Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zementröhren. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von Zementröhren durch Verformung unter Verwendung eines senkrecht beweglichen, rotierenden, in einer Form axial bewegten Kolbens, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver fahrens, welcbe einen in einer Form auf einer senkrechten Welle drehbar und in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Kolben aufweist.
Bei Rohren, die auf diese Weise hergestellt werden, bildet sich nach Entfernung aus der Form infolge der Verdichtungsarbeit des Kolbens an der Innenwand des Rohres eine Flüssigkeit, ein sogenanntes Fett , und da durch sowie infolge der schraubenartigen Bewegung des Kolbens entstehen an der Innenwand Gräte oder Unebenheiten. Die Bohrung des Rohres muss daher nachträglich von Hand mittels eines Spachtels geglättet werden; aber auch auf diese Art der Nachbe arbeitung ist es schwierig, eine genügend glatte Innenfläche zu erreichen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird be zweckt, die Nachteile und Umständlichkei- ten dieser bekannten Verfahren zur Her stellung von Zementröhren zu vermeiden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, dass der Kolben vom Boden zum obern Ende der Form bewegt wird, während der Beton daraufgegossen wird, und dass während der Aufwärtsbewe gung des Kolbens über dessen Mantel hinaus ragende Verdichtungsorgane nach Formung des Rohrkörpers bis auf den Durchmesser des Kolbens eingezogen werden, wonach der rotierende Kolben auf den Boden der Form zurückgeführt wird, wobei die Geschwindig keit der axialen und der Rotationsbewegung so verändert wird, dass eine Glättung der ,
Innenwand -des Rohres erzielt wird. Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung kennzeichnet sich da durch, dass der am obern Ende der Welle an geordnete Kolben Verdichtungsorgane auf weist, die zusammen mit dem Kolben den Rohrkörper formen und verdichten, während die Betonmischung dem Kolben zugeführt wird, und welche während der das Rohr for menden Aufwärtsbewegung über den Kolben mantel hinausragen, ferner dadurch, dass der Kolben Mittel aufweist, um diese Organe bei der Aufwärtsbewegung desselben bis auf den Kolbendurchmesser zurückzuziehen, und dass der Mechanismus für die axiale Bewe gung des Kolbens derart ausgebildet ist,
dass der Kolben schneller abwärts als aufwärts bewegt wird.
Zwecks Erläuterung des Erfindungsge genstandes wird nachstehend eine beispiels weise Ausführungsform der Vorrichtung an Hand der Zeichnung näher. beschrieben. Fig. 1 ist eine Vorderansicht mit dem Kolben in seiner untersten Lage, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Grundriss, aus dem die Vor richtung zum Antrieb der axialen Bewegung des Kolbens zu ersehen ist.
Fig. 4 ist ein Grundriss des Kolbens in grösserem Massstab.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Kolbens, teilweise im Schnitt, und Fig. 6 stellt einen Grundriss der Dreh scheibe mit dem Trog dar, auf dem die Scheibe ruht.
Der Rahmen der Vorrichtung besteht aus vertikalen Stützen und horizontalen Ver strebungen aus I-Eisen, Winkeln und Flach eisen, die in der Zeichnung kollektiv mit 10 bezeichnet sind. Die Hauptstütze für den Kolben 11, dessen Welle 12 und den Motor 13 besteht aus einem senkrechten Pfeiler 14 in der Mitte des Rahmens und setzt sich aus I-Profileisen zusammen.. Der Mechanismus des Kolbens ist in senkrechter Richtung ver schiebbar gelagert und enthält an einer Grundplatte 16 gelagert den Elektromotor 13, der hinter dem genannten Pfeiler liegt,
und ein Lager 15 für das untere Ende der Kolbenwelle 12 und deren Mantel 12a, das vor dem Pfeiler angeordnet ist, wobei der Motor die Kolbenwelle mittels Riemen und Scheiben antreibt, welche gesamthaft mit 17 bezeichnet sind. Die Grundplatte 16 ist mit Rollen 18 versehen, welche auf ent sprechenden senkrechten. Schienen des Rah mens laufen, so dass eine seitliche Bewegung ausgeschlossen oder auf ein Mindestmass be schränkt ist.
Der Kolben 11 ist am obern Ende der Welle befestigt, deren Länge so bemessen ist, dass sie die jeweils verwendete Form voll ständig durchdringt. Es ist besonders darauf hinzuweisen, dass der Kolben am obern Ende der Welle 12 starr befestigt ist, im Gegensatz zu der üblichen Anordnung, bei welcher er unten angeordnet ist. Die Kolbenwelle wird in der äussern Hülse 12a geführt, deren äu sserer Durchmesser nur wenig kleiner als der Durchmesser des Kolbens zu sein braucht.
Der Antrieb für die axiale Bewegung des ganzen Kolbenmechanismus befindet sich oben am Rahmen und besteht in der Haupt sache aus einem Elektromotor 19, dessen Drehrichtung mittels eines Schalters umge stellt werden kann und der über ein Getriebe zum Einstellen verschiedener Geschwindig keiten eine Querwelle 20 antreibt, die an je dem Ende eine Trommel 21 mit Flansch trägt.
Ein über jede Trommel laufendes Ka bel 22 ist mit dem Mechanismus verbunden. Ein Gegengewicht 23 bewegt sich an jeder Seite des Rahmens in einer senkrechten Füh rung 23a. Ein Kabel ist an jedem der Gegen gewichte befestigt, läuft über die entspre chende Trommel und ist am andern Erde mit einem passenden Teil des Mechanismus ver bunden, wie aus der Fig. 2 klar ersichtlich ist.
Ein Überwinden ist bei dieser Vorrichtung nicht möglich, da entweder das Gegengewicht oder aber der Kolbenmechanismus auf den Boden bzw. auf einen Teil des Rahmens auf stossen würde, wenn die Grenze der Bewegung erreicht ist, was ein Lockern der Kabel um die Trommeln zur Folge hätte.
Der Motor 19 treibt über die Kettenräder 24, 25 und die Kette 26 eine querliegende Zwischenwelle 27 an, die in entsprechenden Lagern vorn auf dem Rahmen angebracht ist. Die Welle 27 treibt über die Kettenräder 28, 29 und die Ketten 30, 31 die Kettenräder 32, 33 an, welche lose auf der Querwelle 20 sitzen. Ein auf einem Keil gleitendes Klauen - kupplungselement 34 (siehe Fig. 3) ist zwi schen den beiden Kettenrädern auf der Welle 20 angeordnet, das in die mit entsprechenden Klauen versehenen Naben 35, 36 dieser Ket tenräder eingreifen kann.
Durch Bewegung des Kupplungselementes 34 nach der einen oder andern Seite, so dass entweder das eine oder das andere der beiden Kettenräder 32, 33 eingekuppelt wird, ändert sich das Über- setzungsverhältnis zwischen dem Motor 19 und der Welle 20.
Das Übersetzungsverhältnis wird beim Umschalten der Drehrichtung des Motors automatisch geändert. Am Ende der Zwi schenwelle 27 ist ein Element 37 einer Rei- bungskupplung befestigt. Das zweite Ele ment 38, das in axialer Richtung verschieb bar auf der gleichen Welle befestigt ist, wird durch die Feder 39 an das Element 37 ange drückt.
Das zweite Element 38 ist durch einen Arm 40, dessen Kopf als Ring 41 ausgebildet ist, und ferner durch ein Hebelsystem 42 mit der Klauenkupplung auf der Welle 20 verbun den, sodassbeim Umschalten derDrehrichtung des Motors 19, infolge der Reibung zwischen den beiden Elementen, der Ring 41 etwas gedreht und der Arm 40 geschwenkt wird, wodurch das Kupplungselement auf der Welle 20 verschoben wird und in das andere Kettenrad.eingreift. Das Übersetzungsver hältnis zwischen der Auf- und Abwärtsbe wegung des Kolbenmechanismus ist vorzugs weise mit 1 :
3 gewählt, so dass der Kolben sich dreimal schneller abwärts als aufwärts bewegt.
Das untere Ende der Form ruht auf einer Grundplatte 43; diese ist mit Dornen 44 ver sehen, welche in die entsprechenden Löcher des untern Ringes einer üblichen zweischa- ligen Form<B>*</B> eingreifen, während diese oben durch einen Trog 45 festgehalten wird, der auf der untern Seite mit einem Haltering 46 versehen ist. Der Trog 45 ist in vertikaler Richtung verschiebbar, so, dass die Form her ausgenommen und ausgewechselt werden kann; diese Vorrichtung gestattet die Ver wendung von Formen verschiedener Länge. Eine runde Platte 47 ist drehbar an dem ge nannten Trog angebracht und dient zur Auf nahme einer weiter unten beschriebenen zu sätzlichen Form.
Der Trog 45 gleitet an senkrechten Führungen 48, welche auf bei den Seiten an senkrechten Stützen an der Vorderseite des Rahmens in entsprechenden Führungen gleitend gelagert sind. Zwei durch Gewichte ausbalancierte Hebel 59 sind auf der Querwelle 49 angebracht und durch Ver bindungsstangen 50 mit dem untern Teil des Troges 45 verbunden. Der gebogene Hebel 51 ragt vorn aus der Maschine und ist mit der Welle 49 starr verbunden, so dass beim He ben bzw. Senken dieses Hebels der Trog durch die Hebel 59 und die Stangen 50 ge- hoben und gesenkt wird, wobei der Trog die Tendenz hat, sich aufwärts zu bewegen.
Der Trog weist an seiner untern Seite ein zen trales Loch 52 mit Befestigungsmitteln 83 für die Form auf.
Es sind zweckentsprechende Arretierungs- vorrichtungen vorgesehen, um eine Aufwärts bewegung des Trogtisches während der For mung des Rohres zu verhindern. Die Vorrich tung besteht aus zwei Stangen 53 an beiden Seiten des Rahmens, die durch einen. mit Handgriff versehenen Hebel 54 an der vor- dern Seite der Maschine betätigt werden. Der Hebel. 54 ist mit einer durch Gegenge wicht ausgeglichenen Stange 55 verbunden, die auf einer Querwelle 56 sitzt. Diese Welle trägt an jedem Ende ein Verbindungsglied 57 zu einem Hebel 58, von denen jeder an einer der Stangen 53 schwenkbar gelagert ist.
Wenn der Handhebel 54 nach innen. gescho ben wird, werden die Anschläge 53 um ihre. obern Drehpunkte rückwärtsgeschwenkt, so dass der Tisch gehoben werden kann, was das Auswechseln der Form gestattet. Die An schläge 53 können vorzugsweise aus zwei Teilen zusammengesetzt sein, die mit Schlitz und Bolzen und mit einem Riegel versehen sind, so dass die Länge dieser Teile eingestellt werden kann. Der in den Fig. 4 und 5 dargestellte Kol ben besteht in der Hauptsache aus dem Körper 11 mit einer zentralen hohlen Nabe 60, dessen unterer Teil bei 61. abgeschrägt ist.
Die Aussenwand 62 besteht vorzugsweise aus einem Mantel aus widerstandsfähigem und zähem Metallblech. An der obern Stirnseite des Kolbens sind zwei Verdichtungsorgane angebracht. Jedes von ihnen besteht aus einem Flügel oder schaufelartigen Blatt 63, das an einer vertikalen Achse oder Spindel 64 drehbar befestigt ist, wobei das untere Ende der Spindel bei 64a am Kolben und das obere bei 64b in einer Lasche gelagert ist, welche parallel über der Stirnfläche des Kolbens mittels zweier Distanzschrauben 87 befestigt ist.
Die äussern Flächen der genann ten Flügel sind senkrecht, während die obern Kanten von vorn nach hinten (im Drehsinn, wie in Fig. 4 angegeben) abwärts geneigt sind. Die beiden Flügel sind mittels eines Knie- hebelsvstems verbunden und werden durch eine senkrechte Stange 66 betätigt, welche im Innern der Kolbenwelle frei drehbar gelagert ist.
Der Kopf dieser Stange ist bei 66 als Platte ausgebildet, an deren jeder Seite ein Hebel 67 angelenkt ist, der je mittels eines starren, gekrümmten Armes 68 mit dem entsprechenden Flügel nahe der betreffenden Spindel verbunden ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ragt die Betätigungsstange 65 an ihrem untern Ende über die Kolbenwelle 12 hinaus und wird hier zweckdienlich gelagert. Ein Bügel 69 ver bindet einen Ring 70 am Ende der Stange mit einem Hebel 71, der bei 72 schwenkbar gelagert ist, so dass beim Herabdrücken des Hebels die Stange 65 gehoben und .umge kehrt beim Heben des Hebels die Stange ge senkt wird. Das Ende des Hebels 71 kommt mit verstellbaren Anschlägen 73 und 74 in Berührung, welche seine Auf- und Abwärts bewegung begrenzen.
Während der Aufwärtsbewegung des Kol bens stehen die Flügel 63 der Verdichtungs organe mit ihren hintern Kanten an der Wand des Kolbens um ein gewisses Mass, nämlich etwa drei Millimeter, hervor. Wenn aber der Kolben die Grenze seiner Aufwärtsbewegung und das Ende des Hebels 71 den Anschlag 74 erreicht hat, so wird die Stange 65 gehoben.
Infolge der Kniehebelwirkung der Hebel 67 und der Arme 68 dreht sich diese Stange da bei um einen kleinen Winkel,. und die Ver dichtungsflügel werden durch das genannte Hebelsystem in ihrer Spindellagerung so weit gedreht, dass die bintern Kanten der Flügel auf den Durchmesser des Kclbens eingezogen werden. Wenn der Kolben die untere Grenze seiner Bewegung und der Hebel 71 den untern Anschlag erreicht hat, wird die Stange 65 gesenkt und dreht in analoger Weise die Flügel in ihre hervorstehende Stellung.
Das Muffenende des Zementrohres wird oben gebildet, während das untere Ende der Form mit einem Ring oder einem andern geeig neten Element versehen ist, um das einzu schiebende Ende des Rohres zu formen. Die Platte 47 kann, wenn nötig, zur Aufnahme einer zylindrischen Zusatzform ausgebildet werden, deren äussere Form das Profil der Innenwand der Rohrmündung bestimmt. Dabei wird die Betonmischung zwischen die Haupt- und die Zusatzform gepresst, während sich der Kol ben seiner obersten Lage nähert. Es kann jede beliebige Form des Muffenendes hergestellt werden, und die Zusatzform ist in den Zeich nungen nicht dargestellt.
Es ist indessen zu empfehlen, der Zusatzform eine Drehbewe gung entgegen derjenigen des Kolbens zu er teilen, und zu diesem Zweck ist die Platte 47 als Drehscheibe ausgebildet und mit einer in ihrem Profil U-förmigen Aussenkante 75 (Fig.6) versehen, die auf entsprechenden Rollen 76 ruht. Die Verbindung zwischen der Zusatzform und der Drehplatte 47 kann da durch hergestellt werden, dass man beispiels weise die Zusatzform mit vorstehenden An sätzen versieht, die in entsprechende Ansätze der Platte 47 eingreifen, welch letztere mit den Knaggen 83 angedeutet sind.
Die Platte 47 wird von einem unter dem Trog 45 befind lichen Elektromotor 77 über eine ausziehbare Welle 78 und eine exzentrisch gelagerte Rolle 79 angetrieben. Diese Rolle 79 wird mittels eines Handhebels 80 und Hebelsystems 81, welche unter dem Tisch angebracht sind, an die Aussenkante 75 der Platte 47 angedrückt oder von ihr abgehoben, wobei eine Gegen druckrolle 82 vorgesehen ist. Selbstver ständlich ist eine Rotation der Zusatzform (d. h. der Platte 47) nur notwendig, wenn der Kolben sich der Platte, d. h. seiner obersten Stellung nähert. Ein Mitdrehen der Platte 47 im Drehsinn des Kolbens wird durch die radialen Querstreben 84 und eine Klinken sperre 85 verhindert.
Wie oben erwähnt, ist die Gestalt der Zusatzform abhängig von der gewünschten Ausbildung der Rohrmündung, und sie kann insbesondere eine für die Herstellung von Rohren. mit Kupplungsmuffe geeignete Form aufweisen. Zur Herstellung eines Zementrohres mit dieser beschriebenen Vorrichtung wird die Form bei tiefster Stellung des Kolbens in ihre richtige Lage gebracht, der Motor für die Kolbenrotation eingeschaltet (die geeignete Geschwindigkeit ist 200 bis 300 T/min) und die Betonmischung der Form zugeführt, wor auf der Motor für die vertikale Bewegung des Kolbenmechanismus eingeschaltet wird.
Durch die Zentrifugalkraft -wird die Beton mischung nach aussen gegen die Form ge schleudert. Die Verdichtungsscbaufeln ragen mit ihren Hinterkanten etwas über die Kol benwand vor, und ihre Höhe ist so bemessen, dass die Betonmischung in der Form zu einer Rohrschale aufgebaut wird, um durch den nachfolgenden Kolben verdichtet zu werden. Sobald sich der Kolben der obern Zusatzform nähert, wird dieselbe in Drehung, entgegen dem Drehsinn des Kolbens, versetzt. Der Kolben durchdringt schliesslich die Form und die Zusatzform, und wenn sein Kopf diese verlassen hat, werden die Verdichtungsorgane automatisch eingezogen.
Die Drehrichtung des Motors für die Hubvorrichtung wird jetzt umgeschaltet, und der Kolben kehrt mit grösserer Geschwindig keit wieder in die Ausgangslage zurück. Da durch wird mit Hilfe des abgeschrägten un tern Randes des Kolbens ein Glätten der Innenwand des Rohres erreicht.
Soll an dem Rohr ein Innenfutter ange bracht werden, so wiederholt sich der Vor gang, nachdem der Kolben seine Ausgangs lage erreicht hat, während dem Kolbenkopf ein geeignetes Futtermaterial von oben zuge führt wird. Dieses Material kann aus Sand and Zement, mit oder ohne andere Füllmate rialien, wie z. B. pulverisiertes Glas, Kohle usw., bestehen. Auch nach diesem Vorgang kehrt der Kolben in seine Ausgangslage zu rück, wobei er das Futter glättet und aus schleift.
Bei diesem Ausfütterungsvorgang wird das Futtermaterial durch die Verdichtungs schaufeln in die Innenwand des Rohres hin eingestrichen, was die Betonstruktur weiter verdichtet. Auf diese Weise wird eine ausser- ordentlich harte innere Oberfläche erreicht.
Die verwendete Betonmischung setzt sich aus recht grobkörnigem Steinmaterial. zu sammen, was eine rauhe und durchlöcherte innere Oberfläche ergeben würde. Durch das Ausfüttern insbesondere wird eine Innenwand erzielt, die keine grösseren Vertiefungen auf weist; ausserdem kann das Futtermaterial so gewählt werden, dass eine für jede normale Verwendung wasserdichte Röhre entsteht.
Die Rohrwand kann durch Metalleinlagen, die in die Form eingesetzt werden, verstärkt werden, da die Flügel am Kolben nicht so weit hervorstehen, um diese zu berühren. Es können also Rohre hergestellt werden, die gegenüber bekannten Zementröhren einen relativ hohen Druck aushalten, ohne undicht zu werden.