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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Herstellung eines Schachtunterteils aus Beton, wobei das Schachtunterteil einen Gerinneabschnitt aufweist, der zumindest teilweise mit einer Kunststoffauskleidung ausgekleidet ist, und wobei in dem Verfahren bzw. der Anordnung eine Negativform verwendet wird, welche eine Gerinneformfläche entsprechend dem zu fertigenden Gerinneabschnitt aufweist.
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Aus Beton gefertigte Schachtbodenstücke werden als unterer Abschluss von Gruben oder Kanalisationssystemen eingesetzt. Sie weisen zumeist eine umlaufende Schachtwandung auf, welche die Wandung des darüber liegenden, zur Erdoberfläche verlaufenden Schachts fortsetzt, und weisen ferner einen Boden auf, der den Schachtboden des Schachtes bildet. Üblicherweise durchbrechen die umlaufende Schachtwandung des Schachtunterteils mindestens eine Einlassöffnung zur Einleitung von Abwasser oder/und mindestens eine Auslassöffnung zur Ausleitung von Abwasser, so dass der Schacht in ein Kanalisationssystem integriert werden kann. Um das Wasser kontrolliert von der mindestens einen Einlassöffnung zu der mindestens einen Auslassöffnung zu leiten, ist im Boden des Schachtunterteils eine Gerinnestruktur mit mindestens einer rinnenartigen Vertiefung (Gerinne) angeordnet, wobei die Gerinnestruktur je nach Anzahl der Einlass- bzw. Auslassöffnungen sowie je nach vertikaler Position bzw. Gefälle der an die Einlass- bzw. Auslassöffnungen angeschlossenen Leitungen verzweigt ausgebildet sein kann und die einzelnen Äste der verzweigten Gerinnestruktur unterschiedliche Neigungswinkel in Bezug auf die Horizontalebene aufweisen können. Um sicherzustellen, dass durch den Schacht eingeleitetes oder sich in dem Schacht ansammelndes Wasser zu der Gerinnestruktur hingeführt und durch die mindestens eine Auslassöffnung abgeführt wird, weisen bekannte Schachtunterteile ferner eine zu der Gerinnestruktur hin abfallende Bodenfläche oder Bermenvertiefung auf.
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Es ist ferner bekannt, die Gerinnestruktur eines Schachtunterteils mit einer Kunststoffauskleidung zu versehen, um die Fließeigenschaften des darin transportierten Wassers zu verbessern und den Beton des Schachtunterteils vor der Einwirkung des Abwassers, insbesondere der Einwirkung von im Abwasser geführten Chemikalien, zu schützen. Zur Herstellung von mit Kunststoff ausgekleideten Schachtunterteilen ist es bekannt, eine der gewünschten Gerinnestruktur entsprechende Kunststoffauskleidung als Formteil unter Verwendung eines herkömmlichen Formwerkzeugs herzustellen und die so gebildete Kunststoffauskleidung in Kontakt mit dem formbaren Beton zu bringen, so dass nach dem Verfestigen des Betons das Kunststoffformteil fest mit dem Beton verbunden ist.
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Ein Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung von Schachtunterteilen mit Kunststoffauskleidung liegt in dem erhöhten Kostenaufwand, der mit dem Formen der Kunststoffauskleidungen einhergeht. Zwar können mittels eines Formwerkzeugs große Stückzahlen von Kunststoffauskleidungen mit gleicher Gerinnestruktur kostengünstig hergestellt werden, jedoch ist die Umrüstung des Formwerkzeugs auch bei nur geringen Änderungen der zu fertigenden Gerinnestruktur sehr aufwändig und erfordert einen kompletten Austausch der Gussform. Mit vertretbarem Aufwand können in den bekannten Verfahren somit nur eine begrenzte Anzahl von Standardstrukturen hergestellt werden.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung von mit Kunststoff ausgekleideten Schachtunterteilen bereitzustellen, mit welchen kostengünstig verschiedene Gerinnestrukturen berücksichtigt werden können und eine effiziente Herstellung von Schachtunterteilen möglich ist.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Erfindungsaufgabe gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches die Schritte umfasst: Aufbringen einer Beschichtung auf die Gerinneformfläche der Negativform, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung einen Schritt des Aufbringens eines Auskleidungskunststoffmaterials in plastifizierter Form umfasst, sowie Aufbringen von Beton im formbaren Zustand auf die Beschichtung.
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Dazu ist anzumerken, dass in der vorliegenden Offenbarung ein Material in plastifizierter Form vorliegt, wenn das Material verformbar (plastisch verformbar) oder fließfähig ist. In plastifizierter Form liegt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ein flüssiges Material, ein pastöses Material oder ein knetbares Material vor.
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Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, dass Auskleidungskunststoffmaterial zur Bildung der Kunststoffauskleidung in plastifizierter Form als Beschichtung oder Teil einer Beschichtung direkt auf die Negativform aufgetragen wird, welche zum eigentlichen Gießen des Betonkörpers zur Herstellung des Schachtunterteils verwendet wird. Unter einer Beschichtung wird in der vorliegenden Offenbarung eine Schicht (eine Einzelschicht oder eine Anordnung von Einzelschichten) verstanden, welche nur einseitig an der Negativform anliegt, während eine der Negativform abgewandte Seite während des Aufbringens der Beschichtung und zumindest während eines Teils des Verfestigungsvorgangs der Beschichtung freiliegt. Somit kann auf die Herstellung der Kunststoffauskleidung in einem separaten Formungsverfahren unter Verwendung einer gesonderten Formungsmaschine verzichtet werden und zum Herstellen der Schachtunterteile mit Kunststoffauskleidung kann eine einzige Negativform ausreichend sein.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Schachtunterteile mit verschiedenen Gerinnestrukturen kostengünstig hergestellt werden, da bei Änderung der Gerinnestruktur neben der notwendigen Änderung der Negativform keine zusätzliche Änderung eines Spritzgusswerkzeugs erforderlich ist. Der Auskleidungskunststoff wird auf die neue oder geänderte Negativform als Beschichtung oder Teil einer Beschichtung aufgetragen, so dass er sich über die Gerinneformfläche der Negativform verteilt und deren Kontur nachbildet. Auf diese Beschichtung wird schließlich der formbare Beton aufgebracht.
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Die den plastifizierten Auskleidungskunststoff umfassende Beschichtung kann wahlweise nur über einen Teil der Negativform aufgetragen werden, so dass nur ein Teil der Gerinnestruktur mit Kunststoff ausgekleidet wird, oder kann die Gerinneformfläche der Negativform vollständig bedecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Beschichtung jedoch im Wesentlichen über die gesamte, den Boden des Schachtunterteils abbildende Fläche der Negativform, so dass der gesamte Bodenbereich des fertigen Schachtunterteils, einschließlich der der Gerinnestruktur benachbarten Flächenabschnitte, insbesondere der Bermenvertiefung, mit einer durchgehenden Kunststoffauskleidung überdeckt ist. Ein Eindringen von Wasser in einen Zwischenraum zwischen der Auskleidung und dem Beton kann dann zuverlässig vermieden werden.
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Grundsätzlich ist denkbar, dass der Auskleidungskunststoff nach dem Auftragen auf die Negativform soweit aushärtet, dass er als selbsttragende Struktur auch ohne die Negativform zum Formen des Betons verwendet werden kann. Die Negativform, zumindest ein die Beschichtung tragender Teil der Negativform, könnte dann von der erhärteten. Kunststoffauskleidung bereits vor der Zugabe des plastifizierten Betons getrennt werden. Vorzugsweise wird jedoch erst nach zumindest teilweisem Verfestigen des Betons und zumindest teilweisem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials zu der Kunststoffauskleidung das Schachtunterteil von der Negativform entschalt, so dass die Negativform die Kunststoffauskleidung während Zugabe und Formung des Betons stützen kann. Das Verfahren kann dann auch mit einer dünneren Kunststoffauskleidung ablaufen und die Zugabe des Betons kann früher, d. h. bei geringerem Verfestigungsgrad des Auskleidungskunststoffmaterials, gestartet werden, so dass das Verfahren effizienter abläuft.
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Bei der vorstehend genannten Variante wird vorzugsweise beim Entschalen des Schachtunterteils die Negativform von der Kunststoffauskleidung getrennt, wobei die Kunststoffauskleidung Teil des Schachtunterteils wird. Die Kunststoffauskleidung wird dann beim Formen des Betons bzw. Entschalen des Betons unmittelbar von der Negativform an das Schachtunterteil „übergeben”, so dass eine separate Handhabung und Befestigung der Kunststoffauskleidung am Schachtunterteil entfallen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Negativform ein die Gerinnestruktur abbildender Gerinneformabschnitt ist und vor dem Aufbringen des Betons an einem Basisformabschnitt angefügt wird, der Wandungen des Schachtunterteils abbildet. Durch die separate Bereitstellung eines Gerinneformabschnitts kann der veränderliche Teil des Schachtunterteils, d. h. die Gerinnestruktur, mit einem separaten Teil abgebildet werden, so dass bei einer Veränderung der Gerinnestruktur nur der Gerinneformabschnitt geändert bzw. ausgetauscht werden muss. Der Gerinneformabschnitt kann dann insbesondere auch aus einem anderen Material hergestellt sein, das kostengünstig ist oder/und leicht spanabhebend bearbeitbar ist.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Erfindungsaufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffauskleidung für ein Schachtunterteil aus Beton, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen einer Negativform, welche eine Gerinneformfläche entsprechend dem zu fertigenden Gerinneabschnitt aufweist, Aufbringen einer Beschichtung auf die Gerinneformfläche der Negativform, wobei der Schritt des Aufbringens der Beschichtung einen Schritt des Aufbringens eines Auskleidungskunststoffmaterials in plastifizierter Form umfasst, wobei das Auskleidungskunststoffmaterial in plastifizierter Form so aufgebracht wird, dass die Beschichtung über die Gerinneformfläche hinweg im Wesentlichen gleichmäßige Schichtdicke aufweist, und Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials. Mit dem Verfahren des zweiten Aspekts der Erfindung kann eine Kunststoffauskleidung für ein Schachtunterteil einfach und effizient mit der gewünschten Form entsprechend der zu fertigenden Gerinnestruktur hergestellt werden, da sie unmittelbar aus einer Beschichtung oder einem Teil einer Beschichtung hervorgeht. Das Auftragen einer Beschichtung auf eine Negativform, worunter im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die Herstellung einer Schicht verstanden wird, die nur einseitig mit der Negativform in Kontakt ist, während die andere Seite der Schicht frei liegt, ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als etwa die Herstellung eines Formteils, beispielsweise in einem Tiefziehprozess oder einem Spritzgussprozess.
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Um beim ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung nach dem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials zur Kunststoffauskleidung eine Trennung zwischen der Kunststoffauskleidung und der Negativform zu erleichtern, kann vorzugsweise zwischen der Gerinneformfläche der Negativform und dem Auskleidungskunststoffmaterial eine Trennbeschichtung angeordnet sein. Wenn eine solche Trennbeschichtung ein sauberes und einfaches Abheben der Kunststoffauskleidung von der Negativform ermöglicht, so kann die Negativform ferner besonders gut für die Herstellung eines weiteren Schachtunterteils wiederverwendet werden.
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Die Trennbeschichtung kann beispielsweise aus einem Trennbeschichtungskunststoffmaterial gebildet sein, das verschieden ist von dem Auskleidungskunststoffmaterial der Kunststoffauskleidung, so dass es bei einem Auftragen des plastifizierten Auskleidungskunststoffmaterials auf die Trennbeschichtung nicht zu einer stoffschlüssigen Verbindung kommt. Das Trennbeschichtungsmaterial kann ebenfalls vorher in plastifizierter Form auf die Negativform aufgebracht und verfestigt worden sein. Die Verfestigung kann durch Abkühlung auf Umgebungstemperatur, durch Verflüchtigung von Lösungsmittel oder durch eine chemische Reaktion, gegebenenfalls beschleunigt durch einen Härtungskatalysator, oder durch UV-Bestrahlung (im Falle der Verwendung eines UV-härtbaren Kunststoffmaterials) erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens des ersten oder zweiten Aspekts kann an der Beschichtung mindestens ein Verbindungsmittel zur mechanischen Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Beton angeordnet sein, so dass an dem mit dem Verfahren hergestellten Schachtunterteil die Kunststoffauskleidung durch das mindestens eine Verbindungsmittel mechanisch befestigt oder befestigbar ist. Vorzugsweise umfassen die Verbindungsmittel dabei eine in das Auskleidungskunststoffmaterial teilweise eingebettete Halterung oder einen integral mit der Kunststoffauskleidung geformten Vorsprung, welche bei der Zugabe des formbaren Betons in den Beton eintauchen können und nach der Verfestigung des Betons die Kunststoffauskleidung sicher an dem Betonkörper festhalten.
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Es wurde bereits angesprochen, dass beim Wechsel der herzustellenden Gerinnestruktur im Wesentlichen nur die die Gerinneformfläche aufweisende Negativform geändert bzw. ausgewechselt werden muss. Um auch die Herstellung bzw. Änderung der Negativform zur Darstellung einer gewünschten Gerinnestruktur zu erleichtern, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren des ersten oder zweiten Aspekts in einer bevorzugten Ausführungsform einen Schritt der spanabhebenden Bearbeitung der Negativform zur Herstellung der Gerinneformfläche. Durch eine spanabhebende Bearbeitung kann eine gewünschte Gerinnestruktur mit nahezu beliebiger Geometrie einfach und genau gefertigt werden. Insbesondere kann eine spanabhebende Bearbeitung auch in einem automatisierten Prozess, beispielsweise mittels eines Fräsroboters, ablaufen.
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Die Flexibilität der Verfahren des ersten oder zweiten Aspekts kann auch oder zusätzlich dadurch weiter verbessert werden, dass die Negativform zumindest teilweise aus einem Kunststoffschaummaterial, insbesondere Polystyrol, hergestellt ist, so dass die Negativform leicht ist, preiswert herstellbar ist und insbesondere leicht spanabhebend zu bearbeiten ist. Alternativ könnte die Negativform aus einem Gemisch, umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel, hergestellt sein, so dass sie ebenfalls aus kostengünstigen Rohmaterialien bereitgestellt, effektiv recycelt und mit einfachen Werkzeugen spanabhebend bearbeitet werden kann. Alternativ könnte die Negativform aus Holz, Gips oder einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sein.
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Das Auftragen des Auskleidungskunststoffmaterials in plastifizierter Form kann grundsätzlich in jeder beliebigen, dem Fachmann an sich bekannten Weise erfolgen, wobei vorzugsweise das Kunststoffmaterial so aufgebracht wird, dass die Beschichtung über die Gerinneformfläche hinweg im Wesentlichen gleichmäßige Schichtdicke aufweist, so dass eine Kunststoffauskleidung mit definierter Dicke und Stabilität erhalten werden kann. Das Auskleidungskunststoffmaterial in plastifizierter Form kann mittels eines Sprühwerkzeugs aufgebracht werden, um einen effizienten und gleichzeitig sehr gleichmäßigen Schichtauftrag zu erreichen, der insbesondere auch automatisiert erfolgen kann. Alternativ könnte ein Streichwerkzeug oder/und ein Rollenwerkzeug verwendet werden.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Erfindungsaufgabe gelöst durch eine Anordnung zur Herstellung eines Schachtunterteils aus Beton, wobei das Schachtunterteil einen Gerinneabschnitt aufweist, der zumindest teilweise mit einer Kunststoffauskleidung ausgekleidet ist, wobei die Anordnung eine Negativform umfasst, welche eine Gerinneformfläche entsprechend dem zu fertigenden Gerinneabschnitt aufweist, wobei die Anordnung ferner die Kunststoffauskleidung für ein Schachtunterteil umfasst, wobei die Kunststoffauskleidung eine auf der Gerinneformfläche der Negativform aufgebrachte Beschichtung oder Teil einer solchen Beschichtung ist. Eine solche Anordnung ist zunächst kostengünstig, da sie in einfacher Weise vorzugsweise dadurch herstellbar ist, dass ein Auskleidungskunstoffmaterial in plastifizierter Form als Beschichtung oder Teil einer Beschichtung auf die Gerinneformfläche der Negativform aufgebracht wird und anschließend zu der Kunststoffauskleidung verfestigen gelassen wird. An der so erhaltenen Anordnung kann dann ein Schachtunterteil aus Beton geformt werden.
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Auf diese Weise ermöglicht die Anlage gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung insbesondere auch die effiziente Durchführung der Verfahren gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt der Erfindung, so dass die vorstehend in Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren sowie deren Ausführungsvarianten beschriebenen Vorteile und Effekte durch entsprechende Varianten der Anlage des dritten Aspekts der Erfindung gleichermaßen erzielt werden können. Insbesondere ist bei der Umrüstung der Anordnung des dritten Aspekts der Erfindung zur Herstellung eines Schachtunterteils mit anderer Gerinnestruktur nur die Änderung bzw. der Austausch der die Gerinneformfläche aufweisenden Negativform notwendig, wobei die Kunststoffauskleidung an die geänderte Gerinnestruktur einfach dadurch angepasst wird, dass die Kunststoffauskleidung Teil einer Beschichtung der Gerinneoberfläche der Negativform ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Anordnung des dritten Aspekts der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und sind durch Merkmale gekennzeichnet, die bereits vorstehend in Zusammenhang mit den Verfahren des ersten oder zweiten Aspekts der Erfindung erläutert wurden und in der Anordnung des dritten Aspekts der Erfindung die gleichen oder entsprechende Wirkungen und Effekte erzielen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Gerinneformabschnitts für die in 1 gezeigte Formkonstruktion während eines ersten Schritts eines Verfahrens zur Herstellung eines Schachtunterteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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3 eine Ansicht gemäß 2 jedoch für einen zweiten Schritt des Herstellungsverfahrens des Ausführungsbeispiels,
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4 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch für einen dritten Schritt des Herstellungsverfahrens des Ausführungsbeispiels,
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5 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch für einen vierten Schritt des Herstellungsverfahrens des Ausführungsbeispiels, und
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6 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch für einen fünften Schritt des Herstellungsverfahrens des Ausführungsbeispiels.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 6 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele für ein Verfahren und eine Anordnung der vorliegenden Erfindung erläutert, mit welchen Schachtbodenteile hergestellt werden. Eine in 1 gezeigte Anordnung 10 zur Herstellung von Schachtunterteilen 12 aus Beton im Gießverfahren umfasst einen Formmantel 14, eine innere Negativform 16 und Aussparkerne 18, welche zur Bildung der Ein- und Auslässe des Schachtunterteils zwischen der inneren Form 16 und dem Formmantel 14 anzuordnen sind. Ein Schachtunterteil 12 wird in dem Hohlraum geformt, der zwischen dem Formmantel 14 und der inneren Negativform 16 bzw. den Aussparkernen 18 gebildet ist.
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Der Formmantel 14 kann eine zylinderförmige Wandung 18 umfassen und auf einer Grundplatte 20 stehen, auf welcher auch die innere Negativform 16 steht. Die innere Negativform 16 kann aus einem auf der Grundplatte 20 stehenden Formkern 22 und einem auf dem Formkern 22 aufgesetzten Gerinneformabschnitt 24 zusammengesetzt sein, wobei der Formkern 22 eine Innenwandung, insbesondere zylindrische Innenwandung, des Schachtunterteils 12 formen kann und der Gerinneformabschnitt 24 einen Bodenabschnitt einschließlich einer Gerinnestruktur zur Verbindung der Ein- und Auslässe des Schachtunterteils 12 formen kann.
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Bei der Herstellung von Schachtunterteilen besteht oft der Bedarf, verschiedene Typen von Schachtunterteilen herzustellen, welche im Wesentlichen gleiche Außenabmessungen und gleichen Schachtdurchmessern aufweisen, jedoch andere Gerinnestrukturen haben, die sich in der Anzahl der Ein- bzw. Auslässe und in der Art der Verknüpfungen der Ein- und Auslässe durch entsprechende Gerinnestrukturen voneinander unterscheiden. Es wird daher bevorzugt das Konzept verfolgt, den Formmantel 14 und den Formkern 22 der inneren Negativform 16 als wiederverwendbare Bestandteile der Anordnung 10 beispielsweise aus Stahl herzustellen und die Aussparkerne 18 sowie den Gerinneformabschnitt 24 aus leicht maschinell zu bearbeitenden und kostengünstigen Materialien zu fertigen, da diese Teile individuell an die gewünschte Gerinnestruktur anzupassen sind und häufig nur einmal verwendet werden. Als Materialien für den Gerinneformabschnitt 24 bzw. die Aussparkerne 18 kommt z. B. Styropor in Frage.
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Unter Bezugnahme auf 2 bis 6 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Schachtunterteils aus Beton erläutert.
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Der Gerinneformabschnitt 24 des Ausführungsbeispiels ist aus einem in etwa zylinderblockförmigen Styropor-Rohkörper (nicht dargestellt) durch eine formgebende Materialbearbeitung hergestellt. Der Styropor-Rohkörper kann z. B. in einer entsprechenden Form gegossen oder geschäumt werden. In dem in 2 gezeigten Bearbeitungsschritt wird die Außenkontur des Gerinneformabschnitts 24 entsprechend einer später zu gießenden Gerinnestruktur hergestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird aus dem Rohkörper integral ein Hauptgerinneabschnitt 28 des Gerinneformabschnitts 24 zur Bildung eines Hauptgerinneasts des späteren Schachtunterteils 12, ein Nebengerinneabschnitt 30 zur Formung eines Nebengerinneasts des späteren Schachtunterteils 12 sowie ein Bermenabschnitt 31 zur Bildung einer Bermenvertiefung des Schachtunterteils 12 herausgearbeitet, so dass der Gerinneformabschnitt 24 im Wesentlichen den gesamten Bodenbereich des Schachtunterteils 12 abbildet.
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Die Bearbeitung des Gerinneformabschnitts 24 auf die gewünschte Sollgeometrie kann mittels eines Fräswerkzeugs 26 erfolgen. Das Fräswerkzeug 26 kann von Hand geführt werden oder Teil einer automatischen oder halbautomatischen Fräseinrichtung sein. Besonders bevorzugt kommt eine vollständig computergestützte Fertigung der Außenkontur des Gerinneformabschnitts 24 in Betracht, bei welcher die gewünschte Gerinnestruktur in einem Produktkonfigurator als virtuelles Modell erstellt wird, beispielsweise mittels eines CAD-CAM Systems, und die Daten des Modells anschließend an eine Steuereinrichtung für das Fräswerkzeug 26 übergeben werden, welches das Fräswerkzeug 26 dann, beispielsweise mittels eines Roboterarms, zur formgebenden Bearbeitung ansteuert und den Gerinneformabschnitt 24 entsprechend dem im Computer erstellten Modell fräst.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens des Ausführungsbeispiels, welcher in 3 illustriert ist, wird ein Behandlungsmedium 32 auf die Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 aufgetragen. Im Ausführungsbeispiel wird ein Behandlungsmedium auf Silikonbasis aufgetragen, welchem ein Öl, insbesondere ein Silikonöl oder/und ein Paraffinöl, sowie ein UV-härtendes Mittel beigesetzt sein können. Das Auftragen des Behandlungsmediums sowie das Verteilen des Behandlungsmediums über die Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 kann durch eine Rolle 34 erfolgen, welche sowohl für flüssige, als auch für pastöse Behandlungsmedien geeignet ist. Alternativ kann ein Streichwerkzeug zum Auftragen bzw. Verteilen des Behandlungsmediums verwendet werden. Als sehr schnelle und effiziente Variante hat sich ferner das Aufsprühen des Behandlungsmediums erwiesen, wodurch zudem eine gute Gleichverteilung des Behandlungsmediums über die Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 erreicht wird. Vorzugsweise wird im Wesentlichen die gesamte mit Beton in Kontakt gelangende Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 mit dem Behandlungsmedium 32 benetzt, besonders bevorzugt gleichmäßig benetzt.
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In einem weiteren Schritt des Verfahrens, welcher unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird, härtet oder verfestigt sich das Behandlungsmedium 32 auf der Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 und bildet eine Oberfläche 37. Im Ausführungsbeispiel wird die Härtung durch Einwirkung von UV-Licht unterstützt bzw. beschleunigt. Dazu wird eine UV-Lichtanordnung 36 in die Nähe des Gerinneformabschnitts 24 gebracht und auf die Oberfläche 37 des Behandlungsmediums 32 gerichtet. Die Abstrahlcharakteristik der UV-Lichtanordnung 36 kann zur Bestrahlung der im Wesentlichen gesamten Oberfläche 37 eingerichtet sein. Alternativ wird daran gedacht, die UV-Lichtanordnung 36 manuell oder automatisiert um den Gerinneformabschnitt 24 herum zu bewegen, um das Behandlungsmedium 32 allseitig zu bestrahlen. Nach Erreichen der gewünschten Härtung des Behandlungsmediums 32 kann die UV-Lichtanordnung 36 abgeschaltet werden.
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Auf die Oberfläche 37 des gehärteten Behandlungsmediums 32 wird in einem weiteren Schritt des Verfahrens des Ausführungsbeispiels, welcher unter Bezugnahme auf 5 erläutert wird, ein Auskleidungskunststoffmaterial 38 in plastifizierter Form aufgetragen. Das Auskleidungskunststoffmaterial 38 kann ein thermoplastischer Kunststoff (z. B. Polypropylen (PP) oder ein glasfaserverstärkter Kunststoff) sein, der über seine Plastifizierungstemperatur erwärmt wurde, so dass er in flüssiger oder pastöser Form vorliegt. Das Auftragen des plastifizierten Auskleidungskunststoffs 38 sowie das Verteilen des Auskleidungskunststoffs 38 über die Oberfläche 37 erfolgt vorzugsweise mittels eines Sprühwerkzeugs 40, das den plastifizierten Kunststoff aus einer Düse 42 in Tröpfchenform oder Strahlform gerichtet abgibt und auf der Oberfläche 37 verteilt aufträgt. Alternativ kann das plastifizierte Kunststoffmaterial mittels einer Rolle oder mittels eines Streichwerkzeugs aufgetragen und verteilt werden. Das Behandlungsmedium 32 und das darauf aufgetragene Auskleidungskunststoffmaterial 38 bilden zusammen eine Beschichtung des Gerinneformabschnitts 24.
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Vorzugsweise wird die gesamte, von dem Behandlungsmedium 32 gebildete Oberfläche 37 des Gerinneformabschnitts 24 mit einer durchgehenden Schicht aus Auskleidungskunststoffmaterial 38 überdeckt, wobei insbesondere die Schichtdicke über die gesamte Oberfläche 37 hinweg im Wesentlichen gleich ist, so dass im Wesentlichen der gesamte Bodenbereich des Schachtunterteils, d. h. die Gerinnestruktur sowie die Bermenvertiefung, mit einer Kunststoffauskleidung gleichmäßiger Dicke ausgekleidet werden kann.
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Nach dem Auftragen des plastifizierten Auskleidungskunststoffmaterials 38 werden noch vor dem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials 38 vorzugsweise Befestigungsvorsprünge 43 daran ausgebildet. Die Befestigungsvorsprünge 43 können teilweise in das plastifizierte Auskleidungskunststoffmaterial 38 eingebettet werden, so dass sie nach dem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials 38 fest darin verankert sind, oder können integral durch Auskleidungskunststoffmaterial 38 gebildet sein, beispielsweise in der Art von Gießansätzen. Alternativ könnten die Befestigungsvorsprünge 43 auch nach dem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials 38 daran befestigt werden, beispielsweise durch Anspritzen, durch eine Klebebefestigung oder durch eine mechanische Befestigung.
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Das Auskleidungskunststoffmaterial kann anschließend an der Oberfläche 37 des Gerinneformabschnitts 24 aushärten, wie in 6 illustriert ist. Im Ausführungsbeispiel härtet der erwärmte, plastifizierte Kunststoff innerhalb kurzer Zeit (z. B. weniger als 20 Sekunden) allein durch die Abkühlung des Kunststoffs an der kühleren Oberfläche 37 des Gerinneformabschnitts 24. In anderen Ausführungsvarianten könnte die Härtung des Kunststoffs durch eine chemische Reaktion, gegebenenfalls beschleunigt durch einen Härtungskatalysator oder durch Einwirkung von UV-Licht vergleichbar mit der vorstehend beschriebenen Härtung des Behandlungsmediums 32, erfolgen oder allein durch Verflüchtigung eines Lösungsmittels des Auskleidungskunststoffmaterials.
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Nach zumindest teilweiser Verfestigung des Auskleidungskunststoffmaterials 38 entsteht daraus die Kunststoffauskleidung 44. Im Falle der Verwendung eines erwärmten thermoplastischen Kunststoffs als Auskleidungskunststoffmaterial 38 entspricht die Kunststoffauskleidung 44 lediglich dem verfestigten Zustand des Auskleidungskunststoffmaterials 38, d. h. die Kunststoffauskleidung 44 ist aus dem gleichen Material gebildet wie das Auskleidungskunststoffmaterial 38. In einigen Fällen kann die Verfestigung des plastifizierten Auskleidungskunststoffmaterials 38 mit einer chemischen Reaktion einhergehen, so dass die Kunststoffauskleidung 44 schließlich aus einem modifizierten oder anderen Material gebildet ist als das Auskleidungskunststoffmaterial 38, jedoch ebenfalls durch Verfestigung unmittelbar aus dem Auskleidungskunststoffmaterial 38 hervorgegangen ist.
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Nach dem Verfestigen des Auskleidungskunststoffmaterials 38 werden der Gerinneformabschnitt 24 und die darauf ausgebildete Kunststoffauskleidung 44 als Einheit gemeinsam auf dem Formkern 22 angeordnet. Eine Arretierung zwischen Gerinneformabschnitt 24 und Formkern 22 (im Ausführungsbeispiel mittels Schrauben und Schraubbuchsen 46, alternativ mittels Magnetverbindung unter Verwendung eingebetteter Magnete) kann ein Verrutschen des Gerinneformabschnitts 24 beim Einfüllen des Betons verhindern. Weiterhin können ein oder mehrere Aussparkerne 18 an den Gerinneformabschnitt 24 angefügt und geeignet arretiert werden.
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Ist die Formkonstruktion 10 fertig aufgebaut, so kann in einem weiteren Verfahrensschritt formbarer Beton in die offene Oberseite des Formmantels 14 eingefüllt werden, der sich in dem Zwischenraum zwischen Formmantel 14, innerer Negativform 16 und den Aussparkernen 18 verteilt. Dabei trifft der Beton im Bereich der Gerinnestruktur auf die Kunststoffauskleidung 44 und schmiegt sich an diese an. Die Befestigungsvorsprünge 43 der Kunststoffauskleidung 44 werden in den Beton eingebettet, so dass der Beton die Befestigungsvorsprünge 43 umschließt.
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Nachdem der Formhohlraum der Formkonstruktion 10 vollständig mit Beton gefüllt ist, verbleibt der Beton in der Formkonstruktion 10 bis zum Erreichen eines vorbestimmten Härtegrads des Betons, der ein Entschalen des Schachtunterteils 12 erlaubt, beispielsweise bis zum Ablauf einer vorbestimmten Härtungszeit. Anschließend wird zum Entschalen des Schachtunterteils 12 zum Beispiel die Formkonstruktion 10 geöffnet.
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Anschließend werden die Aussparkerne 18 sowie die innere Negativform 16, einschließlich dem Gerinneformabschnitt 24, vom Schachtunterteil 12 getrennt. Dabei trennt sich der Gerinneformabschnitt 24 an seiner Oberfläche 37 von der Kunststoffauskleidung 44, welche auf Seiten des Betonkörpers des Schachtunterteils 12 verbleibt und nun Teil des hergestellten Schachtunterteils 12 ist. Die Verbindung zwischen der Kunststoffauskleidung 44 und dem Betonkörper des Schachtunterteils 12 wird im Ausführungsbeispiel durch die Befestigungsvorsprünge 43 der Kunststoffauskleidung 44 unterstützt, welche in den verfestigten Beton des Betonkörpers eingebettet sind und die Kunststoffauskleidung formschlüssig am Betonkörper festhalten.
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Die Trennung zwischen der Kunststoffauskleidung 44 und dem Gerinneformabschnitt 24 beim Entschalen des Schachtunterteils 12 wird im Ausführungsbeispiel durch das auf der Oberfläche des Gerinneformabschnitts 24 aufgetragene Behandlungsmedium 32 unterstützt, welches als Trennmittel wirksam wird. Bei Zugabe eines Öls zu dem Behandlungsmedium 32 kann ein entstehender Ölfilm als zusätzliches Trennmittel wirksam werden und das Entschalen noch leichter machen. Ferner können auch andere Teile der Formkonstruktion 10, insbesondere die Innenwandung des Formmantels 14 sowie die Außenwandung des Formkerns 22, vor dem Einfüllen des Betons mit einem Trennmittel behandelt werden, um das Entschalen zu vereinfachen. Die Verwendung eines Kunststoffmaterials als Behandlungsmedium 32 erlaubt darüberhinaus eine Verbesserung der mechanischen Stabilität und der Oberflächenqualität des Gerinneformabschnitts 24, so dass die Mehrfachverwendbarkeit des Gerinneformabschnitts 24 verbessert werden kann.
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Anzumerken ist, dass in der vorliegenden Offenbarung auch die Ein- und Auslässe des Schachtunterteils 12 als Gerinneabschnitte angesehen werden, so dass auch die Aussparkerne 18 Negativformen darstellen, welche eine Gerinneformfläche entsprechend den zu fertigenden Ein- und Auslässen aufweisen. Ebenso wie vorstehend für den Gerinneformabschnitt 24 beschrieben, kann somit auch mindestens einer der Aussparkerne 18 in der erläuterten Weise mit einer Beschichtung aus einem plastifizierten Auskleidungskunststoff versehen werden, um auch die Ein- und Auslässe des Schachtunterteils 12 in einfacher Weise mit einer Kunststoffauskleidung zu versehen. Alle vorstehend für den Gerinneformabschnitt 24 beschriebenen Merkmale lassen sich analog auch auf die Aussparkerne 18 übertragen.
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Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bleibt der Gerinneformabschnitt 24, dessen Oberfläche 37 die gewünschte Gerinnestruktur bildet, bis zum Entschalen des verfestigten Betonkörpers des Schachtunterteils 12 in Kontakt mit der Kunststoffauskleidung 44. Die vorliegende Erfindung ist auf dieses Ausführungsbeispiel jedoch nicht beschränkt. In einer alternativen Variante könnte eine verfestigte Kunststoffauskleidung 44 vor der Zugabe des Betons von dem Gerinneformabschnitt 24 getrennt werden und ohne den Gerinneformabschnitt 24 zum Formen des Betons in der Formkonstruktion 10 verwendet werden, während der Gerinneformabschnitt 24 zur Erhöhung der Effizienz des Verfahrens für die Herstellung einer nächsten Kunststoffauskleidung 44 durch Auftrag eines plastifizierten Auskleidungskunststoffs verwendet werden kann.
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Als Material für den Gerinneformabschnitt 24 kommt neben einem Kunststoffschaummaterial wie Styropor auch jeder andere Werkstoff infrage, wobei Materialien bevorzugt werden, welche sich leicht spanabhebend bearbeiten lassen, wie etwa Gips, Holz oder dergleichen. Eine besonders vorteilhafte Zusammensetzung zur Verwendung als Grundkörper für die Herstellung eines Gerinneformabschnitts 24 umfasst ein Sandmaterial und ein Bindemittel. Als Sandmaterial kann ein Gießsand verwendet werden, während als Bindemittel ein Furanharz oder Wasserglas zum Einsatz kommen kann. Der Volumenanteil an Bindemittel beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 1% und ungefähr 3%. Die Verwendung von Sandmaterial für die Herstellung von Gerinneformabschnitten hat den Vorteil, dass gebrauchte Gerinneformabschnitte nach dem Zerkleinern ohne aufwändige weitere Nachbearbeitung oder Aufbereitung als Rohstoffmaterial für die Herstellung von Beton wiederverwendet werden kann. Gleichzeitig kann auch anfallendes Restmaterial, welches bei der spanabhebenden Bearbeitung des Gerinneformabschnitts 24 entsprechend der gewünschten Gerinnestruktur entsteht, im Wesentlichen ohne Verluste dem Materialkreislauf bei der Herstellung von Schachtunterteilen wieder zugeführt werden, so dass die Menge an Abfall deutlich reduziert werden kann. Aus den Bearbeitungsabfällen sowie aus zerkleinerten, gebrauchten Gerinneformabschnitten können darüberhinaus neue Grundkörper für die Herstellung von Gerinneformabschnitten hergestellt werden.
