Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung stranggepresster Formkörper Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung stranggepresster Formkörper mit eingebetteten, lang gestreckten Stützelementen.
Derartige Formkörper werden bereits hergestellt, beispielsweise aus plastisch verformbaren Kunststof fen, indem die betreffende Kunststoffmasse in plasti schem Zustand einem Pressmundstück zugeführt wird, dessen freier Querschnitt dem Formkörperpro- fil entspricht und in welchem der Formkörper beim Durchtritt der Kunststoffmasse gebildet wird.
Gleich zeitig werden dem Mundstück die :in den Formkörper einzubettenden langgestreckten Stützelemente zuge- führt, und sie durchlaufen dieses gemeinsam mit der Kunststoffmasse, wobei deren Einbettung in den sich bildenden Formkörper erfolgt.
Auf diese Weise kön nen Voll- und Hohlkörper mit Armierungsstäben hergestellt werden, sowie biegsame, mit einem ein gebetteten Gewebe als Stützelement versehene, rie menartige Kunststoffbänder. Die Lage der Stützele mente innerhalb solcher Formkörper wird durch die Ausgestaltung des Zuführungsorgans der Stützele mente zum Pressmundstück bestimmt, und ist dann nicht mehr änderbar.
Ferner verlaufen die langge- streckten Stützelemente, also beispielsweise Drähte, Armierungsstangen, Bänder usw., immer parallel zur Formkörperachse.
Obwohl durch diese Art von Stützelementen in stranggepressten Formkörpern bereits für viele Zwecke die erwünschte Verbesserung der mechani schen Eigenschaften erzielt wurde, .sind für gewisse Anforderungen die Druckfestigkeiten solcher Form körper noch nicht ausreichend. Beispielsweise hat sich herausgestellt, dass bei stranggepressten Betonform körpern aus der Mörtelmischung gemäss dem Haupt patent Nr.
358735 mit glatten Thorstahl-Armierun- gen zwar ganz hervorragende Biegungsfestigkefften erzielbar sind, aber gelegentlich die Druckfestigkeit von mit Bügeln in den Armierungseisen versehenen Betonbalken nicht ganz erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die über- windung dieses Nachteils und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stranggepressten Formkörpern mit eingebetteten langgestreckten Stützelementen durch gleichzeitige Führung der zu vexformenden Körpermasse und der Stütze <RTI
ID="0001.0078"> emente zu einem Press- mundstück, in welchem der Formkörper gebildet wird. Kennzeichnend ist hierbei, dass der synchron zum austretenden stranggepressten Formkörper er folgenden Vorschubbewegung mindestens eines Teils der Stützelemente wenigstens zeitweise eine weitere Bewegung überlagert und dadurch der Verlauf der Stützelemente innerhalb des austretenden Formkör pers geändert wird.
Die erfindungsgemässen Formkörper zeichnen sich dementsprechend durch wenigstens stellenweise geneigt. zur Formkörperachse verlaufende, eingebet tete, langgestreckte Stützelemente aus.
Vorzugsweise, aber nicht ausschliesslich, wird das erfindungsge- mässe Verfahren zur Herstellung von stranggepress- ten, mit eingebetteten langgestreckten Stützelementen versehenen Formkörpern. aus hydraulischen Mörtel- mischungen verwendet,
wobei die Stützelem_ ente we nigstens stellenweise in einem Winkel zur Formkör- perachse verlaufen.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens, gekenn- zeichnet durch ein relativ zum Pressmundstück und zum austretenden Formkörper bewegbares Zufüh- rungsorgan für die Stützelemente.
Die Erfindung ist nachstehend in einigen Aus führungsbeispielen an Hand von Fig. 1 bis 13 näher erläutert. Von denselben zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Strang presse ; Fig. 2 und 3 einen Länge- bzw.
Querschnitt durch einen Presskopf für eine Strangpresse nach Fig. 1 ; Fig. 4 und 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel ebnes Strangpresskopfes ; Fig. 6 bis 8 eine schematische Wiedergabe von eingebetteten Schraubenlimenarmierungen ; Fig. 9 und 10 Querschnitt und Grundriss für einen armierten, rbnnenartigen Formkörper ;
Fig. 11 und 12 je eine perspektivische Wieder gabe von korbartigen Armierungen ; Fig. 13 eine perspektivische Wiedergabe einer Armierung mittels einer gewundenen Stange.
Das in Fig. 1 schematisch wiedergegebene Aus- führungsbeispiel zeigt -eine Strangpresse der sog. Schneckenbauart. Zu einem äusseren Gehäuse 1 mit dem Einfülltrichter 2 für das zu verarbeitende pla stische Material und dem abnehmbaren Pressmund- stück 3 ist auf einer Hohlwelle 4 eine Transport schnecke 5 und eine Druckschnecke 6 angeordnet.
Das vordere Ende 7 der Hohlwelle 4 ist mit einem hier kegelförmig zulaufenden Presskopf 8 verschlos sen, der mit der Hohlwelle 4 rotiert und den rück wärtigen innern Abschluss des Pressmundstückes 3 bildet.
Beim Betrieb wird die Hohlwelle 4 durch das Zahnrad 9 angetrieben, so dass die Transport schnecke 5 das. zugeführte, beispielsweise körnige, aber plastische Material der Druckschnecke 6 zu- führt, die dasselbe unter entsprechend starker Ver dichtung durch das Pressmundstück 3 drückt, wobei ein dem lichten Querschnitt des Pressmundstückes 3 entsprechend profilierter Formkörper 10 entsteht,
der das Pressmundstück 3 kontinuierlich verlässt und durch eine geeignete (nicht gezeichnete) Transport- vorrichtung abgezogen wird.
Das rückwärtige Ende der Hohlwelle 4 ragt über den Lagerbock 12 hinaus und trägt vier Vorrats rollen 13 für verdrillte Stahlseile 14, die hier die in den Formkörper 10 einzubettenden Stützelemente bilden.
Die vier Stahlseile 14 gelangen durch die Hohlwelle 4 hindurch zum Presskopf 8, der vier längs seines Umfangs jeweils um 900 gegeneinander versetzte Bohrungen 15 aufweist, durch welche je eines der Stahlseile 14 in das Pressmundstück 3, bzw. den dort sich bildenden Formkörper eingeführt wird.
Beim Betrieb der Strangpresse rotiert die Hohl welle 4 samt den Vorratstrommeln. 13 und dem Presskopf B. Andererseits hört die Drehung der zu verpressenden Masse während des Einschiebens in das Pressmundstück 3 auf,
und der aus demselben austretende Formkörper 10 bewegt sich nur noch in Vorschubrichtung. Die Drehung des Presskopfes 8 relativ zu dem im Presskopf 3 sich bildenden Form körper bewirkt, dass sich die Stahlseite 14 als Vier- fach-Längsspirale in den Formkörper 10 einbetten.
Bei dem im Mundstück 3 herrschenden, hohen Ver dichtungsdruck werden die einzelnen, aus den Boh rungen 15 des Presskopfes 8 austretenden Seile 14 so stark umpresst, dass sie bereits kurz hinter dem Presskopf 8 völlig unbeweglich im Formkörper fest sitzen.
Die Strangpresse nach Fig. 1 kann natürlich auch mit einer Vollwelle ausgeführt werden, wenn in der selben entsprechende Längskanäle zur Zuführung der Stützelemente vorgesehen werden.
Natürlich besteht bei dem in Fig. 1 wiedergege benen Presskopf 8, der an der Hohlwelle 4 befestigt ist und mit dieser rotiert, keine Möglichkeit, die als Stützelemente versehenen Drahtseile 14 mit mehr oder weniger grossem Drall in den Formkörper 10 einzubetten, weil die Vorschubgeschwindigkeit des selben ebenfalls von der Drehzahl der Hohlwelle 4 bzw. der darauf befestigten Schnecken 5 bzw. 6 ab hängt.
Um den Drall bei der Einbettung der Stütz elemente je nach Wunsch gestalten zu können, ist ein Presskopf 16 nach Fig. 2 erforderlich, der nicht am vorderen Ende 7 der Hohlwelle 4 befestigt ist, sondern an einem Rohr 17, das durch die Hohlwelle 4 hindurch und am rückwärtigen Ende derselben herausragt. An diesem Ende des Rohres 17 sind dann die Vorratsrollen für -die Stahlsee 14 befestigt, und dieses Rohr 17 kann samt dem Presskopf 16 über einen von der Hohlwelle 4 völlig unabhängigen Antrieb gedreht werden.
Durch die Bohrungen 18 im Presskopf 16 werden die Stahlseile 14 in das Press- mundstück 3 eingeführt, wobei der gewünschte Ver lauf innerhalb des fertigen Formkörpers in einer engeren und steilen oder einer weiteren und flachen Schraubenlinie durch die Drehgeschwindigkeit des Rohres 17 relativ zum Formkörper 10 bestimmt wird.
Der in Fig. 3 von rückwärts gesehene Presskopf 16 mit den Bohrungen 18 bietet genügend Platz, um mehr als vier runde Seile oder Stränge aus geeig netem Material durch eine entsprechende Anzahl von Bohrungen gleichzeitig einzuführen. Haben alle Boh rengen 18 von der Presskopfachse den gleichen ra dialen Abstand, so kann bei einer genügenden Zahl von Seilen 14 im Formkörper 10 durch diese Stütz elemente eine schraubenrohrartige Armierung ge schaffen werden.
Bei gleichmässiger Verteilung der Zuführungsbohrungen über den ganzen freien Quer schnitt des Presskopfes 16 kann dagegen der gesamte Formkörper mit gleichmässig verteilten. seil-, strang- oder drahtartigen Stützelementen ausgestattet wer den.
Ferner kann durch eine Axialbohrung in der Presskopfmitte auch ein nicht mitrotierendes starres Stützelement gleichzeitig eingeführt werden, etwa eine starke Armierungsstange oder ein Rohr.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Presskop- fes ist in den Fig. 4 und 5 wiedergegeben. Hier ist ein äusserer Presskopfteil 19 vorgesehen, der am Rohr 20 befestigt ist und über dieses - durch die Hohl welle hindurch - in beliebiger Richtung drehbar ist.
Im Presskopfteil 19 sind dicht am inneren Rand die Zuführungsbohrungen 21 für langgestreckte Stütz elemente vorgesehen. In einer kreisrunden Öffnung 22 des Presskopfteils 19 ist der drehbare Presskopf- kern 23 gelagert, der über ein zweites Rohr 24 un abhängig vom Presskopfteil 19 drehbar ist und eben falls Zuführungsbohrungen 25 aufweist, sowie eine zentrale Bohrung 26.
Mit einem derartigen Press- kopf lassen sich, falls erwünscht, Formkörper mit zwei konzentrisch ineinander gelegenen Schrauben- linienarmierungen mit gegenläufigem Drall herstellen, mit einem starren Armierungsstab oder einem Rohr in der Mitte.
Die Fig. 6 zeigt schematisch ein Hochdruckrohr, das mit einem Presskopf, ähnlich denn in Fig. 4 und 5 dargestellten, herstellbar ist,
beispielsweise unter Verwendung einer hydraulischen strangpressfähigem Mörtelmischung gemäss demHauptpatentNr.358735. Der Aussenmantel 30 des Betonrohres deckt eine erste Schraubenlinienarmierung 31, beispielsweise aus Stahlseilen, die ihrerseits durch eine Beton schicht 32 von der zweiten,
gegenläufigen Drall be sitzenden Schraubenarmierung 33 getrennt ist. Der Presskopf zur kontinuierlichen Herstellung dieser doppelten Schraubenarmierung weist also einen äus seren und einen inneren Ring mit Zuführungsboh- rungen für die Stahlseile auf, die gegenläufig rotie ren,
und zwar um einen nicht mitlaufenden Press- kopfkern. Dieser stillstehende Kern ist mit Zufüh rungslöchern für gerade Armierungseisen 34 ver sehen, die innerhalb der zweiten Spiralarmierung 33 axial im Formkörper verlaufen.
Der Presskopfkern ist ferner mit einer zentralen CSffnung zur Zuführung eines geeigneten Dorns versehen, der in bekannter Weise als Stützelement beim Strangpressen des Rohrs dient. Anstelle eines solchen Dorns, kann natürlich auch ein Ausklendungsrohr zugeführt werden, das dann im Betonformkörper verbleibt.
Mittels eines Presskopfes ähnlich jenem der Fig. 4 und 5 lässt sich, durch geeignete Wahl der Drehgeschwindigkeit der Zuführungsorgane, eine sehr enge Schraubenarmierung 35 unmittelbar über einer langgezogenen, weiten Schraubenarmierung 36 herstellen, wie in Fig. 7 angedeutet.
Diese Doppel schraubenarmierung dürfte in ihrer Wirkung etwa einer Korbarmierung üblicher Bauart entsprechen, ist aber natürlich in einem Arbeitsgang herzustellen.
Die Schraubenarmierung kann auch bei prisma tischen Formkörpern von Vorteil sein, beispielsweise bei einem Balken nach Fig. 8 als Ergänzung der geraden Armierungsstäbe 37 mittels einiger einge- betteter Stahlseile 38, die um die Balkenachse wie eine steilere oder flachere Schraubenlinie verlaufen.
Hierdurch wird die Druckfestigkeit eines derart ar mierten Balkens merklich verbessert, so dass Armie- rungsstäbe ohne. Bügel verwendet werden können.
Der Presskopf 16 nach Fig. 2 kann, wenn nur eine Führungsbohrung 18 vorgesehen und nur ein seilähnliches Stützelement dem Pressmundstück 3 zugeführt wird, auch zur Armierung von rinnenarti- gen Gebilden 39 nach Fig. 9 und 10 dienen.
Hierzu wird das den Presskopf 16 tragende Rohr 17 jeweils nur eine halbe Umdrehung verdreht, in dieser Lage kurzfristig festgehalten, dann um die halbe Umdre- hung zurückbewegt, wiederum in dieser Lage kurz fristig festgehalten usw.
Das zugeführte Stützelement 40, beispielsweise ein Stahlseil, wird dann in der sich bildenden Rinne 40 in Gestalt von schräg verlaufen den Halbkreisbögen eingebettet, die miteinander durch axial verlaufende Stücke verbunden sind. Falls erwünscht, kann eine solche schalenartige Armierung durch starre Längsstäbe ergänzt werden, die über ruhende Teile des Presskopfes zugeführt werden.
Eine weitere Armierungsart, die einen vollwerti gen Ersatz für die Korbarmierung darstellen dürfte, ist in Fig. 11 für ein ebenes Gitter und in Fig. 12 für einen dreikantigen Armierungskorb dargestellt.
Der in Fig. 11 dargestellte Presskopf besteht hier aus einem unbewegten Presskopfkern 41, um den ein äusserer Ring 42 umläuft. Durch den Presskopfkern 41 werden mittels zweier Axialbohrungen die starren Armierungsstäbe 43 dem Pressmundstück 3 zuge führt.
Der umlaufende Presskopfriag 42 besitzt eine Axialbohrung zur Zuführung eines biegsamen Stütz elementes 44, beispielsweise eines Stahlseiles. Auf der dem Pressmundstück 3 zugekehrten Innenseite des Presskopfes gleitet das Stahlseil 44- der konischen Fläche entlang und wickelt sich bei rotierendem Presskopfring 42 auf die beiden starren Stäbe 43 auf.
Da diese Stäbe 43 synchron mit dem austretenden Formkörper 45 in Pfeilrichtung vorgeschoben wer den und das aufgewickelte Stahlseil in die verarbei tete Masse eingepresst wird, muss dasselbe vom Formkörper 45 mitgezogen werden, so dass eine starke Zugspannung am Seil 44 aufrecht erhalten werden kann.
Auf diese Weise entsteht ein ebenes, gitterartiges Geflecht, wobei die Maschenweite durch Wahl der Drehgeschwindigkeit des Presskopfringes 42 beeinflussbar ist.
Nach diesem Prinzip lassen sich auch räumliche. Gitter herstellen, beispielsweise ein dreikantiger Ar- mierungskorb nach Fig. 12. Es .ist hierzu lediglich die Zahl der starren und achsparallelen Armierungs- stäbe entsprechend zu vergrössern.
Bei den bisher beschriebenen, als Zuführungs organe für die Stützelemente dienenden Pressköpfen führen dieselben jeweils eine Rotationsbewegung aus.
Das vorliegende Verfahren ist aber hierauf keines wegs beschränkt. Vielmehr können auch ruhende Pressköpfe gebaut werden, bei. denen die Zufüh- I> rungsbohrungen in einem Presskopfteil angeordnet sind, der die zugeführten Stützelemente relativ zur Formkörperachse verschiebt.
Beispielsweise zeigt die Fig. 13 eine Reihe paral lel zueinander und zur Vorschubrichtung 46 verlau fende Drähte 47, die in einem durch die strichpunk tierten - Umgrenzungslimen angedeuteten flachen Formkörper 48 eingebettet sind. Wird während des Strangpressvorgangs der die Zuführungsbohrungen für.die Drähte 47 tragende Teil des Presskopfes nach oben verschoben,
in dieser Lage einige Zeit belassen und dann wieder in die vorhergehende Lage zurück bewegt, so formt sich an den eingebetteten Drähten 47 eine bügelartige Aufbiegung 49.
Es können auch derartige Verlagerungen von beweglichen Stützelementen in der gleichen Ebene erfolgen, wie dies die Fig. 14 zeigt. Falls zwei gegen läufig zueinander sich bewegende Presskopfteile mit je zwei Zuführungsbohrungen in verschiedenen Ebe nen vorgesehen werden, können sich überkreuzende Muster nach Fig. 15 der eingebetteten biegsamen Stützelemente geschaffen werden.
Die beschriebene Einbettung der Stützelemente in den sich bildenden Formkörper nach dem vorlie genden Verfahren bedingt eine gewisse Beweglich keit dieser Stützelemente. Dementsprechend eignen sich hiefür vor allem Drähte aus Stahl oder andern Metallen, sowie Fäden aus Kunststoffen, etwa aus Nylon, Glasfasern usw.
Derartige Drähte oder Fä den können vorteilhafberweise auch verzwirnt und als Schnüre oder Seile in die Formkörper eingebettet werden, sowie als Stränge und Bänder, etwa aus Asbest, Glasfasern, Textilien usw.
Da die Beweglich keit der einzubringenden Stützelemente nur beim Durchgang durch den jeweils vorgesehenen Presskopf vorhanden sein muss, können auch Stäbe und Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen verwendet wer den, die vor oder während des Durchgangs durch den Presskopf auf Erweichungstemperatur erwärmt werden, wozu vorzugsweise der betreffende Press- kopf erhitzt wird,
etwa durch eingebaute elektrische Heizelemente.
Die Verwendung von relativ beweglichen Stütz elementen; also etwa von Seilen aus. Stahldrähten, Nylon oder Glasfasern bietet den weiteren Vorteil, dass der aus dem Pressmundstück austretende, fri sche Formkörper ohne weiteres einer Nachverfor mung unterworfen werden kann. Beispielsweise ist dies für die Herstellung armierter Betonschwellen, Formsteine und anderer Bauteile erwünscht.
Die erzeugten, mit eingebetteten Stützelementen versehenen Formkörper können nach dem vorlie- genden Verfahren kontinuierlich erzeugt und beim Austritt aus dem Pressmundstück auf die erwünschte Länge zugeschnitten werden.
Hierbei ist - gegen über bisher üblichen Armierungen mit dicken, star ren Stäben - die Trennung der meist dünnen Stütz elemente meist leicht und einfach durchführbar, bei- spielsweise mittels einer Kreissäge. Die eventuell überstehenden Stücke der Stützelemente können um gebogen oder eingestaucht werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Aufteilung von star ren Armierungsstäben in eine Vielzahl von Drähten beruht auf der Tatsache, dass nunmehr die Stütz elemente sehr viel gleichmässiger über den Quer schnitt des Formkörpers verteilt sind als bisher.
Fer ner isst bei gleichem Gesamtquerschnitt der Stütz elemente deren Oberfläche bei der vorgesehenen Un terteilung in Schnüre, Seile oder Drähte wesentlich grösser als bei starren Stangen, was die Haftfestig keit günstig beeinflusst.
Das vorliegende Verfahren ist aber nicht auf re lativ bewegliche Stützelemente in Gestalt von Fäden, Seilen, Bändern oder dergleichen beschränkt. Viel- mehr können auch starre, aber vorgebogene Stütz elemente, beispielsweise schraubenlinienartig gebo gene Armierungsstangen, verwendet werden, wie in Fig. 16 dargestellt. Hierbei isst,
ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, innerhalb der Hohl welle 4 ein Rohr 17 mit dem spitz zulaufenden Presskopf 16 drehbar angeordnet.
Als Stützelement 50 ist hier eine starre, schraubenlinienartig gewun dene Stange vorgesehen, die durch eine entspre chende Bohrung im Presskopf 16 hindurchgeschoben werden kann, wenn im Betrieb das Rohr 17 samt Presskopf 16 entgegen der Windungsrichtung der Stange 50 gedreht wird und die gewundene Stange 50 synchron mit dem austretenden Strang 45 im Rohr 17 vorgeschoben, wird.
Innerhalb des austre tenden Strangs 45 befindet sich dann ein Starres,, schraubenlinienartig gewundenes Stützorgan. Das Vorbiegen der Stange 50 kann entweder ausserhalb der Strangpresse oder durch eine Aufwickeleinrich- tung am rückwärtigen Ende der Hohlwelle 4 erfolgen.