DE19605307C1 - Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstel­ lung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahl­ beton-Fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut und einem diese abstützenden Skelett aus Stahlprofilen, an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwingungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist.

Bei der Produktion von Betonfertigteilen kommt der Verdich­ tung des Betons große Bedeutung zu, da nur so die erforderliche Festigkeit erreicht werden kann. Die Verdichtungsenergie wird mittels Rüttler in den Beton eingebracht, wobei zwischen Innen- und Außenrüttlern unterschieden wird. Die Innenrüttler werden direkt in den Beton eingebracht und übertragen die mechanischen Schwingungen über ihren Außenmantel an den Beton. Für die Her­ stellung von Betonfertigteilen sind Innenrüttler aus betonier­ technischen sowie aus finanziellen Gründen nicht geeignet. Hier kommen Außenrüttler zum Einsatz.

Nach dem Stand der Technik werden bei der Herstellung von Stahlbeton-Fertigteilen der eingangs genannten Art hochfrequente Kreisrüttler eingesetzt, die an dem Stahlprofilskelett der Scha­ lung an allen Längsseitenwänden montiert sind. Eine derartige Schalung ist beispielsweise als DE-GM 76 04 427 bekannt. Von dem Stahlprofilskelett werden die generierten Schwingungen auf die Stahlhaut übertragen und von dort auf den zu verdichtenden Beton. Mit Hilfe von elektronischen Frequenzumrichtern kann jede belie­ bige Rüttelfrequenz erzeugt werden, so daß jede Schalung auf die für sie günstigste Rüttelfrequenz einstellbar ist, um ein optima­ les Verdichtungsergebnis zu erzielen.

Setzt man eine Beschleunigung von 8 g voraus, die im Mittel auf der Schalhaut generiert werden muß, sind Rüttelfrequenzen zwischen ca. 70 bis 100 Hz und Wegamplituden der generierten Schwingungen von ca. 0,8 bis 0,4 mm üblich. Niedrigeren Frequen­ zen sind stahlbautechnische Grenzen gesetzt, da z. B. die Wegam­ plitude, d. h. die Verformung der Schalhaut, bei 50 Hz Rüttelfre­ quenz 1,6 mm beträgt.

Mit Kreisrüttlern können gute bis sehr gute Verdichtungser­ gebnisse erreicht werden. Nachteilig ist jedoch die zu hohe von der deformierten Schalhaut und den deformierten Stahlprofilen des Skeletts ausgehende Lärmemission. Die Werte liegen über 100 dB (A) und sind damit für das Bedienungspersonal gesundheitsgefähr­ dend.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen der Beton bei einer Lärmemission 90 dB (A), also relative leise, verdichtet werden kann (Guntram Zanker: "Moderne Rüttel­ technik im Betonfertigteilwerk - dargestellt am Beispiel Werk Mayreder/Elster", Betonwerk + Fertigteil-Technik BfT, Heft 12/1993, Bauverlag GmbH, Wiesbaden). Hier kommen Pendelrüttler zum Einsatz, die an ihren Befestigungsplatten fast ausschließlich horizontal wirkende Zug- und Druckkräfte, und nur in einem sehr geringen Maße senkrecht dazu gerichtete Kräfte abgeben. Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich um Plattenumlaufanlagen sowie um Kippti­ sche. Diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß die Pendelrüttler nicht direkt an der Schalung befestigt sind, sondern an Rahmen, auf die die Schalung aufgestellt ist. Die Pendelrüttler sind da­ bei sowohl an einer Quer- als auch an einer Längsseite der Rah­ men angeordnet, wodurch diese bei in Betrieb befindlichen Rütt­ lern eine Taumelbewegung vollführen. Da bei den genannten Syste­ men die Schalhaut nicht mehr deformiert wird, ist es möglich, eine verdichtungsgerechte Beschleunigung bei großen Wegamplituden und geringen Rüttelfrequenzen zu erreichen. Eine Übertragung die­ ser Technik auf eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund der völlig unterschiedlichen Abmessungen nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auch für eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen eine Lösung zur Verfügung zu stellen, die es gestattet, den Beton bei einer Lärmemission von ca. 90 dB (A) zu verdichten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer gattungsge­ mäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers Pendelrüttler mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen be­ festigt sind.

Diese Lösung weicht von der bisher bekannten Betonverdich­ tungstechnik unter Verwendung von Pendelrüttlern dahingehend ab, daß nur noch an einer Seite der Schalung Pendelrüttler vorgesehen sind. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß allein schon durch die Anordnung von horizontal ausgerichteten Pendel­ rüttlern auf einer der Längsseiten der Schalung ein verdichtungs­ gerechtes Ergebnis erzielt werden kann. Dieses Resultat ist dar­ auf zurückzuführen, daß die Pendelrüttler neben den großen Zug- und Druckkräften quer zur Schalung auch, im Betrag geringfügige, vertikale Kraftvektoren generieren.

Über den starr mit der Schalung verbundenen starken Längs­ träger übertragen die in ihrem Umlauf durch die Kopplung der Rotorwellen synchronisierten Pendelrüttler ihre gerichteten Kräf­ te an die gesamte Schalung. Diese schwingt dadurch bei niedriger Rüttelfrequenz mit einer relativ langen Wegamplitude. Die für die Schwingbewegung erforderliche Zentrifugalkraft wird über die Rüttlergröße bzw. verstellbare Wuchtgewichte bestimmt, während über Frequenzumrichter die optimale Rüttelfrequenz einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt in schematischer Weise:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer π-Schalung zur Herstellung von schlaffen oder vorgespannten Stahlbetondecken,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schalung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer T-Binderschalung und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer I-Binderschalung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte π-Schalung hat eine Län­ ge von bis zu ca. 72 m und besteht aus einzelnen ca. 12 m langen Schüssen, von denen in Fig. 2 ein Schuß 1 dargestellt ist. Die einzelnen Schüsse sind starr miteinander zur langen Schalung verbunden.

Die π-Schalung setzt sich aus zwei Innenschalungen 2, 3 und aus zwei Außenschalungen 4, 5 zusammen. Diese bestehen aus verti­ kalen und horizontalen Aussteifungen 9, 10, welche die nicht wei­ ter dargestellte Schalhaut aus Stahlblech abstützen. Die Innen­ schalungen 2, 3 und die Außenschalungen 4, 5 sind weiterhin je­ weils durch die Aussteifungen. 9, 10 verbindende Längs- und Quer­ träger so verstärkt, daß sich eine biege- und verwindungssteife, robuste Konstruktion ergibt.

Die Innenschalung 2 ist ortsfest mit Querträgern 6 verbunden, auf denen die gesamte Schalung ruht. Die anderen Schalungsbau­ gruppen 3, 4, 5 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar, wobei Gleitschuhe ein Abheben und Verschieben in Längsrichtung verhin­ dern. In Fig. 1 ist die Außenschalung 5 mit Strichlinien in einer gegenüber der mit Vollinien dargestellten Arbeitsposition nach außen verfahrenen Position dargestellt.

Das Verfahren der Innenschalung 3 und der beiden Außenscha­ lungen 4, 5 ist für eine Veränderung des Querschnitts und für das Ein- und Ausschalen erforderlich. Diese Vorgänge werden mit dop­ pelt wirkenden Hydraulikzylindern 7 bewerkstelligt, wobei die Zy­ linder so ausgelegt sind, daß sie die beim Betonieren und Ver­ dichten auftretenden Horizontalkräfte aufnehmen können. Es sei hier erwähnt, daß anstelle der Innenschalung 2 natürlich auch die Innenschalung 3 oder eine der beiden Außenschalungen 4, 5 orts­ fest mit den Querträgern 6 verbunden sein kann.

Zwischen den beiden Innenschalungen 2, 3 ist ein Paßstück 11 eingefügt, mit dem der Abstand der Stege der π-Decke verändert werden kann. Die dadurch in der Schalhaut vorhandenen Fugen sind betondicht. Die Steghöhe und -breite der π-Decke wird durch Stegböden 8 bestimmt, die jeweils zwischen den Außen- und Innen­ schalungen 4, 2 bzw. 5, 3 vorgesehen sind. Diese Stegböden 8 sind in aller Regel an den Innenschalungen 2, 3 befestigt.

Je Innenschalung 2, 3 und je Außenschalung 4, 5 ist ein star­ ker Längsträger 12 in Form eines Kastenprofils vorgesehen, der sich über die gesamte Schalungslänge erstreckt und jeweils mit den vertikalen Aussteifungen 9 verschweißt ist. Am Längsträger 12 der Innenschalung 2 sind je Schuß 1 im Abstand voneinander drei Pendelrüttler 13 "System Losenhausen" der Firma Knauer Engin­ eering GmbH Industrieanlagen & Co., D-82538 Geretsried, angeord­ net, deren Befestigungsplatten mit dem Längsträger 12 verschweißt sind. An den Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der Längsträger 12 zusätzlich versteift.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Rotorwellen der drei Pendelrüttler 13 über Verbindungswellen 14 mechanisch gekoppelt sind, so daß die Pendelrüttler 13 zwangssynchronisiert umlaufen. Dadurch kann die große Masse der mit Beton gefüllten π-Schalung in mechanische Schwingungen mit großen Wegamplituden versetzt werden. Elektronische Frequenzumrichter sorgen dafür, daß die re­ lativ großen Exzentermassen der Pendelrüttler "weich" angefahren werden können und die erforderliche Rüttelfrequenz generiert wird. In Fertigungsversuchen ist zum Beispiel eine Rüttelfre­ quenz von 17,5 Hz bei einer Wegamplitude von 3 bis 4 mm gefahren worden, was zu einer Beschleunigungsamplitude bis zu 5 g führt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 sind die Pendelrüttler 13 an den Längsträger 12 der ortsfesten Innenscha­ lung 2 befestigt. Das hat zum einen den Vorteil, daß der Längs­ träger 12 noch zusätzlich mit den Querträgern 6 verschweißt wer­ den kann und zum anderen, daß der Rüttlerkrafteintrag, auf den Querschnitt der π-Schalung bezogen, relativ zentral erfolgt. Na­ türlich können die Pendelrüttler 13 auch am Längsträger 12 der Innenschalung 3 bzw. der Außenschalungen 4, 5 befestigt werden. Eine Anordnung der Pendelrüttler 13 an den Außenschalungen 4, 5 hätte den Vorteil einer besseren Zugänglichkeit zu den Pendel­ rüttlern 13 für Wartungs- und Reparaturarbeiten.

Die Querträger 6 stützen sich über Schwingmetalle 15 am Hal­ lenboden ab, wobei je Querträger 6 drei Schwingmetalle 15 vorge­ sehen sind. Die Schwingmetalle 15 sind so ausgerichtet, daß sie die Belastung aus dem Eigengewicht der Schalung und dem Frisch­ betongewicht, insbesondere aber die durch die Pendelrüttler 13 generierten großen Wegamplituden aufnehmen können.

Die in Fig. 3 gezeigte T-Binderschalung ruht auf Querträgern 6 und besteht aus zwei Schalungshälften 23, wobei auf der linken Bildhälfte ein T-Binder mit kurzem Steg und auf der rechten Bild­ hälfte ein T-Binder mit einem langen Steg dargestellt ist.

Am unteren Ende der Schalungshälften 23 sind starke U-Längs­ profile 16 vorgesehen, die auf Schlitten 17 angeordnet sind. Diese Schlitten 17 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar. Zu ihrer Betätigung sind doppelt wirkende, nicht dargestellte Hy­ draulikzylinder vorgesehen. Auf den Schlitten 17 sind weiterhin Lagerstellen 18 für Streben 19 angeordnet, die die Schalungshälf­ ten 23 über vertikale Aussteifungen 20 abstützen. Insoweit unter­ scheidet sich die T-Binderschalung nicht vom Stand der Technik.

Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist auf das U- Längsprofil 16 der rechten Schalungshälfte 23 ein starker Längs­ träger 12 in Form eines Kastenprofils aufgelegt, der mit diesem sowie den vertikalen Aussteifungen 20 verschweißt ist. An diesen Längsträger 12 sind, wie auch beim vorherigen Ausführungsbei­ spiel, im Abstand voneinander Pendelrüttler 13 mit zwangssynchro­ nisierten, horizontal liegenden Rotorwellen angeordnet. An den Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der Träger 12 versteift.

Es versteht sich von selbst, daß die Schwingmetalle 15 auch bei diesem Ausführungsbeispiel für die großen Wegamplituden der Schwingung ausgelegt sind.

Die in Fig. 4 dargestellte I-Binderschalung entspricht, abge­ sehen von der erfindungsgemäßen Pendelrüttleranordnung, dem Stand der Technik. Dieses Ausführungsbeispiel soll klarstellen, daß Binderschalungen nicht mit speziellen Längsträgern wie in den vorhergehenden beiden Beispielen ausgestattet werden müssen, wenn sie schon von Hause aus starke, für die Anbringung von Pendel­ rüttlern 13 geeignete Längsprofile 21 aufweisen. In Fig. 4 ist das Längsprofil 21 an den Befestigungsstellen der Pendelrüttler 13 lediglich durch Platten 22 versteift.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaf­ fen oder vorgespannten Stahlbeton-fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut und einem diese abstützenden Ske­ lett aus Stahlprofilen an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwin­ gungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers (12, 21) Pendelrüttler (13) mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen befestigt sind.