DE4436610A1 - Verfahren zur Fertigung von Bewehrungen für Stahlbeton-Flächentragwerke und Maschine zur Herstellung von Bewehrungsmatten - Google Patents
Verfahren zur Fertigung von Bewehrungen für Stahlbeton-Flächentragwerke und Maschine zur Herstellung von BewehrungsmattenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung individueller Bewehrungen aus
zwei Lagen einander kreuzender Stahlstäbe für Stahlbeton-Flächentragwerke unter
Verwendung einer Steuerung, die aufgrund der, den statischen Erfordernissen
errechneten, Bewehrung Durchmesser, Länge und Position der einzelnen Stäbe
bestimmt, wonach die Stäbe in Abhängigkeit von Steuersignalen der Steuerung
positioniert werden und die erzeugte Bewehrungsmatte zwischengespeichert wird.
Aus der DE-A-34 20 806 ist ein solches Verfahren bekannt. Die Steuerung erzeugt
optische Signale auf einem Fertigungsboden zur manuellen Auswahl und
Positionierung der Stäbe in einer ersten Lage und anschließend in einer diese
kreuzenden zweiten Lage. Die Stäbe beider Stablagen können z. B.
elektromagnetisch vorübergehend fixiert werden, bis der eingegossene Beton
ausgehärtet ist. Die optische Markierung der Position der Stäbe erleichtert zwar
deren Positionierung auf dem Boden und vermeidet grobe Positionierungsfehler,
jedoch ist eine rationelle Fertigung von Bewehrungen jedenfalls für großformatige
Flächentragwerke nicht möglich, da diese eine Vorfertigung mit
Zwischenspeicherung und Transport zur Baustelle erfordert.
Aus der DD-A-2 96 731 ist es bekannt, Bewehrungsmatten mit unidirektionalen
Stäben individuell nach den statischen Erfordernissen herzustellen und im
aufgerollten Zustand zur Baustelle zu transportieren. Die Stäbe werden auf
biegsamen Bändern, beispielsweise aus Metall befestigt, z. B. aufgeschweißt. Auf
der Baustelle werden die vorgefertigten Matten in zwei aufeinander liegenden
Lagen mit einander kreuzenden Bewehrungsstäben ausgerollt. Dieses Verfahren
rationalisiert die Fertigung und reduziert die heute üblicherweise verbaute
Stahlmenge für die Bewehrung, jedoch eignet sich auch dieser Vorschlag nicht für
eine vollautomatische Fertigung individueller Bewehrungsmatten, die
Bewehrungsstäbe in einem großen Durchmesserbereich aufweisen können.
Außerdem besteht nach diesem Vorschlag jedes flexible Band aus einem oberen
und einem unteren Bandabschnitt, wobei die Stäbe sandwichartig zwischen diesen
Bandabschnitten gehalten werden.
Unter dem Namen ALLPLOT ist ein CAD-System der Fa. Nemetschek Programm
System GmbH, München bekannt, das ein Programm aufweist, welches den
statischen Bedingungen des Bauwerks entsprechende Bewehrungslisten und -pläne,
allerdings nur für Unterzug-Bewehrungen erzeugt. Dieses Programm ist für
Flächentragwerke nicht einsetzbar, weil hier eine weitere Dimension hinzukommt.
Mit diesem Programm wird die Erstellung der Bewehrungspläne und -listen
beschleunigt. Auf die Fertigung der Bewehrung selbst hat dieses Programm aber
keinen Einfluß.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Fertigungsverfahren für individuelle
Bewehrungen zu schaffen, das unter Einsatz von Rechenprogrammen eine
automatische Herstellung von Bewehrungsmatten erlaubt, die zwischengespeichert
werden und mit üblichen Transportmitteln zur Baustelle transportiert und dort ohne
teure Handlingsgeräte schnell und einfach verlegt werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß ein baustatisches Programm die Stabdimensionen und -positionen
beider Stablagen der Bewehrung getrennt ermittelt, daß das Programm ein erstes
Programmodul erzeugt, in welchem Durchmesser und Länge der nacheinander zu
positionierenden Stäbe enthalten sind, daß diese Daten in einem Rechner in
Maschinensteuersignale umgesetzt werden, mit welchen eine Stabvorratsrolle
eines Stabbildners ausgewählt und ein dieser zugeordneter Antriebsmotor
angesteuert wird, um eine vorgegebene Stablänge abzuwickeln und nach
Geradrichtung von der Vorratsrolle abzuschneiden, daß ein so gewonnener Stab
einem Mattenkonfektionierer zugeführt wird, der eine Anzahl paralleler,
rechtwinklig zum Stab geführter flexibler Bänder aufweist, daß der Stab mittels
eines Stablängsschiebeantriebes in Abhängigkeit von im Rechner erzeugten
Steuersignalen eines zweiten Programmoduls in Stablängsrichtung verlagert wird,
daß die Bänder des Mattenkonfektionierers von separaten Vorratsrollen
abgewickelt werden, den jeweils in seiner Sollposition befindlichen Stab passieren
und in einer Aufwickelstation zusammen mit den Stäben aufgewickelt werden,
daß mindestens eine Bandvorschubeinrichtung für synchronen Antrieb der Bänder
vom Rechner aus einem dritten Programmodul so angesteuert wird, daß der
jeweils zu positionierende Stab den errechneten Abstand von einem vorher mit den
Bändern verbundenen Stab aufweist, wonach der Stab mit den Bändern in Kontakt
gebracht und mit diesen verbunden wird, daß nacheinander weitere Stäbe in
Abhängigkeit von den Maschinensteuersignalen des Rechners entsprechend den
Programmodulen ausgewählt, abgewickelt, geradegerichtet, abgelängt, in
Längsposition verschoben, an den Bändern befestigt und mit diesen aufgewickelt
werden, daß die Bänder einer so erzeugten Stabmattenrolle nach Abarbeitung der
Programmodule von den Bandvorratsrollen abgeschnitten werden und die
Stabmattenrolle dem Mattenkonfektionierer entnommen und zwischengespeichert
wird, daß das Programm einen weiteren Satz entsprechender Programmodule für
die rechnergestützte Herstellung mindestens einer zweiten Stabmattenrolle für die
andere Stablage erzeugt, die ebenfalls zwischengespeichert wird und daß beide
Stabmattenrollen auf der Baustelle nacheinander in zwei orthogonalen Richtungen
aufeinanderliegend ausgerollt werden.
Das dem Baustatiker zur Verfügung stehende Computerprogramm errechnet nach
der Finite-Elemente-Methode in Abhängigkeit von der Eingabe eines beliebigen
statischen Systems die stabspezifischen Werte der beiden unteren und der beiden
oberen Stablagen der Bewehrung. Dabei sind insbesondere bei Flächen-
Tragwerken diese Werte auf einer begrenzten Flächeneinheit häufig ungleich,
wobei sich die Stäbe oder Stabgruppen in Länge, Dicke, Längsposition und
gegenseitigem Abstand unterscheiden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt eine
vollautomatische Fertigung der Bewehrungsmatten zu, die aufgrund der
individuellen Herstellung zu einer erheblichen Reduzierung der Baustahlmenge
führen. Eine Betondecke mit den Maßen 90 m × 15 m erfordert beispielsweise für
die untere und die obere Bewehrung jeweils eine Stabmattenrolle von 90 m × 15 m
und sechs weitere Stabmattenrollen von 15 m × 15 m für die jeweils zweite
Stabmattenlage. Diese Mattenrollen werden auf der Baustelle manuell ausgerollt.
Verlegefehler sind praktisch ausgeschlossen.
Im einfachsten Fall benötigt die Erfindung lediglich zwei Maschinen, die
rechnergesteuert arbeiten, nämlich einen Stabbildner und einen
Mattenkonfektionierer. Beide Maschinen haben etwa eine Länge gleich der
maximalen Stablänge von z. B. 15 m. Eine Stabmattenrolle mit 15 m Länge ist
problemlos im Straßenverkehr zu transportieren. Dem Stabbildner sind die
Vorratsrollen für die Stäbe vorgeschaltet. Der Stabbildner wirft nacheinander vom
Programmodul gesteuert die hinsichtlich Länge und Durchmesser ausgewählten
Stäbe aus. Diese Stäbe müssen noch in die richtige Längsposition für die spätere
Stabmatte verschoben werden. Dies kann noch im Stabbildner geschehen. Nach
einer erfindungsgemäßen Variante ist diese Längsschiebeeinrichtung für die Stäbe
dem Mattenkonfektionierer zugeordnet.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht noch darin, daß die Bänder federelastisch
ausgebildet sind. Als praktisch hat sich erwiesen, schmale Stahlbänder zu
verwenden, wie sie für Verpackungszwecke eingesetzt werden. Diese haben ein
ausreichendes Federvermögen. Das für das Ausrollen der Matten auf der Baustelle
notwendige Drehmoment wird erfindungsgemäß wenigstens zum Teil von den in
der Stabmattenrolle gespeicherten Federkräften der Bänder bereitgestellt. Die
Federstärke der Bänder kann so groß gewählt werden, daß auch bei dicken
Stabmattenrollen ein leichter Anstoß genügt, um ein selbsttätiges Ausrollen zu
erreichen.
Zwei Möglichkeiten zum Betreiben des Konfektionierers liegen im Rahmen der
Erfindung. Die eine Möglichkeit besteht darin, die Bänder intermittierend
anzutreiben und während der Stillstandsperioden mit den Stäben zu verbinden. Die
Alternative besteht darin, die Bänder kontinuierlich laufen zu lassen, wobei die
Stabverbindungsorgane während des Verbindungsvorganges in einem Vorlaufhub
mit den Bändern mitbewegt werden und nach Beendigung des
Verbindungsvorganges ihren Rückhub in die Ausgangsposition ausführen.
Da eine universelle Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens voraussetzt,
daß Stäbe im Durchmesserbereich von 5 mm bis 28 mm in ein und derselben
Matte vorhanden sein können, wird erfindungsgemäß das Bindeverfahren zum
Befestigen der Stäbe auf den Bändern gewählt. Als Bindemittel wird Draht
verwendet. An jeder Kreuzungsstelle des Stabes mit einem Band wird jeweils
oberhalb des Stabes und unterhalb des Bandes jeweils ein Drahtverbinder
angeordnet. Die Drahtverbinder schießen wechselseitig Drahtlängen in einen
Aufnahmetrichter des jeweils anderen Drahtverbinders. Anschließend werden die
Drehköpfe der Drahtverbinder in Rotation versetzt, wodurch der Stab am Band
festgebunden wird. Der Einschießvorgang und der Verdrillvorgang sind zeitlich vom
Stabdurchmesser unabhängig, so daß die Befestigungszeit für alle Stabdurchmesser
dieselbe ist.
Eine wichtige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist noch darin zu
sehen, daß die Stabmattenrolle kernfrei, also ohne Wickeldorn hergestellt wird. Die
gesamte Stabmattenrolle kann somit ohne übrigbleibende Gegenstände an der
Baustelle verarbeitet werden, so daß der Transport von wiederverwendbaren
Rücklaufteilen gespart wird.
Eine besonders einfache Möglichkeit besteht erfindungsgemäß darin, daß die
Bänder jeweils einen Vorlaufabschnitt aufweisen, der in der Aufwickelstation zu
einem Wickelring verformt wird, so daß der erste Bewehrungsstab auf die von den
Bändern gebildeten umfangsgeschlossenen Wickelringe trifft. Um diese
Wickelringe zu stabilisieren, empfiehlt es sich, die Bandvorlaufabschnitte zu
profilieren, ihnen also beispielsweise einen V-Querschnitt zu geben. Aufgrund
dieser Verformung ergibt sich der Vorteil einer zusätzlichen Formschlußführung in
den Führungsrollen oder dem Führungsband der Aufwickelstation.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Maschine zur Herstellung von
Bewehrungsmatten für Stahlbeton-Flächentragwerke mit einer Anzahl von
Bandvorratsrollen, deren flexible Bänder parallel zueinander jeweils über
Umlenkrollen zu einer Aufwickelstation führen, mit einer Positioniereinrichtung,
welche Bewehrungsstäbe nacheinander rechtwinklig zu den Bändern an diesen in
vorgegebenen Abständen positioniert, einer Stabverbindungseinrichtung zum
Befestigen der Stäbe an den Bändern, wobei eine Bandvorschubeinrichtung eine
synchrone Bewegung wenigstens einer Anzahl benachbarter Bänder bewirkt.
Die Maschine ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine
Stablängsschiebeeinrichtung mit eigenem Antrieb für die Stäbe vorgesehen ist,
deren Antrieb von Steuersignalen eines Rechners ansteuerbar ist, daß die, aus
einem Baustatik-Rechenprogramm ermittelten individuellen Längspositionen der
Stäbe auf einem Datenträger gespeichert sind, aus dem der Rechner die
Steuersignale für den Antrieb der Längsschiebeeinrichtung erzeugt, und daß eine
der beiden, die Positioniereinrichtung und die Bandvorschubeinrichtung
umfassenden Einrichtungen ebenfalls von Steuersignalen eines Rechners
ansteuerbar ist, der diese in Abhängigkeit eines auf einem Datenträger
gespeicherten, aus dem Baustatik-Rechenprogramm gewonnenen
Steuerprogrammes erzeugt und jeden Stab mit individuell errechnetem Abstand
vom vorherigen Stab an den Bändern positioniert.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Maschine
besteht darin, daß jedem der Bänder eine Bandvorratsrolle, eine
Bandvorschubeinrichtung, eine Stabverbindungseinrichtung und eine
Aufwickeleinrichtung zugeordnet ist und daß diese Einrichtungen in einem eigenen
Gestell angeordnet sind, daß eine Anzahl Gestelle gleich der Zahl der Bänder in
Modulbauweise fluchtend ausgerichtet, nebeneinandergestellt sind und daß die
Antriebe der so gebildeten Maschinenmodule miteinander synchronisiert sind. Für
eine maximale Mattenbreite von 15 m werden z. B. 11 Bänder mit einem jeweiligen
Zwischenabstand von 1,50 m vorgesehen. Die Maschinenmodule können z. B. eine
Breite von 0,2 bis zum Bandabstand von 1,50 m haben. Alle Module sind gleich
und austauschbar. Die Gestelle lassen sich durch mechanische Verbindungsglieder
starr miteinander verbinden. In gleicher Weise ist es möglich, die Antriebswellen
der Bandvorschubeinrichtungen aller Module durch Verbindungswellen mittels
Wellenkupplungen miteinander mechanisch zu verbinden, so daß ein einziger
Antriebsmotor für alle Antriebsrollen der Bandvorschubeinrichtungen für die Bänder
ausreicht. Gleiches gilt für die Antriebswellen der Aufwickeleinrichtungen.
Anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, wird diese
näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht einer Fertigungsmaschine für Bewehrungen mit einem
Stabbildner und einem Mattenkonfektionierer,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erzeugung der Steuersignale für die einzelnen
Antriebe der Herstellungsmaschine,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des
Mattenkonfektionierers,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Mattenkonfektionierers mit Stabzufuhreinrichtung
und Stablängsschiebeeinrichtung,
Fig. 5 eine Vorderansicht des Konfektionierers mit Darstellung der
Modulbauweise der Maschine, wobei jedem der Vielzahl an Bändern ein
eigenes Maschinenmodul zugeordnet ist,
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht der Fig. 5,
Fig. 7 eine Detailansicht für die bewegbare Lagerung der Stäbe im
Konfektionierer,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform des
Mattenkonfektionierers,
Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie A-A der Fig. 8, und
Fig. 10 eine schematische Detailansicht eines Drahtverbinders zum Verbinden
eines Stabes an einem Band.
Die allgemein mit 10 bezeichnete Maschine zur Herstellung von aufgewickelten
Bewehrungsmatten umfaßt einen Stabbildner 12 und einen Mattenkonfektionierer
14. Dem Stabbildner 12 ist eine Vorratsstation vorgeschaltet, in der eine Anzahl
Drahtrollen 16 drehbar angeordnet ist, auf denen die Drähte unterschiedlichen
Durchmessers für die Bewehrungsstäbe aufgewickelt sind. Solche Stabbildner sind
bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
Programmgesteuert wird einer der Drähte in den Stabbildner 12 hineingezogen,
gerade gerichtet und auf Länge abgeschnitten. Die Stäbe 18 verlassen den
Stabbildner 12 über eine Rutsche und können entweder direkt oder mittels einer
nicht dargestellten Übergabeeinrichtung dem Mattenkonfektionierer 14 zugeführt
werden, der eine Anzahl paralleler Bänder 20 aufweist, die von Vorratsrollen 22
über Umlenkrollen 24 zu Aufwickeleinrichtungen 26 geführt werden. Jedes Band
20 ist im Bereich einer Stabverbindungseinrichtung 28 zwischen zwei
Umlenkrollen 24 horizontal geführt, wobei in Fig. 1 eine unmittelbar vor der
Aufwickeleinrichtung 26 befindliche Umlenkrolle weggelassen worden ist. Alle
links von der Verbindungseinrichtung 28 befindlichen Umlenkrollen 24 sind koaxial
ausgerichtet. Gleiches gilt für die nicht dargestellten rechtseitigen Umlenkrollen.
Zwischen dieser Rollenanordnung wird eine horizontale Bandlaufebene definiert.
Die Stabverbindungseinrichtung 28 gemäß Fig. 1 umfaßt für jedes Band 20 eine
unterhalb der Bandlaufebene auf- und abbeweglich antreibbare Schweißelektrode
30 sowie einen oberhalb an Schweißelektroden 30 angeordnete Gegenelektrode
32 an einer durchgehenden Schiene oder einem abklappbaren Bügel 64 (Fig. 8).
Zwischen je zwei unteren Schweißelektroden 30 befinden sich profilierte Rollen
34, die ein rechtwinklig zur Bandlaufrichtung gerichtetes Rollenbett ergeben, in
das die Stäbe auf einer Rutsche 36 (Fig. 3, 4) gelangen. Anschlagklappen 38
stoppen das Abwärtsrutschen der Stäbe 18 auf dem Rollenbett. Mindestens eine
der Rollen 34 ist angetrieben. Diese Rolle bildet eine Längsschiebeeinrichtung 40
für den Stab 18, um ihn quer zur Mattenlängsrichtung in die gewünschte Position
zu bringen. Ist diese erreicht, fahren die unteren Schweißelektroden 30 aufwärts
und drücken den Stab 18 mit den benachbarten Bandabschnitten der Bänder 20
gegen den oberen Schweißbalken 32, so daß der Stab 18 an den Kreuzungsstellen
mit den Bändern 20 verschweißt wird. Dabei wird vorausgesetzt, daß die Bänder
20 aus Metall, vorzugsweise Federstahl bestehen.
Um den nächsten Stab 18 in richtigem Abstand vom vorhergehenden Stab auf den
Bändern 20 zu positionieren, weist die Maschine 10 eine Bandvorschubeinrichtung
42 auf, die aus einer motorisch angetriebenen Rolle besteht, welche mit der
oberen Umlenkwalze 24 einen engen Laufspalt für das Band 20 bildet. Der
Antriebsmotor der Bandvorschubeinrichtung 42 ist ein Schrittmotor, der
programmgesteuert die jeweils benötigte Vorschublänge der Bänder 20 bewirkt
und die Bänder dann anhält. Die Aufwickeleinrichtungen 26 halten die von der
Vorschubeinrichtung 42 ablaufenden Bänder ausreichend straff. Die
Vorschubeinrichtung 42 wirkt damit als Bremse.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist jeder Bandwickel in der Aufwickeleinrichtung 26 auf
einer Anzahl angetriebener Rollen gelagert. Die Stützrollen für den Bandwickel
bewirken auch bei kleinem Wickeldurchmesser des Bandwickels eine höhere
Umfangsgeschwindigkeit als sie der von der Bandvorschubeinrichtung 24
gesteuerten Bandgeschwindigkeit entspricht. Die Bandwickel rutschen somit auf
den Stützrollen der Aufwickeleinrichtung 26 durch.
In Verbindung mit Fig. 2 wird nun die Ansteuerung der Antriebe der Maschine 10
beschrieben. Ein Baustatik-Rechenprogramm 44 erzeugt eine spezielle, den
jeweiligen statischen Erfordernissen eines Flächentragwerkes entsprechende Datei
45, mit den entsprechenden Werten für die Biegebewehrung. Diese Datei 45 wird
durch das Programm 46 so umgerechnet, daß sich daraus die erforderlichen Daten
47 für mehrere Programmodule ergeben, die einem Bewehrungsplan analog sind.
Die Programmdaten 47 werden auf einer Diskette 48 abgespeichert. Auf der
Diskette 48 sind drei Programmodule 50, 52, 54 gespeichert. Das Programmodul
50 enthält die Daten der nacheinander zu befestigenden Stäbe 18, nämlich die
Länge und den Durchmesser des jeweiligen Stabes 18. Das Programmodul 52
enthält Steuerdaten für die Querpositionen der aufeinander folgenden Stäbe 18 auf
der herzustellenden Matte und das Programmodul 54 enthält die Steuerdaten für
den Abstand des jeweiligen Stabes vom vorhergehenden Stab. Die Steuerdaten
des Programmoduls 50 werden im Rechner in Steuersignale für die Antriebe im
Stabbildner 12 umgesetzt und über ein Kabel 51 an den Stabbildner 12
übertragen. Die Programmdaten der Programmodule 52, 54 werden in demselben
Rechner oder einem, dem Mattenkonfektionierer 14 zugeordneten Rechner in
Steuersignale umgesetzt, die über Leitungen 53, 55 den Längsschiebeantrieb 40
bzw. die Bandvorschubeinrichtung 42 ansteuern. Der Schweißbalken 32 erhält
über die Leitung 57 in Abhängigkeit vom Bandvorschub 42 zeitlich Schweißstrom,
womit gewährleistet ist, daß die Stillstandszeiten der Bänder 20 durch
entsprechende Ansteuerung der Bandvorschubeinrichtung 42 auf die notwendige
Schweißzeit abgestimmt wird, die vom Durchmesser der Stäbe 18 abhängig ist.
Deswegen werden dem Schweißbalken 32 auch die Durchmesserdaten der Stäbe
18 und die Positionsdaten aus der Längsschiebeeinrichtung 40 zugeführt, um nur
diejenigen Schweißelektroden an den tatsächlichen Kreuzungspunkten des Stabes
mit den Bändern zu aktivieren.
Alternativ können von dem Programm 46 zusätzlich die Steuersignale
(Maschinensprache) zum Steuern der Maschinen 12, 40 und 42 erzeugt werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich als Resultat, daß die speziellen
Daten 47, die vorzugsweise auf einer Diskette 48 abgespeichert sind, jedoch auch
direkt über ein Netzwerk dem Rechner in der Eisenbiegerei zugeführt werden
können, ohne jegliche weitere Eingriffe die Antriebe des Stabbildners 12 und des
Mattenkonfektionierers 14 steuern, so daß vollautomatisch nacheinander die
einzelnen Bewehrungsmatten für eine Bewehrung hergestellt werden.
Die Fig. 5-10 zeigen ein anderen Ausführungsbeispiel, bei dem der
Mattenkonfektionierer 14 aus einer Anzahl identischer Maschinenmodule 15
zusammengesetzt ist, die auf Rädern verfahrbar sind und im Ausführungsbeispiel
dicht aneinander stehen. Jedes Maschinenmodul 15 verarbeitet eins der
Metallbänder 20. Die Stäbe 18 gelangen aus dem Stabbildner 12 über einzelne
Rutschschienen 36 zu der modular aufgebauten Konfektioniermaschine 14. Seitlich
versetzt zur vertikalen Laufebene eines Bandes 20 ist in jedem Maschinenmodul
15 eine profilierte Rolle 34 angeordnet. Wenigstens eine dieser Rollen 34 weist
den Längsschiebeantrieb 40 auf oder die Längsschiebeantriebe 40 aller
Maschinenmodule 15 sind miteinander elektrisch verbunden und laufen synchron.
Jedes Maschinenmodul 15 hat mehrere nebeneinander auf einer gemeinsamen
Welle drehbare Bandvorratsrollen 22, so daß bei Aufbrauch einer Rolle 22 das
abgelaufene Bandende mit dem Bandanfang der daneben liegenden Rolle z. B.
durch eine Haken-Ösen-Verbindung mechanisch verbunden werden kann. Die
Rutschschienen 36 weisen eine Anzahl Sperrhebel 37 auf, die einen Puffer für eine
Anzahl Stäbe 18 bilden. Zwischen je zwei Sperrhebeln 37 wird ein Vorratsfach für
einen einzigen Stab 18 gebildet. Programmgesteuert werden während des
Antriebes der Bandvorschubeinrichtung 42 die Sperrhebel 37 nacheinander
kurzfristig geöffnet, so daß der unterste Stab 18 auf die Rollen 34 des Rollenbettes
gelangt und die darüber liegenden Stäbe 18 in das jeweils darunter liegende Fach
rutschen. Da die Rollen 34 den Stab 18 oberhalb der Bandlaufebene halten, kann
nun die Stablängsverschiebeeinrichtung 40 den Stab in Längsposition bringen,
noch bevor der Bandvorschub 42 stoppt. Ist der richtige Abstand zum
vorhergehenden Stab hergestellt, werden die Bänder 20 kurzfristig angehalten und
die Stabverbindungseinrichtungen 28 treten in Aktion. Diese bestehen gemäß Fig. 10
aus zwei Drahtverbinder-Aggregaten 80, 82. Der Drahtverbinder 80 hat einen
eingebauten Drahtvorschub, welcher eine bestimmte Drahtlänge 84 koaxial aus
einem Drehkopf 86 nach oben herausschießt. Das Drahtvorderende gelangt in eine
Umlenknut des oberen Aggregates 82, welches den Draht biegt und in ein
trichterförmiges Loch 88 des Drehkopfes 86 hineindrückt. Anschließend rotiert der
Drehkopf 86 einige Umdrehungen, bis die Drahtschlinge am Kreuzungspunkt
zwischen Stab 18 und Band 20 fest geschlossen wird und abschert.
Alternativ zu dem in Fig. 10 dargestellten Drahtverbinder kann dieser zwei
identische Drahtverbindungsaggregate auf beiden Seiten der Bandlaufebene
aufweisen, die wechselseitig zusammenwirken. Jedes Aggregat schießt dann
dieselbe Drahtlänge geradlinig in das sich verengende Loch des Drehkopfes des
gegenüberliegenden Aggregates und die Drehköpfe beider Aggregate treten dann
in Rotation, um eine obere und eine untere Verdrillung zu bewirken.
Gemäß Fig. 7 sind die Rollen 34 mit ihren Antrieben 40 unter die Laufebene der
Bänder 20 mittels geeigneter Stellzylinder 60 absenkbar. Der Stab 18 wird dann
auf die Bänder 20 gelegt und von diesen in Mattenlängsrichtung mitbewegt. Die
Drahtverbindungs-Aggregate 80, 82, können ebenfalls für die Dauer der
Verbindungsaktion mit den Bändern 20 bewegt werden, wofür sie um die Achse
92 schwenkbar angeordnet sind. Dank zeitlicher Synchronisierung, kann der
intermittierende Betrieb der Bandvorschubeinrichtung durch einen kontinuierlichen
Betrieb ersetzt werden.
Nach Fig. 8 ist das obere Drahtverbindungs-Aggregat an einem Schwenkarm 64
befestigt, der die Aufwickelstation 26 übergreift. Diese Aggregate können aber
auch über einen, das Band 20 umgehenden Bügel mit dem unteren
Drahtverbindungsaggregat verbunden sein.
Die Aufwickeleinrichtung 26 gemäß Fig. 8 hat zwei bodenseitige Stützrollen 66 für
die Stabmattenrolle 68, von denen eine motorisch angetrieben wird. Weiterhin sind
eine obere ortsfest gelagerte Umlenkrolle 69 und eine verschwenkbare Umlenkrolle
70 vorgesehen und die vier Rollen 66, 66, 69, 70 werden von einer Bandschlinge
72 umschlungen, die die Stabmattenrolle 68 über einen erheblichen Teil ihres
Umfanges umgibt. Der Schwenkarm der Rolle 70 ist gegen Uhrzeigerdrehrichtung
federnd vorgespannt und nimmt zu Beginn des Aufwickelvorganges die
gestrichelte Stellung ein. Die Rolle 70 drückt dann auf den Anfangswickel des
Bandes 20 und hält diesen in Formschlußeingriff mit einer V-förmigen Rille 74 der
Bandschlinge 72. Die Vorlaufabschnitte jedes Bandes 20 werden mittels einer
nicht dargestellten Profiliereinrichtung ebenfalls V-förmig verformt, so daß sie in
den Rillen 74 formschlüssig eingreifen können. Diese Verformung der
Bandvorlaufabschnitte über eine Länge gleich dem anfänglichen
Wickeldurchmesser stabilisiert die Ringe gleichzeitig, so daß die einzelnen
Bandringe einen Ersatz für einen Wickelkern der Stabmattenrolle 68 bilden.
Claims (25)
1. Verfahren zur Fertigung individueller Bewehrungen aus zwei Lagen einander
kreuzender Stahlstäbe (18) für Stahlbeton-Flächentragwerke unter Verwen
dung einer Steuerung, die aufgrund der, den statischen Erfordernissen er
rechneten Bewehrung Durchmesser, Länge und Position der einzelnen Stäbe
(18) bestimmt, wonach die Stäbe (18) in Abhängigkeit von Steuersignalen
der Steuerung positioniert werden und die erzeugte Bewehrungsmatte
zwischengespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programm (46)
der Steuerung die Stabdimensionen und -positionen beider Stablagen der
Bewehrung getrennt ermittelt, daß das Programm (46) ein erstes
Programmodul (50) erzeugt, in welchem Durchmesser und Länge der nach
einander zu positionierenden Stäbe (18) enthalten sind, daß die Daten dieses
Programmoduls (50) in einem Rechner in Maschinensteuersignale umgesetzt
werden, mit welchen eine Stabvorratsrolle (16) eines Stabbildners (12) aus
gewählt und ein dieser zugeordneter Antriebsmotor angesteuert wird, um ei
ne vorgegebene Stablänge abzuwickeln und nach Geradrichtung von der Vor
ratsrolle (16) abzuschneiden, daß ein so gewonnener Stab (18) einem Mat
tenkonfektionierer (14) zugeführt wird, der eine Anzahl paralleler, rechtwink
lig zum Stab (18) geführter flexibler Bänder (20) aufweist, daß der Stab
mittels eines Stablängsschiebeantriebes (34, 40) in Abhängigkeit von im
Rechner erzeugten Steuersignalen eines zweiten Programmoduls (52) in
Stablängsrichtung verlagert wird, daß die Bänder (20) des Mattenkonfektio
nierers (14) von separaten Vorratsrollen (22) abgewickelt werden, den je
weils in seiner Sollposition befindlichen Stab (18) passieren und in einer
Aufwickelstation (26) zusammen mit den Stäben (18) aufgewickelt werden,
daß eine Bandvorschubeinrichtung (42) für synchronen Antrieb der Bänder
(20) vom Rechner aus einem dritten Programmodul (54) so angesteuert wird,
daß der jeweils zu positionierende Stab (18) den errechneten Abstand von
einem vorher mit den Bändern (20) verbundenen Stab (18) aufweist, wonach
der Stab (18) mit den Bändern (20) in Kontakt gebracht und mit diesen ver
bunden wird, daß nacheinander weitere Stäbe (18) in Abhängigkeit von den
Maschinensteuersignalen des Rechners entsprechend den Programmodulen
(50, 52, 54) ausgewählt, abgewickelt, gerade gerichtet, abgelängt, in Längs
position verschoben, an den Bändern (20) befestigt und mit diesen
aufgewickelt werden, daß die Bänder (20) einer so erzeugten Stabmattenrolle
(68) nach Abarbeitung der Programmodule von den, von den
Bandvorratsrollen (22) kommenden Bändern (20) abgeschnitten werden und
die Stabmattenrolle (68) dem Mattenkonfektionierer (14) entnommen und
zwischengespeichert wird, daß das Programm einen weiteren Satz entspre
chender Programmodule (50, 52, 54) für die rechnergestützte Herstellung
mindestens einer zweiten Stabmattenrolle (68) für die andere Stablage er
zeugt, die ebenfalls zwischengespeichert wird, und daß beide
Stabmattenrollen (68) auf der Baustelle nacheinander in zwei orthogonalen
Richtungen aufeinanderliegend ausgerollt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung
des Stabes (18) in seiner Längsrichtung mittels des Stablängsschiebeantriebes
(34, 40) im Mattenkonfektionierer (14) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Bänder (20) Federstahlmaterial verwendet wird und das für das Ausrollen der
Stabmattenrollen (68) auf der Baustelle notwendige Drehmoment wenigstens
zum Teil von den in der Stabmattenrolle (68) gespeicherten Federkräften der
Bänder (20) bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die im Stabbildner (12) erzeugten Stäbe (18) nacheinander über eine Rutsche
(36) zum Mattenkonfektionierer (14) gelangen und von den Bändern (20)
untergriffen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bänder (20) intermittierend angetrieben und während der
Stillstandsperioden mit den Stäben (18) verbunden werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bänder (20) kontinuierlich angetrieben werden, daß jeder Stab (18) an je
der Bandkreuzungsstelle von einem Stabverbinder (28) maschinell mit dem
Band (20) verbunden wird und daß der Stabverbinder (28) während des Ver
bindungsvorganges wenigstens angenähert synchron mit dem Band (20) in
Bandlaufrichtung vorbewegt und nach Beendigung des
Verbindungsvorganges in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stabmattenrolle (68) kernfrei aufgewickelt wird, indem in einem Bandvor
lauf in der Aufwickelstation (26) jedes Band (20) einen Bandring erzeugt, be
vor der erste Stab (18) die Bandringe miteinander verbindet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (20)
wenigstens im Bereich der Bandringe durch Querschnittsverformung versteift
werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stäbe (18) mittels Bindedrähten mit den Bändern (20) verbunden werden,
indem an jeder Kreuzungsstelle in einander diametral gegenüberliegenden
Quadranten ein erster Draht von oben über die Bandlaufebene hinaus nach
unten und ein zweiter Draht von unten über die Bandlaufebene hinaus nach
oben geschossen werden, die beiden oberen Drahtstränge und die beiden
unteren Drahtstränge jeweils miteinander verbunden und so weit verdrillt
werden, bis der Stab (18) am Band (20) festgebunden ist.
10. Maschine zur Herstellung von Bewehrungsmatten für Stahlbeton-Flächen
tragwerke, mit einer Anzahl Bandvorratsrollen (26), deren flexible Bänder
(20) parallel zueinander jeweils über Umlenkrollen (24) zu einer Aufwickel
station (26) führen, mit einer Positioniereinrichtung (40, 42), welche Beweh
rungsstäbe (18) nacheinander rechtwinklig zu den Bändern (20) an diesen in
vorgegebenen Abständen positioniert, einer Stabverbindungseinrichtung (28)
zum Befestigen der Stäbe (18) an den Bändern (20), wobei eine Bandvor
schubeinrichtung (42) eine synchrone Bewegung wenigstens einer Anzahl
benachbarter Bänder (20) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stab
längsschiebeeinrichtung (34, 40) mit eigenem Antrieb für die Stäbe (18) vor
gesehen ist, deren Antrieb (40) von Steuersignalen eines Rechners ansteuer
bar ist, daß die aus einem Baustatik-Rechenprogramm (44, 46) ermittelten
individuellen Längspositionen der Stäbe (18) auf einem Datenträger (48) ge
speichert sind, aus dem der Rechner die Steuersignale für den Antrieb (40)
der Längsschiebeeinrichtung (34, 40) erzeugt, und daß eine der beiden, die
Positioniereinrichtung (34, 40) und die Bandvorschubeinrichtung (42)
umfassenden Einrichtungen ebenfalls von Steuersignalen eines Rechners an
steuerbar ist, der diese in Abhängigkeit eines auf einem Datenträger (48) ge
speicherten, aus dem Baustatik-Rechenprogramm (44, 46) gewonnenen
Daten (47) durch ein Programmodul (52, 54) erzeugt und jeden Stab (18)
mit individuell errechnetem Abstand zum vorherigen Stab (18) an den
Bändern (20) positioniert.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschie
beeinrichtung (40) im Bereich einer ersten Reihe koaxialer Umlenkrollen (24)
für die Bänder (20) und der Aufwickelstation (26) angeordnet ist.
12. Maschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Längsschiebeeinrichtung (40) mindestens zum Teil die Positioniereinrichtung
bildet.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsschiebeeinrichtung (40) ein Rollenbett aufweist, deren Rollen
(34) mit zueinander und zu den Bändern (20) parallelen Achsen jeweils zwi
schen zwei Bändern (20) angeordnet und längs einer rechtwinklig zu den
Bändern (20) verlaufenden Linie ausgerichtet sind.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (34) im
Querschnitt wenigstens angenähert V-förmig profiliert sind und mindestens
eine der Rollen (34) mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist, der den Antrieb
der Längsschiebeeinrichtung bildet.
16. Maschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rollen (34) den jeweiligen Stab (18) auf einem Niveau oberhalb der Bänder
laufebene führen und auf ein Niveau unterhalb dieser Ebene absenkbar sind.
16. Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stabverbindungseinrichtung (28) eine Drahtzufuhrvorrichtung (80)
auf einer Seite der Bänderlaufebene und eine Drahtumlenkvorrichtung (82)
auf der anderen Seite dieser Ebene aufweist, daß die Drahtzufuhrvorrichtung
(80) ein ein sich im Querschnitt verjüngendes Drahtfangloch mit
Rückhalteeffekt für den in der Drahtumlenkvorrichtung (82) umgelenkten und
zur Drahtzufuhrvorrichtung (80) zurückgeführten Draht (84) aufweist und daß
letztere eine Drehscheibe (86) mit Drehantrieb aufweist, die stirnseitig ein
Auslaßloch und das Drahtfangloch aufweist, wobei mindestens eines der
Löcher exzentrisch angeordnet ist.
17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die obere der
beiden Vorrichtungen (80, 82) an einem Schwenkarm (64) angeordnet ist,
der die Aufwickelstation (26) übergreift und zur Entnahme der
Stabmattenrolle (68) nach oben schwenkbar ist.
18. Maschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine der beiden Vorrichtungen (80, 82) der Stabverbindungsein
richtung (28) während des Verbindungsvorganges mit den kontinuierlich be
wegten, den Stab (18) mitnehmenden Bändern (20) mitbewegbar gelagert
ist.
19. Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem der Bänder (20) eine Bandvorratsrolle (22), eine Bandvorschubein
richtung (42), eine Stabverbindungseinrichtung (28) und eine Aufwickelein
richtung (26) zugeordnet sind, und daß diese Einrichtungen in einem eigenen
Maschinengestell (15) angeordnet sind, daß eine Anzahl Gestelle (15) gleich
der Zahl der Bänder (20) in Modulbauweise fluchtend ausgerichtet nebenein
andergestellt sind, und daß die Antriebe der so gebildeten Maschinenmodule
(15) miteinander synchronisiert sind.
20. Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stabmattenaufwickeleinrichtung (26) in Wickelachsrichtung gesehen
mindestens zwei Stützrollen (66) aufweist, von denen mindestens eine an
treibbar ist und über ihren Umfang auf die Stabmattenrolle (68) eine Dreh
kraft überträgt.
21. Maschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stütz
rollen (66) und ggf. weitere Führungsrollen (69, 70) von einer Bandschlinge
(72) antriebsmäßig umschlungen sind, die die Stabmattenrolle (68) über ei
nen Teil ihres Umfanges in enger Anlage umgibt.
22. Maschine nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stützrollen (66) und/oder die Bandschlinge (72) ein annähernd V-förmiges
Rillenprofil (74) aufweisen.
23. Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandvorschubeinrichtung (42) einen Teil der Positioniereinrichtung
bildet, der Stabverbindungseinrichtung (28) vorgeschaltet ist und auf den in
Bandlaufrichtung anschließenden, zur Aufwickeleinrichtung (26) führenden
Bandabschnitt eine entgegen der Laufrichtung wirkende Zugkraft ausübt, daß
die Aufwickeleinrichtung (26) die Bänder (20) mit einer Geschwindigkeit
größer als deren Sollgeschwindigkeit anzutreiben sucht und zwischen den
Bändern (20) und dem Antrieb der Aufwickeleinrichtung (26) eine Rutsch
verbindung vorgesehen ist, wobei die Bandvorschubeinrichtung (42) auf die
sie verlassenden Bandabschnitte wenigstens in zeitlichen Abständen
bremsend einwirkt und daß die Bandvorschubeinrichtung (42) Antriebsmittel
aufweist, die von Steuersignalen eines Rechners ansteuerbar sind, um den
Stababstand auf den Bändern (20) einzustellen.
24. Maschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bandvorschubeinrichtung (42) die Bewegung der Bänder während der Ver
bindungsvorgänge der Stäbe (18) an den Bändern (20) stoppt.
25. Maschine nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die An
triebsmittel der Bandvorschubeinrichtung (42) aus einem Schrittmotor
bestehen.
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