DE10013824C1 - Verfahren und Anlage zur automatisierten Herstellung von Hohlkörpern aus Mischgut - Google Patents
Verfahren und Anlage zur automatisierten Herstellung von Hohlkörpern aus MischgutInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Herstellung von Hohlkörpern aus Mischgut, insbesondere Beton, bei welchem eine aus einem Formkern (10) mit Rüttlern (11), einem Formmantel (9) und einer Bodenmuffe zusammengebaute Form in einer Formstation positioniert wird, unverfestigtes Schüttgut, insbesondere Frischbeton, in den Formraum zwischen Formkern und Formmantel gleichmäßig eingeführt wird, das Mischgut durch Rütteln verdichtet wird, ein oberes Zentrierende durch Eindrücken einer Obermuffe in die Frischbetonsäule geformt wird und anschließend der so gebildete noch weiche Formkörper durch Abziehen entformt und zu einer Trockenstation transportiert wird. Erfindungsgemäß werden vor einem Formwechsel zumindest einige der Formteile in einer Rüststation automatisch zusammengebaut und als vormontierte Baugruppe in die Formstation transportiert. Je nach Produktionsablauf werden die Formteile automatisch vereinzelt. Vor einem erneuten Formenwechsel werden diese in der Formstation für den Abtransport wieder zu einer eigenständigen Baugruppe zusammengebaut. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Herstellung von Hohlkörpern aus verfestigbarem Mischgut, insbesondere Beton.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten
Herstellung von Hohlkörpern aus einem Mischgut, insbesonde
re aus Beton, bei welchem unverfestigtes Schüttgut, insbe
sondere Frischbeton, in den Formraum zwischen einem Kern
und einem Formmantel in gleichmäßiger Verteilung eingefüllt
wird, das im Formraum befindliche Mischgut durch Rütteln
verdichtet wird, ein oberes Zentrierende des sich bildenden
Formkörpers durch Eindrücken einer Obermuffe gebildet wird
und der gebildete Formkörper durch vertikales Abziehen der
Formteile entformt und hochkant zu einer Trockenstation
transportiert wird. Daneben betrifft die Erfindung auch ei
ne Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Herstellung von Betonrohren für Kanäle und Leitungen,
Schachtauskleidungen oder anderen relativ großvolumigen
hohlen Formkörpern aus Beton werden die Formteile, d. h.
der innere meist hohlzylindrische Formkern, die im Innen
raum des Formkerns installierte Rüttelvorrichtung, die Bo
denmuffe und auch der äußere Formmantel, einzeln in die
Formstation transportiert und in dieser Formstation durch
geeignete Spann- bzw. Verbindungsmittel zur Gesamtform zu
sammengebaut. Wenn nach Beendigung der Herstellung einer
ersten Produktserie die Fertigung einer anderen Produktse
rie in Angriff genommen werden soll, müssen die bisher ver
wendeten Formteile komplett ausgebaut und durch entspre
chende Formteile für die neue Produktserie ersetzt werden.
Bisher war es notwendig, die Formteile einzeln aus der
Formstation der Anlage auszubauen und abzutransportieren,
sowie anschließend die einzelnen Formteile für die neue
Produktserie ebenfalls einzeln in die Formstation einzu
bringen, dort gegeneinander genau auszurichten und zu fi
xieren. Insbesondere bei großvolumigen Formteilen erforder
ten diese Umrüstarbeiten einen erheblichen Arbeits- und
Zeitaufwand. Da die Produktion naturgemäß während dieser
Umrüstung unterbrochen werden muß, ergeben sich erhebliche
Totzeiten des Herstellungsprozesses und entsprechend ver
minderte Durchsatzleistungen.
Aus der WO 98/57786 ist es bereits bekannt, zur gleichzeiti
gen Herstellung von mindestens zwei Betonrohren die Außen
mäntel der Formen parallel nebeneinander in einem Tragge
rüst mit Hilfe von lösbaren Kupplungseinrichtungen anzuord
nen und zusammen mit diesen Tragarmen vertikal oder auch
seitlich in bzw. aus der Formstation zu bewegen. Durch die
se Maßnahmen wird die Positionierung und Ausrichtung von
zwei oder mehr Formmänteln gegenüber dem jeweiligen ortsfe
sten Formkern erleichtert. Auswirkungen auf die Umrüstung
bei der Umstellung der Fertigung von einer Produktserie auf
eine andere ergeben sich nicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, den insbesondere bei einem
Wechsel von einer Produktserie auf eine andere erforderli
chen Arbeits- und Zeitaufwand zu vermindern und die gesamte
Umrüstung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor
einem Formwechsel zumindest einige der Formteile in einer
Rüststation mittels lösbarer Verbindungsmittel zusammenge
baut und als vormontierte Baugruppe in die Formstation
transportiert werden, woraufhin die Formteile in der Form
station entsprechend den Produktionsbedürfnissen automa
tisch vereinzelt werden und für einen erneuten Formenwech
sel die Formteile in der Formstation wieder zusammengebaut
und als Baugruppe aus der Formstation abtransportiert wer
den.
Als Verbindungsmittel für die Formteile werden zweckmäßig
automatisch betätigbare Spannmittel verwendet, die an den
jeweiligen Formteilen direkt installiert sind und deren
Spannglieder motorisch, z. B. durch Druckmittel betätigt
werden.
Zweckmäßigerweise können die einzelnen Formteile in der
Rüststation auch in ein sog. Wechselgestell eingebaut und
zusammen mit diesem Wechselgestell in der Formstation posi
tioniert werden, in welcher die Spannmittel zwischen den
einzelnen Formteilen und dem Wechselgestell entsprechend
den Produktionserfordernissen gelöst und vor dem Ausbau der
Baugruppe wieder aktiviert werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zum Herstel
len von Hohlkörpern aus Mischgut, insbesondere Beton, mit
einer Tragkonstruktion innerhalb und oberhalb einer Grube,
mit einem vertikal bewegbaren äußeren Formmantel, mit einem
hohlen Formkern, mit zumindest einer im Formkern angeordne
ten Rüttelvorrichtung, mit einer Bodenmuffe und einer obe
ren Formmuffe, mit einer Einfüllvorrichtung zum Einbringen
des Frischbetons in den Formraum, mit Handhabungsvorrich
tungen zum Bewegen und Positionieren der Formteile sowie
mit einem Steuersystem für die Herstellungsabläufe, wobei
sich diese Anlage erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß
zumindest ein Teil der für einen Produkttyp notwendigen
Formteile mittels Spannmitteln zu einer eigenständigen Bau
gruppe außerhalb der Tragkonstruktion vormontierbar ist,
diese Baugruppe in die Formposition innerhalb der Tragkon
struktion transportierbar ist und die Spannmittel zur Ver
einzelung der Formteile entsprechend den jeweiligen Produk
tionserfordernissen in der Formstation lösbar sind, wobei
der Ausbau der Formteile nach Betätigung der Spannmittel
wieder als Baugruppe erfolgt.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage
zeichnet sich dadurch aus, daß die Formmittel über eigene
Spannmittel für den direkten Zusammenbau verfügen.
Eine andere zweckmäßige Variante der erfindungsgemäßen An
lage weist ein mobiles Wechselgestell zur gesicherten Auf
nahme der Formteile auf, welches während des Produktions
prozesses in einer gesicherten Abstellposition innerhalb
der Tragkonstruktion verbleibt.
Zweckmäßig enthält die vorgenannte Anlage motorisch betä
tigbare Spannmittel zur lösbaren gesonderten Verbindung des
Wechselrahmens mit dem Formmantel, dem Formkern, der Rüt
telvorrichtung und ggf. zumindest einer der Formmuffen.
Einer der in der Praxis wesentlichen Vorteile der Erfindung
liegt darin, daß die für eine neue Produktserie benötigten
Formen noch während der Herstellung einer ersten Produktse
rie zu einer mehr oder weniger vollständigen Form zusammen
gebaut werden können. Entsprechendes gilt auch für die
Formteile der für die Herstellung der ersten Produktserie
verwendeten Form, die ebenfalls noch in der Formstation
nach Beendigung des Produktionsprozesses zu einer eigen
ständigen Baugruppe zusammengebaut werden können, und zwar
mit Hilfe von automatisierten Spann- bzw. Verbindungsmit
teln. Damit verringern sich die Umrüstvorgänge bei einem
Produktwechsel auf den Ausbau der bisherigen Baugruppe und
das Einsetzen der neuen Baugruppe in die Formstation. Die
Vormontage der neuen Form auf einem gesonderten Rüstplatz
außerhalb der Formstation insbesondere durch Vorsehen der
automatisierten Spann- und Verbindungsmittel führt zu einer
erheblichen Vereinfachung und Erleichterung der Montagear
beiten insbesondere bei großen und schweren Formteilen, wo
bei während dieser Vormontagearbeiten die Fertigung der er
sten Produktserie ungestört weiterlaufen kann. Die Verwen
dung von automatisierten Spannmitteln zur lösbaren Verbin
dung der Formteile untereinander bzw. mit dem Wechselrahmen
ermöglicht auch einen schnellen und einfachen Zusammenbau
der Formteile der zur Herstellung der ersten Produktserie
benötigten Form innerhalb der Formstation. Insgesamt ergibt
sich eine erhebliche Zeitersparnis, da ein kompletter Um
rüstvorgang in einem Bruchteil der bisher notwendigen Zeit
durchgeführt werden kann.
Weitere Vorzüge und Besonderheiten der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Aus
führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen.
Fig. 1a, 1b schematisch die wesentlichen Bestandteile ei
ner Anlage zur Herstellung von Betonrohren in Vor
der- und in Seitenansicht;
Fig. 2a, 2b die in ein Wechselgestellt eingebauten Form
teile in schematischer Vorder- und Seitenansicht;
Fig. 3a, 3b die einzelnen Formteile mit einem Wechselge
stell in Vorder- und in Seitenansicht; und
Fig. 4a-d verschiedene Phasen eines Formenwechsels.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage weist einen Hauptrahmen 1
aus stabilen Vertikalträgern 2 auf, die sich mit ihrem un
teren Teil in eine Grube erstrecken und durch untere sowie
obere Querstreben zu einer hochsteifen Tragkonstruktion
verbunden sind. An nicht dargestellten Vertikalführungen
innerhalb des Hauptrahmens 1 ist ein Preßkopf 4 verfahrbar,
der an seiner Unterseite eine Glättstange 5 trägt und Ver
bindungsmittel 6 zur Halterung einer oberen Formmuffe 7
aufweist. In der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung be
findet sich unterhalb einer seitlichen Ein- und Austrags
vorrichtung 8 die eigentliche Form bestehend aus dem äuße
ren Formmantel 9, dem inneren Formkern 10, einer innerhalb
des hohlen Formkerns 10 angeordneten Rüttelvorrichtung 11,
die über geeignete Spannmittel mit der Kernwandung verbind
bar ist, sowie ein erfindungsgemäßer Wechselrahmen 12, der
über Verriegelungsbolzen jeweils gesondert mit dem Formkern
10 und der Rüttelvorrichtung 11 verbindbar ist. Wie aus
Fig. 1b ersichtlich, befindet sich unter dem Formkern 10
ein Kernunterbau 13, der sich auf dem im Grubenfundament
verankerten unteren Querholm 3 abstützt. Der Formmantel 9
ist mit seinem oberen Endabschnitt an einem vertikal im
Hauptrahmen 1 verfahrbaren Formrahmen 14 lösbar befestigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht das viereckige Wechsel
gestell aus vier Vertikalstreben 15a-d, die an ihren unte
ren Enden durch ebenfalls vier Querstreben 16a, 16b mitein
ander fest verbunden sind, wobei die Vertikalstreben 15a,
15b an ihren oberen Enden zwei Querträger 17a, 17b aufwei
sen und die Vertikalstreben 15c, 15d durch Querstreben 18
miteinander verbunden sind.
Der Formkern 10 ist auf Querträgern 20 abgestützt, deren
beidendige Verriegelungsbolzen 21a, 21b mit passenden Ver
riegelungsaufnahmen 22a, 22b in den unteren Ecken des Wech
selgestells bzw. Wechselrahmens 12 in Eingriff gebracht
werden können. An der Unterseite dieser Querträger 20 sind
vertikale Verriegelungsbolzen 23a, 23b montiert (vgl. auch
Fig. 3).
Die Rüttelvorrichtung 11 ist als gesonderte Baueinheit aus
geführt und weist an ihrem unteren Ende einen Rüttelantrieb
11a auf, an dessen Unterseite zwei vertikale Verriegelungs
bolzen 24a, 24b montiert sind.
An den oberen Enden der Vertikalstreben 15c, 15d sind Ver
riegelungsaufnahmen 25a, 25b vorgesehen, in welche schräge
Tragstützen 26a, 26b über Verriegelungsbolzen eingreifen
können, die am oberen Formrahmen 14 für den Formmantel 9
befestigt sind. Die Wirkungsweise insbesondere der Verrie
gelungsorgane bzw. Verriegelungsbolzen der einzelnen Form
teile mit den Aufnahmeteilen des Wechselgestells sind aus
Fig. 3a, 3b ersichtlich.
In Fig. 4 sind vier Phasen eines Ausbauvorganges einer kom
pletten aus Formmantel, Formkern und Rüttelvorrichtung so
wie dem erfindungsgemäßen Wechselrahmen bestehenden Form
dargestellt. Da jedes einzelne Formteil, d. h. der Formmante,
der Formkern und auch die Rüttelvorrichtung, über je
weils gesonderte Verriegelungsorgane mit dem Wechselrahmen
kuppelbar ist, besteht die Möglichkeit, nur jeweils einzel
ne Formteile mit dem Wechselgestell zu kuppeln und ein-
bzw. auszubauen. Diese je nach den betrieblichen Gegeben
heiten bestehende Wahlmöglichkeit erhöht die Flexibilität
des gesamten Herstellungs- und Umrüstvorganges.
Im Zustand 4a befindet sich der Preßkopf 4 gegenüber der
Grundstellung gemäß Fig. 1 in einer abgesenkten Betrieb
stellung und die Form innerhalb der Grube unter Bodenni
veau. In dieser Stellung werden der Formrahmen und der
Wechselrahmen 12 angekoppelt und die herkömmlichen Klemmun
gen des Formmantels, des Formkerns und der Rüttelvorrich
tung gelöst. Ferner werden die Verriegelungsbolzen des
Formkerns in die entsprechenden Aufnahmen des Wechselge
stells eingesetzt und verriegelt. In entsprechender Weise
erfolgt eine Verriegelung der Rüttelvorrichtung mit dem
Formkern. Nach Lösen der Glättstangenklemmung erfolgt eine
vertikale Aufwärtsbewegung des Preßkolbens in die in Fig.
4b dargestellte Position, in welcher die nunmehr mit dem
Wechselrahmen zu einer Baugruppe verriegelten Teile sich in
einer Stellung unmittelbar oberhalb der Austragsvorrichtung
8 befinden. In dieser angehobenen Position wird ein Trag
teil 28 der Austragsvorrichtung 8 in den Hauptrahmen 1
seitlich eingefahren, auf den in der Stellung nach Fig. 4c
das Wechselgestell 12 mit dem Formmantel 9, dem Formkern
10, der Rüttelvorrichtung 11 und der Glättstange 5 abge
setzt wird. Durch eine seitliche Fahr- bzw. Verschiebebewe
gung wird die Baugruppe aus Formmantel 9, Formkern 10,
Glättstange 5 und Rüttelvorrichtung 11 aus dem Hauptrahmen
1 auf die Plattform der Austragstation 8 herausgefahren.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs
beispiel beschränkt. So kann ggf. auch auf den dargestellten
Wechselrahmen 12 verzichtet werden. In diesem Fall sind
an den einzelnen Formteilen Verriegelungs- und Spannmittel
anzuordnen, die in gegenseitigen Eingriff gebracht werden
können und damit den Zusammenbau der einzelnen Formteile zu
einer eigenständig transportierbaren Baugruppe ermöglichen.
Claims (8)
1. Verfahren zur automatischen Herstellung von Hohlkörpern
aus Mischgut, insbesondere aus Beton, bei welchem
- - unverfestigtes Schüttgut, insbesondere Frischbeton, in den Formraum zwischen einem Formkern und einem Formmantel in gleichmäßiger Verteilung eingefüllt wird,
- - das Mischgut im Formraum durch Rütteln verdichtet wird,
- - ein oberes Zentrierende durch Eindrücken einer Ober muffe in die Frischbetonsäule geformt wird, und
- - der gebildete Formkörper durch vertikales Abziehen entformt und hochkant zu einer Trockenstation trans portiert wird,
- - vor einem Formwechsel zumindest einige der Formteile in einer Rüststation mittels lösbarer Verbindungsmit tel zusammengebaut und als vormontierte Baugruppe in die Formstation transportiert werden,
- - die Formteile entsprechend den Produktionsanforderun gen in der Formstation automatisiert vereinzelt wer den und
- - für einen erneuten Formenwechsel die Formteile in der Formstation wieder zusammengebaut und als Baugruppe aus der Formstation abtransportiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für den Zusammenbau der Formteile automatisch betätig
bare Spannmittel verwendet werden, die an den jeweili
gen Formteilen direkt installiert sind und deren Spann
glieder motorisch durch Druckmittel betätigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Formteile in der Rüststation in ein Wech
selgestell eingebaut und zusammen mit diesem Wechselge
stell in der Formstation positioniert werden, in wel
cher die Spannmittel zwischen den einzelnen Formteilen
und dem Wechselgestell entsprechend den Produktionsan
forderungen nach Bedarf automatisiert gelöst und vor
dem Ausbau der Baugruppe wieder aktiviert werden.
4. Anlage zum Herstellen von Hohlkörpern aus Mischgut,
insbesondere aus Beton, mit
- - einer Tragkonstruktion (1) innerhalb und oberhalb ei ner Grube,
- - einem vertikal bewegbaren äußeren Formmantel (9),
- - einem hohlen Formkern (10),
- - zumindest einer im Formkern angeordneten Rüttelvor richtung (11),
- - einer Bodenmuffe und einer oberen Formmuffe,
- - einer Einfüllvorrichtung zum Einbringen des Frischbe tons in den Formraum,
- - Handhabungsvorrichtungen zum Bewegen und Positionie ren der Formteile sowie
- - einem Steuersystem für die Herstellungsabläufe,
- - zumindest ein Teil der für einen Produkttyp notwendi gen Formteile (9, 10, 11) mittels Spannmitteln (21, 22, 25, 26) zu einer eigenständigen Baugruppe außer halb der Tragkonstruktion (1) vormontierbar ist,
- - daß diese Baugruppe in die Formposition innerhalb der Tragkonstruktion (1) transportierbar ist,
- - daß die Spannmittel (21 bis 26) zur Vereinzelung der Formteile entsprechend den Produktionsabläufen in der Formstation lösbar sind, wobei der Ausbau der Form teile nach Betätigung der Spannmittel wieder als Bau gruppe erfolgt.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Formteile (9, 10, 11) über daran angeordnete Spannmit
tel für den direkten Zusammenbau verfügen.
6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein
mobiles wechselgestell (12), in dem die jeweiligen
Formteile durch gesonderte Spannmittel montierbar sind
und das während des Produktionsprozesses in einer gesi
cherten Abstellposition innerhalb der Tragkonstruktion
(1) verbleibt.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ge
sonderte motorisch bzw. mechanisch betätigbare Spann
mittel (21a-26b) zur lösbaren Verbindung des Wechsel
gestells (12) mit dem Formmantel (9), dem Formkern
(10), der Rüttelvorrichtung (11) und ggf. zumindest ei
ner der Formmuffen vorgesehen sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannmittel Verriegelungsbolzen
enthalten, die durch Vertikalbewegungen der einzelnen
Formteile automatisch in entsprechende Verriegelungs
aufnahmen einrasten.
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