EP1473128B1 - Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung von mehrschichtigen Betonrohren - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the use of a device for producing a multilayer concrete pipe with such a compaction tool and to a method for producing a multilayer concrete pipe.
- Such concrete pipes are used, for example, for municipal and industrial sewer.
- the wall of such a tube fulfills various functions.
- the wall of the pipe has to absorb the static and dynamic loads that act from the outside.
- the inner surface is exposed to the medium to be transported. Therefore, for the inner surface, special properties, such as e.g. Abrasion resistance, acid resistance, fire resistance or the like. Required. It is therefore useful to make the wall of the tube from several layers, with the layers differ from each other by their properties.
- This thin layer of acid-resistant concrete is conventionally applied in a centrifugal process in which the acid-resistant concrete mixture is introduced into a horizontal pipe.
- the step of spinning must be carried out until the concrete is at least partially cured, so that the tube can be removed in a horizontal position from the mold without being damaged.
- horizontal tube making is very time consuming, single layer tubes are used often also produced in vertical manufacturing processes with a press head or the like.
- coatings are subsequently applied to the inner surface, or so-called inliners made of plastic are installed. The installation of these sometimes very expensive coatings requires additional manufacturing steps.
- the press rollers can be adjusted via an adjusting lever in their radial orientations.
- an adjusting lever fixing the threaded bolt is unscrewed from a threaded hole and screwed after adjustment of the adjusting lever in another threaded hole.
- the adjustment of the press rollers is time consuming and therefore not feasible during the production of pipes.
- This document also discloses a method for producing a concrete pipe according to the preamble of claim 1.
- Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned, with which multilayer concrete pipes can be made faster and more economically, in particular, the connection of the individual layers is improved with each other.
- the at least one distributor or press roller and / or the at least one pressing or smoothing piston can be connected to the driven axle via an adjusting device in such a way that the distance between the outer male part surface and the driven axle can be changed.
- the adjusting device thus makes it possible, for example, to change the diameter of the compacting tool described by the distributor rollers or skids or the pressing rollers in a defined manner to concrete pipes having different inner diameters with the same Manufacture compaction tool. Since it is not necessary for the actuation of the adjusting device, to drive out the compaction tool from the mold shell, can be made without a tool change with the compacting tool according to the invention a two- or multi-layer concrete pipe.
- the compaction tool first to produce the outer layer of the concrete pipe with a larger inner diameter and apply the inner layer of the concrete pipe with a smaller inner diameter after a reduction in the diameter of the compaction tool.
- the radial adjustment of the compaction tool for changing the diameter is effected by the distance between the driven axis and the outer lateral surfaces of the rollers, runners or the like. Is varied.
- the adjusting device may have a slotted guide, which extends in a curved or straight path between two points at different distances from the driven axis, and a slide sliding in the slotted guide block.
- the driven axle can be connected to a disk or the like, in which a slot is formed as a sliding guide.
- the journal of a distributor or press roller or a Glättkolbens slides as a sliding block in the slot. Due to the rotation of the compacting tool about the driven axis, the roller or the piston is urged in its rearward in the direction of rotation in the slotted guide.
- the roller or skid By reversing the direction of rotation of the compaction tool about the driven axis, the roller or skid can be urged into the other end position of the slotted guide, which has a different distance to the driven axis compared to the first position, so that the diameter of the compaction tool by a Reversal of its direction of rotation is changeable.
- the reversal of the direction of rotation of the compaction tool between two processing steps can alternatively also be used with an adjusting device for changing the diameter of the compaction tool when the adjusting device is formed by a pivoted lever mounted eccentrically with respect to the driven axis.
- This pivot lever is connected at its end facing away from the bearing with the at least one distributor or press roller and / or the at least one pressing or smoothing piston and pivotable between two points at different distances from the driven axis.
- the pivotal movement of the lever limiting stop points can be arranged such that contamination of the adjustment is largely avoided by the concrete mixtures, so that no impairment of the exact adjustability of the diameter of the compaction tool occur during operation.
- the adjusting device has at least one electrically, hydraulically or pneumatically actuatable drive motor, which is assigned to the at least one distributor or press roller and / or the at least one pressing or smoothing piston for adjustment.
- This drive motor for example a linear actuator, can centrally adjust all the rollers and / or pistons of the compaction tool or can be associated with individual or several rollers or pistons.
- the power supply of the drive motor by the driven axle which is formed from at least two coaxial and nested hollow shafts.
- an electrical, hydraulic or pneumatic line through the inner hollow shaft leads to the adjustment.
- the driven axle is formed by two coaxial, nested hollow shafts, wherein in the inner hollow shaft, a further shaft for driving the adjusting device is provided.
- the compaction tool can have a distributor with a plurality of substantially radially acting distributor rollers or distributor skids, a compressor with a plurality of substantially radially acting press rollers or compressor skids and a smoothing tool exhibit.
- the filled into the mold shell concrete is thereby distributed evenly through the distributor rollers of the distributor in the mold shell and pre-compressed, so that any provided reinforcement or reinforcement is included by the concrete mixture.
- the press rollers of the compressor compress the concrete mixture so far that the desired inner diameter of the concrete pipe is created.
- the surface is reworked by the smoothing tool, which is preferably designed as a cylindrical piston and arranged below the compacting tool.
- the smoothing tool which is preferably designed as a cylindrical piston and arranged below the compacting tool.
- radially arranged skids can also take over the distribution and compression of the material.
- a spray head for distributing and compacting concrete mixtures may be arranged on the compaction tool above the polishing tool.
- z. B. be distributed the second concrete mix for the inner layer of the concrete pipe. Due to the impact velocity of the sprayed material on the inner surface of the first concrete layer, the second concrete mixture is at least partially compacted and the connection to the first concrete layer is improved. Consequently, it is possible to dispense with a further distributor and / or an additional compressor.
- An apparatus for producing a multilayer, in particular two-layered concrete pipe comprises, for example, at least one stand in which a drivable compaction tool is mounted, at least one turntable on which a plurality of mold jackets are vertically intermittently swung into the stand, and at least one charging system for filling at least one Concrete mixture in one of the form coats.
- at least two feeders are associated with a stand so that different concrete mixes can be processed in the same stand.
- At least one of the charging systems has a concrete silo with an associated filling belt.
- the charging system also be formed by a concrete pump with a pump hose.
- the use of a concrete pump may be sufficient for the supply of the second, for example. Fire and / or acid-resistant concrete mix, of which only a smaller volume fraction for producing a multi-layer concrete pipe is required.
- the inventive method for producing a multi-layer, in particular two-layered concrete pipe has the following steps: first, a substantially vertically standing mold jacket is pivoted into a stand and filled the mold shell with a first concrete mixture from a first charging system. This first concrete mixture is then distributed and compacted in the mold shell by a rotating and vertically movable compaction tool, and if necessary, the inner surface is smoothed. Before the demolding of the concrete pipe, a second concrete mixture is filled into the substantially vertical mold shell by means of a second charging system.
- the diameter of the compaction tool is reversibly reduced, so that the second concrete mixture distributed and compacted with the compaction tool and possibly the inner surface can be smoothed before the concrete pipe is swung out of the stand and removed from the mold.
- This inventive method is characterized in that neither a change of the compaction tool nor a transport of the outer part of the multilayer Pipe is required together with the mold jacket in another stand. Rather, the compacting tool itself can be changed in size before the introduction of the second concrete mixture within the mold shell. After swinging out and demolding the concrete pipe diameter of the compaction tool is then reversibly increased again for distributing and compacting the first concrete mix a new concrete pipe.
- the direction of rotation of the compacting tool is changed.
- a compaction tool is indicated by a circular disc 1, which is connected to a driven axle 2.
- a disc 1 On the disc 1 is one of the embodiment according to Fig. 1 designed as a slot link guide 3 is provided.
- a journal 4, which carries a press roller 5, is slidably mounted in the slotted guide 3. In this way, the press roller 5 is in common with the bearing pin 4 between the in Fig. 1 marked with solid lines first position with a smaller diameter in a dashed line indicated second position with a larger diameter can be transferred.
- the two end points of the slotted guide 3 have a different distance from the driven axle 2.
- the center of the trunnion 4 describes during a rotation of the disc 1 about the axis 2 in its first position in the figures marked with D k1 circle.
- D k1 circle After a through the arrows in Fig. 1 indicated displacement of the journal 4 in the second position shown in dashed lines describes the center of the journal on rotation of the disc 1 a circle D k2 , whose diameter is larger than that of the circle D k1 .
- the size of the circles D R1 and D R2 described by the outer surfaces of the press roller 5 during one revolution of the compacting tool also changes. In this way, different wall thicknesses can be produced with a compaction tool in the production of a concrete pipe without the need for a tool change.
- the press roller 5 is also rotatably arranged on a bearing pin 4 displaceable in a slotted guide 3 such that the size of the circle described by the outer surface of the press roller during rotation of the compacting tool is variable.
- the adjustment of the press roller between the two positions shown by solid lines or dashed lines in this embodiment however, not exclusively on the change in the direction of rotation of the compaction tool but can alternatively or additionally done by an example.
- FIG. 3 Another compaction tool is in Fig. 3 shown.
- a lever 7 pivotally mounted about a bearing point 8.
- the bearing 8 facing away from the end of the lever 7 carries the bearing pin 4, on which the press roller 5 is rotatably mounted.
- two stops 9a and 9b are arranged on the disc 1, which limit the pivoting movement of the lever 7.
- the stops 9a and 9b are positioned on the disc 1 in such a way that when the lever 7 abuts the two stops, the size of the circles D R1 and D R2 described by the circumferential surface of the pressing roller 5 during rotation of the compacting tool is different.
- Fig. 4 shown compression tool substantially corresponds to that of the embodiment according to Fig. 3 ,
- the lever 7 and the bearing pin 4 are in this embodiment, however, with the above with reference to Fig. 2 explained linear actuator 6 connected such that the lever 7, regardless of the direction of rotation of the compaction tool 1 by the linear actuator 6 is pivotable. In this way, the distance between the passing with an inner wall of a concrete pipe in contact lateral surface of the press roller 5 and the driven shaft 2 of the compaction tool 1 can be adjusted continuously.
- FIG. 5 two manufacturing steps in the production of a two-layer concrete pipe 10 are shown, wherein the right half of the compression of the first outer layer 10a with the compaction tool 1 in its in the FIGS. 1 to 4 dashed shown second position, while in the left half of Fig. 5 the application of the second, inner layer 10 b in the in FIGS. 1 to 4 represents the first position of the compaction tool shown in solid lines.
- the compaction tool in addition to that already in the FIGS. 1 to 4 illustrated pressing roller 5 vertically arranged above distributor rollers 11, which are also rotatably mounted on bearing pins 12, and arranged below the press roller 5 Glättkolben 13.
- a plurality of press rollers 5 and a plurality of compressor rollers 11, each - as well as the smoothing piston 13 or segments of the smoothing piston 13 - individually by an above with reference to the FIGS. 1 to 4 described adjusting device can be positioned at different distances to the driven axle 2.
- the production of the two-layer concrete pipe 10 takes place in a vertically standing mold jacket 14, in which first, if necessary, introduced by the drivable axle 2 concrete for producing the outer layer 10a.
- the compaction tool is located at the beginning of the production of the concrete pipe in a fully retracted into the mold shell 14 position in which the distributor rollers 11 are positioned approximately at the lower end of the mold shell 14.
- the distributor rollers 11, the press rollers 5 and the smoothing piston 13 are located in the in the FIGS. 1 to 4 dashed shown second position, so that the described by the lateral surfaces of the press rollers 5 during a rotation of the compaction tool about the axis 2 the circle in the FIGS. 1 to 4 dashed circle D R2 corresponds.
- the compaction tool is driven by the Axis 2 set in rotation and pulled vertically upwards out of the mold shell 4.
- the distributor rollers 11 distribute the concrete mixture evenly on the inner wall of the mold shell 14, with it being possible to precompress the concrete.
- the pressing rollers 5, which rotate preferably in the opposite direction to the distributor rollers 11 about the axis 2 the concrete is further compressed.
- the smoothing piston 13 finally smoothes the inner wall surface of the outer layer 10a of the concrete pipe.
- the compaction tool is moved back to its lower position in the mold shell 14 and the distributor rollers 11, the press rollers 5 and the smoothing piston 13 are in the above with reference to the FIGS. 1 to 4 described manner brought into a position with a reduced distance to the rotatable shaft 2.
- this inner layer is manufactured by the distributor rollers 11, the press rollers 5 and the smoothing piston 13 as described above. Subsequently, the concrete pipe 10 can be removed from the mold shell 14.
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Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres mit einem derartigen Verdichtungswerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres.
- Derartige Betonrohre werden bspw. für die kommunale und industrielle Abwasserkanalisation eingesetzt. Dabei erfüllt die Wand eines derartigen Rohres verschiedene Funktionen. So muss die Wand des Rohres einerseits die statischen und dynamischen Belastungen, die von außen wirken, aufnehmen. Andererseits ist die Innenfläche dem zu transportierenden Medium ausgesetzt. Daher sind für die Innenfläche häufig spezielle Eigenschaften, wie z.B. Abriebfestigkeit, Säurebeständigkeit, Feuerfestigkeit oder dgl., gefordert. Es ist daher sinnvoll die Wand des Rohres aus mehreren Schichten herzustellen, wobei sich die Schichten durch ihre Eigenschaften voneinander unterscheiden. Dabei ist es bekannt, derartige Betonrohre mit einer inneren Schicht aus einer säurebeständigen Betonmischung auszukleiden, die die Widerstandsfähigkeit der Betonrohre erhöht. Da säurebeständige Betonmischungen erheblich teurer als herkömmliche Betonmischungen sind, wird nur eine sehr dünne Schicht des säurebeständigen Betons zur Auskleidung der Innenseite von Betonrohren eingesetzt.
- Diese dünne Schicht aus säurebeständigem Beton wird herkömmlicherweise in einem Schleuderverfahren aufgebracht, bei welchem die säurebeständige Betonmischung in ein horizontal liegendes Rohr eingebracht wird. Der Arbeitsschritt des Schleuderns muss dabei so lange ausgeführt werden, bis der Beton wenigstens teilweise ausgehärtet ist, damit das Rohr in horizontaler Lage aus der Form entnommen werden kann, ohne beschädigt zu werden. Da die horizontale Rohrherstellung sehr zeitaufwendig ist, werden einschichtige Rohre häufig auch in vertikalen Herstellungsverfahren mit einem Presskopf oder dgl. produziert. Bei vertikal hergestellten Rohren werden auf die Innenfläche nachträglich Anstriche aufgetragen, oder sog. Inliner aus Kunststoff eingebaut. Der Einbau dieser teilweise sehr teuren Beschichtungen erfordert zusätzliche Fertigungsschritte. Außerdem besteht zwischen den Schichten keine innere, d.h. chemische Verbindung, so dass sich diese Schichten im Laufe der Zeit ggf. ablösen können.
- Um Betonrohre mit unterschiedlichen Innendurchmessern herzustellen, ist bspw. aus der
US 4,690,631 ein Verdichtungswerkzeug bekannt, dessen Pressrollen über einen Verstellhebel in ihrer radialen Ausrichtungen verstellt werden können. Hierzu ist es erforderlich, dass ein den Verstellhebel fixierender Gewindebolzen aus einem Gewindeloch herausgeschraubt und nach Verstellung des Verstellhebels in ein anderes Gewindeloch eingeschraubt wird. Die Verstellung der Pressrollen ist zeitaufwändig und folglich nicht während der Produktion von Rohren durchführbar. Dieses Dokument offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung eines Betonrohres gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchen mehrlagige Betonrohre schneller und wirtschaftlicher hergestellt werden können, wobei insbesondere die Verbindung der einzelnen Lagen untereinander verbessert wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Hierzu kann die wenigstens eine Verteiler- oder Pressrolle und/oder der wenigstens eine Press- oder Glättkolben über eine Verstelleinrichtung derart mit der angetriebenen Achse verbunden sein, dass der Abstand der äußeren Manteilfläche zu der angetriebenen Achse veränderbar ist. Die Verstelleinrichtung ermöglicht somit den bspw. durch die Verteilerrollen oder -kufen oder die Pressrollen beschriebenen Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges definiert zu verändern, um Betonrohre mit verschiedenen Innendurchmessern mit demselben Verdichtungswerkzeug zu fertigen. Da es zur Betätigung der Verstelleinrichtung nicht erforderlich ist, das Verdichtungswerkzeug aus dem Formmantel herauszufahren, kann mit dem erfindungsgemäßen Verdichtungswerkzeug ein zwei- oder mehrschichtiges Betonrohr ohne einen Werkzeugwechsel gefertigt werden. So ist es aufgrund der radialen Verstellbarkeit des Verdichtungswerkzeuges möglich, zunächst die äußere Schicht des Betonrohres mit größerem Innendurchmesser herzustellen und nach einer Reduzierung des Durchmessers des Verdichtungswerkzeuges die innere Schicht des Betonrohres mit kleinerem Innendurchmesser aufzutragen. Die radiale Verstellung des Verdichtungswerkzeuges zur Durchmesserveränderung erfolgt dabei, indem der Abstand zwischen der angetriebenen Achse und den äußeren Mantelflächen der Rollen, Kufen oder dgl. variiert wird.
- Die Verstelleinrichtung kann eine Kulissenführung, welche sich in einer gekrümmten oder geraden Bahn zwischen zwei Punkten mit verschiedenem Abstand von der angetriebenen Achse erstreckt, und einen in der Kulissenführung gleitenden Kulissenstein aufweisen. Die angetriebene Achse kann dabei mit einer Scheibe oder dgl. verbunden sein, in welcher ein Langloch als Kulissenführung ausgebildet ist. Der Lagerzapfen einer Verteiler- oder Pressrolle bzw. eines Glättkolbens gleitet dabei als ein Kulissenstein in dem Langloch. Durch die Drehung des Verdichtungswerkzeuges um die angetriebene Achse wird die Rolle bzw. der Kolben in seine in Drehrichtung hintere Position in der Kulissenführung gedrängt. Durch eine Umkehr der Drehrichtung des Verdichtungswerkzeuges um die angetriebene Achse kann die Rolle bzw. Kufe in die andere Endposition der Kulissenführung gedrängt werden, welche im Vergleich zu der ersten Position einen anderen Abstand zu der angetriebenen Achse hat, so dass der Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges durch eine Umkehr seiner Drehrichtung veränderbar ist.
- Die Umkehr der Drehrichtung des Verdichtungswerkzeuges zwischen zwei Bearbeitungsschritten kann alternativ auch bei einer Verstelleinrichtung zur Veränderung des Durchmessers des Verdichtungswerkzeuges eingesetzt werden, wenn die Verstelleinrichtung durch einen in Bezug zu der angetriebenen Achse exzentrisch gelagerten Schwenkhebel gebildet ist. Dieser Schwenkhebel ist an seinem der Lagerung abgewandten Ende mit der wenigstens einen Verteiler- oder Pressrolle und/oder dem wenigstens einen Press- oder Glättkolben verbunden und zwischen zwei Punkten mit verschiedenem Abstand von der angetriebenen Achse verschwenkbar. Die die Schwenkbewegung des Hebels beschränkenden Anschlagpunkte können dabei derart angeordnet sein, dass eine Verschmutzung der Verstelleinrichtung durch die Betonmischungen weitgehend vermieden wird, so dass keine Beeinträchtigungen der exakten Einstellbarkeit des Durchmessers des Verdichtungswerkzeuges im Betrieb auftreten.
- Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung wenigstens einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Antriebsmotor aufweist, welcher der wenigstens einen Verteiler- oder Pressrolle und/oder dem wenigstens einen Press- oder Glättkolben zur Verstellung zugeordnet ist. Dieser Antriebsmotor, bspw. ein Linearstellglied, kann sämtliche Rollen und/oder Kolben des Verdichtungswerkzeuges zentral verstellen oder einzelnen oder mehreren Rollen oder Kolben zugeordnet sein.
- Vorzugsweise erfolgt die Energieversorgung des Antriebsmotors durch die angetriebene Achse, welche aus wenigstens zwei koaxial und ineinanderliegenden Hohlwellen gebildet ist. Dabei führt eine elektrische, hydraulische oder pneumatische Leitung durch die innere Hohlwelle zu der Verstelleinrichtung.
- Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die angetriebene Achse durch zwei koaxiale, ineinanderliegende Hohlwellen gebildet ist, wobei in der inneren Hohlwelle eine weitere Welle zum Antrieb der Verstelleinrichtung vorgesehen ist.
- Wenn die Verstellung der Verteiler- oder Pressrolle durch die durch eine Änderung der Rotationsrichtung hervorgerufene Reaktionskraft zwischen der Rolle und dem Betonrohr erzeugt wird, kann eine durch die als Welle ausgebildete Achse zugeführte Leistung für andere Funktionen genutzt werden. So ist es beispielsweise möglich, damit das Verteiler- oder Presswerkzeug mittels Druckluft oder dgl. zu reinigen oder es kann eine zusätzliche Arretierung der Rollen in einer Endlage erfolgen.
- Um eine besonders glatte Innenwand und eine homogene Betonverteilung in den Wänden der zu fertigenden Rohre zu erzielen, kann das Verdichtungswerkzeug einen Verteiler mit mehreren, im Wesentlichen radial wirkenden Verteilerrollen oder Verteilerkufen, einen Verdichter mit mehreren, im Wesentlichen radial wirkenden Pressrollen oder Verdichterkufen und ein Glättwerkzeug aufweisen. Der in den Formmantel eingefüllte Beton wird dabei zunächst durch die Verteilerrollen des Verteilers gleichmäßig in dem Formmantel verteilt und vorverdichtet, so dass eine ggf. vorgesehene Bewehrung oder Armierung von der Betonmischung eingeschlossen wird. Die Pressrollen des Verdichters verdichten die Betonmischung dabei soweit, dass der gewünschte Innendurchmesser des Betonrohres entsteht. Anschließend wird die Oberfläche durch das Glättwerkzeug, welches vorzugsweise als ein zylindrischer Kolben ausgeführt und unterhalb des Verdichtungswerkzeuges angeordnet ist, nachgearbeitet. Alternativ zu dem beschriebenen Verdichtungswerkzeug können anstelle der Rollen auch radial angeordnete Gleitkufen die Verteilung und Verdichtung des Materials übernehmen.
- Das Entstehen von Torsionsmomenten bei der Herstellung des Betonrohres mit einem Presskopf kann dadurch vermieden werden, dass der Verteiler des Presskopfes in entgegengesetzter Richtung zu dem Verdichter um die Längsachse des Formmantels rotiert. Der Verdichter und der Verteiler können ggf. mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Dabei ist die Geschwindigkeit des Verteilers in der Regel deutlich höher als die des Verdichters mit den Pressrollen und dem Glättkolben. Auf diese Weise werden auch ggf. in dem Betonrohr vorgesehene Bewehrungen oder Armierungen während der Verdichtung des Betongemisches nicht verdreht, so dass sie in ihrer vorgesehenen Position bleiben.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann an dem Verdichtungswerkzeug oberhalb des Glättwerkzeuges ein Sprühkopf zum Verteilen und Verdichten von Betonmischungen angeordnet sein. Durch Fliehkräfte, die aufgrund der rotierenden Bewegung des Sprühkopfes entstehen, kann z. B. die zweite Betonmischung für die innere Schicht des Betonrohres verteilt werden. Durch die Aufprallgeschwindigkeit des gesprühten Materials auf die Innenfläche der ersten Betonschicht wird die zweite Betonmischung zumindest teilweise verdichtet und die Verbindung zu der ersten Betonschicht wird verbessert. Folglich kann auf einen weiteren Verteiler und/oder auf einen zusätzlichen Verdichter verzichtet werden.
- Eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Betonrohres umfasst bspw. wenigstens einen Ständer, in welchem ein antreibbares Verdichtungswerkzeug gelagert ist, wenigstens eine Drehscheibe, auf der mehrere Formmäntel vertikal stehend taktweise in den Ständer einschwenkbar sind, und wenigstens eine Beschickungsanlage zum Einfüllen wenigstens einer Betonmischung in einen der Formmäntel. Vorzugsweise sind jedoch einem Ständer wenigstens zwei Beschickungsanlagen zugeordnet, so dass unterschiedliche Betonmischungen in demselben Ständer verarbeitet werden können.
- Es wird bevorzugt, wenn wenigstens eine der Beschickungsanlagen ein Betonsilo mit zugeordnetem Füllband aufweist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Beschickungsanlage auch durch eine Betonpumpe mit einem Pumpenschlauch gebildet sein. Insbesondere für die Zufuhr der zweiten, bspw. feuer- und/oder säurebeständigen Betonmischung, von der nur ein geringerer Volumenanteil zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres benötigt wird, kann die Verwendung einer Betonpumpe ausreichend sein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, insbesondere zweischichtigen Betonrohres weist die folgenden Schritte auf: zunächst wird ein im Wesentlichen vertikal stehender Formmantel in einen Ständer eingeschwenkt und der Formmantel mit einer ersten Betonmischung aus einer ersten Beschickungsanlage befüllt. Diese erste Betonmischung wird dann in dem Formmantel durch ein rotierendes und vertikal verfahrbares Verdichtungswerkzeug verteilt und verdichtet, sowie ggf. die Innenfläche geglättet. Vor dem Entformen des Betonrohres wird mittels einer zweiten Beschickungsanlage eine zweite Betonmischung in den im Wesentlichen vertikal stehenden Formmantel eingefüllt. Zudem wird der Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges reversibel verkleinert, so dass die zweite Betonmischung mit dem Verdichtungswerkzeug verteilt und verdichtet sowie ggf. die Innenfläche geglättet werden kann, bevor das Betonrohr aus dem Ständer herausgeschwenkt und entformt wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass weder ein Wechsel des Verdichtungswerkzeuges noch ein Transport des äußeren Teils des mehrschichtigen Rohres zusammen mit dem Formmantel in einen weiteren Ständer erforderlich ist. Vielmehr kann das Verdichtungswerkzeug selbst vor dem Einbringen der zweiten Betonmischung innerhalb des Formmantels in seiner Größe verändert werden. Nach dem Herausschwenken und Entformen des Betonrohres wird der Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges dann zum Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung eines neuen Betonrohres wieder reversibel vergrößert.
- Vorzugsweise wird nach dem Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung die Rotationsrichtung des Verdichtungswerkzeuges geändert. Auf diese Weise ist es möglich, in einer Kulissenführung verschiebbare oder an einem schwenkbaren Hebel gelagerte Werkzeuge in ihrer radialen Ausrichtung zu der angetriebenen Achse zu verändern, so dass der Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges angepasst wird. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, die Rotationsgeschwindigkeit des Verdichtungswerkzeuges nach dem Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung zu ändern. Auf diese Weise kann der Durchmesser des Verdichtungswerkzeuges bspw. infolge von Fliehkräften variiert werden.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen schematisch: .
- Fig. 1
- ein Verdichtungswerkzeug nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 2
- ein Verdichtungswerkzeug nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3
- ein Verdichtungswerkzeug nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 4
- ein Verdichtungswerkzeug nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung, und
- Fig. 5
- eine Schnittansicht eines Rohres während der Herstellung.
- In den
Figuren 1 bis 4 ist ein Verdichtungswerkzeug durch eine kreisförmige Scheibe 1 angedeutet, welche mit einer angetriebenen Achse 2 verbunden ist. Auf der Scheibe 1 ist eine der Ausführungsform gemäßFig. 1 als Langloch ausgebildete Kulissenführung 3 vorgesehen. Ein Lagerzapfen 4, welcher eine Pressrolle 5 trägt, ist in der Kulissenführung 3 verschiebbar gelagert. Auf diese Weise ist die Pressrolle 5 gemeinsam mit dem Lagerzapfen 4 zwischen der inFig. 1 mit durchgezogenen Linien gekennzeichneten ersten Stellung mit kleinerem Durchmesser in eine gestrichelt angedeutete zweite Stellung mit größerem Durchmesser überführbar. - Die beiden Endpunkte der Kulissenführung 3 weisen einen unterschiedlichen Abstand zu der angetriebenen Achse 2 auf. Das Zentrum des Lagerzapfens 4 beschreibt bei einer Umdrehung der Scheibe 1 um die Achse 2 in seiner ersten Stellung einen in den Figuren mit Dk1 gekennzeichneten Kreis. Nach einer durch die Pfeile in
Fig. 1 angedeuteten Verschiebung des Lagerzapfens 4 in die gestrichelt dargestellte zweite Position beschreibt das Zentrum des Lagerzapfens bei Rotation der Scheibe 1 einen Kreis Dk2, dessen Durchmesser größer als der des Kreises Dk1 ist. Auf diese Weise verändert sich auch die Größe der von den Außenflächen der Pressrolle 5 bei einer Umdrehung des Verdichtungswerkzeuges beschriebenen Kreise DR1 und DR2. Damit lassen sich bei der Herstellung eines Betonrohres unterschiedliche Wandstärken mit einem Verdichtungswerkzeug fertigen, ohne dass hierfür ein Werkzeugwechsel erforderlich wäre. - Bei dem in
Fig. 1 darstellten Verdichtungswerkzeug erfolgt die Verstellung der Pressrolle 5 in der Kulissenführung 3 durch eine Reaktionskraft. Bei Rotation der Scheibe 1 im Betrieb gegen den Uhrzeigersinn ergibt sich durch den Kontakt mit der Innenwand des Betonrohres, eine Reaktionskraft an der Pressrolle 5, die diese in die mit durchgezogenen Linien gekennzeichnete erste Stellung drängt, in welcher die Rolle 5 dichter an der angetriebenen Achse 2 liegt. Durch eine Änderung der Drehrichtung ergibt sich durch den Kontakt mit der Innenwand des Betonrohres eine entgegensetzte Reaktionskraft, die die Pressrolle 5 mit dem Lagerzapfen 4 in die in der Figur gestrichelt dargestellte andere Endlage der Kulissenführung 3 verschiebt. Auf diese Weise wird der Durchmesser der von der äußeren Mantelfläche der Pressrollen bei Rotation des Verdichtungswerkzeuges beschriebene Kreis DR1 allein durch die Änderung der Drehrichtung in DR2 vergrößert. - In der Darstellung nach
Fig. 2 ist die Pressrolle 5 ebenfalls auf einem in einer Kulissenführung 3 verschiebbaren Lagerzapfen 4 derart drehbar angeordnet, dass die Größe des bei einer Rotation des Verdichtungswerkzeuges von der äußeren Mantelfläche der Pressrolle beschriebenen Kreises veränderbar ist. Die Verstellung der Pressrolle zwischen den beiden mit durchgezogenen Linien bzw. gestrichelt dargestellten Positionen erfolgt bei dieser Ausführungsform allerdings nicht ausschließlich über die Änderung der Rotationsrichtung des Verdichtungswerkzeuges sondern kann alternativ oder zusätzlich hierzu durch ein bspw. an dem Lagerzapfen 4 angreifendes Linearstellglied 6 erfolgen. Auf diese Weise wird es ermöglicht, den Durchmesser des von der Außenfläche der Pressrolle 5 bei Rotation beschriebenen Kreises stufenlos einzustellen. - Eine weiteres Verdichtungswerkzeug ist in
Fig. 3 dargestellt. Auf dem scheibenartigen Verdichtungswerkzeug 1 ist exzentrisch zu der angetriebenen Achse 2 ein Hebel 7 um einen Lagerpunkt 8 verschwenkbar gelagert. Das der Lagerung 8 abgewandte Ende des Hebels 7 trägt den Lagerzapfen 4, auf welchem die Pressrolle 5 drehbar gelagert ist. Weiter sind auf der Scheibe 1 zwei Anschläge 9a und 9b angeordnet, die die Verschwenkbewegung des Hebels 7 begrenzen. Die Anschläge 9a und 9b sind dabei derart auf der Scheibe 1 positioniert, dass bei Anlage des Hebels 7 an die beiden Anschläge die Größe der bei Rotation des Verdichtungswerkzeuges durch die Mantelfläche der Pressrolle 5 beschriebenen Kreise DR1 und DR2 verschieden sind. - Wie bereits oben unter Bezugnahme auf
Fig. 1 erläutert, wirken bei einer Rotation des Verdichtungswerkzeuges 1 durch den Kontakt der äußeren Mantelfläche der Pressrolle 5 mit der Innenwand des Betonrohres in Abhängigkeit der Drehrichtung des Verdichtungswerkzeuges unterschiedlich gerichtete Reaktionskräfte. Durch diese Reaktionskräfte wird der Hebel 7 zwischen den beiden inFig. 3 mit durchgezogenen Linien bzw. gestrichelt dargestellten Stellungen, die durch die Anschläge 9a und 9b definiert sind, verschwenkt. Somit lassen sich ohne einen Wechsel des Verdichtungswerkzeuges allein durch die Änderung der Drehrichtung Betonrohre mit unterschiedlicher Wandstärke bzw. mit unterschiedlichem Innendurchmesser herstellen. - Der Aufbau des in
Fig. 4 dargestellten Verdichtungswerkzeuges entspricht im Wesentlichen dem der Ausführungsform nachFig. 3 . Der Hebel 7 bzw. der Lagerzapfen 4 sind bei dieser Ausführungsform jedoch mit dem oben unter Bezugnahme aufFig. 2 erläuterten Linearstellglied 6 derart verbunden, dass der Hebel 7 unabhängig von der Drehrichtung des Verdichtungswerkzeuges 1 durch das Linearstellglied 6 verschwenkbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Abstand zwischen der mit einer Innenwand eines Betonrohres in Kontakt tretenden Mantelfläche der Pressrolle 5 und der angetriebenen Achse 2 des Verdichtungswerkzeuges 1 stufenlos einstellen. - In
Fig. 5 sind zwei Fertigungsschritte bei der Herstellung eines zweischichtigen Betonrohres 10 dargestellt, wobei die rechte Hälfte das Verdichten der ersten äußeren Schicht 10a mit dem Verdichtungswerkzeug 1 in seiner in denFiguren 1 bis 4 gestrichelt dargestellten zweiten Position zeigt, während in der linken Hälfte vonFig. 5 das Auftragen der zweiten, inneren Schicht 10b in der in denFiguren 1 bis 4 in durchgezogenen Linien dargestellten ersten Stellung des Verdichtungswerkzeuges darstellt. - Das Verdichtungswerkzeug umfasst zusätzlich zu der bereits in den
Figuren 1 bis 4 dargestellten Pressrolle 5 vertikal darüber angeordnete Verteilerrollen 11, die ebenfalls drehbar auf Lagerzapfen 12 gelagert sind, sowie einen unterhalb der Pressrolle 5 angeordneten Glättkolben 13. Abweichend von der Darstellung derFiguren 1 bis 4 können in dem Verdichtungswerkzeug mehrere Pressrollen 5 und mehrere Verdichterrollen 11 vorgesehen sein, die jeweils - wie auch der Glättkolben 13 oder Segmente des Glättkolbens 13 - einzeln durch eine oben unter Bezugnahme auf dieFiguren 1 bis 4 beschriebene Verstellvorrichtung in unterschiedlichen Abständen zu der angetriebenen Achse 2 positionierbar sind. - Die Herstellung des zweischichtigen Betonrohres 10 erfolgt in einem vertikal stehenden Formmantel 14, in welchen zunächst ggf. durch die antreibbare Achse 2 Beton zur Herstellung der äußeren Schicht 10a eingebracht wird. Das Verdichtungswerkzeug befindet sich zu Beginn der Herstellung des Betonrohres in einer vollständig in den Formmantel 14 eingefahrenen Stellung, in welcher die Verteilerrollen 11 etwa am unteren Ende des Formmantels 14 positioniert sind. Die Verteilerrollen 11, die Pressrollen 5 sowie der Glättkolben 13 befinden sich in der in den
Figuren 1 bis 4 gestrichelt dargestellten zweiten Stellung, so dass der durch die Mantelflächen der Pressrollen 5 bei einer Rotation des Verdichtungswerkzeuges um die Achse 2 beschriebene Kreis dem in denFiguren 1 bis 4 gestrichelt dargestellten Kreis DR2 entspricht. Gleichzeitig mit dem Einfüllen der Betonmischung wird das Verdichtungswerkzeug durch die angetriebene Achse 2 in Rotation versetzt und vertikal nach oben aus dem Formmantel 4 herausgezogen. Hierbei verteilen zunächst die Verteilerrollen 11 die Betonmischung gleichmäßig an der Innenwand des Formmantels 14, wobei eine Vorverdichtung des Betons erfolgen kann. Durch die Pressrollen 5, die vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zu den Verteilerrollen 11 um die Achse 2 rotieren, wird der Beton weiter verdichtet. Der Glättkolben 13 glättet schließlich die innere Wandfläche der äußeren Schicht 10a des Betonrohres. - Zur Ausbildung der inneren Schicht 10b des Betonrohres 10 wird das Verdichtungswerkzeug wieder in seine untere Position in dem Formmantel 14 gefahren und die Verteilerrollen 11, die Pressrollen 5 sowie der Glättkolben 13 werden in der oben unter Bezugnahme auf die
Figuren 1 bis 4 beschriebenen Weise in eine Stellung mit verringertem Abstand zu der drehbaren Achse 2 gebracht. Während oder nach dem Einbringen des Materials für die innere Schicht 10b des Betonrohres wird diese innere Schicht durch die Verteilerrollen 11, die Pressrollen 5 sowie den Glättkolben 13 wie oben beschrieben gefertigt. Anschließend kann das Betonrohr 10 aus dem Formmantel 14 entnommen werden. -
- 1
- Scheibe (Verdichtungswerkzeug)
- 2
- angetriebene Achse
- 3
- Kulissenführung
- 4
- Lagerzapfen
- 5
- (Press-)Rolle
- 6
- Linearstellglied
- 7
- (Schwenk-)Hebel
- 8
- Lagerung
- 9a, 9b
- Anschlag
- 10
- Betonrohr
- 10a
- äußere Schicht
- 10b
- innere Schicht
- 11
- Verteilerrolle
- 12
- Lagerzapfen
- 13
- Glättkolben
- 14
- Formmantel
Claims (17)
- Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres (10), mit folgenden Schritten:- Einschwenken eines im Wesentlichen vertikal stehenden Formmantels (14) in einen Ständer,- Befüllen des Formmantels (14) mit einer ersten Betonmischung (10a) mittels einer ersten Beschickungsanlage,- Verteilen und Verdichten der Betonmischung in dem Formmantel (14) durch ein rotierendes und vertikal verfahrbares Verdichtungswerkzeug (5, 11, 13),- Herausschwenken des im Wesentlichen vertikal stehenden Formmantels (14) aus dem Ständer und Entformen des Betonrohres (10),dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entformen des Betonrohres (10) mittels einer zweiten Beschickungsanlage eine zweite Betonmischung (10b) in den im Wesentlichen vertikal stehenden Formmantel (14) eingefüllt und der Durchmesser des Verdichtungswerkzeugs (5, 11, 13) zum Verteilen und Verdichten der zweiten Betonmischung (10b) reversibel verkleinert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herausschwenken und Entformen des Betonrohres (10) der Durchmesser des Verdichtungswerkzeugs (5, 11, 13) zum Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung (10a) reversibel vergrößert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung (10a) die Rotationsrichtung des Verdichtungswerkzeuges (5, 11, 13) geändert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verteilen und Verdichten der ersten Betonmischung (10a) die Rotationsgeschwindigkeit des Verdichtungswerkzeuges (5, 11, 13) geändert wird.
- Verwendung eines Verdichtungswerkzeugs in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres (10) in einem Formmantel (14), wobei das Verdichtungswerkzeug wenigstens eine Verteiler- oder Pressrolle (5, 11) und/oder wenigstens einen Press- oder Glättkolben (13) aufweist, die bzw. der eine äußere Mantelfläche zur Formgebung einer Innenwand des Betonrohres (10) hat und um eine angetriebene Achse (2) rotiert, und wobei die wenigstens eine Verteiler- oder Pressrolle (5, 11) und/oder der wenigstens eine Press- oder Glättkolben (13) über eine Verstelleinrichtung (3; 6; 7) derart mit der angetriebenen Achse verbunden sind, dass der Abstand der äußeren Mantelfläche zu der angetriebenen Achse (2) veränderbar ist.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung eine Kulissenführung (3), welche sich in einer gekrümmten oder geraden Bahn zwischen zwei Punkten mit verschiedenem Abstand von der angetriebenen Achse (2) erstreckt, und einen in der Kulissenführung (3) gleitenden Kulissenstein (4) aufweist.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung einen in Bezug zu der angetriebenen Achse (2) exzentrisch gelagerten Schwenkhebel (7) aufweist, der mit der wenigstens einen Verteiler- oder Pressrolle (5, 11) und/oder dem wenigstens einen Press- oder Glättkolben (13) verbunden und dessen der Lagerung (8) abgewandtes Ende zwischen zwei Punkten (9a, 9b) mit verschiedenem Abstand von der angetriebenen Achse (2) verschwenkbar ist.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung wenigstens einen elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Antriebsmotor (6) aufweist, welcher der wenigstens einen Verteiler- oder Pressrolle (5, 11) und/oder dem wenigstens einen Press- oder Glättkolben (13) zur Verstellung zugeordnet ist.
- Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Achse (2) durch wenigstens zwei koaxiale, ineinander liegende Hohlwellen gebildet ist und dass durch die innere Hohlwelle eine elektrische, hydraulische oder pneumatische Leitung zu der Verstelleinrichtung (3; 6; 7) führt.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Achse (2) durch zwei koaxiale, ineinander liegende Hohlwellen gebildet ist, wobei durch die innere Hohlwelle eine weitere Welle zum Antrieb der Verstelleinrichtung (3; 6; 7) geführt ist.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das Verdichtungswerkzeug gekennzeichnet ist durch einen Verteiler mit mehreren im Wesentlichen radial wirkenden Verteilerrollen (11) oder Verteilerkufen, einen Verdichter mit mehreren im Wesentlichen radial wirkenden Pressrollen (5) oder Verdichterkufen und ein Glättwerkzeug (13).
- Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (11) in entgegengesetzter Richtung zu dem Verdichter (5) und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit um die angetriebene Achse (2) rotiert.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch einen Sprühkopf zum Verteilen und Verdichten von Betonmischungen, der oberhalb des Glättwerkzeugs (13) angeordnet ist.
- Verwendung nach seinem der Ansprüche 5 bis 13 in einer Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Betonrohres (10) mit wenigstens einem Ständer, in welchem ein antreibbares Verdichtungswerkzeug gelagert ist, wenigstens einer Drehscheibe, auf der mehrere Formmäntel (14) vertikal stehend taktweise in einen Ständer einschwenkbar sind, und wenigstens einer Beschickungsanlage zum Einfüllen wenigstens einer Betonmischung in einen der Formmäntel (14).
- Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass einem Ständer wenigstens zwei Beschickungsanlagen zugeordnet sind.
- Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Beschickungsanlagen ein Betonsilo mit zugeordnetem Füllband aufweist.
- Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Beschickanlagen eine Betonpumpe mit einem Pumpenschlauch aufweist.
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