eine Fräsroboter (22) mit den entsprechenden Fräsprogrammen. Der gesamte Fertigungsablauf
kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren automatisiert werden. Die Gerinne (3) sind
strömungstechnisch optimiert. Es sind beliebige Formen der Gerinne (3) und Anschlüsse
(2) machbar. Die Spitzenden (30) der Schachtunterteile (1) sind sehr maßgenau, da
die Herstellung der Gerinne (3) und der Anschlüsse (2) erst erfolgt nach einer Teilerhärtung
von ca. 1 - 10 Stunden, so dass keine Verformungen mehr am Schachtunterteil (1) auftreten.
[0018] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Schachtunterteilen
(1) aus Beton, die in umgekehrter Lage in Formen (19) gerüttelt oder gegossen werden.
Das variable Gerinne (3) und die variablen Anschlüsse (2) werden dabei jedoch noch
nicht hergestellt sondern lediglich die komplette Auftrittsfläche ohne Gerinne (13).
Die variablen Gerinne (3) und variablen Anschlüsse (2) werden in einem zweiten Arbeitsgang
durch Betonabtrag (4) des teilerhärteten Betons hergestellt. Die Schachtunterteile
befinden sich beim Fräsen der Gerinne und Anschlüsse in natürlicher Lage (Einbaulage).
Alternativ können die Schachtunterteile bis auf 135° zur natürlichen Lage geschwenkt
werden. Dabei erfolgt zuerst das Fräsen der Anschlüsse (2) von außen. Der Betonabtrag
(4) ist feinkörnig und relativ trocken und kann somit mit Pressluft (63) nach außen
abgeblasen werden. Anschließend erfolgt das Fräsen des variablen Gerinnes (3) von
oben oder von der Seite. Dabei wird der Betonabtrag (4) durch die Anschlussöffnungen
(2) nach außen weggeblasen.
[0019] Der Fräsroboter (22) arbeitet programmgesteuert und trägt den teilerhärteten Beton
(62) mit hoher Geschwindigkeit schichtweise ab. Dies ist in der schematischen, dreidimensionalen
Darstellung der Figur 1 dargestellt. Die Stahlpalette (60) befindet sich auf einer
Drehvorrichtung (66), so dass das Schachtunterteil zum Fräsen der Anschlüsse (2) in
die entsprechende Position zum Fräsroboter gedreht werden kann. Der Fräsroboter (22)
ist seitlich auf dem Boden angeordnet. Der Fräsroboter (22) kann selbstverständlich
auch in umgekehrter Weise mit seinem Fuß nach oben, über oder seitlich zum Schachtunterteil
(1) angeordnet werden.
[0020] Gemäß Figur 2 ist die Formeinrichtung (19) schematisch dargestellt. Die Schachtunterteile
(1) werden hierbei noch ohne Gerinne (3) und Anschlüsse (2) entweder durch das Gießverfahren
oder durch das Rüttelpressverfahren hergestellt.
[0021] Gemäß Anspruch 1 befindet sich das Schachtunterteil in vorteilhafter Weise zum Fräsen
der Gerinne (3) in natürlicher Lage. Alternativ können die Schachtunterteile bis auf
135° zur natürlichen Lage geschwenkt werden. Der Fräsroboter (22) kann von oben oder
von der Seite aus arbeiten. Das Schachtunterteil (1) kann flureben dem Fräsroboter
(22) auf Paletten (60) zugeführt und wieder abtransportiert werden.
[0022] Gemäß Anspruch 2 erfolgt das Abtragen des Betons (4, 62) im Bereich der variablen
Gerinne (3) nach einer Teilerhärtung von ca. 1 - 10 Stunden. Die Teilerhärtung kann
beschleunigt werden durch Verwenden eines schnellbindenden Zementes oder indem die
Schachtunterteile (1) durch eine Härtekammer geführt werden.
[0023] Gemäß Anspruch 3 erfolgt der Betonabtrag (4) durch den rotierenden Fräser (5). Der
Fräser (5) ist mit Hartmetallplatten bestückt und arbeitet mit einer Drehzahl von
500 - 1500 Umdrehungen/Minute.
[0024] Gemäß Anspruch 4 sind die teilerhärteten Schachtunterteile (62) in natürlicher Lage
auf Stahlpaletten (60) gehalten, so dass ein automatischer Transport der Schachtunterteilrohlinge
(62) ermöglicht wird.
[0025] Gemäß Anspruch 5 ist dargelegt dass der rotierende Fräser (5) programmgesteuert (18)
geführt ist und so schichtweise den Beton (62) abträgt und ein formgenaues und maßhaltiges
Gerinne (3) herstellt.
[0026] Gemäß Anspruch 6 ist dargelegt dass ein feinkörniger Beton (14) verwendet wird. Dies
ist eine wichtige erfindungsgemäße Voraussetzung, so dass eine möglichst glatte und
genaue Oberfläche erzielt wird. Die Korngröße kann auch in einem Bereich von 0-2 mm
liegen.
[0027] Gemäß Anspruch 7 ist dargelegt dass auch die variablen Anschlüsse (2) von außen gefräst
werden.
[0028] Gemäß Anspruch 8 werden alle Anschlüsse (2) von außen gefräst. Dazu wird das Schachtunterteil
(1) um seine vertikale Achse in die entsprechende Position gedreht. Es ist aber auch
möglich dass der Fräsroboter (22) mit seinem Fuß senkrecht über dem Schachtunterteil
(1) angeordnet ist und somit sowohl das variable Gerinne (3) als auch die Anschlüsse
(2) erreichen kann ohne dass das Schachtunterteil (1) gedreht werden muss.
[0029] Gemäß Anspruch 9 ist dargelegt dass die Oberfläche der variablen Gerinne (3) durch
Aufspritzen einer Flüssigkeit zusätzlich gehärtet und geglättet werden kann. Mit diesem
Beschichtungsverfahren können auch die Anschlüsse (2) nachbehandelt werden.
[0030] Gemäß Anspruch 10 ist die Vorrichtung beschrieben insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens. Beim Gießverfahren erfolgt dabei die Teilerhärtung in der Formeinrichtung
(19). Beim Rüttelverfahren wird der Beton in der Formeinrichtung (19) so verdichtet,
dass eine Sofortentschalung möglich ist und die Teilerhärtung somit auf den Paletten
(60) erfolgt.
[0031] Gemäß Anspruch 11 werden die variablen Gerinne (3) und variablen Anschlüsse (2) mit
dem Fräsroboter (22) aus dem teilerhärteten Beton (62) ausgefräst.
[0032] Gemäß Anspruch 12 wird der Betonabtrag (4) mit Pressluft (63) durch Abblasen ständig
während des Fräsvorganges entfernt. Die Anschlüsse (2) werden hierbei zuerst gefräst.
Dabei wird der Betonabtrag (4) nach außen weggeblasen. Beim Fräsen der variablen Gerinne
(3) wird der Beton (4, 62) zum Teil nach außen durch die Anschlüsse (2) weggeblasen
oder bleibt auf der Auftrittsfläche (13) liegen. Nach dem Fräsvorgang wird das fertige
Schachtunterteil vom Betonabtrag (4) gereinigt. Dies kann durch Absaugen oder Abblasen
erfolgen.
[0033] Gemäß Anspruch 13 wird das teilerhärtete Schachtunterteil (1) in natürlicher Lage
der Schwenkvorrichtung (64) zugeführt. Zum Fräsen des Gerinnes und der Anschlüsse
wird anschließend das Schachtunterteil (1) mit der Schwenkvorrichtung (64) in eine
günstige Position geschwenkt. Vorteilhaft ist zum Beispiel, wenn zum Fräsen der Anschlüsse
das Schachtunterteil (1) auf einen Schwenkwinkel (65) von 90° geschwenkt wird, sodass
die Anschlüsse von der Seite eingefräst werden. Bei der Herstellung von mehreren Anschlüssen
wird das Schachtunterteil (1) zu seiner Mittelachse gedreht. Das Fräsen der variablen
Gerinne kann anschließend mit einem Schwenkwinkel (65) größer als 90° erfolgen, so
dass der Betonabtrag sehr gut entfernt werden kann.
[0034] Gemäß Anspruch 14 ist dargelegt, dass die Drehvorrichtung (66) mindestens eine angetriebene
Rolle aufweist. In vorteilhafter Weise werden, wie in der Figur 3 dargestellt, 2 Rollen
verwendet. Die Rollen weisen eine Gummiauflage auf, sodass das teilerhärtete Schachtelement
nicht beschädigt wird und die Rollen beim Drehen der Schachtunterteile (1) nicht durchrutschen.
Bei einem Schwenkwinkel (65) größer 80° bis 135° ist eine Stützrolle (67) vorhanden,
wie im Anspruch 15 beschrieben. Diese Stützrolle verhindert, dass das Schachtunterteil
(1) sich in Richtung Fräsroboter während des Drehvorgangs bewegt. Das Schachtunterteil
(1) kann bei einem Schwenkwinkel (65) bis zu 135° nicht nach vorne zum Roboter hin
wegkippen, da der Schwerpunkt, bedingt durch den dicken Boden, dies verhindert.
Bezugszeichenliste:
[0035]
- 1
- Schachtunterteile
- 2
- variable Anschlüsse
- 3
- variable Gerinne
- 4
- Betonabtrag
- 5
- rotierender Fräser
- 6
- Profilringe
- 9
- Formmantel
- 13
- Auftrittsfläche ohne Gerinne
- 14
- Beton
- 18
- programmgesteuert geführt
- 19
- Formeinrichtung
- 22
- Fräsroboter
- 30
- Spitzende
- 60
- Palette
- 61
- Formkern
- 62
- teilerhärteten Beton
- 63
- Pressluft
- 64
- Schwenkvorrichtung
- 65
- Schwenkwinkel 0 - 135°
- 66
- Drehvorrichtung
- 67
- Stützrolle
- 68
- Mittelachse
1. Verfahren zur Herstellung von Schachtunterteilen (1) aus Beton mit variablen Anschlüssen
(2) und variablen Gerinnen (3), in dem die erste Formgebung durch das Rüttelpressverfahren
oder Gießverfahren in Formen erfolgt, und die weitere Formgebung der variablen Gerinne
(3) durch Abtragen von Beton erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Schachtunterteile (1) in natürlicher Lage befinden und/oder mit einem Schwenkwinkel
(65) bis zu 135° zur natürlichen Lage geschwenkt werden während die variablen Anschlüsse
(2) und/oder variablen Gerinne (3) durch Betonabtrag (4) des teilerhärteten Beton
(62) hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schachtunterteile (1) nach der Formgebung 1-10 Stunden teilerhärten und danach
der Betonabtrag (4) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betonabtrag (4) durch einen rotierten Fräser (5) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schachtunterteile (1) während der Formgebung der variablen Anschlüsse (2) und/oder
der variablen Gerinne (3) durch Betonabtrag (4) in natürlicher Lage auf Paletten (60)
gehalten werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der rotierende Fräser (5) programmgesteuert geführt wird (18) und der Betonabtrag
(4) schichtweise erfolgt bis das variable Gerinne (3) und/oder die variablen Anschlüsse
(2) komplett hergestellt sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Beton (14) feinkörnig ist und die Korngröße im Bereich von etwa 0 bis 4 mm ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein variabler Anschluss (2) von außen gefräst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass weitere oder alle variablen Anschlüsse (2) von außen gefräst werden, und dass das
Schachtunterteil (1) relativ zum rotierenden Fräser (5) um seine Mittelachse (68)
gedreht wird und/oder mit einem Schwenkwinkel (65) bis zu 135° geschwenkt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche des variablen Gerinnes (3) durch Auftragen einer Flüssigkeit oder
einer Beschichtung gehärtet und/oder geglättet wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung von Schachtunterteilen (1), insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9 bestehend aus einer Formeinrichtung (19) mit
Formmantel (9), Profilring (6) und Formkern (61)
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schachtunterteil (1) in der Formeinrichtung (19) teilerhärtet und danach um 180
° in die natürliche Lage gewendet wird oder das Schachtunterteil (1) in der Formeinrichtung
(19) durch rütteln verdichtet wird und in frischem Zustand von der Formeinrichtung
(19) entschalt wird und auf Paletten (60) in natürlicher Lage teilerhärtet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 16
dadurch gekennzeichnet,
dass das variable Gerinne (3) und/oder die Anschlüsse (2) mit dem Fräsroboter (22) aus
dem teilerhärteten Beton (62) ausgefräst wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betonabtrag (4) mit Pressluft (63) entfernt wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12
dadurch gekennzeichnet,
dass das teilerhärtete Schachtunterteil (1, 62) zu seiner natürlichen Lage mit der Schwenkvorrichtung
(64) mit einem Schwenkwinkel (65) von 0 - 135° geschwenkt wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehvorrichtung (66) mindestens eine angetriebene Rolle aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Schwenkwinkel (65) größer 80° eine Stützrolle (67) vorhanden ist.