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Dokumentenidentifikation DE102005030956A1 18.01.2007
Titel Bewehrungseinbau und Betonverteilung mittels Manipulator bei der Errichtung einer Zwischendecke im Tunnelbau
Anmelder Ed. Züblin AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Walliser, Thomas, 72108 Rottenburg, DE
DE-Anmeldedatum 30.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005030956
Offenlegungstag 18.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2007
IPC-Hauptklasse E21D 11/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21D 11/15(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung sieht vor, die Bewehrung und den Beton mit der gleichen Vorrichtung, einem Manipulator, an den gewünschten Ort der Zwischendecke zu befördern. Lediglich das Vorsatzgerät variiert.
Der Manipulator greift hierzu mit einem langen Arm von der Seite über die Schaltung der Zwischendecke. Um den langen Arm zu stabilisieren (auch gegen die Pumpstöße beim Betonverteilen), weist dieser eine Vorrichtung auf, mit der er sich an der Tunneldecke ansaugen kann.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zwischendecken im Tunnelbau.

Zwischendecken im Tunnelbau und Durchgangsöffnungen durch diese dienen dazu, einen Kanal zur Ableitung von Rauch bei eventuellen Tunnelbränden zu schaffen. Hierzu werden relativ dicht unterhalb der Tunneldecke abschnittsweise entlang des Tunnels Schalungen aufgebaut, auf die die Bewehrungen und anschließend der Beton, bevorzugt selbstverdichtender Beton, aufgebracht wird. Die Anlieferung der Bewehrungen und das Einbringen des Betons geschehen dabei mit unterschiedlichen Vorrichtungen.

Das Aufbringen der Bewehrungen und des Betons auf die Schalung geschieht durch Arbeiter, die aufgrund des geringen Abstands zur Tunneldecke immer gebeugt arbeiten müssen. Hohe Ausfallzeiten durch Krankheit sind die Folge.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, das Einbringen der Bewehrungen und des Betons mit weniger Personalaufwand zu ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung sieht hierzu ein Verfahren und eine Vorrichtung (Manipulator) vor, bei dem und mit der zuerst die Bewehrungen und dann der Beton von der Seite her auf die aufgebaute Schalung für die Zwischendecke aufgebracht werden.

Da die aufgebaute Schalung aus Gründen der Effektivität sehr lang ist (oft 25 Meter) und der Abstand zur Decke relativ gering (größenordnungsmäßig am First 1,5 Meter), sind kranartige Ausleger, die von vorne bis ans Ende der Schalung reichen, sehr instabil, vor allem, was die Pumpstöße (Rückstoßeffekte) beim Einbringen des Betons betrifft.

Die Erfindung sieht daher vor, den Ausleger des erfindungsgemäßen Manipulators, der sowohl dem Transport der Bewehrungen als auch des Betons dient, an einer odere mehreren Stellen temporär an der Tunneldecke zu befestigen.

Dies geschieht auf einfache Weise durch eine Vorrichtung, die mit Unterdruck arbeitet, also ähnlich einem Saugnapf. Die Tunneldecke ist nämlich relativ glatt und erlaubt es dieser Vorrichtung, sich daran festzusaugen. Auf diese Weise wird der Ausleger bei Belastung stabilisiert, weil kürzere Hebelarme auftreten.

Der Ausleger kann ein starrer Balken mit einer oder mehreren Ansaugvorrichtungen für die Tunneldecke sein, wobei an dem Balken eine Schiene entlangläuft, an der die Vorsatzgeräte (Greifer für Bewehrungen bzw. Betonverteilervorrichtung) verfahrbar sind.

Der Ausleger kann aber auch selbst teleskopierbar sein und damit der Beförderung des Vorsatzgerätes dienen und an einem oder mehreren seiner teleskopierbaren Glieder Ansaugvorrichtungen für die Tunneldecke aufweisen. Der Ausleger kann auch aus einer Kombination aus teleskopierbarem Teil und starrem balkenförmigen Teil bestehen, an dem der teleskopierbare Teil verschiebbar angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße und bevorzugt auf Rädern oder Ketten verfahrbare Manipulator stellt nun eine an einem Grundgerüst angebrachte Hebevorrichtung/Hebeplattform (zum Anheben der Bewehrungen auf ungefähr Schalungshöhe) dar, die gleichzeitig mindestens einen der beschriebenen Ausleger aufweist.

Am Ausleger befindet sich eine Hebe- und Transportvorrichtung (Greifer) für die Bewehrungen. Darüberhinaus weist er gleichzeitig oder nach einem Wechseln des Vorsatzgerätes auch noch eine bevorzugt schwenkbare Betonverteilervorrichtung auf, mit der der Beton (bevorzugt selbstverdichtender Beton) von oben auf die Schalung aufgebracht werden kann.

Das Verfahren zur Herstellung einer Zwischendecke in einem Tunnel gestaltet sich nun folgendermaßen:

  • 1.) Es werden die Zwischendeckenschalungen für den zu betonierenden Abschnitt der Zwischendecke im Sollabstand unter der Tunneldecke errichtet. Eine sinnvolle Länge eines solchen Abschnitts sind zum Beispiel 25 Meter.
  • 2.) Der Manipulator wird neben die aufgebaute Zwischendeckenschalung gefahren/gesetzt. Auf seiner anhebbaren Plattform liegen bereits Bewehrungen, bevorzugt als Bewehrungskörbe, bereit, oder die Bewehrungen/Bewehrungskörbe werden erst später von einem anderen Transporter angeliefert und auf die Plattform gelegt, bevorzugt mitsamt einer Bewehrungspalette.
  • 3.) Die Bewehrungen werden sodann bis ungefähr auf das Niveau der Zwischendeckenschalung angehoben.
  • 4.) Der Ausleger fährt an der Tunneldecke entlang über die Zwischendeckenschalung hinweg und saugt sich im mittleren oder hinteren Bereich des zwischen Schalung und Tunneldecke aufgespannten Raumes an der Tunneldecke fest. Die Saugvorrichtung wird hierzu nach oben gegen die Decke gefahren, oder der Ausleger wird als Gesamtes etwas angehoben, wodurch die Saugvorrichtung gegen die Decke gepreßt wird und sich festsaugen kann.
  • 5.) Ein am Ausleger entlang verfahrbarer Greifer (mechanisch oder magnetisch) packt dann die Bewehrungen/Bewehrungskörbe von der Plattform/Palette und befördert sie nacheinander an ihren Bestimmungsort auf der Schalung.

Im Falle eines teleskopierbaren Auslegers, der im ineinandergeschobenen Zustand die Bewehrungen/Bewehrungskörbe packt und dann durch Ausfahren nach vorne transportiert, tritt nach einem gewissen Ausfahrzustand der Ansaugmechanismus an einem der bereits ausgefahrenen Glieder in Aktion und von diesem fixierten Zustand aus wird dann weiter ausgefahren.

Besteht der Ausleger aus einer Kombination aus teleskopierbarem teil, welcher an einer balkenförmigen Schiene verfahrbar ist, so kann je nach auftetendem Hebelarm entweder eine Ansaugvorrichtung am teleskopierbaren Teil oder am starren balkenförmigen Teil aktiv werden.

In einer aufwendigeren Ausführung der Erfindung ist der Greifer nicht nur entlang des Auslegers (bzw. mitsamt ihm) verfahrbar und anhebbar und absenkbar, sondern auch in der Horizontalen in einem Winkel zum Ausleger verfahrbar, um Bewehrungen/Bewehrungskörbe exakt in Sollage bringen zu können.

Das Positionieren der Bewehrungen/Bewehrungskörbe kann von einer bevorzugt steuerbaren Kamera am Greifer oder Ausleger überwacht und von außerhalb der Zwischendecke gesteuert werden. Es kann auch von einer Position (bevorzugt Sitzposition) oberhalb der Zwischendeckenschalung aus gesteuert werden. Bevorzugt wird die Lage der Bewehrungen/Bewehrungskörbe nachträglich aber nocheinmal von einem Arbeiter überprüft.

Alternativ werden die Bewehrungen/Bewehrungskörbe, die der Greifer antransportiert, von Arbeitern manuell an die korrekte Position gerückt.

  • 6.) Sind alle Bewehrungen/Bewehrungskörbe ordnungsgemäß verlegt, zieht sich der Greifer auf den Manipulatorwagen zurück.
  • 7.) Es wird nun entweder die Betonverteilervorrichtung verfahrbar am Ausleger als neues Vorsatzgerät befestigt, oder der bereits vorhandene Greifer selbst packt die Betonverteilervorrichtung.
  • 8.) Die verfahrbare Betonverteilervorrichtung oder der Greifer mit der von ihm gepackten Betonverteilervorrichtung bewegt sich nun über die Zwischendeckenschalung hinweg und verteilt, bevorzugt überwacht von einer Kamera und ferngesteuert von außerhalb der Zwischendecke, an seinem jeweiligen Bestimmungsort den Beton auf der Zwischendeckenschalung. Alternativ überwachen bei einer einfacheren Ausgestaltung der Erfindung Arbeiter die Verteilung des Betons auf der Zwischendeckenschalung.
  • 9.) Ist der Beton ordnungsgemäß verteilt, wird der Manipulator verfahren/versetzt. Hierzu muß natürlich der Ausleger von der Tunneldecke getrennt sein. Bevorzugt wird er hierzu über die Plattform des Manipulators eingefahren.
  • 10.) Nun kann ohne Behinderung durch den Manipulator eine neue Zwischendeckenschalung errichtet werden und der Vorgang wiederholt sich.

Die Figuren veranschaulichen das Verfahren unter Benützung eines Manipulators, dessen Ausleger eine Kombination aus teleskopierbarem Bereich und balkenförmiger Schiene darstellt, an der der teleskopierbare Teil verschiebbar angeordnet ist.

1 zeigt schematisch, wie der erfindungsgemäße Mehrzweck-Manipulator einen Bewehrungskorb auf der Zwischendeckenschalung positioniert, wobei der Ausleger, an dem der Greifer sitzt, an einer Stelle an der Tunneldecke angesaugt ist.

2 zeigt, wie derselbe Manipulator auch den Beton aufbringt.

1
Zwischendeckenschalung
2
Hebeplattform
3
Bewehrungskorb
4
Ausleger
5
Ansaugvorrichtung
6
Betonverteiler
7
flexible Betonzuleitung
8
Tunneldecke


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Aufbringen von Bewehrungen und Beton auf die Zwischendeckenschalung bei der Erstellung einer Zwischendecke in einem Tunnel,

dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens aus folgenden Bestandteilen besteht:

a.) Einem Gerüst mit motorisch, hydraulisch oder pneumatisch anhebbarer und absenkbarer Plattform/Palettenaufnahme, die groß genug ist für die Aufnahme der zu verlegenden Bewehrungen,

b.) Einem daran befestigten kranartigen Ausleger, der über mindestens eine Ansaugvorrichtung verfügt, mit der er sich oberhalb der Zwischendeckenschalung an der Tunneldecke ansaugt und damit fixiert,

c.) Einem Greifer für die Bewehrungen, der entlang des Auslegers verfahrbar ist oder mit dem Ausleger verfahrbar ist,

d.) Einer Betonverteilervorrichtung zum Aufbringen des Betons auf die Zwischendeckenschalung, die entlang des Auslegers verfahrbar ist oder mit dem Ausleger verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger balkenförmig ist und an ihm eine Schiene verläuft, an der ein Greifer und und eine Betonverteilervorrichtung entlangfahren können. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger aus ineinanderschiebbaren Teilen teleskopartig aufgebaut ist und im Bereich seines vorderen Endes einen Greifer und eine Betonverteilervorrichtung aufweist,

oder ein Kupplungsstück für die unterschiedlichen Vorsatzgeräte Greifer und Betonverteilervorrichtung aufweist,

oder nur einen Greifer aufweist, der Mittel zum Packen der Betonverteilervorrichtung besitzt.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger aus einem ineinanderschiebbaren teleskopartigen Teil und einem starren schienenartigen Teil besteht, an dem der teleskopartige Teil verschiebbar angeordnet ist. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf Rädern, Ketten oder Schienen auf dem Tunnelboden verfahrbar ist. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer in der Horizontalen in einem Winkel zum Ausleger beweglich angeordnet ist. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonverteilervorrichtung in der Horizontalen in einem Winkel zum Ausleger beweglich angeordnet ist. Verfahren zur Herstellung der Zwischendecke in einem Tunnel unter Verwendung einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte ausgeführt werden:

a.) Es wird die Zwischendeckenschalung für den zu betonierenden Abschnitt der Zwischendecke im Sollabstand unter der Tunneldecke errichtet.

b.) Die Vorrichtung wird neben die aufgebaute Zwischendeckenschalung gefahren/gesetzt. Auf ihrer Hebeeinrichtung liegen bereits Bewehrungen/Bewehrungskörbe, bereit, oder die Bewehrungen/Bewehrungskörbe werden erst später von einem anderen Transporter angeliefert und auf die Hebeeinrichtung gelegt, oder es wird eine gesamte Bewehrungspalette auf die Hebeeinrichtung der Vorrichtung gelegt.

c.) Die Hebeeinrichtung wird sodann bis ungefähr auf das Niveau der Zwischendeckenschalung angehoben.

d.) Der Ausleger wird an der Tunneldecke entlang über die Zwischendeckenschalung hinweg ausgefahren und saugt sich im mittleren oder hinteren Bereich des zwischen Schalung und Tunneldecke aufgespannten Raumes an der Tunneldecke fest.

e.) Ein am Ausleger entlang verfahrbarer vertikal beweglicher Greifer (mechanisch oder magnetisch) packt dann die Bewehrungen/Bewehrungskörbe von der Plattform/Palette und befördert sie nacheinander an ihren Bestimmungsort auf der Schalung.

Im Falle eines teleskopierbaren Auslegers, der im ineinandergeschobenen Zustand die Bewehrungen/Bewehrungskörbe mittels Greifer packt und dann durch Ausfahren nach vorne transportiert, tritt nach einem gewissen Ausfahrzustand der Ansaugmechanismus an einem der bereits ausgefahrenen Glieder in Aktion und saugt sich an der Tunneldecke fest. Von diesem fixierten Zustand aus wird dann weiter ausgefahren.

Im Falle einer Kombination des Auslegers nach Anspruch 4 saugt sich eine Ansaugvorrichtung am teleskopierbaren Teil oder eine am balkenförmigen starren Teil an der Tunneldecke fest.

f.) Sind alle Bewehrungen/Bewehrungskörbe ordnungsgemäß verlegt, zieht sich der Greifer auf den Vorrichtungswagen zurück.

g.) Es wird nun entweder die Betonverteilervorrichtung verfahrbar am Ausleger als neues Vorsatzgerät befestigt, oder der bereits vorhandene Greifer selbst packt die Betonverteilervorrichtung.

h.) Die verfahrbare Betonverteilervorrichtung oder der Greifer mit der von ihm gepackten Betonverteilervorrichtung bewegt sich nun über die Zwischendeckenschalung hinweg und verteilt an seinem jeweiligen Bestimmungsort den Beton auf der Zwischendeckenschalung.

i.) Ist der Beton ordnungsgemäß verteilt, wird der Manipulator verfahren/versetzt. Hierzu löst sich die Ansaugvorrichtung des Auslegers von der Tunneldecke.

k.) Ohne Behinderung durch den Manipulator wird eine neue Zwischendeckenschalung neben der bereits betonierten errichtet und die Vorgänge a.) bis i.) wiederholt sich.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionieren der Bewehrungen/Bewehrungskörbe und/oder das Verteilen von Beton von einer Kamera am Greifer oder Ausleger überwacht wird.






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