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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
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von Formteilen aus Beton Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Herstellen von Formteilen aus Beton, keramischen Massen od. dgl., insbesondere
von zumindest im wesentlichen rotationssymmetrischen Formteilen, der ansonsten im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Ferner betrifft die Erfindung eine Formeinrichtung
zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
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Es 'rist bekannt, rotationssymmetrische, innen glatte Betonformteile,
insbesondere Betonrohre, in Formeinrichtungen mit Formkern, dazu koaxialem äußeren
Formmantel und den Formraum beidseitig abschließenden Muffen im Rüttelverfahren
zu formen. Diese Methode führt entsprechend der Außenfläche der Wandung des Formkernes
zu glatten Innenflächen der Formteile.
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Für bestimmte Anwendungsfälle besteht ein Bedürfnis nach Formteilen
aus Beton, keramischen Massen od. dgl., die zumindest im Bereich eines inneren Flächenabschnittes
keine glatte Innenfläche aufweisen, sondern statt dessen dort so strukturiert sind,
daß dies beim Hindurchleiten von Wasser dessen Fließgeschwindigkeit deutlich verringert
und auch sonst sich dort Strukturen ergeben mit Erhöhungen und Vertiefungen, die
eine Ablagerung von Humus und eine Ansiedelung von Moosen und Pflanzen od. dgl.
innerhalb des Formteiles möglich machen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Herstellen so gestalteter Formteile vorzuschlagen, das deren besonders einfache
Formgebung in besagter Weise möglich macht und auch einer automatischen Fertigung
zugänglich ist.
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Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs
1 definierten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des
Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 - 4.
Hierbei werden also in besonderes einfacher Weise mit entsprechend geformten Gegenstücken
am Formkern auf der Innenfläche des Formteiles, z.B. eines Betonrohres, zumindest
im Bereich eines Flächenabschnittes Erhöhungen und/oder Vertiefungen und/oder Wanddurchbrüche
od. dgl.
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Aussparungen gleich bei der Formgebung des Formteiles mit eingeformt.
Auf diese Weise werden Formteile, z.B. Rohre, aber auch solche mit elliptischer
oder eiförmiger Ouerschnittskontur oder, je nach sonstiger Gestaltung der Formeinrichtung1
auch Halbrohre oder halbschalenartige Teile gestaltet, die in Form der genannten
Erhöhungen und/oder Vertiefungen und/oder Wanddurchbrüche od. dgl. Aussparungen
eine etwa bachbettähnliche Fließsohle enthalten, die die Fließgeschwindigkeit des
hindurchfließenden Wassers senkt und die Ablagerung von Humus und damit die Ansiedelung
von Moosen, Pflanzen od. dgl. möglich macht, so daß also ein derartiges Formteil
nicht zu einer entsprechenden ökologischen Verarmung beim Verlegen führt.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Formeinrichtung der im
Oberbegriff des Anspruchs 5 genannten Art, die für die Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 und folgenden geeignet ist. Es sind Formeinrichtungen bekannt (DE-PS
31 10 185), die gleichzeitig bei der Herstellung des Betonformteiles das direkte
Einbringen von Steigeisen, Steigbügeln od. dgl. während des Formgebungsprozesses
ermöglichen. Bei diesen Formeinrichtungen ist das Kernsegment Teil einer Einbauvorrichtung,
die für jedes einzubetonierende Steigeisen eine Aufnahme mit einer Auflagefläche
mit Zentrierung aufweist und eine der Aufnahme zugordnete und am Kernsegment angeordnete
Spannvorrichtung hat, mittels der das in der Aufnahme positionierte Steigeisen in
dieser Form gehalten ist. Die Spannvorrichtung weist am Wandungsabschnitt des Kernsegmentes
ein federelastisches Element auf, das als Dichtungselement und als Ausgleichselement
und/oder Niederhalter dient. Eine derartige Formeinrichtung mit Kernsegment, das
mittels eines eigenen Antriebes in seine aktive Schließstellung, in der es die Formgebungskontur
vervoli.ständigt,und zurück in eine üffnungsstellung bewegbar ist, in der die Entformung
des geformten Formteiles möglich ist, eighet sich erkennbar nicht dazu, solche Formteile
herzustellen, die auf der Innenfläche zumindest im Bereich eines Flächenabschnittes
Erhöhungen und/ oder Vertiefungen und/oder Wanddurchbrüche od. dgl. Aussparungen
besitzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formeinrichtung genannter
Art so zu gestalten, daß diese die Herstellung von Formteilen, insbesondere Betonformteilen,
mit diesen besonderen inneren Strukturen auf einfache, kostengünstige Weise und
im rationellen Fertigungsverfahren möglich macht.
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Die Aufgabe ist bei einer Formeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs
5 definierten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des
Anspruchs 5 gelöst. Eine derartige Formeinrichtung ist einfach, funktionssicher
und kostengünstig. Sie ermöglicht während des normalen Herstellprozesses, z.B. des
Formgebungsprozesses
eines Betonformteiles durch Rütteln, gleichzeitig
die Einformung der genannten Struktur zur Bildung z.B. einer bachbettähnlichen Fließsohle.
Das so gestaltete, diese Formgebung bewirkende Kernsegment ist kostengünstig, funktionssicher
und einfach im Aufbau. Es ist vielfältig verwendbar für die verschiedensten Strukturen
und Gestaltungsformen. Sind die Erhöhungen und/oder Vertiefungen relativ klein bezüglich
ihres Eintiefungs- bzw. Uberstandsmaßes, so reicht für das Entformen des Formteiles
eine entsprechend kleine, nach innen gerichtete Hubbewegung zum Absetzen des Kernsegmentes
von dem geformten Flächenabschnitt aus. Dabei versteht es sich, daß die Vertiefungen
und/oder Erhöhungen hinsichtlich ihrer Abmessungen innerhalb eines dreiachsigen
Koordinatensystems stark unterschiedlich und unregelmäßig sein können. Dann ist
der Bewegungshub des Kernsegmentes entsprechend größer einzustellen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 5 ergeben
sich aus den Ansprüchen 6 - 10. Sowohl für die mit dem Kernsegment einstückige Gestaltung
des Formgebungsteiles als auch für eine davon losgelöste Gestaltung gilt gleichermaßen
vorteilhaft, daß dieser Formgebungsteil entsprechend den Ansprüchen 11 oder 12 ausgebildet
sein kann. Auch andere Materialien liegen im Rahmen der Erfindung. Vorteilhaft ist
z.B. eine Ausbildung des Strukturteiles als Metallgußteil, z.B. aus Aluminium, Grauguß
od. dgl. Dieser kann gemäß Anspruch 13 einstückiger Wandungsteil des Kernsegmentes
sein oder gemäß Anspruch 14 daran gehalten sein, was sowohl eine unlösbare feste
Halterung als auch eine lösbare und damit auswechselbare Halterung impliziert. Letztere
hat den Vorteil, daß Strukturteile mit verschiedenartigen Gestaltungsformen am Kernsegment
im Wechsel angebracht werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Gestaltung ergibt sich aus Anspruch 15.
Eine solche Formeinrichtung hat sämtliche Vorteile der vorgenannten, wobei diese
Formeinrichtung auch die Herstellung sehr tiefgehender Vertiefungen bzw. sehr stark
überstehender Vorsprünge und sogar ganz durch die Wandung des Formteiles hindurchreichender
Wandungsdurchbrüche möglich macht. Vorteilhafte Weiterbildungen hierzu enthalten
die Ansprüche 16 und 17. Die schieberartigen Formgebungskerne können auch außerhalb
des äußeren Formmantels plaziert sein, der dann entsprechende Durchbrüche aufweist,
in denen diese schieberartigen Formgebungskerne lagern und geführt sind und hin
und her bewegbar sind.
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Die schieberartigen Formgebungskerne können Entlüftungslöcher oder
Öffnungen enthalten, die über geeignete Ventile beherrscht werden und die beim Entformen
durch Herausziehen der Formgebungskerne die Bildung von Unterdruck verhindern.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich
durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle Anspruchsmerkmale
als erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen fig. 1 einen schematischen axialen
Längsschnitt einer Formeinrichtung als Teil einer Maschine zur Formgebung von Betonteilen,
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine schematische
Draufsicht der Formeinrichtung in Fig. 1, Fig. 3 jeweils einen schematischen Schnitt
und 4 eines Teiles einer Formeinrichtung gemäß einem zweiten bzw. dritten Ausführungsbeispiel.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Formeinrichtung 10 ist Bestandteil
einer nicht weiter gezeigten Maschine. Sie dient zur Formgebung von Formteilen 11,
insbesondere aus Beton, die hier z.B. rotationssymmetrisch sind, bei einem anderen,
nicht gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch nicht unbedingt rotationssymmetrisch
sondern abweichend davon gestaltet sind, z.B. etwa elliptisch oder eiförmig. Bei
entsprechender Abänderung lassen sich auch im Querschnitt etwa U-förmige oder kanalförmige
oer rinnenförmige Formteile 11 bilden. Der Einfachheit halber ist beim gezeigten
Ausführungsbeispiel ein Betonrohr als Formteil 11 gezeigt.
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Die Formeinrichtung 10 hat grundsätzliche Ähnlichkeit mit derjenigen,
die in der DE-PS 31 10 185 beschrieben ist, auf die hier zur Vermeidung unnötiger
Wiederholungen ausdrücklich Bezug genommen ist.
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In entsprechender Weise weist die Formeinrichtung 10 einen z.B. etwa
hutförmigen Formkern 15 auf, der im Inneren hohl ist und der auswechselbar auf einem
nicht weiter gezeigten Zentralrüttler befestigt werden kann. Die Befestigung geschieht
im Bereich einer FuBplatte 16. Der Formkern 15 ist beispielsweise rund. Er weist
einen kreisförmigen Deckel 18 und eine zumindest im wesentlichen zylindrische, nach
unten zur Fußplatte 16 führende Kernwandung 19 auf. Zur Formeinrichtung 10 gehört
ferner ein äußerer, genauso wie der Formkern 15 auswechselbarer Formmantel 20, der
hier ebenfalls Zylinderform hat und einen oberen Flansch 21 und unteren Flansch
22 aufweist. Der Formmantel 20 umgibt den Formkern 15 mit radialem Abstand und ist
dazu koaxial ausgerichtet. Der zwischen dem Formmantel 20 und dem Formkern
15
gebildete Formraum 14 ist unten durch eine Untermuffe 24 abgeschlossen, die der
Formgebung des unteren Falzes des Formteiles 11 dient. Die Untermuffe 24 verschließt
den Formraum 14 am unteren Ende dicht. Sie kann später zur Erleichterung des Abtransportes
des fertiggestellten Formteiles 11 untergriffen werden. Wie ersichtlich ist, sitzt
der Formkern 15 paßgenau im Inneren der Untermuffe 24, die ihrerseits paßgenau in
das Innere des Formmantels 20 eingesetzt ist.
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Zur Formeinrichtung 10 gehört außerdem eine Obermuffe 25, die der
Farmung des oberen Falzes des Formteiles 11 dient und die maschinenseitig dann heruntergefahren
und eingepreßt wird, wenn der Formraum 14 mit Beton gefüllt worden ist, der durch
Einschalten des Zentralrüttlers verdichtet wird.mit gleichzeitigem ständigem Nachfüllen
des Betons von oben her. Die Obermuffe 25 kann dabei um die Zylinderachse gedreht
werden, um ein Ankleben am Beton zu verhindern.
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Die Formeinrichtung 10 ermöglicht die Herstellung solcher Formteile
11, die auf der Innenfläche 26 zumindest im Bereich eines Flächenabschnittes 27,
der in Fig. 1 links und dabei z.B.längs eines Mantellinienabschnittes des Zylinders
verläuft, Erhöhungen 28 sowie Vertiefungen 29 aufweisen, die einander abwechselnd
in Längsrichtung und Umfangsrichtung unregelmäßig verteilt sind und jeweils unregelmäßige
Abmessungen haben. Die Erhöhungen 28 und Vertiefungen 29 bilden beim Formteil 11
an der betreffenden Stelle eine unregelmäßige Struktur. Sie formen eine etwa bachbettähnliche
Fließsohle im Bereich des Flächenabschnittes 27, die sich hier über die ganze Rohrlänge
erstreckt. Durch diese bachbettähnliche Fließsohle wird bei der späteren Verlegung
des rohrförmigen Formteiles 11 die Fließgeschwindigkeit hindurchfließenden Wassers
gesenkt und ferner die Ablagerung von Humus im Rohr und damit die Ansiedelung von
Moosen, Pflanzen od. dgl. ermöglicht.
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Für die Formgebung dieses Flächenabschnittes 27 des Formteiles 11
ist der Formkern 15 entsprechend der Lehre der DE-PS 31 10 185 mit einem Kernsegment
30 versehen, das in Bezug auf den restlichen Teil des Formkernes 15 zum Entformen
aus dessen Formgebungskontur heraus nach innen und hiernach wieder zurückbewegbar-ist.
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Das Kernsegment 30 ist aus einem Deckelabschnitt 31 und einem Wandungsabschnitt
32 gebildet. Der Deckelabschnitt 31 schließt sich möglichst spaltfrei an den restlichen
Teil des Deckels 18 an, auf dem er aufliegt. Der übrige Teil des Deckels 18 hat
zur Aufnahme des Deckelabschnittes 31 und des oben befindlichen Wandungsabschnittes
32 einen im wesentlichen U-förmigen Ausschnitt 33. Der Wandungsabschnitt 32 hat
die Form eines Abschnittes der Zylinderwand.
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In Seitenansicht bilden der Deckelabschnitt 31 und der Wandungsabschnitt
32 einen Winkel.
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Am Kernsegment 30 greift ein Antrieb 35 Dann der z.B. aus einem pneumatischen
oder insbesondere hydraulischen Arbeitszylinder bestehen kann. Der eine Teil, z.B.
das Gehäuse, des Antriebs 35 ist am Formkern 15 fest angebracht. Der andere Teil,
z.B. die mit dem Kolben 36 verbundene Kolbenstange 37 des Antriebes 35'greift am
Kernsegment 30 zu dessen Translationsbewegung in Pfeilrichtung 38 an. Das Kernsegment
30 bildet gegenüber dem restlichen Teil des Formkernes 15 ein eigenständiges Element.
Es ist in Bezug auf letzteren aus dessen Formgebungskontur (Fig. 1) heraus in-die
in Fig. 2 gestrichelte Freigabestellung sowie zurück mittels des Antriebes 35 bewegbar.
Dabei wird der Deckelabschnitt 31 auf dem übrigen Teil des Deckels 18 als zusätzliche
Führungshilfe für das Kernsegment 30 geführt.
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Das Kernsegment weist zur Formgebung der bachbettähnlichen Fließsohle
des Formteiles 11 auf zumindest einem Flächenabschnitt, hier dem Wandungsabschnitt
32, Vertiefungen 39 und Erhöhungen 40 auf, die einander abwechseln und dabei in
Längs- und oder Querrichtung unregelmäßig verteilt sind und bezüglich ihrer jeweiligen
Abmessungen unregelmäßig
sind. Die Vertiefungen 39 und Erhöhungen
40 sind aus wesentlichen Oberflächenunregelmäßigkeiten der Außenfläche des Wandungsabschnittes
32 des Kernsegments 30 gebildet. Der Wandungsabschnitt 32 ist in dieser Gestaltung
als Positivform zur Formgebung der bachbettähnlichen Fließsohle ausgebildet. Dieser
Wandungsabschnitt 32 bildet beim ersten Ausführungsbeispiel ein mit dem Kernsegment
30 einstückiges Formgebungsteil. Dieses stellt ein Strukturteil dar, das hier aus
Metall besteht.
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Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieses
Strukturteil aus Holz oder z.B. auch aus Kunststoff, beispielsweise Polyesterharz;
gebildet. Auch eine Gestaltung aus Gummi, wie noch anhand des zweiten Ausführungsbeispieles
in Fig. 3 erläutert werden wird, ist möglich. Dabei kann dieser Strukturteil als
Gußteil ausgebildet sein, z.B. als Metallgußteil aus Aluminium, Grauguß od. dgl.
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Die Funktionsweise der Formeinrichtung 10 ist bereits aus der vorstehenden
Beschreibung deutlich geworden. Vor dem Entformen des geformten Formteiles 11 wird
das Kernsegment 30 mittels des Antriebes 35 in Pfeilrichtung 38 in Fig. 1 und 2
nach rechts aus der Formgebungskontur des Formkernes 15 heraus nach innen bewegt,
z.B. in die in Fig. 2 gestrichelt gezeigte Freigabestellung. An sich reicht dabei
eine geringfügige Verschiebebewegung aus, wenn dabei nur die Erhöhungen 28 am Formteil
11 für dessen Entformung durch Relativbewegung ohne Zerstörung frei werden.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die
Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen
verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf das erste Ausführungsbeispiel
Bezug genommen ist.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der die Vertiefungen 139 und
Erhöhungen 140 tragende Strukturteil 141 ein eigenständiges Element, das auf dem
Wandungsabschnitt 132 des Kernsegmentes 130 befestigt ist. Das Kernsegment 130 weist
dazu z.B. im oberen und unteren Bereich einen angeformten Flanschteil 142, 143 auf,
die in den Formraum 114 hinein über den Wandungsabschnitt 132 vorstehen und den
Strukturteil 141 oben und unten verschiebesicher übergreifen.
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Auf der äußeren Umfangsfläche sind die Flanschteile 142, 143 so gestaltet,
daß die Obermuffe 125 und die Untermuffe 124 bündig darauf passen, wie dies beim
ersten Ausführungsbeispiel oben und unten im Bereich des Wandungsabschnittes 32
der Fall ist. Der Strukturteil 141 besteht aus Gummi und ist auf den Wandungsabschnitt
132 aufvulkanisiert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel besteht der Strukturteil
141 aus Kunststoff, z. 6. Polyesterharz, und ist auf den Wandungsabschnitt 132 aufgeklebt
oder in sonstiger Weise daran befestigt. Diese Gestaltung des separaten eigenständigen
Strukturteiles 141 hat den Vorteil, daß dieses erforderlichenfalls auch ausgewechselt
werden kann.
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Bei dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel fehlt ein
Kernsegment, wie dies bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen vorhanden war.
Statt dessen weist der Formkern 215 Teile auf, die Bestandteil der Formgebungskontur
des Formkernes 215 sind und mittels des Antriebes 235 relativ zu der Formgebungskontur
aus der in Fig. 4 gezeigten Formgebungsstellung heraus nach innen und hiernach wieder
zurückbewegbar sind.
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Der Formkern 215 hat abweichend von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
einen durchgehenden Deckel 218 und einen praktisch durchgehenden Zylindermantel
244.
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Die zuvor beschriebenen Teile sind als schieberartige Formgebungskerne
245 -248 ausgebildet, die in formgleichen Durchbrüchen 255 - 258 lagern und geführt
sind, welche im Zylindermantel 244 enthalten sind. Die Formgebungskerne 245 - 248
schließen bündig mit den Durchbrüchen 255 - 258 ab, so daß dazwischen kein Beton
nach innen gelangen kann.
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Auch wenn beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 insgesamt
4 solcher Formgebungskerne 245 -248 und zugeordnete Durchbrüche 255 - 258 gezeigt
sind, versteht es sich gleichwohl,daß im Rahmen der Erfindung auch die Anordnung
lediglich eines solchen Formgebungskernes oder auch noch mehrerer derartiger liegt.
Die Abmessungen der Formgebungskerne 245 - 248 können in allen drei Achsrichtungen
eines räumlichen Koordinatensystems betrachtet untereinander verschieden sein. Wie
in Fig. 4 beim Formgebungskern 247 gestrichelt angedeutet ist, kann dieser z.B.,in
Horizontalrichtung und dabei in Richtung zum äußeren Formmantel 220 hin gemessen,
so groß dimensioniert sein, daß dieser Formkern 247 bis an die innere Formgebungsfläche
des Formmantels 220 reicht. Dann wird beim zu formenden Formteil 211 ein kompletter
Wandungsdurchbruch 251 geformt.
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Mittels der Formgebungskerne 245 - 248 werden formgleiche Vertiefungen
265 - 268 beim Formteil 211 geformt, wobei diese Vertiefungen 265 - 268 im Bereich
des Flächenabschnittes 227 und dabei vom Inneren her eingetieft angeordnet sind.
Die zwischen diesen Vertiefungen 265 - 268 verbleibenden Vorsprünge 269 haben hier
ein wesentliches Maß. Sie sind etwa zahnartig, im Grunde jedoch gleiche Erhöhungen,
wie die Erhöhungen 29 beim ersten Ausführungsbeispiel, von denen sie nur bezüglich
der Abmessungen und Form abweichen.
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Sämtliche Formgebungskerne 245 - 248 sind an einem allen gemeinsamen
Träger 249 gehalten, der im Inneren des Formkernes 215 in Pfeilrichtung 238 mittels
eines Antriebes 235 von der dargestellten Schließstellung in die nach innen zurückgezogene
öffnungsstellung und wieder zurück bewegbar ist.
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