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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen, schrittweisen
Herstellung von Gitterträgern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen, schrittweisen Herstellung von Gitterträgern aus Gurtstab- und Gitterstabmaterial sowie auf eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind zwar verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, um Bügel für Gitterträger oder zickzackförmige Bauteile auf wirtschaftliche Weise industriell herzustellen. Die Verbindung so hergestellter Bügel mit den Gurtstäben erfolgte aber bisher mittels Schweissbrenner od. dgl. in Handarbeit.
Eine maschinelle Herstellung ist lediglich für Fugen-und Tragbänder für aneinanderstossende Bauplatten vorgeschlagen worden. Diese Tragbänder bestehen aus zwei wellenförmigen gebogenen dünnen Drähten mit einem diese stegartig verbindenden Metallband. Abgesehen davon, dass ein solches Produkt, bei welchem die Drahtwellen keinerlei statische Aufgabe zu erfüllen haben, mit einem Gitterträger nicht verwandt ist, erfolgt der Vorschub der Drähte im Spannungszustand derselben gleichzeitig mit dem durch Formgebungsrollen bewirkten Biegevorgang. Diese Vorgangsweise genügt für den angegebenen Zweck der herzustellenden Produkte, nicht aber für Gitterträger wegen der bei diesen für die Bildung der Knotenpunkte erforderlichen besonderen Genauigkeit.
Darauf nimmt aber die Erfindung in besonderer Weise Rücksicht und bezweckt eine völlig mechanisiert Herstellung von Gitterträgern mit der für diese erforderlichen Gewährleistung der genauenAbmessungen der zwischen den Knotenpunkten verlaufenden Partien der mit entsprechenden Querschnittsstärken bemessenen Gurt- und Gitterstäbe.
Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss das zur Bildung jeweils eines Gitterfeldes, entsprechend den unterschiedlichen Längen der Elemente im Gitterfeld, von Vorratsmengen zu entnehmende Gurtstab- und Gitterstabmaterial in einem die gleichzeitige Weiterbewegung des bereits fertiggestellten Teiles des Gitterträgers mitumfassenden Arbeitstakt, mit unterschiedlichen Längen vorgeschoben wird und in weiteren, jeweils zwischen den Vorschubtakten erfolgenden Arbeitstakten das vorgeschobene Gitterstabmaterial in die Gitterstabform gebracht sowie die Gitterstäbe mit den Gurtstäben zum Fachwerk verbunden werden, wobei die einzelnen Arbeitsvorgänge über Bereiche des entstehenden Gitterträgers verteilt sind.
Das Verfahren kann in weiterer Ausbildung des Grundgedankens der Erfindung in der Weise ausgeübt werden, dass vor der Formung des Gitterstabmaterials in die Gitterstabform vom Gitterstabmaterial der doppelten Entfernung diagonal benachbarter Knotenpunkte entsprechende geradlinige Abschnitte hergestellt, in Bügelform gebracht und mit den Gurtstäben verbunden werden. Hiebei kann vor ihrem Verbinden mit dem in die Endform gebrachten Gitterstabmaterial eine Kaltvergütung von Gurtstäben erfolgen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Vorrichtung vorteilhaft, welche ebenfalls einen Gegenstand der Erfindung bildet und durch die nachfolgenden, zusammenwirkenden Einzelvorrichtungen gekennzeichnet ist : Durch eine von einem gemeinsamen Antriebsmittel betätigte Vorschubeinrichtung sowohl für das
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die Endform gebrachten Gitterstäbe mit den Gurtstäben. Dabei ist eine zentrale Schaltvorrichtung zur aufeinander abgestimmten Betätigung der zusammenwirkenden Vorrichtungen vorgesehen.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass. zur Erzielung des für die Gurtstabmaterialien und für die Gitterstabmaterialien erforderlichen unterschiedlichen Vorschubes getrennte, mit Klemmitteln ausgestattete Transportschieber vorgesehen sind, wobei der Transportschieber
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des Gitterstabmaterials mit dem den Vorschub bewirkenden Antriebsmittel direkt, der Transportschieber des Gurtstabmaterials jedoch mit dem Antriebsmittel nur indirekt über eine einen Leerweg zulassende
Kupplung verbunden ist.
Als Biegevorrichtung für das Gitterstabmaterial dient vorteilhaft ein mit einer Matrize zusammenwir- kender Formbiegestempel.
Vor der Biegevorrichtung für das Gitterstabmaterial kann eine Ablängvorrichtung für dieses vorgese- hen sein, wenn das Gitterstabmaterial in Form einzelner Bügel zur Verarbeitung gelangen soll. Die Ver- bindurgsvorrichtung für die Gitterstäbe mit den Gurtstäben enthält vorteilhaft mindestens eine Schweiss- vorrichtung.
Die Vorrichtung kann zur Vornahme von Schweissverbindungen an allen Knotenpunkten der Gurtstäbe und Gitterstäbe ausgebildet sein, um Gitterträger üblicher Ausbildungen maschinell herstellen zu können.
Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung auf die industrielle Herstellung von Gitterträgern besonderer
Bauart abzustellen. Wenn z. B. die Gitterstäbe nur an einem Gurtstab angeschweisst werden sollen, wäh- rend für die andern Gurtstabverbindungen mit den Gitterstäben ein Klemmschluss vorgesehen ist, so wird zusätzlich zur Schweissvorrichtung eine Vorrichtung zum U-formigen Umbiegen der entsprechenden Par- tien der Gitterstäbe um die entsprechenden Gurtstäbe bis zur teilweisen Umschlingung angeordnet. Gleich- zeitig oder durch eine weitere Vorrichtung kann die Festklemmung der Gitterstäbe an die Gurtstäbe in den entsprechenden Knotenpunktbereichen erfolgen.
Als gemeinsame3 Antriebsmittel für alle Teile der Vorrichtung dient vorteilhaft ein einziger mit einer Steuerwelle der Schalteinrichtung zusammenwirkender Motor. Die Anwendung eines Schubkurbel- triebes, welcher mindestens die Vorschubvorrichtung und die Biegevorrichtung betätigt, ist besonders zweckmässig. Jedoch kann hiefür auch ein hydraulisches System oder sonst ein geeignetes Antriebsmittel vorgesehen sein.
Zur Bildung räumlicher Fachwerke ist im Rahmen der Erfindung auch die paarweise Anordnung der
Vorschubvorrichtung für paarweise vorgesehene Obergurtstäbe sowie der Formbiegevorrichtung für paar- weise vorgesehene Gitterstäbe und der diesen nachgeordneten Vorrichtung zur Verbindung dieser Stäbe untereinander vorgesehen, während für die Verbindung der Gitterstäbe mit dem gemeinsamen Untergurt nur eine Verbindungsvorrichtung erforderlich ist. Die Begriffe Ober- und Untergurt sind hiebei nicht wört- lich aufzufassen, sondern umschliessen auch die Anwendung der erfindungsgemäss hergestellten Raumfach- werkträger mit einem oben liegenden und zwei unten liegenden Gurtelementen. Weitere Einzelheiten sind an Hand der auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel bezogenen Beschreibung er- läutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch in abgerissener Darstellung die erfindungsgemässe Vorrichtung in in der Längsrichtung aneinanderschliessenden Ansichten. Die Fig. 3 und 4 zeigen Details geschnitten nach den Linien I -I bzw. II -II von Fig. 1. Die Fig. 5 und 6 beziehen sich auf Phasen bei der Bildung des Trä- gers aus den Gurt- und Gitterstabmaterialien. In Fig. 7 ist ein weiterer Arbeitsgang veranschaulicht.
Die Gurt- und Gitterstabmaterialien können von nicht dargestellten und in der Anzahl der zur An- wendung gelangenden Stäbe. vorgesehenen Haspeln abgenommen werden. Als Gurt- und Gitterstabmate- rialien dienen in der Regel Drähte. Nach ihrer Abnahme von den Haspeln durchlaufen diese eine Richt- maschine 1 (Fig. 1) sowie gegebenenfalls eine Entzunderungsvorrichtung. Insbesondere für Gurtdrähte kann auch noch eine Kaltvergütungsvorrichtung vorgesehen sein. Solche Vorrichtungen sind für sich bekannt.
Von der Richtmaschine 1 ab laufen Drähte vorzugsweise nur mehr in geradliniger Richtung weiter und gelangen in den Bereich der Vorschubeinrichtung. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Vorschubeinrichtung aus zwei getrennten Transportschiebern 9, 10. Der Transportschieber 9 dient für den Vorschub der Gitterdrähte, der Transportschieber 10 bewerkstelligt den Vorschub der Gurtstäbe.
Die Bewegungsvorgänge der für das Ausführungsbeispiel gewählten Vorschubeinrichtung sind folgende : EinMotor 2 (Fig. 2) steht mit einem Schwungrad 3 mittels eines Riemenantriebes elastisch in Verbindung.
Das Schwungrad dient in bekannter Weise zum Ausgleich der Belastungsspitzen. Hinter dem Schwungrad befindet sich eine Kupplung, so dass vom Schwungrad 3 ab der übrige Mechanismus vom Antriebsmittel vollkommen getrennt werden kann. Hinter der Kupplung befindet sich zur Erreichung der für den Arbeits- vorgang erforderlichen Drehzahl ein Untersetzungsvorgelege. Die Endwelle des Vorgeleges ist einerseits über einen auf die halbe Drehzahl untersetzten Kettenantrieb 4 mit der Antriebswelle 5 der Vorschubkurbel starr verbunden, anderseits mittels einer Stiftkupplung an die Antriebskurbel der Trägereinrichtung lösbar angeschlossen.
Zur Bewegungsübertragung befindet sich zwischen Antriebswelle, Vorschubeinrichtung und Kurbelwelle 7 ein entsprechender Kegeltrieb 6 (Fig. 1). Der Schubkurbelantrieb ist beim Ausführungsbeispiel
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verstellbar ausgebildet, um mehrere Vorschublängen der Gitterstäbe zu ermöglichen. Die Kurbelstange 8 des Kurbelantriebes ist mit dem ersten Transportschieber 9 gelenkig verbunden. Der Vorschub erfolgt nun in der Weise, dass bei Beginn der Bewegung des ersten Transportschiebers 9 das Gitterstabmaterial erfasst und schlupffrei vortransportiert wird. Der erste Transportschieber 9 ist mit einem zweiten Transportschieber 10 auf gemeinsamen Führungsstangen 11 gelagert.
Durch das Vorschieben des ersten Transportschiebers 9 kommt dieser am zweiten Transportschieber 10 zur Anlage und schiebt diesen bis zur vorderen Tot- punktlage vor sich her, wobei die am Schieber 9 fixierte Schleppstange 31 durch die für sie im Schieber 10 vorgesehene Ausnehmung hindurchgleitet. Nach Anlage der beiden Schieber 9 und 10 aneinander nimmt der zweite Transportschieber 10 ebenfalls schlupffrei das Gurtstabmaterial um die erforderliche Wegstrecke mit. Es ist also ein zweiphasiger Vorschub erzielt, der die verschiedenen Längen der Vorschübe der Gitterund Gurtstäbe ergibt. Der Vorschub der Gitterstäbe erfolgt entsprechend der erforderlichen Mehrlänge derselben, bezogen auf einen bestimmten Trägerabschnitt zunächst allein, woran dann der gemeinsame Vorschub der Gitter-und Gurtstäbe anschliesst.
Auf diese Weise wird die gesamte Vorschubbewegung aller Stäbe von einem Antriebselement bewerkstelligt, ohne dass je ein separates Steuerelement für den Vorschub der verschiedenen Stabgattungen benötigt würde. Ein solches wird durch die Wirkung der zwischen den Transportschiebern 9 und 10 wirksamen Kuppel- bzw. Schleppstangen 31 entbehrlich.
Bei der Rückwärtsbewegung der Kurbelstange 8 in die hintere Totpunktlage werden nach vorherigem Öffnen der Transportschlösser und Schliessen von Festhalteschlössern die Transportschieber 9,10 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt. Dabei wird die in Fig. 1 dargestellte, rückwärtige Endlage des Trans- portschiebers 10 durch die mit einem Teil 33 des Maschinengestelles bei der Rückwärtsbewegung des Transportschiebers 10 in Anschlag kommende Schleppstange 32 bestimmt, damit der Schieber 10 nicht unter der Wirkung der Beschleunigung über diese Endlage hinausgleitet. Der Transportschieber 9 setzt hierauf die Rückbewegung in seine Ausgangslage allein fort. Um die Wegdifferenz zwischen beiden Transportschiebern auszugleichen, ist also ein entsprechender Leerhub vorgesehen.
Auf der Antriebswelle 5 der Vorschubkurbel ist ein Steuerexzenter 12 aufgekeilt, der während des Rückwärtsganges der Vorschubkurbel zu Beginn der Bewegung den Kurbelantrieb für den Formbiegestempel 13 mit der Vorgelegewelle durch eine geeignete Kupplung starr verbindet und am Ende der Bewegung wieder hievon trennt. Auf der Kurbelwelle 14 des Formbiegestempels 13 sind entsprechend geformte Nocken 15 vorgesehen, die ihrerseits während des Arbeitsvorganges des Formbiegestempels 13 beim Ausführungsbeispiel eine zur Schweissung vorgesehene Punktschweissmaschine 16, ferner eine zur Ablängung des Gittermaterials vorgesehene Schere 17 und-im Falle des Vorsehens einer Klemmverbindung - eine zum Klemmen der Gitterstäbe an einzelne Gurtstäbe dienende Klemmzange 18 betätigen.
Die Betätigung der Punktschweissmaschine 16 sowie der Klemmzange 18 kann hydraulisch erfolgen ; vornehmlich die Steuerung der Bewegungsvorgänge wird von den Nocken 15 aus über entsprechende Kolben und Zylinder vorteilhaft hydraulisch bewerkstelligt.
Beim Heruntergehen des Formbiegestempels 13 wird das Gitterstabmaterial in die Ausnehmung 26 der geschlossenen, aus den beiden Teilen 25,27 (Fig. 4) bestehenden Matrize 19 (Fig. 2) gedrückt und so in die richtige Form gebogen ; gleichzeitig wird es mittels zweier seitlich am Formbiegestempel 13 angebrachter Formgebungswerkzeuge 20 (Fig. 2) um die Gurtstäbe gerollt und so auf den Gurtstäben aufgehängt (Fig. 5, 6). Damit die fertig geformten Gitterstäbe ohne Herausheben nach oben aus der Matrize 19 in Vorschubrichtung herausgebracht werden können, muss diese vor dem Vorschubtakt aus dem Bewegungsfeld entfernt werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird sie mittels eines am Formbiegestempel 13 angebrachten keilförmigen Organes während des Abwärtsganges des Stempels in die formungsbereite Stellung gebracht und während des Aufwärtsganges des Stempels wieder vom keilförmigen Organ freigegeben und mittels Federn geöffnet.
Der Biegevorgang der Gitterstäbe wird nun nachstehend erläutert : Auf einer Führungsbahn 21 liegt ein Gurtstab 22 auf. Im Falle der Ausbildung der Matrize 19 und ihrer Lagerung nach Fig. 4 ist im Bereich der Matrize 19 die Führungsbahn 21 unterbrochen. In einer benachbarten, im Körper 34 der Führungsbahn ausgebildeten Rinne 23 ist ein Gitterstab 24 gelagert. Diese Rinne. 23 ist im Bereich der Matrize 19 unterbrochen (Fig. 4). In diesem Bereich soll der Gitterstab 24 durch den Formbiegestempel 13 in die Ausnehmung 26 der Matrize 19 gedrückt werden, sobald deren Teile 25,27 in der Richtung der Pfeile 35,36 aneinandergeschoben sind. Diese Teile 25,27 sind in einer Führungsbahn 37 verschiebbar. Das Auseinanderschieben der Teile 25,27 findet während des Niederganges des Formbiegestempels 13 statt.
Nachdem der Gitterstab 24 vom Formbiegestempel 13 in die Ausnehmung 26 gedrückt und seine Formgebung erfolgt ist, geht der Formbiegestempel 13 wieder hoch und die Teile 25,27 der Matrize 19 werden wieder voneinander entfernt ; sie befinden sich dann wieder in der in Fig. 4 gezeichneten Stellung. Der darauffolgende Vorschub der Materialien bringt nun den Gurtstab 22, samt dem gebogenen Gitterstab 24,
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eine Strecke vor.
Sollen mit jedem Biegevorgang zugleich zwei Gitterstäbe geformt werden, so ist eine paarweise Anordnung von Formbiegestempeln 13 an einem Werkzeug vorzusehen, welches zwei Paare von Formgebungswerkzeugen 20 (Fig. 2) für das Umbiegen der entsprechenden Gitterstabpartien um die
Gurtstäbe aufweist. j Fig. 5 zeigt in Seitenansicht einen geprägten Gitterstab 24, der bereits auf einem Gurtstab 22 aufge-
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Vorderansichtaufgehängte Gitterstäbe 24, wobei in der Mitte zwischen beiden Gitterstäben 24, im untersten Bereich derselben, ein weiterer Gurtstab 22'geführt ist, mit dem diese Gitterstäbe gemäss Fig. 7 z. B. durch
Punktschweissung verbunden werden können.
Die in Fig. 7 schematisch veranschaulichte Punktschweissmaschine 30 weist Elektroden 29 auf, mittels welchen die beiden Gitterstäbe 24 durch in der Richtung der Pfeile 28 ausgeübte Gegenkräfte an den
Gurtstab 22'gedrückt werden. Sind die Elektroden mit den Gitterstäben 24 und diese wieder mit dem
Gurtstab 22'in Anlage, so erfolgt das Verschweissen dieser Trägermaterialien. Nun ist nur noch das Ver- binden der umgebogenen Partien der Gitterstäbe 24 mit den ändern Gurtstäben 22 erforderlich. Es kann i ebenfalls durch Verschweissen oder auf sonstige geeignete Weise vorgenommen werden. Beim Ausführungs- beispiel erfolgt dieses Verbinden durch Klemmschluss.
Zur Herstellung des Klemmschlusses sind in einer
Phase (Fig. 6) des Herstellungsverfahrens die umgebogenen Partien der Gitterstäbe 24 auf den nebeneinan- der laufenden Gurtstäben 22 aufgehängt. Zur Herstellung des Klemmschlusses selbst dient die bereits er- wähnte Klemmzange 18.
Der Träger ist nunmehr fertiggestellt und kann die erfindungsgemässe Vorrichtung verlassen. Um von der Trägerbahn beliebige Längenabschnitte abtrennen zu können, ist es zweckmässig, die erfindungsge- mässe Vorrichtung mit einer Abtrennvorrichtung auszustatten.
Von besonderer Bedeutung für eine klaglose Funktion der gesamten Einrichtung ist die Ausbildung der
Transportschlösser, die derart gestaltet sein müssen, dass das Stabmaterial beim Vorschub absolut schlupf- frei festgehalten wird, da andernfalls ein massgerechtes und verzugfreies Endprodukt in Frage gestellt wäre. Vorzugsweise werden für die Transportschlösser unter Federspannung stehende Klemmbacken ver- wendet, wobei die Anordnung dieser Klemmbacken so gewählt werden kann. dass die Klemmung bei einem in einer bestimmten Richtung erfolgenden Zug durch Selbsthemmung verstärkt wird.
Wie bereits erwähnt wurde, können die erforderlichen Bewegungen auch hydraulisch bewirkt und ge- steuert werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht die vollautomatische Herstellung von ebenen oder räumlichen Gitterträgern unter Anwendung endlosen Gurtstab- und entweder endlosen oder in Bügellängs- abschnitte unterteilten Gitterstabmaterials.
Die Erfindung lässt eine Ausbildung in verschiedenen Varianten zu und soll auf die beschriebenen Aus- führungsbeispiele in keiner Weise beschränkt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen, schrittweisen Herstellung von Gitterträgern aus Gurtstab- und
Gitterstabmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bildung jeweils eines Gitterfeldes, entsprechend den unterschiedlichen Längen der Elemente im Gitterfeld, von Vorratsmengen zu entnehmende Gurtstab- und Gitterstabmaterial in einem die gleichzeitige Weiterbewegung des bereits fertiggestellten Teiles des
Gitterträgers mitumfassenden Arbeitstakt mit unterschiedlichen Längen vorgeschoben wird und in weite- ren, jeweils zwischen den Vorschubtakten erfolgenden Arbeitstakten das vorgeschobene Gitterstabmaterial in die Gitterstabform gebracht sowie die Gitterstäbe mit den Gurtstäben zum Fachwerk verbunden werden,
wobei die einzelnen Arbeitsvorgänge über Bereiche des entstehenden Gitterträgers verteilt sind.