DE19631516A1 - Vorrichtung zum Aufnehmen von Schalungselementen für Bauteile aus Beton bei der Fertigung der Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von Betonfertigteilen werden die Schalungs­ elemente in den Betonwerken üblicherweise auf Rütteltischen an­ geordnet, die der Verdichtung des zwecks Formgebung unter Verwen­ dung der Schalungselemente vergossenen Betons dienen. Ein solcher Rütteltisch besteht üblicherweise aus einer Tragstruktur aus Stahlträgern und einer die Tischplatte bildenden Stahlplatte. Zur Vereinfachung der Entschalung und des Abhebens der durchgehärteten Betonteile sind Rütteltische oftmals mit ihrer Tischplatte kippbar eingerichtet. Die Rütteltische sind üblicherweise mit einer Erre­ gereinrichtung in Form von über die Tischplatte verteilt angeord­ neten Außenrüttlern ausgestattet, die die Tragstruktur aus den Stahlträgern und der Tischplatte in Schwingung versetzen können. Die Außenrüttler weisen elektromotorisch, pneumatisch oder hydrau­ lisch angetriebene Unwuchten auf und sind in geeigneter Weise in der Tragstruktur des Rütteltisches angebracht. Nach dem Aufbau der formgebenden Schalungselemente auf der Rütteltischplatte und dem Vergießen des Frischbetons in die Schalungselemente und die in diese häufig eingefügten Armierungen werden die Außenrüttler in Gang gesetzt, wodurch sich komplexe Schwingungsformen in der Trag­ struktur und insbesondere in der Rütteltischplatte ausbilden, die in der Folge zu einer Verdichtung des Betons führen. Die dabei in den Beton eingebrachte Vibrationsenergie ist bei den bekannten Rütteltischen mehr oder weniger ungleich verteilt. Die die Rüttel­ tischplatte unterstützende Tragstruktur wird durch die dort ange­ brachten Außenrüttler ebenso angeregt wie die Tischplatte, und es kommt in der Folge zu Prellschlägen zwischen Teilen der Tragstruk­ tur und zu einer komplexen Schallübertragung und Schallausbreitung in die Luft, die zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Ar­ beitsbedingungen für die Arbeitskräfte und zu einer ggf. gesund­ heitsgefährdenden Belästigung der Umwelt führt. Nicht selten wer­ den Schalldruckwerte über 100 dba erreicht.

Um den sehr lästigen hohen Schallpegel in Betonfertigteil-Werken bei Einsatz der mit Außenrüttllern betriebenen Rütteltische her­ abzusetzen, wurden bereits folgende Maßnahmen zur Anwendung ge­ bracht:

• a) Optimierung der Lage und der Frequenz der Außenrüttler, wobei insbesondere auch angestrebt wurde, Resonanzfrequenzen zu vermeiden,
• b) Aussteifung der Tragstruktur der Rütteltische und Verbesse­ rung der Verbindungen zwischen Tragelementen zur Vermeidung von Prellschlägen,
• c) Einsatz von dämmendem Material, um den Übergang Körperschall-Luft­ schall positiv zu beeinflussen,
• d) Einsatz von schwingungsabsorbierenden Werkstoffen zwischen den Elementen der Tragstruktur, um Körperschall-Übertragungen zu vermeiden, und
• e) schwingungstechnische Abkopplung der Tragstruktur vom Boden und Kraft- oder Weg-Erregung in horizontaler Ebene mit nied­ rigen Frequenzen, um die Entstehung von hohen Frequenzen, die besonders lästig sind, zu vermeiden.

Die vorgenannten Maßnahmen sind einzeln oder in passender Kombina­ tion wirksam, um die Entstehung von Lärm in der Umgebung der Rüt­ teltische zu reduzieren. Ihre nachträgliche Anwendung an bestehen­ den, ohne oder nur ungenügend mit Maßnahmen zur Schallreduzierung ausgerüsteten Rütteltischen erfordert eine aufwendige Nacharbeit und bedingt aufwendige Veränderungen des Systems. Außerdem sind die damit erzielbaren Verbesserungen sehr begrenzt, abgesehen von der Anwendung der horizontalen Rüttel- oder Gyrotechnik, die wie­ derum hinsichtlich der Erzielung einer ausreichenden Verdichtungs­ leistung problematisch und deswegen nicht anerkannt ist.

Angesichts des vorgenannten Standes der Technik besteht Bedarf nach einer Technologie zur Verminderung des Entstehens von Lärm in der Umgebung von Rütteltischen, die nachträglich ohne großen Auf­ wand bei bestehenden, nicht oder nur ungenügend gegen die Entwick­ lung von Lärm geschützten Rütteltischen anwendbar ist und auch generell als lärmoptimierter Lösungsvorschlag für die Herstellung von Beton-Fertigteilen in von Außenrüttlern beaufschlagten Scha­ lungen dienen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die zum einen einen gleichmäßigen Eintrag von Vibrationsenergie in den flüssigen Beton gewährleistet und bei hoher Leistungsdichte die Verdichtungszeit auf ein Minimum reduziert, zum anderen aber während der Verdichtung die Entstehnung von Körperschall in der Schal- und Tragstruktur, insbesondere in der Statikstruktur, ver­ meidet und damit den Übergang von Körperschall in Luftschall wei­ testgehend reduziert.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der er sich hinsicht­ lich der tragenden Statikstruktur um einen Rütteltisch bekannter einfacher, ungedämpfter Bauart mit einer auf Trägern aufliegenden Tischplatte handeln kann, von der die Außenrüttler entfernt wur­ den, sind zwischen der die Schalungselemente tragenden Schalungs­ haut und der Statikstruktur schallisolierende Verbindungsmittel eingefügt, und die Erregereinrichtung greift unter Umgehung dieser Verbindungsmittel mittelbar oder unmittelbar an der Schalungshaut an, so daß jegliche Schallübertragung zwischen der Schalungshaut und der Statikstruktur erheblich reduziert wird.

Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel zwischen der Schalungshaut und der Statikstruktur als zwischen diesen angeordnete Zwischen­ schicht aus körperschallisolierendem und schwingungsisolierendem Material ausgeführt (Anspruch 3), und greift die Erregereinrich­ tung durch diese Zwischenschicht hindurch an der Schalungshaut an (Fig. 6).

Die Unteransprüche haben weitere bevorzugte Maßnahmen bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 zum Gegenstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Aus­ führungsbeispiel noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer per­ spektivischer Ansicht in auseinandergezogenem Zustand, wobei die einzelnen Teile der Vorrichtung weggebrochen dargestellt sind,

Fig. 2 den Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II durch die Vorrichtung nach Fig. 1 im zusammengebauten Zustand.

Fig. 3 den Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II durch die Vorrichtung nach Fig. 1 mit gegenüber der Fig. 2 abge­ wandelter Zwischenschicht.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 weist eine Statikstruktur aus Stahlträgern 1a und einer auf den Trägern angeordneten, im Verdichtungsbetrieb horizontalen Platte 1b auf, die in der Regel aus Stahl besteht, aber auch aus anderen Materialien von hoher Festigkeit gebildet sein kann, und mit durchgehenden Öffnungen 1c versehen ist. Bei der Statikstruktur 1 kann es sich um einen Rütteltisch üblicher einfacher, ungedämpfter Bauart handeln, in dessen Tischplatte 1b die durchgehenden Öffnungen 1c nachträglich hineingeschnitten worden sind.

Der obere Teil der Statikstruktur mit der Platte 1b kann, wie in Fig. 1 angedeutet, gegenüber einem unteren fest am Boden veranker­ ten Teil 1d um eine Schwenkachse 1e hochschwenkbar verbunden sein, um die Handhabung des fertiggestellten Beton-Bauteils, insbesonde­ re dessen Herauslösen aus der Schalung, zu erleichtern.

Auf die Statikstruktur 1 ist eine Zwischenschicht 2 aufgelegt, die durchgehende Öffnungen 2c aufweist, die sich im zusammengebauten Zustand der gesamten Vorrichtung mit den Öffnungen 1c der Platte 1b der Statikstruktur decken. Die Zwischenschicht hat, wie in Fig. 2 und 3 angedeutet, eine wabenartige Struktur.

Auf der Zwischenschicht 2, deren Eigenschaften weiter unten noch näher erläutert werden, liegt im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung eine Schalhaut 3 auf, die in der Regel aus Stahl be­ steht, aber auch aus anderen Materialien mit stahlähnlichen Eigen­ schaften, z. B. aus glasfaserverstärktem hartem Kunststoff, beste­ hen kann. An dieser Schalhaut 3 sind durch die Öffnungen 1c der Platte 1b und die Öffnungen 2c hindurch über die gesamte Fläche der Schalhaut 3 hinweg passend verteilt Schwingungserreger in Form von Außenrüttlern 4 befestigt.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, kann die Befestigung der einzel­ nen Außenrüttler 4 jeweils über ein durch die Öffnungen 1c, 2c hindurchgreifendes Schwingungsübertragungselement 5 mit endseiti­ gen Befestigungsplatten 5a und 5b erfolgen, das mit seiner oberen Befestigungsplatte 5a starr an der Schalhaut 3 angebracht, z. B. angeschweißt, ist und an seinem aus den Öffnungen 1c, 2c heraus­ ragenden Ende den an seiner dortigen Befestigungsplatte 5b befe­ stigten, z. B. angeschraubten, Außenrüttler 4 trägt.

Die Zwischenschicht 2 ist eine viskoelastische Schicht, die die Schalhaut 3 ohne jegliche sonstige Tragstruktur von unten abstützt und eine dem mittleren Flächendruck standhaltende Festigkeit auf­ weist. Diese viskoelastische Schicht reduziert wesentlich die Übertragung von von den Außenrüttlern 4 und der Schalhaut 3 ausge­ hendem Körperschall auf die darunter befindliche Statikstruktur 1a, 1b, die sonst eine der Hauptursachen für die Lärmabstrahlung in die Umgebung des Rütteltisches bzw. der Aufnahmevorrichtung ist. Des weiteren begünstigt die Zwischenschicht die Vergleichmäßi­ gung und Verstärkung der von den Außenrüttlern 4 bewirkten Schwin­ gung der darüber liegenden Schalhaut 3 zur Anregung der Betonver­ dichtung.

Vorzugsweise besteht die viskoelastiche Zwischenschicht 2 aus einem Gradientenwerkstoff, der in relativer Nähe zur Schalhaut 3 relativ weichelastisch ist und somit mechanische Eigenschaften aufweist, die die Ausbreitung von Schwingungen in der darauf lie­ genden Schalhaut 3 begünstigen, und der auf der der Statikstruktur zugewendeten Seite demgegenüber dämpfende und plastische Eigen­ schaften aufweist, um die Körperschall-Übertragung auf die Statik­ struktur 1a, 1b weitgehend zu vermeiden. Diese Eigenschaften der Zwischenschicht können auf verschiedene Weise erreicht werden, z. B. dadurch, daß verschiedene geeignete Grundstoffe miteinander verbunden werden oder Kompositwerkstoffe zum Einsatz kommen, deren mechanische Eigenschaften den Forderungen entsprechen.

Die gewünschten Eigenschaften der Zwischenschicht können z. B. durch unterscheidliche Zuschlagstoffe in übereinander befindlichen Höhenabschnitten einer gemäß Fig. 2 aus einem ansonsten gleichen, also monolithischen Grundwerkstoff bestehenden Zwischenlage erhal­ ten werden.

Eine andere Möglichkeit eine Zwischenschicht mit Gradienteneigen­ schaften zu erhalten besteht gemäß Fig. 3 darin, die Zwischen­ schicht 2 aus mehreren, übereinander gelegten Lagen aufzubauen. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 sind drei Lagen vorgesehen. Jede der drei übereinander liegenden Lagen der Zwischenschicht 2 hat abhängig davon, wie groß der prozentuale Anteil an Lufträumen in ihr ist, wie dick die Lage ist, und welche Elastizitätseigenschaf­ ten der für sie verwendete Werkstoff hat, unterschiedliche elasti­ sche und schalldämpfende Eigenschaften, wobei auch hier die der Schalhaut 3 zugewendete oberste Lage 2a relativ weichelastisch ist, die mittlere Lage demgegenüber einen größeren Elastizitäts­ modul aufweist und die unterste, der Statikstruktur 1a, 1b zuge­ wendete Lage vornehmlich schalldämpfende und plastische Eigen­ schaften aufweist, die vorrangig die Körperschall-Übertragung auf die Statikstruktur verhindern oder zumindest erheblich reduzieren.

Die Außenrüttler 4 werden vorzugsweise mit jeweils in ihnen be­ findlichen miniaturisierten Frequenzumrichtern betrieben (nicht dargestellt), die in Verbindung mit den Außenrüttlern 4 eine Re­ gelstrecke für die Drehzahl und damit für die krafterregte Schwin­ gungsfrequenz aufweisen. Durch eine Fernsteuerung kann dann damit die Frequenz der einzelnen Außenrüttler unabhängig voneinander eingestellt werden, was einer Vergleichmäßigung des Schwingungs­ profiles der Schalhaut 3 sehr entgegenkommt.

Vorzugsweise werden die Schwingungsübertragungselemente 5 so ge­ staltet, daß das aus ihnen, der Schalungshaut 3 und den Außenrütt­ lern 4 bestehende Schwingungssystem bei der gewählten, gewünschten Erregerfrequenz in Resonanz gerät, womit eine Kraftverstärkung der Schwingungserregung erzielt wird. Diese Kraftverstärkung der Schwingungserregung wird über die Optimierung der Werktstoff-Di­ mensionen und die Abstimmung der Frequenzen dergestalt erreicht, daß die durch die Außenrüttler 4 direkt angeregte, über der Zwi­ schenschicht 3 befindliche Schalungshaut, die z. B. eine Dicke von 5 mm bei einer Oberfläche von mehreren qm haben kann, in Resonanz­ schwingungen versetzt wird, wobei jedoch durch die besondere Ge­ staltung der Anbindung der Außenrüttler an den Schalungskörper 3 über die Schwingungsübertragungselemente 5 sichergestellt ist, daß dabei Körperschall nicht oder nur sehr stark gedämpft auf die vorhandene Statikstruktur 1a, 1b übertragen wird.

Die Erfindung eignet sich auch besonders gut für ihre Anwendung auf bestehende Rütteltische, die keine oder nur eine ungenügende Schallisolierung aufweisen, da bei diesen Rütteltischen außer der einfach zu bewerkstelligenden Demontage der Außenrüttler von ihren bisherigen Positionen nur die vorhandene Tischplatte mit Öffnungen zum Durchführen der Schwingungsübertragungselemente 5 versehen werden muß, um den vorhandenen Rütteltisch als tragende Statik­ struktur für die erfindungsgemäße Vorrichtung heranziehen zu kön­ nen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufnehmen von Schalungselementen zur Ferti­ gung von Bauteilen aus Beton, mit einer tragenden Statik­ struktur (1a, 1b) und einer damit verbundenen, zum Verdichten des noch plastischen Betons mittels einer Erregereinrichtung (4) in Schwingung versetzbaren flächigen Schalungshaut (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schalungshaut (3) und der Statikstruktur (1a, 1b) schallisolierende Verbin­ dungsmittel (2) eingefügt sind und die Erregereinrichtung (4) unter Umgehung dieser Verbindungsmittel (2) mittelbar oder unmittelbar an der Schalungshaut (3) angreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (4) und die Verbindungsmittel (2) so auf­ einander abgestimmt sind, daß die Verbindungsmittel (2) die Schwingungserregung der Schalungshaut (3) unterstützen und gleichmäßig über diesen hinweg verteilen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel als Zwischenschicht (2) aus kör­ perschallisolierendem und schwingungsisolierendem Material zwischen der Statikstruktur (1a, 1b) und der Schalungshaut (3) ausgeführt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zwischenschicht (2) im wesentlichen gleichmäßig über die Schalungshaut (3) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (2) aus einem Gradientenwerkstoff be­ steht, der die Schwingungen der Schalungshaut (3) nur wenig dämpft, gleichzeitig aber zur Statikstruktur (1a, 1b) hin eine körperschallisolierende Funktion erfüllt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch die Zwischenschicht (2) durchsetzende Schwingungsüber­ tragungselemente (5) zwischen der Erregereinrichtung (4) und der Schalungshaut (3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsübertragungselemente (5) so gestaltet sind, daß das aus ihnen, der Schalungshaut (3) und dem Erregersystem (4) bestehende Schwingungssystem bei der gewählten Erreger­ frequenz in Resonanz gerät.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statikstruktur (1a, 1b) aus dem Un­ terbau (1a) und der Tischplatte (1b) eines Rütteltisches üblicher bekannter Bauart besteht, dessen Tischplatte (1b) mit Öffnungen für den Durchgriff der Schwingungsübertragungs­ elemente (5) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tischplatte (1b) zwischen einer horizontalen Stellung und einer vertikalen Stellung verschwenkbar ist und Haltelemente vorgesehen sind, um die Tischplatte (1b), die Zwischenschicht (2) und die Schalungshaut (3) in den Schrägstellungen der Tischplatte (1b) an dieser zu halten.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung aus über die Scha­ lungshaut (3) verteilt angeordneten, ggf. über Schwingungs­ übertragungselemente (5) auf diese einwirkenden Außenrüttlern (4) besteht.