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Maschine zum Umwickeln von Behältern aus Beton mit Draht Die Erfindung
betrifft eine Maschine zum Umwickeln von Behältern aus Beton mit Stahldraht. Es
ist bekannt, die Wände von Betonbehältern mit rundem oder ovalem Querschnitt, die
im Betrieb einem Innendruck ausgesetzt sind, mit unter Zugspannung stehendem Stahldraht
zu umwickeln, so daß im Beton eine tangentiale Druckspannung erzeugt wird. Bei diesen
Maschinen umkreist ein Gestell mit einer Plattform, auf der ein ,Draht haspel und
eine Spilltrommel gelagert sind, den Behälter, indem sich die Spilltrommel auf einnn
um den Behälter und über die Spilltrommel gespannten Seil abrollt, wobei die Plattform
in der Höhe verstellt. wird, so daß sich ein vom Haspel abrollender Draht schraubenlinienförmig
mit gewünschter Steigung um den Behälter wickelt.
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Der Drahtzug wird bei bekannten Muschänen dieser Art dadurch erzeugt,
daß der Draht durch eine Ziehdüse gezogen wird, welche dessen Querschnitt verdünnt.
Diese Maschinen erfordern für die Erzeugung des Drahtzuges einen sehr hohen Kraftaufwand
und bedingen, daß der Anfang eines Drahtbundes des abzuwickelnden Drahtes bemits
dünner ausgezogen ist, damit er durch die Düse gezogen und wn Behälter befestigt
werden kann. Bei einer anderen bekannten Mlaschine wntd der Draht zwischen Klemmplatten
hirndurchgezogen. In beiden Fällen wird die entstehende Reibung in Wärme umgewandelt,
welche durch Kühlmättel beseitigt werden muß, und bei beiden Ausführungen bietet
die Verbindung des Endes eines ablaufenden Drahtbundes mit dem Anfang eines neuen
Drahtbundes einen BetriebsunteTbruch, weil die an der Verbindungsstelle entstehende
Verdickung weder die Ziehdüse noch eine KBenmeinrichtung passieren kann.
Die
Antriebsleistung des Motors berechnet sich bei solchen Maschinen aus Wickelgeschwindigkeit
und Zugkraft des Drahtes zusätzlich sämtlicher Reibungsverluste: Wird z. B. ein
5-mm-IStahldraht unter einem Zug von 2ooo kg mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s
um die Wand eines Behälters gewickelt, so ist die reine Wickelleistung zooo
x. 1,5 75 - 4o PS. Derartige Maschinen sind daher ziemlich groß, schwer und
teuer und erfordern stets einen Bedienungsmann auf deren Plattform.
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Diese Nachteile zu beseitigen ist der Zweck der vorliegenden Erfindung.
Sie besteht darin, daß zur Erzeugung der Wickeldrahtspannung die Kombination einer
Spilltrommel und einer mit dieser in kraftschlüssiger Verbindung stehenden Wickelscheibe
.dient, welche so zusammenwirken, daß der Abrollweg der Spilltrommel auf dem Drahtseil
größer ist als die in der gleichen Zeit von der fVickelsoheibe freigegebene Länge
spannungslosen Drahbew.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
veranschaulIicht. Es zeigt Fig. i die @-Maschine im Aufriß, Fig. 2, im Grundriß
und Fig. 3 im Seitenriß, Fig. 4 und 5 eine in ihrem Abrolldurchmesser veränderbare,
als Spilltrommel oderDrahtabwickelscheibe verwendbare Scheibe, Fig. 6, eine als
D'rahtwickelscheibe verwendbare Scherbe-.
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Das Fahrgestell 29 ist mittels des Armes 29a, dessen Lagerbüchse 3o
auf dem in der Achsmitte des Behälters 31 angeordneten Bolzen 3.1a gelagert ist,
um den Behälter 31 drehbar, wobei die Laufräder 44 auf der Außenwand des Behälters
311 abrollen. Auf dem Fahrgestell 29 sitzt der Motor 34, der das Schneckenrad 32
antreibt, welches auf der Büchse 33 festsitzt, die in Lagern 3311 drehbar gelagert
ist. Inder Büchse 3.3 ist die Welle 38, axial verschiebbar, aber undrehbar gelagert.
Von dem Motor 34 wird über ein nicht näher gezeichnetes Getriebe die !Seilwinde
35 kuppelbar angetrieben, mittels welcher der am Windenseil 36 hängende Wickelrahmen
37 in seiner Höhe verstellt wird, um den Wickeldraht mit einer vorbestimmbaren Steigung
auf den Behälter aufzuwicloe-ln. Diie Räder 44 des Wickelrahmens stützen eich gegen
die Außenwand des Behälters 31 ab, und die Räder 449 tragen das Fahrgestell. Der
Antrieb der Winde kann, wenn vom Motor entkuppelt, auch mittels Kurbel von Hand
erfolgen. Die Welle 38 kann z. B. aus einem oder mehreren zusammengekuppelten Stücken
eines Vierkantrohres bestehen. ;Sie isst an ihrem unteren Ende mit der Welle 39
das Wickelwerkes gekuppelt, auf der die Spilltrommel 4o fesit aufgekeilt ist. Die
Wickelscheibe 41 ist auf der Welle 39 frei drehbar gelagert und ist mit der Spilltrommed
durch die Rutschkupplung 42 verbunden.
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Das Drahtseil 45 wird, wie in Fig. 2 ersichtlich, in bekannter Weise
um den Behälter 311, die Spilltrommel 4o und die Spannrolle 416 gelegt und durch
Betätigung des Handrades 47 angespannt.
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Auf der Welle 48 sind die Spannrolle 46 und das Handrad 47 sowie das
Zahnrad 51 drehbar ge@ lagert, während das Zahnrad 5.o mit dieser verkeilt ist.
Die Welle 48 ist an ihren beiden Enden verzahnt, und deren Zähne stehen mit je einer
Zahnstange im Eingriff. Die obere Zahnstange 49 ist aus der Fig. ,2, der Zeichnung
ersichtlich. Das Zahnrad 5o, das auf der Welle 48 aufgekeilt ist, besitzt einen
Zahn mehr als das. Zahnrad 5.i, welches frei auf der Welle 48 gelagert ist und mit
seinem Zapfen 512 in eine Vertiefung -des Rahmens 37 greift, so daß es sich nicht
um seine eigene Achse drehen kann. Das Handrad 47, das sich auf der Welle 48. dreht,
trägt ein Umlaufzahnrad 53, weilches mit den Rädern 5o und 51 im Eingriff steht.
Die Spannralle 46 kann über die ein- und ausrückbare Rutschkupplung 54 auf das Handrad
47 ein Drehmoment übertragen. -Durch Drehen des Handrades 47 in Pfeilrichtung (Fig.
2) wälzt sich das Umlaufzahnrad 53 auf den Rädern 51 und 5o ab, wodurch sich letzteres
infolge der Zahndifferenz derselben bei jeder Umdrehung des Handrades 47 um eine
Zahnteilung in der gleichen Richtung dreht und die Welle 48 auf ihren Zahnstangen
abwälzt. Dadurch vergrößert sich der Achsabstand zwischen den Wellen 39 und 48,
wodurch ein straffes Anspannen des aufgelegten 45 infolge der großen Übersetzung
mit geringer Kraft am Handrad möglich ist. Während des Umlaufes des Rahmens 37 um
den Behälter bleibt die Ru tschkupplung 54 eingerückt, wodurch die Seilspannung
automatisch auf einem bestimmten Wert gehalten wird, der an der Rutschkupplung durch
nicht gezeichnete Mittel einstellbar ist.
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Der Wickeldraht 55 wird vom Ablaufhaspel 56 durch ein Rohr 57 auf
die Wickelscheibe 41 geführt, in bekannter Weise einige Male um die Wickelscheibe
41 geschlungen, so daß er- tangential nicht mehr ruüschen kann, und sein Anfang
an der Behälterwand befestigt. Durch das gekrümmte Rohr 57 wird der Draht gebremst,
so daß er unter einer geringen Zugspannung auf die Wickelscheibe 4.1 läuft. Diese
kann auch an ihrem Umfang mit einer keilförmigen Rille verstehen sein, in, welcher
der Draht liegt. Bei geeignetem Keilwinkel genügt ein Umschlingungswinkel von weniger
als 36o0, um den Draht gegen tangentiales Verschieben auf der S'chei@be zu sichern.
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Wird nun die Maschine in Betrieb gesetzt, so wälzt sich die Spilltrommel
4o auf dem Drahtseil 45 ab, wodurch die ganze Maschine in Pfeilrichtung (Fig. i)
an der Behälterwand entlang geführt wird.
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Der Durchmesser der Wickelscheibe 41 ist kleiner als derjenige der
Spilltrommel4o. Vollführt diese z. B. eine Umdrehung, so ist ihr Abrollweg auf dem
Drahtseil größer als die spannungslose Drahtlänge, welche in der gleichen Zeit von
der Wickelscheibe abgewickelt wird. Dadurch wird der Draht zwischen dieser und der
Behälterwand gespannt. Nach Überschreiten einer an der Rutschkupplung 42 einstellbaren
Drahtspannung findet zwischen Spilltrommel
und Wickelscheibe eine
Relativbewegung statt.
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Diese kann durch geeignete Wahl des Wickelscheibendurchmessers auf
ein Minimum beschränkt werden.
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Die vom Motor zu liefernde reine Wickelleistung ist nun proportional
der Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten von Spilltrommel und Wickelscheibe und
beträgt daher nur noch einen Bruchteil, z. B. 5 °/o der Leistung bekannter Maschinen.
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Infolge der geringen Gleitgeschwindigkeit in der Rutschkupplung 42
erwärmen sich ihre Reibelemente nur geringfügig. Dadurch bleibt das einmal eingestellte
Rutschdrehmoment praktisch konstant und damit auch die Zugspannung des aufgewickelten
Drahtes.
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Es isst nun auch möglich, die Drahtbunde auf bekannte Weise zu beliebig
schweren Bunden zusammenzufügen, denn die Maschine setzt den verdickten Verbindungsstellen
kein Hindernis entgegen, wie bei Verwendung einer Ziehdüse. Der Ablaufhaspel 56
kann auch auf dem Verbihdungsa.rm 29 nahe des Behälterzentrums angebracht werden,
wodurch das Fahrgestell 29 entlastet und der Fahrwiderstand verringert wird. Wird
der Drahtbund so schwer gewählt, daß er zur Bewicklung des ganzen Behälters ausreicht,
so kann die Bewicklung vollautomatisch in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt
werden. Es ist auch nicht nötig, da.ß ein Bedienungsmann auf der Maschine verbleibt.
Hat der Wickelrahmen 37 die gewünschte Höhe erreicht, so kann die Maschine mittels
eines Anschlages an der Welle 38 oder am Seil 36 abgestellt werden.
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Die Hubgeschwindigkeit der Winde 35 kann mit bekannten Mitteln progressiv
vergrößert werden, so daß der Abstand zwischen den Drahtwindungen des Behälters
nach oben hin zunimmt.
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Der Durchmesser der Wickelscheibe wird zweckmäßig möglichst groß gewählt,
damit in dem auf ihr laufenden Wickeldraht zufolge der Krümmung keine oder doch
möglichst geringe Eigenspannungen entstehen, welche bekanntlich das Kriechen des
gespannten Wickeldrahtes fördern und daher nachteilig sind.
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Weitere konstruktive Ausführungen des Erfindungsgedankens sind folgende:
Spi.lltrommel und Wickelscheibe werden derart miteinander verbunden, daß sie sich
relativ zueinander nicht verdrehen können, also z. B. auf der gleichen Welle fest
aufgekeilt sind. Zur Regulierung der Wickeldrahtspannung kann dann die Spilltrommel
oder die Wickelscheibe in ihrem Durchmesser verstellbar, wie in Fig. q. angedeutet,
ausgeführt werden.
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Der Verstellmechanismus kann derart sein, daß der eingestellte Durchmesser
von der Seil- und der Wickeldrahtspannung unabhängig ist, oder aber auch Zwischenschalten
eines elastischen Gliedes, z. B. einer Feder 6o (Fig. 5), derart, daß sich die Einstellung
automatisch einer veränderten Seil-oder Drahtspannung anpaßt. Ferner können Wickelscheibe
und Spilltrommel in ihrem Durchmesser unveränderlich ausgeführt und als abgestufte
Trommel miteinander vereinigt werden, wie in Fik. 6 dargestellt. Es kann auch mehr
als eine Abstufung vorgesehen werden, wobei dann jede einer bestimmten Drahtspannung
entsprechen würde.
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Spilltrommel oder Wickelscheibe können auch konisch ausgeführt sein,
wobei je nach axialer Lage von Draht oder Seil ein anderes Durchmesserverhältnis
und damit eine andere Drahtspannung zustande kommt.
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Ferner kann zwischen Spilltrommel und Wickelscheibe mit konstantem
Durchmesser ein Stufen-oder stufenloses Getriebe eingefügt werden, wobei die jeweilige
Drahtspannung durch die Getriebeübersetzung geregelt werden kann. Eine Rutschkupplung
zwischen. Spilltrommel und Wickelscheibe kann zusätzlich vorgesehen werden, damit
eine gewisse '.Maximalspannung des Wickeldrahtes keinesfalls überschritten wird.