DE19605307C1 - Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-FertigteilenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstel
lung von langen, stabartigen, schlaffen oder vorgespannten Stahl
beton-Fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut
und einem diese abstützenden Skelett aus Stahlprofilen, an dem
Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei
die gesamte Schalung auf schwingungsdämpfenden Elementen gelagert
und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist.
Bei der Produktion von Betonfertigteilen kommt der Verdich
tung des Betons große Bedeutung zu, da nur so die erforderliche
Festigkeit erreicht werden kann. Die Verdichtungsenergie wird
mittels Rüttler in den Beton eingebracht, wobei zwischen Innen-
und Außenrüttlern unterschieden wird. Die Innenrüttler werden
direkt in den Beton eingebracht und übertragen die mechanischen
Schwingungen über ihren Außenmantel an den Beton. Für die Her
stellung von Betonfertigteilen sind Innenrüttler aus betonier
technischen sowie aus finanziellen Gründen nicht geeignet. Hier
kommen Außenrüttler zum Einsatz.
Nach dem Stand der Technik werden bei der Herstellung von
Stahlbeton-Fertigteilen der eingangs genannten Art hochfrequente
Kreisrüttler eingesetzt, die an dem Stahlprofilskelett der Scha
lung an allen Längsseitenwänden montiert sind. Eine derartige
Schalung ist beispielsweise als DE-GM 76 04 427 bekannt. Von dem
Stahlprofilskelett werden die generierten Schwingungen auf die
Stahlhaut übertragen und von dort auf den zu verdichtenden Beton.
Mit Hilfe von elektronischen Frequenzumrichtern kann jede belie
bige Rüttelfrequenz erzeugt werden, so daß jede Schalung auf die
für sie günstigste Rüttelfrequenz einstellbar ist, um ein optima
les Verdichtungsergebnis zu erzielen.
Setzt man eine Beschleunigung von 8 g voraus, die im Mittel
auf der Schalhaut generiert werden muß, sind Rüttelfrequenzen
zwischen ca. 70 bis 100 Hz und Wegamplituden der generierten
Schwingungen von ca. 0,8 bis 0,4 mm üblich. Niedrigeren Frequen
zen sind stahlbautechnische Grenzen gesetzt, da z. B. die Wegam
plitude, d. h. die Verformung der Schalhaut, bei 50 Hz Rüttelfre
quenz 1,6 mm beträgt.
Mit Kreisrüttlern können gute bis sehr gute Verdichtungser
gebnisse erreicht werden. Nachteilig ist jedoch die zu hohe von
der deformierten Schalhaut und den deformierten Stahlprofilen des
Skeletts ausgehende Lärmemission. Die Werte liegen über 100 dB
(A) und sind damit für das Bedienungspersonal gesundheitsgefähr
dend.
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit
denen der Beton bei einer Lärmemission 90 dB (A), also relative
leise, verdichtet werden kann (Guntram Zanker: "Moderne Rüttel
technik im Betonfertigteilwerk - dargestellt am Beispiel Werk
Mayreder/Elster", Betonwerk + Fertigteil-Technik BfT, Heft
12/1993, Bauverlag GmbH, Wiesbaden). Hier kommen Pendelrüttler
zum Einsatz, die an ihren Befestigungsplatten fast ausschließlich
horizontal wirkende Zug- und Druckkräfte, und nur in einem sehr
geringen Maße senkrecht dazu gerichtete Kräfte abgeben. Bei den
bekannten Vorrichtungen handelt es sich um Plattenumlaufanlagen
sowie um Kippti
sche. Diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß die Pendelrüttler
nicht direkt an der Schalung befestigt sind, sondern an Rahmen,
auf die die Schalung aufgestellt ist. Die Pendelrüttler sind da
bei sowohl an einer Quer- als auch an einer Längsseite der Rah
men angeordnet, wodurch diese bei in Betrieb befindlichen Rütt
lern eine Taumelbewegung vollführen. Da bei den genannten Syste
men die Schalhaut nicht mehr deformiert wird, ist es möglich,
eine verdichtungsgerechte Beschleunigung bei großen Wegamplituden
und geringen Rüttelfrequenzen zu erreichen. Eine Übertragung die
ser Technik auf eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund der
völlig unterschiedlichen Abmessungen nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auch für eine gat
tungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen,
schlaffen oder vorgespannten Stahlbeton-Fertigteilen eine Lösung
zur Verfügung zu stellen, die es gestattet, den Beton bei einer
Lärmemission von ca. 90 dB (A) zu verdichten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer gattungsge
mäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß an einer der Längsseiten
des Längsträgers Pendelrüttler mit horizontal ausgerichteten und
zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen be
festigt sind.
Diese Lösung weicht von der bisher bekannten Betonverdich
tungstechnik unter Verwendung von Pendelrüttlern dahingehend ab,
daß nur noch an einer Seite der Schalung Pendelrüttler vorgesehen
sind. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß allein
schon durch die Anordnung von horizontal ausgerichteten Pendel
rüttlern auf einer der Längsseiten der Schalung ein verdichtungs
gerechtes Ergebnis erzielt werden kann. Dieses Resultat ist dar
auf zurückzuführen, daß die Pendelrüttler neben den großen Zug-
und Druckkräften quer zur Schalung auch, im Betrag geringfügige,
vertikale Kraftvektoren generieren.
Über den starr mit der Schalung verbundenen starken Längs
träger übertragen die in ihrem Umlauf durch die Kopplung der
Rotorwellen synchronisierten Pendelrüttler ihre gerichteten Kräf
te an die gesamte Schalung. Diese schwingt dadurch bei niedriger
Rüttelfrequenz mit einer relativ langen Wegamplitude. Die für die
Schwingbewegung erforderliche Zentrifugalkraft wird über die
Rüttlergröße bzw. verstellbare Wuchtgewichte bestimmt, während
über Frequenzumrichter die optimale Rüttelfrequenz einstellbar
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie
len näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt in
schematischer Weise:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer π-Schalung zur Herstellung
von schlaffen oder vorgespannten Stahlbetondecken,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schalung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer T-Binderschalung und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer I-Binderschalung.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte π-Schalung hat eine Län
ge von bis zu ca. 72 m und besteht aus einzelnen ca. 12 m langen
Schüssen, von denen in Fig. 2 ein Schuß 1 dargestellt ist. Die
einzelnen Schüsse sind starr miteinander zur langen Schalung
verbunden.
Die π-Schalung setzt sich aus zwei Innenschalungen 2, 3 und
aus zwei Außenschalungen 4, 5 zusammen. Diese bestehen aus verti
kalen und horizontalen Aussteifungen 9, 10, welche die nicht wei
ter dargestellte Schalhaut aus Stahlblech abstützen. Die Innen
schalungen 2, 3 und die Außenschalungen 4, 5 sind weiterhin je
weils durch die Aussteifungen. 9, 10 verbindende Längs- und Quer
träger so verstärkt, daß sich eine biege- und verwindungssteife,
robuste Konstruktion ergibt.
Die Innenschalung 2 ist ortsfest mit Querträgern 6 verbunden,
auf denen die gesamte Schalung ruht. Die anderen Schalungsbau
gruppen 3, 4, 5 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar, wobei
Gleitschuhe ein Abheben und Verschieben in Längsrichtung verhin
dern. In Fig. 1 ist die Außenschalung 5 mit Strichlinien in einer
gegenüber der mit Vollinien dargestellten Arbeitsposition nach
außen verfahrenen Position dargestellt.
Das Verfahren der Innenschalung 3 und der beiden Außenscha
lungen 4, 5 ist für eine Veränderung des Querschnitts und für das
Ein- und Ausschalen erforderlich. Diese Vorgänge werden mit dop
pelt wirkenden Hydraulikzylindern 7 bewerkstelligt, wobei die Zy
linder so ausgelegt sind, daß sie die beim Betonieren und Ver
dichten auftretenden Horizontalkräfte aufnehmen können. Es sei
hier erwähnt, daß anstelle der Innenschalung 2 natürlich auch die
Innenschalung 3 oder eine der beiden Außenschalungen 4, 5 orts
fest mit den Querträgern 6 verbunden sein kann.
Zwischen den beiden Innenschalungen 2, 3 ist ein Paßstück 11
eingefügt, mit dem der Abstand der Stege der π-Decke verändert
werden kann. Die dadurch in der Schalhaut vorhandenen Fugen sind
betondicht. Die Steghöhe und -breite der π-Decke wird durch
Stegböden 8 bestimmt, die jeweils zwischen den Außen- und Innen
schalungen 4, 2 bzw. 5, 3 vorgesehen sind. Diese Stegböden 8 sind
in aller Regel an den Innenschalungen 2, 3 befestigt.
Je Innenschalung 2, 3 und je Außenschalung 4, 5 ist ein star
ker Längsträger 12 in Form eines Kastenprofils vorgesehen, der
sich über die gesamte Schalungslänge erstreckt und jeweils mit
den vertikalen Aussteifungen 9 verschweißt ist. Am Längsträger 12
der Innenschalung 2 sind je Schuß 1 im Abstand voneinander drei
Pendelrüttler 13 "System Losenhausen" der Firma Knauer Engin
eering GmbH Industrieanlagen & Co., D-82538 Geretsried, angeord
net, deren Befestigungsplatten mit dem Längsträger 12 verschweißt
sind. An den Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der
Längsträger 12 zusätzlich versteift.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Rotorwellen der drei
Pendelrüttler 13 über Verbindungswellen 14 mechanisch gekoppelt
sind, so daß die Pendelrüttler 13 zwangssynchronisiert umlaufen.
Dadurch kann die große Masse der mit Beton gefüllten π-Schalung
in mechanische Schwingungen mit großen Wegamplituden versetzt
werden. Elektronische Frequenzumrichter sorgen dafür, daß die re
lativ großen Exzentermassen der Pendelrüttler "weich" angefahren
werden können und die erforderliche Rüttelfrequenz generiert
wird. In Fertigungsversuchen ist zum Beispiel eine Rüttelfre
quenz von 17,5 Hz bei einer Wegamplitude von 3 bis 4 mm gefahren
worden, was zu einer Beschleunigungsamplitude bis zu 5 g führt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 sind die
Pendelrüttler 13 an den Längsträger 12 der ortsfesten Innenscha
lung 2 befestigt. Das hat zum einen den Vorteil, daß der Längs
träger 12 noch zusätzlich mit den Querträgern 6 verschweißt wer
den kann und zum anderen, daß der Rüttlerkrafteintrag, auf den
Querschnitt der π-Schalung bezogen, relativ zentral erfolgt. Na
türlich können die Pendelrüttler 13 auch am Längsträger 12 der
Innenschalung 3 bzw. der Außenschalungen 4, 5 befestigt werden.
Eine Anordnung der Pendelrüttler 13 an den Außenschalungen 4, 5
hätte den Vorteil einer besseren Zugänglichkeit zu den Pendel
rüttlern 13 für Wartungs- und Reparaturarbeiten.
Die Querträger 6 stützen sich über Schwingmetalle 15 am Hal
lenboden ab, wobei je Querträger 6 drei Schwingmetalle 15 vorge
sehen sind. Die Schwingmetalle 15 sind so ausgerichtet, daß sie
die Belastung aus dem Eigengewicht der Schalung und dem Frisch
betongewicht, insbesondere aber die durch die Pendelrüttler 13
generierten großen Wegamplituden aufnehmen können.
Die in Fig. 3 gezeigte T-Binderschalung ruht auf Querträgern
6 und besteht aus zwei Schalungshälften 23, wobei auf der linken
Bildhälfte ein T-Binder mit kurzem Steg und auf der rechten Bild
hälfte ein T-Binder mit einem langen Steg dargestellt ist.
Am unteren Ende der Schalungshälften 23 sind starke U-Längs
profile 16 vorgesehen, die auf Schlitten 17 angeordnet sind.
Diese Schlitten 17 sind auf den Querträgern 6 verfahrbar. Zu
ihrer Betätigung sind doppelt wirkende, nicht dargestellte Hy
draulikzylinder vorgesehen. Auf den Schlitten 17 sind weiterhin
Lagerstellen 18 für Streben 19 angeordnet, die die Schalungshälf
ten 23 über vertikale Aussteifungen 20 abstützen. Insoweit unter
scheidet sich die T-Binderschalung nicht vom Stand der Technik.
Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist auf das U-
Längsprofil 16 der rechten Schalungshälfte 23 ein starker Längs
träger 12 in Form eines Kastenprofils aufgelegt, der mit diesem
sowie den vertikalen Aussteifungen 20 verschweißt ist. An diesen
Längsträger 12 sind, wie auch beim vorherigen Ausführungsbei
spiel, im Abstand voneinander Pendelrüttler 13 mit zwangssynchro
nisierten, horizontal liegenden Rotorwellen angeordnet. An den
Krafteinleitungsstellen der Pendelrüttler 13 ist der Träger 12
versteift.
Es versteht sich von selbst, daß die Schwingmetalle 15 auch
bei diesem Ausführungsbeispiel für die großen Wegamplituden der
Schwingung ausgelegt sind.
Die in Fig. 4 dargestellte I-Binderschalung entspricht, abge
sehen von der erfindungsgemäßen Pendelrüttleranordnung, dem Stand
der Technik. Dieses Ausführungsbeispiel soll klarstellen, daß
Binderschalungen nicht mit speziellen Längsträgern wie in den
vorhergehenden beiden Beispielen ausgestattet werden müssen, wenn
sie schon von Hause aus starke, für die Anbringung von Pendel
rüttlern 13 geeignete Längsprofile 21 aufweisen. In Fig. 4 ist
das Längsprofil 21 an den Befestigungsstellen der Pendelrüttler
13 lediglich durch Platten 22 versteift.
Claims (1)
- Vorrichtung zur Herstellung von langen, stabartigen, schlaf fen oder vorgespannten Stahlbeton-fertigteilen, bestehend aus einer Schalung mit Schalhaut und einem diese abstützenden Ske lett aus Stahlprofilen an dem Außenrüttler zur Verdichtung des Betons installiert sind, wobei die gesamte Schalung auf schwin gungsdämpfenden Elementen gelagert und ein starker Längsträger starr mit der Schalung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Längsseiten des Längsträgers (12, 21) Pendelrüttler (13) mit horizontal ausgerichteten und zur Zwangssynchronisation miteinander gekoppelten Rotorwellen befestigt sind.
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