Fertigungsanlage für die kontinuierliche Herstellung von Stahlbetonfertigteilen, insbesondere Platten und Trägern
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Stahlbetonfertigungsteilen, insbesondere Platten und Trägern. Solche Betonfertigteile wurden bisher in Einzelschalungen hergestellt. Diese Fertigung erfordert viel Handarbeit und damit hohe Herstellungskosten. Ausserdem ist die Qualität der Betonfertigteile von Bedienungspersonen abhängig, so dass die Gefahr von Ausschuss gegeben ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche und qualitativ einwandfreie Fertigung mit grösserer Leistung und geringeren Herstellungskosten zu erzielen. Dies soll durch eine kontinuierliche Herstellung solcher Betonfertigteile erreicht werden.
Die insbesondere für die kontinuierliche Herstellung von Platten und Trägern bestimmte Fertigungsanlage nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch mindestens eine feststehende, waagrechte, beheizte Schalungsbahn grösserer Länge, die auf einem Fundament gelagert ist, beidseitig längs dieser Schalungsbahn angeordnete Schienen, einen auf diesen Schienen verfahrbaren Betonverteiler zum Aufbringen und Verteilen des Frischbetons auf die Schalungsbahn, ein auf diesen Schienen kontinuierlich bewegtes Fertigungsaggregat, bestehend aus Verdichtern (Rüttelvorrichtung), Glätter und Gleitschalungen sowie einer schrittweise bewegten Trennvorrichtung, eine Vielzahl von wärmeisolierenden Abdeckhauben für die Schalungsbahn und eine synchron oder schrittweise mit dem Fertigungsaggregat bewegte Fördereinrichtung,
welche die vor dem Fertigungsaggregat befindlichen Abdeckhauben nacheinander abhebt und hinter diesem Aggregat wieder auf die Schalungsbahn absetzt.
Die Einzelheiten dieser Fertigungsanlage und deren Vorteile sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Aufsicht auf eine Fertigungsanlage für Platten und Träger, in schematischer Darstellung,
Fig. 2 die Seitenansicht in Richtung II der Fig. 1 auf eine Schalungsbahn, Fertigungsgeräte und eine fahrbare Halle, teilweise im Schnitt,
Fig. 3 die Ansicht in Richtung III der Fig. 1 auf die Fertigungsanlage,
Fig. 4a die Seitenansicht auf das Fertigungsaggregat mit Gleitschalung,
Fig. 4b eine Aufsicht auf das Fertigungsaggregat mit Gleitschalung, in schematischer Darstellung,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Schalungsbahn und Gleitschalungen zur Herstellung von L-förmigen Betonplatten,
Fig. 6 der gleiche Querschnitt mit einer Gleitschalung zur Herstellung von Betonplatten mit Rechteckquerschnitt,
Fig.
7 den gleichen Querschnitt mit Gleitschalung zur Herstellung von T-Trägern,
Fig. 8 die Seitenansicht eines Versetzgerätes für Abdeckhauben nebst Reinigungsmaschine, in schematischer Darstellung,
Fig. 9 eine Stirnansicht in Richtung IX der Fig. 8 auf das Versetzgerät,
Fig. 10 bis 19 verschiedene Arbeitsstellungen dieses Versetzgerätes nebst Reinigungsmaschine.
Bei der in der Zeichnung dargestellten, besonders vorteilhaften Fertigungsanlage sind in geringem Abstand voneinander zwei feststehende, waagrechte, beheizte Schalungsbahnen 1 und 2 grösserer Länge vorgesehen, die auf einem Fundament 3 gelagert sind. Beidseitig dieser Schalungsbahnen 1 und 2 sind Schienen 4 angeordnet, auf denen Fertigungsgeräte verfahrbar sind, insbesondere ein Betonverteiler 5 zum Aufbringen und Verteilen des Frischbetons auf die Schalungsbahn, ferner ein kontinuierlich bewegtes Fertigungsaggregat.
Dieses besteht aus einem Verdichter 6 (Rüttelvorrichtung), einem Nachverdichter 7, einem Glätter 8 und den Gleitschalungen 9 bis 14. Zu diesem Fertigungsaggregat gehört ferner noch eine schrittweise bewegte Trennvorrichtung 15, die vorteilhaft ein lotrecht beweg- und in Rüttelschwingung versetzbares Trennmesser 16 aufweist. Der mit Pfeil C angedeutete freie Raum der Schalungsbahn dient zum Einlegen der Bewehrungskörbe.
Zu der vorbeschriebenen Fertigungsanlage gehört ferner eine Vielzahl von wärmeisolierenden Abdeckhauben 17 für die Schalungsbahnen 1 und 2 und eine synchron oder schrittweise mit dem Fertigungsaggregat bewegte Fördereinrichtung 18 bis 20 (Fig. 2), mit welcher die vor dem Fertigungs aggregat 6 bis 8 befindlichen Abdeckhauben 17 nacheinander abgehoben (Pfeil B) und hinter diesem Aggregat, wie mit Pfeil A angedeutet, wieder auf die Schalungsbahn abgesetzt werden. Für jede Schalungsbahn ist eine längs dieser auf Schienen 21 verfahrbare, das Fertigungsaggregat, die Fördereinrichtung und die Bedienungspersonen schützende Halle 22, 23 vorgesehen, die zusammen mit dem Fertigungsaggregat 6 bis 8, 15 synchron oder schrittweise bewegt wird.
Dabei ist vorteilhaft bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Fördereinrichtung 18 bis 20 an der Hallenkonstruktion angeordnet und so ausgeführt, dass die Abdeckhauben, wie mit Pfeil B angedeutet, gehoben und oberhalb des Fertigungsaggregates 6 bis 8, 15 oder auch seitlich von diesem Aggregat zur Absetzstelle gefördert werden. Dabei ist zweckmässig eine mit Saugkraft arbeitende Hubvorrichtung 18 vorgesehen, welche die Abdeckhauben auf eine waagrechte Förderbahn 19 (zweckmässig ein Bandförderer) bringt, welche die Hauben 17 auf die zweckmässig auch mit Saugkraft arbeitende Hubvorrichtung 20 bringt, welche die Hauben dann in Pfeilrichtung A auf die Schalungsbahn absetzt, so dass die auf dieser Schalungsbahn befindlichen Betonfertigteile mit diesen Hauben überdeckt sind.
Die fahrbaren Hallen 22 und 23 haben demgemäss mehrfache Funktion: Sie bilden nicht nur einen Witterungsschutz für das Fertigungsaggregat, die Arbeiter und die Frischbeton-Fertigteile, sondern dienen gleichzeitig auch mit der Fördereinrichtung 18 bis 20 zum Transport der Abdeckhauben 17. Sie dienen ferner zur Energieversorgung der Fertigungsgeräte. Dabei kann ein Stromzuführungskabel längs der Schalungsbahnen angeordnet sein, von welchem der Strom durch einen Stromabnehmer in die Hallen 22, 23 geführt wird.
Vorteilhaft bestehen die Schalungsbahnen 1, 2 aus Beton und sind mit eingebauten Heizelementen, z. B. Heizrohren 24 für Warmwasser oder Dampf versehen. Um einen Wärmeverlust zu verhindern, ist die Unterseite jeder Schalungsbahn mit einer Isolierschicht 25 versehen. Die Schalungsbahn besteht ferner vorteilhaft aus Betonfertigteilen, die mit höhenverstellbaren Stützen, z.B. Schraubenbolzen, wie bei 26 angedeutet, versehen sind. Mit diesen verstellbaren Stützen können die einzelnen Bahnenteile waagrecht in Quer- und Längsrichtung genau ausgerichtet werden. Dabei wird vorteilhaft die gesamte Schalungsbahn in einem Abstand a über dem Fundament 3 angeordnet. Der so gebildete Zwischenraum wird nachträglich mit einer elastischen, isolierenden Masse, z.B. Polyurethanschaum, ausgegossen.
Diese elastische, nicht nur zur Isolierung, sondern vor allem zur Schwingungsdämpfung vorgesehene Schicht ist bei 27 angedeutet. Es soll damit verhindert werden, dass die vom Rüttler 6 auf die Schalungsbahnen 1 und 2 wirkenden Schwingungen auf das Fundament und die Schienen 4 und damit auf die Gleitschalungen 9 bis 13 übertragen werden. Durch die ausserdem vorgesehene getrennte Anordnung der Gleitschalungen von der Rüttelvorrichtung 6 werden also schädliche Schwingungen dieser Gleitschalungen und damit eine Beschädigung der frischgeformten Platten oder Träger vermieden.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht jede Schalungsbahn aus einer ebenen Platte 28 und seitlichen, nach unten ragenden und sich, wie vorbeschrieben, auf dem Fundament 3 abstützenden Winkeln 29. An diesen ist eine äussere, lotrechte Schalungswand 30 vorgesehen, so dass, wie in Fig. 5 bis 7 veranschaulicht, mit entsprechenden Gleitschalungen auf ein und derselben Schalungsbahn Platten und Träger verschiedenen Querschnitts herstellbar sind. So ist es möglich, gemäss Fig. 6 mit Hilfe der seitlichen Gleitschalung 9 und der mittleren Gleitschalung 10 zwei Reihen von Betonplatten 31 mit Rechteckquerschnitt herzustellen. Gemäss Fig. 5 ist es anderseits möglich, mit Hilfe der Gleitschalungen 11 und 12 zwei Reihen von L-förmigen Betonplatten 32 zu fertigen.
Ausserdem können gemäss Fig. 7 mit Hilfe der Gleitschalungen 13 und 14 auch T-Träger 33 hergestellt werden.
Wie aus der Zeichnung, insbesondere Fig. 4, hervorgeht, sind die Gleitschalungen 9 und 10 (gemäss Fertigung nach Fig. 6) auf einem eigenen Fahrgestell 34 gelagert, im gleichen Sinne die Gleitschalungen nach Fig. 5 und 7 auf einem Fahrgestell 34a, 34b. Wie aus Fig. 4a und 4b hervorgeht, sind vorteilhaft die beiden Verdichter 6 und 7 sowie auch der Glätter 8 als gleiche austauschbare Baueinheiten ausgeführt.
Diese sind untereinander, z.B. durch Winkeiprofilstangen 45, miteinander verbunden, also gekoppelt. Dieses aus den Einheiten 6 bis 8 bestehende Aggregat ist ferner mit dem Fahrgestell 34 der Gleitschalungen 9, 10 (bzw. 11, 12/13, 14) gekoppelt. Zu diesem Zweck können an den Stangen 45 U-Stücke 46 befestigt sein, welche die lotrechten Pfosten des Fahrgestells 34 umgreifen, so dass also bei der Vor- oder Rückwärtsbewegung des Aggregats 6 bis 8 das Fahrgestell 34 mitgenommen wird. Es sind ausserdem noch zwischen den U-Stücken 46 und den lotrechten Pfosten des Fahrgestells 34 elastische Puffer 35 (zweckmässig ebenfalls in U-Profilform) vorgesehen.
Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass schädliche, insbesondere von den Rüttlern 6 und 7 erzeugte Rüttelbewegungen nicht auf die Gleitschalungen 9 bis 14 übertragen werden, so dass diese also völlig in Ruhe bleiben und eine Beschädigung der frischen Betonfertigteile nicht eintreten kann. Dank dieser Anordnung und auch der schwingungsdämpfenden Zwischenschicht 27 ist es möglich, das Fertigungsaggregat 6 bis 8 zusammen mit den Gleitschalungen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von etwa 1 m/min und mehr zu bewegen, also eine hohe Leistung dieser Fertigungsanlage zu erzielen.
Die vorbeschriebene, mit einem Trennschwert 16 arbeitende Trennvorrichtung 15 wird mit dem Fertigungsaggregat 6 bis 8 synchron bewegt. Sie wird durch einen Anschlag, z. B.
einen an den Schalungen 30 verstellbar angeordneten Haftmagneten, gestoppt, so dass dann durch Absenken des Trennschwertes 16 der Frischbetonteil auf die gewünschte Länge abgetrennt wird. Nach diesem Trennvorgang wird die Vorrichtung 15 wieder in Bewegung gesetzt, bis sie das Aggregat 6 bis 8 erreicht hat und mit diesem sich synchron weiterbewegt.
Die wirtschaftliche Fertigung von Betonfertigteilen wird noch durch ein in Fig. 8, 9 dargestelltes, auf den Längsschienen 4 verfahrbares Haubenversetzgerät verbessert, welches Hubvorrichtungen derart aufweist, dass diese das gleichzeitige Abheben mehrerer Abdeckhauben 17 und das Verfahren derselben über die noch auf der Schalungsbahn befindlichen Hauben ermöglicht. Bei der gezeigten vorteilhaften Ausbildung weist dieses Versetzgerät mehrere gleiche, koppelbare Einzelgeräte 36 auf, deren Hubvorrichtung vorteilhaft aus mehreren Saughebern 37 besteht, die, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die Abdeckhauben 17 in die gestrichelt gezeichnete Lage 17' heben können. Die dargestellten drei Einzelversetzgeräte 36 weisen eine Gesamtlänge auf, die der Länge des grössten zu fertigenden Betonteils (z.B. 15 m) entspricht.
Hinter diesen koppelbaren Versetzgeräten 36 ist eine längs der Schalungsbahn verfahrbare Reinigungsmaschine 38 für diese Bahn angeordnet. Diese Maschine ist, wie in Fig. 6 angedeutet, mit Rollen 39 auf den äusseren Schalungswänden
30 verfahrbar, also unabhängig von den Versetzgeräten 36.
Vorteilhaft ist ferner hinter den koppelbaren Versetzgeräten 36 ein selbständiges, kurzes Versetzgerät 40 angeordnet, unter welchem sich das Reinigungsgerät 38 in der Grundstellung befindet, in welcher das kurze Versetzgerät einen Anschlag 41 für die Versetzgeräte 36 bildet.
Die Arbeitsweise dieser Haubenversetzgeräte und Reinigungsmaschine ist in den Fig. 10 bis 19 veranschaulicht. Von der Schalungsbahn sind die genügend erhärteten Fertigteile 31/33 zu entfernen, die noch von den Hauben 17 abgedeckt sind. Zu diesem Zweck heben die Versetzgeräte 36 die darunter befindlichen Hauben 17 so hoch, dass sie dann mit diesen Versetzgeräten in die Stellung nach Fig. 11 gefahren werden, sich also die gehobenen Hauben über den auf der Bahn verbleibenden Hauben 17 befinden. Mit einem Kran, z.B. einem Portalkran 42, werden dann die freigelegten Fertigteile 31/33 von der Schalungsbahn abgehoben. Es wird dann die Reinigungsmaschine 38 in Bewegung gesetzt, bis sie die in Fig. 12 gezeigte Stellung erreicht und damit die Schalungsbahn gesäubert hat. Daraufhin fahren die Versetzungsgeräte 36 wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, wie in Fig. 13 gezeigt.
Dabei dient das kurze Versetzgerät 40 als Anschlag für die Geräte 36, womit das genaue Absetzen der Hauben 17 in ihrer richtigen Lage (Fig. 5) gewährleistet wird. Bei diesem Absetzen der Hauben mittels der Huborgane 37 wird eine Haube 17 über der Reinigungsmaschine abgesetzt. Nun fahren gemäss Fig. 15 die Versetzgeräte 36 und das kurze Gerät 40 so weit vor, bis das kurze Gerät 40 wieder über der Reinigungsmaschine 38 steht. Die Versetzgeräte 36 nehmen nun wieder gleichzeitig mehrere (bei diesem Beispiel sechs) Hauben 17 auf und fahren in die Stellung nach Fig. 16. Der Kran hebt wiederum die freigelegten Fertigteile 31/33 ab, und es wird vom Gerät 40 die auf der Reinigungsmaschine stehende Abdeckhaube 17 angehoben. Nach Fig. 8 beginnt nun die Reinigungsmaschine wieder ihre Arbeit, während das Gerät 40 die Haube 17 auf die gesäuberte Betonbahn absetzt.
Nach Fig. 9 ist die Reinigungsmaschine an den noch abgedeckten Fertigteilen angekommen. Gemäss Fig. 19 bringen die Versetzgeräte 16 die Hauben 17 wieder in ihre Ausgangsstellung und setzen diese wieder auf die Schalungsbahn ab, so dass damit wieder die Lage nach Fig. 13 erreicht ist.
Bei der in der Zeichnung (insbesondere Fig. 1) dargestellten vorteilhaften Ausführung kann bei Anordnung von zwei (event. auch mehr) Schalungsbahnen 1 und 2 nebeneinander mit nur einem Satz von Fertigungsgeräten ausgekommen werden. Dabei beginnen z. B. die Fertigungsgeräte auf der Bahn 1 und bewegen sich mit der zugehörigen Halle 22 von links nach rechts. Die Fertigungsgeräte 5, 6 bis 8, 15 werden dann, z.B. mittels Portalkran 42, von der Bahn 1 auf die Schalungsbahn 2 gesetzt, so dass dann hier diese Fertigungsgeräte zusammen mit der Halle 23 von rechts nach links auf der Bahn 2 arbeiten. Bei einer Länge der Schalungsbahn von beispielsweise 240 m und einer Geschwindigkeit des Fertigungsaggregates von etwa 1 m/min nimmt diese Fertigung auf zwei Bahnen etwa 8 Stunden in Anspruch.
Durch die Heizung der Schalungsbahn sind dann die Betonfertigteile so erhärtet, dass sie von den Bahnen abgehoben werden können. Zu diesem Zweck beginnt (siehe Fig. 1) das Haubenversetzgerät 36, 40 nebst Reinigungsmaschine in der angegebenen Pfeilrichtung seine Arbeit. Es können dann die Fertigungsgeräte von der Bahn 2 wieder auf die Bahn 1 versetzt werden, so dass dann diese Fertigungsgeräte zusammen mit der Halle 22 den Versetzgeräten 36, 40 nachlaufen. Auf diese Weise kann im Kreislauf sehr wirtschaftlich gefertigt und eine hohe Leistung erzielt werden.
Mit der Fertigungsanlage können nicht nur Platten und Träger aus Stahlbeton, sondern gegebenenfalls auch aus Spannbeton hergestellt werden, wobei das vorerwähnte Trennmesser 15 dann kammartig ausgebildet ist, um den zwischen den gespannten Drähten liegenden Frischbeton zu trennen. Mit der erfindungsgemässen Fertigungsanlage können Fertigteile sowohl aus Schwerbeton als auch Leichtbeton (z. B. Bimsbeton) hergestellt werden.
Die neue Fertigungsanlage erfordert nur verhältnismässig geringe Investitionen, da alle Geräte voll ausgenutzt werden können. Da für lange Schalungsbahnen nur fahrbare, verhältnismässig kurze Hallen erforderlich sind, so sind auch deren Kosten sowie auch die Schalungskosten niedrig. Die Schalungsbahnen aus Beton stellen mit ihrer grossen Masse einen guten Wärmespeicher dar und ergeben also optimale Härtungsbedingungen für die Fertigteile. Für die gesamten vorerwähnten Transportarbeiten genügt ein einziger Kran, der als Portalkran ausgebildet sein kann und gegebenenfalls auch, wie in Fig. 2 und 3 angedeutet, zum Antransport des in einer Mischanlage 43 erzeugten Frischbetons dienen, der in einem Betonkübel 44 befördert wird, um dann den Frischbeton in den Betonverteiler 5 zu entladen.
Die erfindungsgemässe Fertigungsanlage hat ferner den grossen Vorzug, dass die Fertigung von Stahlbetonbauelementen auch im Winter möglich ist. Um eine Schnee- und Eisbildung auf den in Fig. 3 bei 3a angedeuteten Gehbahnen für die Bedienungspersonen zu verhindern, können diese Gehbahnen ebenfalls wie die Schalungsbahnen beheizt werden.