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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Produktion von Betonprodukten.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
langer vorgespannter Betonprodukte unter Verwendung mobiler Formen.
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Technischer Hintergrund
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Vorgespannte
Betonprodukte werden herkömmlich
auf langen mobilen Vorspannbetten hergestellt. Dadurch bewegen sich
alle Produktionsmaschinen entlang der Gussbetten, wodurch ihr Arbeitsbereich
sehr groß ist.
Der Beton muss an mobile Gussmaschinen in verschiedenen Teilen des
Produktionsbereiches übertragen
werden, wonach der frische Beton in Formen zugeführt wird, während die Maschinen sich über die
Form bewegen. Nach dem Härten
werden die Spanndrähte
bzw. Vorspanndrähte
abgeschnitten, und es werden die notwendigen Schneide- und Bohrbetriebsabläufe vor
Ort ausgeführt.
Die Produkte werden dann in ein Lager übertragen, und nach dem Reinigen
können
die Spanndrähte
für das
nächste
Gussstück
an den Gussbetten angebracht werden.
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Für kürzere Produkte
ist ein sogenanntes Karussellproduktionssystem bekannt, bei dem
anstelle fixierter Gussbetten und mobiler Maschinen mobile Formen
und fixierte Guss- und andere Arbeitsstationen verwendet werden.
Das System ist flexibler als das System mit fixierten Gussbetten,
wenn jedoch lange vorgespannte Produkte oder verschiedene lange
vorgespannte Produkte in Serie an demselben Gussbett produziert
werden sollen, verlangsamt die Aushärtestufe die Produktion, die
da gefüllten Formen
für eine
längere
Zeitdauer in Ruhe gelassen werden müssen, bevor das gehärtete Produkt entfernt
werden kann. Aus dem Patent GB-A-2
311 747 ist eine Anlage für
die Produktion vorgespannter Betonprodukte bekannt, bei denen die
Betonprodukte an Betten, die mit Spanndrähten versehen sind, gegossen
werden, während
sich die Betten unter der stationären Gussmaschine bewegen. Nachdem
die gesamte Länge
des Produktes gegossen ist, wird das gesamte Produkt seitwärts in einen
erhitzten Härteraum
gedrückt.
Nach dem Härten
gelangt das gesamte Produkt in der Richtung, die der Gussrichtung entgegengesetzt
ist, durch eine Sägestation.
Die auf ihre endgültige
Länge geschnittenen
Produkte werden von dem Bett angehoben und aus dem Kreislauf gebracht,
wobei danach das Gussbett durch seitwärts gerichtetes Drücken in
eine Vorbereitungsstation übertragen,
gereinigt und für
das nächste
Gussstück
vorbereitet wird.
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Die
Veröffentlichung
GB 9607157.4 offenbart fünf parallele
Stationen für
die Härtestufe,
wobei sich die Anordnung in Harmonie mit den Entlade- und Ausstattungsstationen
der anderen Seite des Kreislaufs befindet, was jedoch die Menge
an Gussstücken,
die sich gleichzeitig in der Härtestufe
befinden, erheblich beschränkt.
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Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 für die Produktion
vorgespannter Betonprodukte. Das Verfahren basiert auf einer fixierten
Gussstation und mobilen langen Gussbetten. Alle Produktionsmaschinen
bleiben an ihren Arbeitsstationen, und dementsprechend werden die
Formen und die Produkte bewegt.
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Das
Gießen
kann durch Verwendung einer Strangpresstechnik oder einer Schlickergusstechnik ausgeführt werden,
wie beispielsweise in dem FI- Patent
85350 offenbart ist, oder durch Verwendung einer anderen Schlickergusstechnologie,
die in dem FI-Patent 101208 beschrieben ist. Die Gießgeschwindigkeit
der Gussmaschine ist gemäß der Bewegung
der Form abgestimmt. Die Produkte können beispielsweise gewöhnliche
vorgespannte Betonplatten mit hohlem Kern oder vorgespannte Träger sein. Das
Vorspannen wird gegen die Form ausgeführt, wodurch keine separaten
bodenbasierten Anker erforderlich sind.
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Nach
dem Gießen
wird das Gussbett zusammen mit dem darauf gegossenen Produkt seitwärts von
der Gusslinie an eine Wärmebehandlung
unter Verwendung einer Hebeausstattung übertragen. Die Übertragung
der Gussbetten seitwärts
durch Anheben ist bezüglich
der Raumverwendung vorteilhaft, da in diesem Fall die Formen zusammen
mit ihrer Ausstattung. Die Übertragung
der Gussbetten seitwärts
durch Anheben ist bezüglich
der Raumverwendung vorteilhaft, da in diesem Fall die Formen zusammen
mit ihren Gussprodukten in einem Wärmebehandlungsraum gestapelt
werden können,
und mehrere Stapel nebeneinander gebildet werden können. Das
Heben in den Wärmebehandlungsraum und
nach dem Härten
zu einer weiteren Verarbeitungslinie kann leicht automatisiert werden.
Nach dem Härten
wird die Kombination aus Form und Produkt zu dem Beginn einer Bewehrungs-
bzw. Verstärkungslinie
gehoben, an der das Produkt als ein langer gleichförmiger Körper seitwärts zu einer
Endbearbeitungslinie gehoben wird, an der es sich vorwärts entlang
einer Rollenbahn bewegt, um in Stücke mit vorbestimmter Länge geschnitten
zu werden. Wenn das Produkt heruntergehoben wird, wird die Form
frei und wird anschließend
entlang der Rollenbahn transportiert, um mit Bewehrungen ausgestattet
zu werden, und weiter zu einem Zwischenlager transportiert, um den
nächsten
Gießvorgang
abzuwarten. Während
der Übertragung
wird die Form gereinigt und mit Spanndrähten versehen. Somit sind für diese Vorgehensweise
keine separaten Betriebsschritte erforderlich.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht einer Produktionsanlage, in der ein
Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet wird;
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2 zeigt,
wie die Formen mit Draht versehen werden;
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3 zeigt
eine Seitenansicht einer Hebeanordnung, die zum seitwärts gerichteten Übertragen der
beladenen Formen verwendet wird;
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4 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie A-A der Hebeausstattung gemäß 3;
und
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5 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie B-B der Produktionsanlage gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt
eine Produktionsanlage zum Anwenden eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
In 1 ist eine Station 1 der vorbereiteten
Formen oder Gussbetten an der Mitte rechts gezeigt. Das Gießen wird
ausgeführt,
während
sich die Form entlang einer Rollenbahn 2 durch eine Gießstation 3 nach
links zu einem Wärmebehandlungsraum 4 bewegt.
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Alle
in dem Prozess verwendeten Formen sind separate Einheiten mit einer
gewünschten
Länge,
die zusammen mit der Produktion von der Vorbereitungsstation der
Form zu einer Gießstation,
von der Gießstation
zu einer Wärmebehandlung
und von dort weiter zu einer Entladestation zirkulieren. Die Gussstücklänge beträgt mehr
als 30 m. Die Formen sind so ausgebildet, dass sie das Vorspannen
aushalten. Vor der Bewehrung wird die Form mechanisch gebürstet und
geölt.
Die Spanndrähte
werden in eine Form in Verbindung mit der Übertragung der Form an eine
Station 5 eingebracht, in deren Nähe sich ein Drahtlager 21 befindet.
Es ist vorteilhaft, die Drähte
während
der Übertragung
der Form von einer fixierten Zuführstation
aus zu montieren, im Gegensatz zu dem Verfahren des oben beschriebenen Standes
der Technik.
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2 zeigt
eine Anordnung der Drähte.
Der Vorspanndraht wird durch Verriegelungsplatten 7, 9 geschoben
und mit erforderlichen Verriegelungskeilen versehen. Wenn sich die
gereinigte Form entlang der Rollenbahn 22 (1)
zu dem Drahtausbreitpunkt bewegt, werden die Verriegelungsplatte 7 des passiven
Endes und der Spanndraht 8, der daran angebracht ist, zunächst verriegelt.
An dem Drahtausbreitpunkt ist auch eine Bündelvorspannvorrichtung angeordnet,
die von oberhalb der Form zu dem aktiven Ende der Form heruntergelassen
wird. Die Form wird auf der Rollenbahn vorwärts bewegt, wodurch die Drähte 8,
die durch die Verriegelungsplatte 9 des aktiven Endes laufen,
direkt in richtige Positionen an dem Gussbett während der Übertragung gekämmt werden.
Nach der Übertragung
in der Längsrichtung wird
das aktive Ende der Verriegelungsplatte 9 an der Form angebracht,
und die Verriegelungskeile werden an den Drahtklemmen angebracht.
Das Bündel
wird festgezogen, um das Vorspannen zu bewirken.
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Die
mobilen Verriegelungsplatten sind somit derart aufgebaut, dass sie
zusätzlich
dazu, dass sie Drahtbefestigungspunkte darstellen, auch direkt als Start-
und Endverschlussplatten während
des Gießens
wirken.
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Das
Gießen
kann direkt von der Startverschlussplatte gestartet und direkt an
der Endverschlussplatte beendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen
Start- und Endausschuss vollständig zu
vermeiden wie auch aufgrund der Bewegbarkeit der Verriegelungsplatten
die Menge an verschwendetem Draht zu minimieren.
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Die
seitwärts
erfolgende Übertragung
von der Bewehrungsposition 5 zu dem Beginn der Gusslinie
wird mittels der Seitwärtsübertragungshebeanordnung
ausgeführt,
die an der Decke der Halle vorgesehen ist. Die Formen, die bereits
bewehrt sind, können
sofort an der Vorbereitungsstation der Halle gelagert werden, bevor
sie an den Beginn der Gusslinie übertragen
werden.
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An
der Gusslinie wird die Form durch Reibantriebe in der Längsrichtung
auf der Rollenbahn 2 (1) bewegt.
Die Betonstation 10 ist teilweise an der Seite der Halle
und teilweise oberhalb der Gießstation 3 angeordnet,
wobei der Beton direkt zu einer Gießmaschine geführt werden
kann. Daher sind keine separaten Transferförderbänder erforderlich. Die Betonstation
wie auch die Gießstation
können
ohne Bedienung bzw. unbesetzt sein, wobei der Betrieb der verschiedenen
Einheiten von einem gemeinsamen, geeignet angeordneten Steuerraum
gesteuert wird.
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Die
Gießstation
umfasst fixierte Gießmaschinen,
die parallel arbeiten und von denen 1 bis 3 oder sogar noch mehr
abhängig
von der Kapazität
der Produktionsanlage vorgesehen sind. Die Funktionen in Verbindung
mit der Wartung der Gießmaschinen können benachbart
der Gießstation beispielsweise an
der Station 11 angeordnet werden. An der Gießstation
können
mehrere Gießmaschinen
gleichzeitig arbeiten, wobei Übertragungsrollenbahnen
für die Form
in der gleichen Anzahl wie die Gießmaschinen vorgesehen sein
müssen. 1 zeigt
drei Gießbahnen.
Die Gießmaschine
ist während
des Gießens
fixiert, und das Gießbett
oder die Gießform
bewegt sich unterhalb der Gießmaschine
gemäß dem Fortschritt
der Gussstufe. Die Gießmaschinen
können
als herkömmliche
Schlickergussmaschinen vorgesehen sein, wie beispielsweise in den
FI-Patenten 85350 und 101208 beschrieben ist. Bevorzugt werden Start- und
Endverschlussplatten gemäß den FI-Patentanmeldungen
991690 und 991691 an den Formen verwendet, wodurch die Gießstufe nahezu
ohne Ausschuss gestartet und beendet werden kann.
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Unmittelbar
nach dem Gießen,
wenn der Beton immer noch frisch ist, werden erforderliche Öffnungen
beispielsweise gemäß Markierungen
vorgesehen, die durch eine Markiermaschine gemacht werden, oder
eine Maschine zum Herstellen von Öffnungen wird automatisch auf
der Basis von Plattendaten gesteuert. Der von den Öffnungen
entfernte Beton kann in den Mischer der Betonstation oder direkt
in die Gussmaschine zurückgeführt werden. Nach
dem Härten
können
die Spanndrähte
in den Öffnungen
an der Endbearbeitungsstation entfernt werden.
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Wenn
das Bett vollständig
gegossen ist und die möglichen Öffnungen
vorgesehen sind, wird das Bett zu einem Wärmebehandlungsraum 4 (1) bewegt.
Bevorzugt ist der Wärmebehandlungsraum ein
isolierter geschlossener Raum, der von anderen Räumen durch eine Trennwand getrennt
ist. Daher kann die Temperatur wie auch Feuchte des Wärmebehandlungsraumes
abhängig
von der Geschwindigkeit des Produktionszyklus fallabhängig festgelegt werden.
Die Formen können
sich entlang der Rollenbahnen zu dem Wärmebehandlungsraum und von dort
durch in der Trennwand vorgesehene Öffnungen bewegen.
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In
dem Wärmebehandlungsraum
wird die Form mittels der Querübertragungshebeausstattung zu
einer vorprogrammierten Härtestation 12 bewegt. 3 zeigt
die Hebeausstattung. Das Heben wird synchron ausgeführt, wobei
das Hebemittel 13 im Wesentlichen gleich beabstandet entlang
der Länge der
Form 14 angeordnet ist und die Hebegenauigkeit der Hebeausstattung
bezüglich
der Festigkeit der Form ausreichend ist. Bevorzugt sind Hebepunkte
in Intervallen von 5 bis 15 m vorgesehen, bevorzugter sind die Hebepunkte
in Intervallen von etwa 9 m vorgesehen, während des Hebens ist die Genauigkeit der
Hebepunkte in der vertikalen Richtung bevorzugt etwa +/– 25 mm;
bevorzugt ist die Genauigkeit +/– 5 mm. Somit ist der Unterschied
zwischen den Punkten in der vertikalen Richtung nicht größer als
50 mm, bevorzugt nicht größer als
10 mm.
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Die
ausreichende Hebegenauigkeit kann durch Verwendung einer Höhenmessung,
beispielsweise eines Impulssensors, in jeder der Hebevorrichtungen
erhalten werden. Zusätzlich
werden Frequenzwandler verwendet, um die Frequenz der Hebe- und
Verfahrmotoren zu steuern, wie auch durch Anordnen von einer der
Hebevorrichtungen als Hauptfördereinrichtung
und der anderen als sogenannte abhängige Fördereinrichtungen. Die Genauigkeit
der Seitwärtsübertragung
kann auf dieselbe Art und Weise erhalten werden.
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4 zeigt
einen Schnitt der Ausstattung gemäß 5 entlang
der Linie A-A. Die Hebeausstattung ist sowohl mit Hebezangen 16 zum
Heben der Formen als auch mit Hebezangen 15 zum Übertragen
des gehärteten
Produktes 17 versehen. Die Seitenprofile, die ein Stapeln
der Formen ermöglichen, sind
in der Schnittansicht nicht gezeigt. Nach dem Härten wird die Form 14 zusammen
mit dem daraufliegenden Produkt durch Heben als eine Einheit an den
Beginn der Bewehrungslinie übertragen,
wobei danach das Produkt, das auf der Form liegt, als Ganzes an
eine Entladelinie gehoben wird. Die Formen gleiten in der Längsrichtung
durch die Reinigungsstation zurück
zu der Bewehrungsstation 5 (1). Die Produkte
gleiten in der Längsrichtung
auf der Endbearbeitungslinie 18 aus dem Wärmebehandlungsraum heraus
direkt zu einer Schneidestation 20, in der sie geschnitten
und fertiggestellt werden.
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In
der Schneidestation werden die Platten auf ihre richtige Länge geschnitten,
mit Wasserlöchern
versehen und ggf. die Öffnungen
und die Schnitte, die in dem nicht gehärteten Produkt ausgebildet
wurden, durch Verwendung von Wasserschneidverfahren oder mechanischen
Maschinenwerkzeugen fertiggestellt. Die Vorrichtung zur Bildung
von Wasserlöchern,
bevorzugt automatisch, kann auch unter Verwendung von Hochdruckwasserstrahlverfahren
oder -bohren arbeiten.
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Das
Quer- oder Diagonalschneiden wird durch Verwendung einer automatischen
Säge mit
einem Falzmesser bzw. einer Falteklinge ausgeführt, das an dem Beginn der
Schneidestation angeordnet ist. Die Platten, die in Längsrichtung
getrennt werden sollen, können
zu der Bahn 19 benachbart der Schneidestation 20 bewegt
werden, wobei auf dieser Bahn die Trennsägenausstattung angeordnet ist.
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Das
aus der Endbearbeitung resultierende Abfallmaterial kann so angeordnet
werden, dass es direkt auf Transferförderbänder fällt, die dieses automatisch
an einen Recyclingpunkt führen.
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5 zeigt
die Anordnungen des Wärmebehandlungs-
oder Härteraums.
Die Gussstücke
kommen an drei Gusslinien 23, 24, 25 an,
von denen aus sie zusammen mit ihren Betten an den Härtestationen 26–31 gestapelt
werden. Die Gussbetten sind so ausgebildet, dass ein Stapeln ohne
Störung
des nicht gehärteten
Produktes möglich
ist. Eine Änderung
der Stapelreihenfolge in jedem Stapel wird während des Härtens mittels der oben beschriebenen
Hebeausstattung bevorzugt computergesteuert durch -Verwendung von
Stationen 26–31 ausgeführt. Auf
diese Weise kann ein Entladen der Produkte von den Gussbetten nach
einem Härten
in derselben Reihenfolge wie bei dem Gießen ausgeführt werden. Die Produkte, die
als ganze Einheiten von den Gussbetten gehoben werden, werden entlang
der Bahn 18 durch die Schneidestation 20 entfernt,
wie oben beschrieben ist. Dementsprechend werden die Gussbetten
entlang der Bahn 32 durch die Vorbereitungsstation zur
Lagerung zurückgeführt.
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Im
Vergleich zu der Anordnung nach dem Stand der Technik wird eine
erheblich größere Kapazität erreicht,
da mittels der Hebe- und Stapeltechnik eine große Anzahl von Produkten gleichzeitig
in der Härtestufe
gehalten werden kann.