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T r a n s p o r t a b 1 e F e r t i g u `n g s -m
a s c h i n e für S t a*h 1-b e t o n -F e r t i g t e i
1 e a 1 1 e r A r t
Die Erfindung befasst sich mit der Herstellung von Stahlbeton--
Fertigteilen
für ein- und mehrgeschossige -Skelett-' Großtafel-, Zellen- und anderen Bausystemen.
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Ein- und mehrgeschossige Bauten der obigen Art werden bekanntlich
aus-Stahlbeton-Fertigteilen
hergestellt. Sie werden dazu aus
Elementen, wie Stützen, Balkenb
Bindern, Riegeln, Pfetten, Dachplatten, Deckenplatten, Wandplatten,
Fensterplätten, Balkonen, Treppen, Rahmenteilen, Zeller bafteilen durch Montage
zusammengefügt. Die Herstellung der Bauwerke besteht bekanntlich aus zwei
voneinander
zeitlich-getrennten Abschnitten, nämlich der
Fertigung der Elemente
und der Montage der Elemente.
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Die Fertigung wird bekanntlich stationär - Werkafertigung -oder
auf der Baustelle - Baustellenfertigung - durchgeführt. Sie wird in
beiden Fällen in einem Fertigungsaggregat durchgefghrt, worunter man
einen planvoll zusammenarbeitenden technischen Komplex, der sich aus der
F®rtigungsmannschaftl den technischen Einrichtungen, sowie Maschinen und
Geräten zusammensetzt, versteht.
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Hauptteil des Fertigungsaggragates ist die Form bekanntlich.
Nach
dem Einbringen der Bewehrung und Einbauteile wird bekanntlich der
Werkstoff Beton in plastischem Zustand in
die Form eingefgllt,
verdichtet und nachbehandelt. In der
Form bindet des Beton ab und
erhärtet. Er bleibt solange darin, bis eine Festigkeit das
Ausformen.ermöglicht* Nach dem Erhärten werden bekanntlich
die formen geöffnet, indem wen die Formseitenteile
löst oder bei entsprechend konischem Querschnittader Fora können
die Elemente aus der
geschlossenen Form. ausgehoben Worden.
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=Die bekanntsn Formen für die Herstellung
der Elemente aus
sohlaff-bewehrtem Stahlbeton sind nach der Elementart
unteraohiedlic:h konstruiert. Man unterscheidet bekanntlich Formen
für Stiel- oder balkenartige Elemente # für Pfettenv für
Binder,
für Dach- und Deckenplatten, für Wandplatten, für
Balkone,
für Treppen, für Rahmenteile, für Zellenbauteile.
Für
die Formen werden bekanntlich verschiedene Werkstoffe,
wie Holz, Stahl, Beton
oder Kunststoff, verwandt..
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Stiel- oder-balkenartige Elemente werden bekanntlich in
rechteckigen
Spannformen hergestellt. Diese sind ähnlich aufgebaut, wie die bekannten
Balkenschalungen des Ortbeton. Sie bestehen aus einem Bodenteil und zwei
Seitenteilen mit
unterschiedlichen Breiten und Längen und den zum Element
passenden
Kopfstücken. Die Seitenteile werden in verschiedener
Weise gegen das Bodenteil
und gegeneinander verspannt. Das
Kopfstück wird zwischen den Seitenteilen
und dem Bodenteil
verspannt. Die Form muß zum Abheben der Fertigteile
geöffnet
werden.
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Pfettenartige Elemente erhalten Trapez- oder T-Querschnitte.
Sie werden in trapezförmig ausgebildeten Kastenformen,
die auch
zu Batterien zusammengefaßt werden, hergestellt.
Die Form bleibt zum
Ausheben der Fertigteile geschlossen.
Binder werden in ähnlicher Weise wie
die stiel- oder balken-
artigen Elemente hergestellt. Die Bodenteile
erhalten dabei
eine Überhöhung, die Seiten- und Kopfteile entsprechen
dem
Negativ des Binderquerschnitts.
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Die Form muß zum Abheben der Teile geöffnet werden.
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Dach- und Deckenplatten mit rechteckigem, T-Doppel-T
oder
Rippen-Querschnitt werden ähnlich wie die balken- oder stiel-
artigen
Elemente hergestellt.-Das Bodenteil erhält eine
entsprechend negative
Profilierung. Die Formen müssen
zum Abheben der Fertigteile geöffnet werden.
-Wandelemente werden entweder wie die Deckenplatten liegend
oder
stehend in sog. Batterieformen hergestellt.Die liegende
Fertigung ist
z.8. bei vorgesehenem Einbau von Isolierungen
(Sandwich-Platten)
oder besonderer Aussenseitenbehandlung (Einbaukeramischer. Platten) nötig.
Um die in liegender Fertigung
hergestellten Wandplatten vor Überbeanspruchung
zu schützen, oder
um Baustoffe zu sparen, wird das Heben der Platten
aus der
horizontalen in die vertikale Position unter Zuhilfenahme einer
kippbaren Unterlage vorgenommen. Wir haben es dann mit dem bekannten
Kipptisch
zu tun.
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Die Batterieformen bestehen aus einem Bodenteil mit aufge-
setzten
Rahmen zum Arretieren der Seiten- und Stirntafeln» Das Ausformen erfolgt
durch Wegnahme dieser Seiten- und
Stirntafeln.
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Balkone werden in besonders dafür hergestellten Balkonformen
gefertigt.
Diese bestehen aus einem winkelförmigen Formteil und für das Brüstungsstück
vorgesetztem Wandteil.
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Treppenwerden ebenfalls in besonderen Treppenformen herge- stellt,
die aus schrägliegenden - der Steigung entsprechenden -Bodenteilen
und angesetzten, horizontalen Bodenteilen für die
Podeste, sowie seitlichen
- dem Treppenlängsschnitt entsprechenden -Formteilen.bestehen.
Zellenbauteile
werden bekanntlich in Spezialformen der ver, schiedensten Art,
jenachdem welche Seiten der Zellen als
geschlossene Wandteile vorgesehen
sind, hergestellt.
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Man hat es also bisher bei den Formen für die Herstellung
von
Fertigteilen mit einer großen Zahl verschiedenster Form- .
typen zu tun, die so unterschiedlich sind, daß sie nur für
einen Element-
oder Bautyp zu verwenden sind.
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Alle Formkonstruktionen sind jedoch in ihrem Aufbau ähnlich. Sie
bestehen aus formgebenden Innenflächen, Aussteifungsrippen
und der stabilisierenden Grundkonstruktion.
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Die Elemente oder Bauteile müssen mit größtmöglicher
Genauig-
keit hergestellt werden. Die zu erzielende Genauigkeit ist
vom
Werkstoffe der Form, ihrer Konstruktion sowie den vor-
gesehenen
Vorrichtungen zum Einbau und Arretieren der Ein-
bauteile, vornehmlich an
den Verbindungsstellen zwischen den
verschiedenen Elementen, abhängig. Damit
eine ausreichende
Genauigkeit erreicht wird, müssen die stabilisierenden Grundkonstruk-
tionen
der verschiedenen Formtypen sehr massiv ausgebildet
werden. Sie sind
deshalb im Anschaffungspreis teuer.
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Die Kosten der Fertigung der Elemente und Bauteile, und zwar die
Lohn- und Anlagekosten - ohne die Materialkosten - betragen
bekanntlich
3o - So % der Gesamtkosten eines-fix und fertig
eingebauten
Elementes oder Bauteiles. Dabei setzt sich die
erforderliche Lohnzeit bekanntlich
aus der Rüstzeit, für
das Aufbauen der Form des jeweiligen Elements
oder Bauteils
und den Kosten für die wiederholte Fertigung*(Stückzeit)
. zusammen.
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Bei den bekannten Formkonstruktionen führen die hohen Rüstzeiten
nur
bei großen Serien gleicher Elements - wie sie die Praxis
in den meisten Fällen nicht erlaubt - zu wirtschaftlichen
Ergebnissen.
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Die Anlagekosten für die Formen sind vom Konstruktionsge- wicht
der Form abhängig. Dieses wird vornehmlich durch das hohe Gewicht der
stabilisierenden Grundkonattuktion bestimmt.
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Wenn man die Gesamtkosten ins Auge faßt, muß
man vor allem die
Transportkosten beachten, die bekanntlich
bei der Werks-
fertigung Mit den zugehörigen Auf- und Abladikosten
sehr ins Gewicht fallen.
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Die Nachteile der bekannten Formkonstruktionen sindt
1. Für die:Herstellung der verschiedenen Elemente und Bauteile
wird
eine grobe Zahl unterschiedlicher, voneinander unab-
hängiger Fdrmtypen
benötigt.
2. Jeder dieser Formtypen besteht aus formgebenden
Innenflachen,
den Aussteifungsrippen und der
stabilisierenden-Grundkonstruktion.
Sie erfordern
zur Erzielung einer ausreichenden Genauigkeit
eine
stabilisierende Grundkonstruktion mit*hohem Konstruktionsgewicht.
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3. Die Anschaffungskosten für diese Formtypen sind nur
bei
Herstellung großer Serien gleicher Elemente
und Bauteile wirtschaftlich vertretbar,
wie sie in
der Praxis selten vorkommen.
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4. Die Rüstlohnzeiten bei diesen Formtypen sind eben-
falls
nur bei Herstellung großer Serien wirtschaft-
lich vertretbar.
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5. Die Herstellung von Fertigteilen mit diesen Formtypen ist
nur in stationärer Werkafertiung rjöglich. Solche
stationare Werksfertigüng
verursacht aber im Vergleich
zur Baustellenfertigung höhere Anlagekosten
6.
Bei der Herstellung von Fertigteilen in stationärer
Werksfertigung entstehen
für den Transport der Fertig-
teile zum Verwendungsort Verlade- und Transportkosten.
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Die Erfindung sieht für die Herstellung aller Stahlbeton- Fertigteilt,
wie sie bei Skelett-, Großtafel-, Zellen- bau-Systemen als Stützen, Binder,
Balken, Pfetten, Riegel, Dachplatten, Deckenplatten, Wandplatten, Fenster-
platten,
Balkone, Tre?pen, rahmenartige und zellenartige
Bauteile vorkommon,
eine Fertigungsmaschine vor. Diese
besteht aus einem Transportgestell,
dem darauf gesetzten
Fertigungsgestell und den Zusatzformstücken.
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Das Transportgestell besteht aus einer verwindunossteifen Rahmenkonstruktion,
an der die Vorrichtungen für den Straßentransport der Fertigungsmaschine
ange-
bracht sind. Diese können aus den erforderlichen Rädern
mit den
zugehörigen Achsen und Lagerungen und einem
Drohgestell als Kurvenfahrwerk
bestehen. Auf diesem
Transportgestell wird das Fertigungsgestell zum
Straßentransport befestigt.
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Das Fertigungsgestell besteht dabei aus einem verwindungssteifen
Grundrahmen mit darauf drehbar gelagerten
Stahlrahmenrosten. Zum Transport
stehen diese Stahlrahmenxoste in lotrechter Stellung und werden durch
entsprechende
Holme, die am Stahlrahmenrost und dem Grundrahmen
.arretiert
sind, festgehalten.
Nach Ankunft der Fertigungsmaschine
auf der Baustelle
wird das Fertigungsgestell vom Transportgestell gelöst
und
seitlich abgesetzt. Diese Arbeit wird mit dem
sowieso für die Fertigung
und Montage der Fertigteile
notwendigen Kran durchgeführt. Das Transportgestell
wird
auf Kranbahnsehienen abgesetzt. Dabei handelt es
sich bei den Kranbahnschienen
mum den auf der Baustelle . eingesetzten Turmkran oder ein besonders
für diese
Fertigungsmaschine ausgelegtes Krangleis.
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Das Transportgestell ist mit entsprechenden Vorrichtungen zum
Absetzen
und Fahren auf diesen Schienen eingerichtet.
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Diese Vorrichtungen haben Spindeln, damit bei ungleicher
Schienenlage
das Transportgestell in die Waage gebracht
werden kann.
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Anschließend wird das Fertigungsgestell auf das Trans- portgestell
gesetzt und befestigt. In der Fertigungs- stellung steht das Fertigungsgestell
um 90 Grad gedreht zur Transportstellung auf dem Transportgestell. Das
Transportgestell dient jetzt als Hilfsfertigungsgestell.
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Am Transportgestell sind Vorrichtungen für den Einbau
von
Kippeinrichtungen, Führungen von Schubstangen und
Verbindungsstücken
und entsprechenden Arretierungsmöglichkeiten angeordnet. Die Holme
für die Abstützung
des Stahlrahmanrostes werden an den Kippeinrichtungen
befestigt# wodurch der Stahlrahmenrost von der vertikalen
in die
horizontale und in jede beliebige Zwischenlage gebracht und dort arretiert
werden kann.
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Der Stahlrahmenrost ist mit Bohrungen oder anderen
Befestigungsmöglichkeiten
versehen# auf dem die Zusatz-.
formstüeke zur Herstellung der Elemente und
Bauteile
befestigt werden können. Diese Zusatzformstücke sind
die
bekannten formgebenden Innenflächen und Aussteifungsrippen. Der Stshlrahmenrost
dient als stabilisierende
Grundform.
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Durch die Zupassung der Zusatzformstücke zum
Gebohrten
oder mit anderen Befestigungseinrichtungen versehenen
Stahlrahmenrost ist ein mm-genaues Befestigen der Zusatzformstüeke
und damit Herstellen von Fertigteilen möglich.
Durch die Zupassung
der Zusatzformstüeke zum Stahlrah»nrost ist weiterhin ein einfaches
Umwechseln auf
andere Element- und Bauteiltypen möglich.
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Dia auf den Kranschienen verfahrbare Fertigungsmaschine
erlaubt es, diese in eine provisorische Hallenkonstruktion
oder
auch unter bereits fertiggestellte Bauabschnitte
zu verfahren. So schafft
man sich die Möglichkeit für
einen witterungsgeschützten Arbeitsplatz
und wird die
Einrichtung einer Beheizung der Fertigungsmaschine sinn-
voll.
Das
Transport- und Fertigungsgestell sind so konstruiert,
daß sowohl zu ihrer
Verkürzung einzelne Rahmenteile
demontiert, als auch zu ihrer Verbreiterung
und Ver-
längerung einzelne Rahmenteile anmontiert werden
können.
Zur
Abstützung des Grundrahmens und der Stahlrahmenroste werden zusätzliche höhenverstellbare
Abstützvorrichtungen, die ebenfalls auf Schienen verfahrbar sind,
vorgesehen.
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Die Stahlrahmenroste können für die Fertigung in
senkrechte, horizontale oder beliebige Zwischenlagen gebracht werden.
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Bei horizontaler Stellung der Stahlrahmenroste
werden
die Zusatzformstücke an den Bohrungen des Stahlrahmen-
rostes
befestigt. Die beweglichen Zusatzformstücke werden mit ebenfalls an den
Stahlrahmenrosten befestigten
Spannkeilen arretiert.
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Bei vertikaler Fertigungsstellung der Stahlrahmenroste, z.B,
zur Herstellung von Bindern, werden die Zusatz-
formstücke für die Bodenteile
höhenverstellbar vorge-
sehen.
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Bei vertikaler Stellung der Stahlrahmenroste
zur Her-
stellung von Wandelementen können die zwischen den
Wandelementen
erforderlichen Trennwände an ihren unteren
Enden an dem höhenverstellbaren
Bodenteil und an ihren
oberen Enden an Vorrichtungen, die an den Stahlrahmen-
rosten
befestigt sind, arretiert werden.
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Bei vertikaler Stellung eines Stahlrahmenrostes und
horizontaler
Stellung des anderen zur Herstellung
von winkelförmigen Elementen, z.B.
Balkonen, können
an- den vertikalen Stahlrahmenrosten Zusatzformstücke
als innere Wandabsperrungen angeschraubt werden.
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Bei schräger Stellung eines Stahlrahmenrostes und
hori-
zontaler Stellung eines zweiten können z.B. Treppen
hergestellt
man kann auch Treppen mit
Podesten anfertigen, wenn man
an den schrägstehenden
-Stahlrahmenrostan Zusatzformstücke prarallelzum
horizontal stehenden anschraubt,
BH-vertikaler Stellung beider Stahlrahmenroste
können
z.B. Stützen oder Wandplatten mit Konsolen hergestellt
werden,
indem man an den Stahlrahmenrosten passende
Zusattformstücke
anschraubt.
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Zur Herstellung von rechteckigen Rahmenteilen oder
dreiseitig
geschlossenen Zellenbauteilen können zwei. Fsrtigungsmasehinen
nebeneinander gestellt und erforderlichenfalls durch ein Zwischenstück
verbunden werden.
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Die t'dr den Rahmenriegel oder das Deckenteil erforderlichen
Zusatzformstücke
werden dabei an den vertikalen Stahl-
rahmenrosten befestigt.
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-Zur Herstellung von vier- oder fünfseitig geschlossenen Zellenbauteilen
werden mehrere Fertigungsmaschinen im Grundriß entweder im Quadrat oder Rechteck
angeordnet.
Am Transport- und am Fertigungsgestell sind Vorrichtungen
zum
Anschlagen von Kranseilen vorgesehen.
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Die Fertigungsmaschine kann beheizt werden. Die Vorteile
der Erfindung'sind folgende:
1. Durch Herstellung der verschiedenen
Elemente und
Bauteile auf einer Fertigungsmaschine fällt die Formen-
vielfalt
weg.
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2. Durch Zupassung der Zusatzformstücke zum Stahl-
rahmenrost
ist mm-genaue Fertigung möglich.
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3. Das Fertigungsgestell dient als stabilisierende
Grundkonstruktion
für alle Element- und Bauteil-
typen, wodurch die Anschaffungskosten gesenkt
werden.
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4. Durch Zupassung der Zusatzformstücke zum Stahlrahmen-
rost
und Verwendung einfacher Befestigungsvorrichtungen
werden die Rüstlohnzeiten
beim Umbau auf andere
Element- oder Bauteiltypen gesenkt.
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5, Durch Fertigung auf der Baustelle fallen die zusätzlichen Anlagekosten
der Werksfertigung weg, 6. Durch Fertigung"auf der Baustelle fallen
die Verlade-und Transportkosten der Werksfertigung weg.
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7. Durch Verfahrbarkeit der Fertigungsmaschine
auf der
Baustelle - entweder in provisorische Hallen
oder
bereits fertiggestellte Bauteile - ist witterungs-
geschützte
Durchfürhung eines großen Teils der
Arbeitsvorgänge bei der Fertigung möglich.
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Anhand der in den Abbildungen dargestellten Beispielen
soll
die Erfindung im Nachstehenden näher erläutert
werden.
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Fig. 1 zeigt den Grundriß des Transportgestells mit
den
für den Straßentransport angebrachten Rädern und
Kurvenfahreinrichtungen.
Fig.
2 zeigt die Seitenansicht des Transportgestells
mit dem aufgesetzten Fertigungsgestell
beim Straßen-transport.
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Fig. 3 zeigt den Grundrahmen des Fertigungsgestells im Grundriß.
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Fig. 4 zeigt den Grundrahmen mit dem in lotrechter Stellung darauf
befestigten Stahlrahmenrost im ,'rundriß. Fig. 5 zeit das au`' Kranbahnschienen
aufgesetzte Transportgestell in der Lxnesansicht.
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Fig. 6 zeigt dasselbe in der Vorderansicht.
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Fig. 7 zeigt das auf das Transportgestell aufgesetzte Fertigungsgestell
mit vertikal gestellten Stahlrahmenrosten in der Vorderansicht.
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Fig. 8 zeigt dasselbe in der Seitenansicht.
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Fig. 9 zeigt die Kippvorrichtungen fer den Stahlrahmenrost mit den
Arretierungsmöglichkeiten der Holme. Fig, 1o zeigt die mögliche Anordnung von zusätzlichen
höhenverstellbaren und fahrbaren Abstützvorrichtungen für
den Grundrahmen
und die Stahlrahmenroste auf den Schienen
des Krangleises und zusätzlich
angeordneten Schienen-
stücken im GrundriB.
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Fig. 11 zeigt dasselbe in der Vorderansicht.
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Fig. 12 zeigt die Ausbildung der höhenverstell- und verfahrbaren Abstützvorrichtungen.
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Fig. 13 zeigt die Befestigung der Zusatzformstücke für die
Herstellung von Stützen, Balken, Riegeln oder
anderen Elementen mit
rechteckigem Querschnitt im Grundrib.
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Fig. 14 zeigt dasselbe im Längsschnitt.
Fig.
15 zeigt dasselbe im Querschnitt.
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Fig. 16 zeigt die Herstellung von Elementen mit
trapezförmigem
Querschnitt - wie Pfetten - im Querschnitt.
Fig. 17. zeigt
die Herstellung von Elementen mit trapezförmigem und darauf aufgesetztem
rechteckigem Querschnitt, wie z.B, für Balken, im Querschnitt.
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Fig. 18 zeigt die Herstellung von Decken-$ Fenster -
oder
Wandplatten bei horizontaler Stellung der Stahlrahmenroste im
Querschnitt.
Fig.-19 zeigt die Herstellung von Rahmenteilen
bei
horizontaler Stellung der Stahlrahmenroste Fig, 2o zeigt die Herstellung
von hindern bei lotrechter Stellung der Stahlrahmenroste im
Querschnitt.
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Fig. 21 zeigt die Herstellung von Wandelementen bei
lotrechter
Stellung der Stahlrahmenroste im Querschnitt.
Fig. 22 zeigt die Herstellung
von winkelförmigen Elementen
z.B. von Balkonen, bei Lotrechter Stellung eines
Stahlrahmenrostes
und horizontaler Stellung des anderen.
Fig. 23 zeigt die Herstellung von
Treppen mit Podesten
bei schräger Stellung eines Stahlrahmenrostes
und einem daran angeschraubten Zusatzformstück für das Podest
und
horizontaler Stellung des anderen.
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Fig. 24 zeigt die Herstellung von Stützen oder Wänden
mit
Kragarmen bei lotrechter Stellung der Stahlrahmen-
roste und innen
angeschraubten Zusatzformstücken im
Querschnitt.
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Fi 25 zeigt dis Herstellun von rechteckigen Rahmentelien
oder Zellenbauteilen Im Querschnitt.
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Fig. 26 zeigt die Herstellung von Zellenbauteilen.
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die oben und vierseitig geschlossen und mit Einbauteilen
- z.B.
Fenstern - versehen sindg im Grundriß. Dabei sind
vom Transport-
und Grundrahmen sowie vom Stahlrahmenrost Rahmenteilen demontiert
um das Zusammenschieben der
Formmaschinen zu ermöglichen. Fig.
27 zeigt dasselbe im Schnitt.
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Fig. 28 zeigt die Fertigungsmaschine mit horizontaler
Stellung
der Stahlrahmenroste und der Möglichkeit, sie in eine provisorische
Halle oder fertig gestellte
Bauabschnitte zu verschieben.