DE29500253U1

DE29500253U1 - Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrs aus Schüttgut

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Publication number: DE29500253U1
Application number: DE29500253U
Authority: DE
Original assignee: PAFAMAX BRANDSCHUTZTECH GmbH
Current assignee: PAFAMAX BRANDSCHUTZTECH GmbH
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2005-01-10

Description

DE 6803 .

R'einfried'f'rhr. &ngr;. Schorlemer

Kartfaäuserstr. 5A 34117 Kassel Allemagne

Telefon/Telephone (0561) 15335 (0561)780031 Telefax/Telecopier (0561)780032

Pafamax Brandschutztechnik GmbH, 34123 Kassel

Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrs aus Schüttgut

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Rohre aus Schüttgut werden bisher z.B. dadurch hergestellt, daß das Schüttgut zu Platten gepreßt und die Platten dann entsprechend der gewünschten Rohrform geschnitten und miteinander verbunden werden. Aus den dadurch erhaltenen Rohren werden beispielsweise Lüftungsschächte oder -kanäle für Gebäude gebildet, wobei die Art des Schüttguts und die Stärke der Platten so gewählt werden, daß sich nicht brennbare Schächte bzw. Kanäle mit einer vorgegebenen Feuerwiderstandsdauer ergeben. Entsprechendes gilt für Installationsschächte oder -kanäle, die in Gebäuden durch Kellerräume, Dachböden od. dgl. geführt werden und elektrische Kabel, Wasser- oder Heizungsrohre od. dgl. aufnehmen.

Durch das genannte Verfahren können nur Rohre mit rechteckigen oder quadratischen Querschnitten hergestellt werden. Außerdem ist ihre Herstellung vergleichsweise kompliziert. Daher werden den Feuerschutzbestimmungen entsprechende Lüftungs- und/oder Installationsschächte oder -kanäle heute überwiegend aus ummantelten Blechrohren hergestellt, obwohl ihre direkte Herstellung aus ausreichend feuersicheren Materialien wegen der dann möglichen Einsparung der Ummantelung grundsätzlich vorzuziehen wäre.

Daneben ist auch bereits vorgeschlagen worden, Schächte und Kanäle der genannten Art aus einem Schüttgut herzustellen, das ,aus eine.m mi.t.Wa.s.s.erglas gebundenen, körnigen,

silicathaltigen Mineral, insbesondere Blähvermiculit, besteht, das vorzugsweise zusätzlich mit einem silicathaltigen Hydrophobiermittel behandelt und mit einem feinkörnigen (mikrofeinen) Siliciumdioxid angereichert ist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß die Rohre weitgehend wasser- und feuchtigkeitsfest sind, ein geringes Gewicht besitzen und eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen.

Im Zusammenhang mit den zuletzt beschriebenen Materialien ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Rohre einstückig und als Rundrohre herzustellen. Praktische Versuche haben allerdings gezeigt, daß weder Rundrohre noch Rohre mit quadratischen oder rechteckigen Querschnitten ohne weiteres mit ausreichender Qualität einstückig hergestellt werden können. Dies wird u.a. darauf zurückgeführt, daß sich Schüttgüter aus den hier interessierenden Materialien und mit den hier interessierenden Korngrößen von z.B. 2-8 mm nicht ideal, d.h. wie aus Stahlkugeln od. dgl. bestehende Schüttgüter mit gleichförmiger Druckverteilung verhalten. Vielmehr wird der beim Preßvorgang aufgebrachte Druck in einem derartigen Schüttgut nicht nach allen Seiten gleichmäßig, sondern hauptsächlich nur in diejenigen Richtungen übertragen, in die mit einer Preß backe od. dgl. Kraft ausgeübt wird. Das hat zur Folge, daß sich innerhalb des Rohrquerschnitts unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse und damit unterschiedliche Feuerwiderstandsdauern und mechanische Festigkeiten ergeben. Bei hohen Verdichtungsverhältnissen von z.B.

1:3 bis etwa 1 : 7, wie dies bei Anwendung von Schüttgut aus Blähvermiculit od. dgl. für die genannten Zwecke erwünscht ist, können die Rohre bei der Anwendung sogar reißen, in welchem Fall die geforderte Feuerwiderstandsdauer nicht mehr erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Preßvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Rohren aus Schüttgut unter Anwendung von Druck vorzuschlagen, mit denen sich die genannten Schwierigkeiten weitgehend überwinden und Rohre in einem Stück herstellen lassen, die weitgehend bruchsicher sind und einen sehr gleichförmigen Wärmewiderstand bzw. eine gleichförmige Feuerwiderstandsdauer aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Preßvorrichtung bei abgenommenen Deckel;

Fig. 2 und 3 je eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten und dritten Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Preßvorrichtung; und

Fig. 4 bis 6 Vertikalschnitte durch die Preßvorrichtung nach Fig. 3 etwa längs der Linie IV-IV in unterschiedlichen Stellungen.

Die Preßvorrichtung nach Fig. 1 dient zur Herstellung eines einstückigen, schraffiert dargestellten Rohrs 1 mit einem kreisrunden Querschnitt. Ein derartiges Rohr hat beispielsweise eine Länge von 750 mm, einen Außendurchmesser von 270 mm und einen Innendurchmesser von 200 mm. Die Preßvorrichtung ist zur Herstellung des Rohrs mit einer Füll- und Preßkammer 2 versehen, in deren Zentrum ein Kern 3 mit einer Achse angeordnet ist, die gleichzeitig die Mittelachse des herzustellenden Rohrs 1 ist und senkrecht von einem nicht dargestellten, die Kammer 2 auf ihrer Unterseite fest verschließenden Boden aufragt. Alternativ könnte die Achse 4 aber auch horizontal oder sogar schräg angeordnet sein.

An den Kern 3 grenzen vier Abschnitte 2a bis 2d der Kammer 2, wobei sich die Abschnitte 2a,2c und 2b,2d paarweise gegenüberstehen und wobei alle Abschnitte 2a bis 2d längs des Umfangs des Kerns 3 um je 90° voneinander beabstandet sind. Die Höhe der Kammer 2 und aller Abschnitte 2a bis 2d vom Boden bis zu einem ebenfalls nicht dargestellten, abnehmbaren Deckel entspricht der Länge des Kerns 3 bzw. des herzustellenden Rohrs 1. Die äußere Kontur bzw. der Außenquerschnitt des Kerns 3 entspricht der gewünschten Innenkontur des Rohrs 1 und ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zylindrisch.

In den Abschnitten 2a bis 2d der Füll- und Preßkammer 2 ist je eine über deren Höhe erstreckte Preßbacke 5 angeordnet, die senkrecht zur Achse 4 des Kerns 3 und radial zum

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herzustellenden Rohr 1 in Richtung eines Pfeils &ngr; verschiebbar gelagert ist und an ihrer dem Kern 3 zugewandten Vorderseite eine Preßfläche 6 aufweist. Da alle Preßbacken 5 identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur die im Abschnitt 2a angeordnete Preßbacke 5 näher erläutert.
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Jede Preß backe 5 enthält vorzugsweise eine Mittelbacke 7 und zwei Seitenbacken 8 und 9, wobei die Seitenbacken relativ zur Mittelbacke 7 verschiebbar angeordnet sind. Insbesondere enthält jede Preßbacke 5 eine senkrecht zur Achse 4 verschiebbar gelagerte Grundplatte 10, die sich praktisch über die Gesamtbreite des zugehörigen Abschnitts 2a bis 2d der Kammer 2 erstreckt und an deren Vorderseite, die dem Kern 3 zugewandt ist, die Mittelbacke 7 starr befestigt ist. Dagegen sind die Seitenbacken 8 und 9 auf z.B. Führungsstangen 11, die starr an der Grundplatte 10 befestigt sind, senkrecht zur Achse und parallel zu den Pfeilen &ngr; hin- und herschiebbar angeordnet, und zwar in derselben Richtung wie die Grundplatte 10 selbst. Dabei sind die Seitenbacken 8,9 in Fig. 1 z.B.

durch auf die Führungsstangen 11 aufgezogene Druckfedern 12 derart in Richtung des Kerns 3 vorgespannt, daß im unbelasteten Zustand der Preßvorrichtung vordere Preßflächenabschnitte 6a (Seitenbacke 8) bzw. 6b (Seitenbacke 9) in Richtung der Achse 4 über einen zugehörigen Preßflächenabschnitt 6c der Mittelbacke 7 nach vorn vorstehen.

Gemäß Fig. 1 wird die Füll- und Preßkammer 2 weiter von vier identischen Eckbacken begrenzt, die je eine Ecke 15 und zwei an diese grenzende Seitenwände 16 und 17 aufweisen. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Seitenwände 16,17 benachbarter Eckbacken 14 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise paarweise parallel zueinander stehen und einerseits eine Führung bilden, in der eine zugehörige Preßbacke 5 in der beschriebenen Weise verschiebbar ist, andererseits die Abschnitte 2a bis 2d seitlich abdichten. Außerdem sind die Ecken 15 in der aus Fig. 1 ersichtlichen vorderen Endposition der Eckbacken 14 in einem an die Außenkontur des herzustellenden Rohrs 1 angepaßten Abstand von der Achse 4 angeordnet, der hier dem Außenradius des Rohrs 1 entspricht. Außerdem sind die Eckbacken 14 aus der in Fig. 1 dargestellten vorderen Endposition in Richtung von Pfeilen w senkrecht und radial zur Kernachse 4 verschiebbar und insbesondere in eine zurückgezogene, der Entformung dienende Position zurückziehbar gelagert. Dabei versteht sich, daß die Verschieberichtungen für die Preßbacken 5 (Pfeile v) jeweils einen Winkel von 45° mit den Verschieberichtungen (Pfeile w) der

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benachbarten Eckbacken 14 bilden.

Zur Herstellung des Rohrs 1 mit der beschriebenen Preßvorrichtung wird z.B. im wesentlichen wie folgt vorgegangen:
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Es werden zunächst die Eckbacken 14 in ihre aus Fig. 1 ersichtliche vordere Endstellung gebracht, in der die Ecken 15 eine gedachte, zur Achse 4 koaxiale Zylinderfläche mit dem Außenradius des herzustellenden Rohrs 1 berühren. Außerdem werden die Preßbacken 5 in eine ebenfalls aus Fig. 1 ersichtliche Füllposition eingestellt. In dieser stehen die Seitenbacken 8,9 über die zugehörigen Mittelbacken 7 nach vorn vor. Gleichzeitig begrenzen jetzt die Preßflächenabschnitte 6a bis 6c, die Seitenwände 16 und 17 der Eckbacken 14 und der Außenmantel des Kerns 3 einen Füllraum der Kammer 2, der nach unten durch den nicht dargestellten Boden verschlossen ist. Dieser Füllraum wird jetzt mit dem Schüttgut gefüllt, aus dem das Rohr 1 hergestellt werden soll. Anschließend wird der Füllraum bzw. die Kammer 2 mit dem nicht dargestellten Deckel verschlossen.

Es werden jetzt die Preßbacken 5 vorgeschoben, bis ihre Preßflächenabschnitte 6c diejenige vorgeschobene Endposition erreicht haben, die dem Außenumfang des herzustellenden Rohrs 1 entspricht. Dadurch wird das eingefüllte Material in einem vorgewählten Verhältnis, hier vorzugsweise von 1 : 3 bis 1 : 7, verdichtet, so daß das herzustellende Rohr die aus Fig. 1 ersichtliche Wandstärke erhält. Dabei ist vorgesehen, daß die Preßbackenabschnitte 6c jeweils Krümmungen besitzen, die genau dem Außenmantel des Rohrs 1 entsprechen.

Da das Rohr 1 gleichzeitig durch vier Preßbacken 5 hergestellt wird, die mit dem gemeinsamen Kern 3 zusammenwirken, wird das in die Kammer 2 gefüllte Material für den Fall, daß alle Preßflächenabschnitte 6a, 6b und 6c sowohl beim Füll- als auch beim Preßvorgang eine kontinuierliche, keine Stufen aufweisende Preßfläche 6 bilden, vergleichsweise gleichförmig über den Rohrquerschnitt verteilt, so daß auch die gewünschten Eigenschaften des Rohrs 1, insbesondere die Feuerwiderstandsdauer und die mechanische Festigkeit, vergleichsweise gleichförmig über den Rohrquerschnitt ausgebildet sind.

Probleme können sich allerdings dort ergeben, wo die Ecken 15 an die Außenkontur des

Rohrs 1 grenzen. Dies ist eine Folge davon, daß die Preßbacken 5 das eingefüllte Material beim Preßvorgang hauptsächlich vor sich herschieben, aber nicht seitlich verteilen, so daß in Bereichen 18 des Rohrs 1, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt sind und an die Ecken grenzen, Material von jeweils zwei Preßbacken 5 zugeführt wird. Für einen Bereich 18a gilt dies beispielsweise deshalb, weil dieser Bereich sowohl durch die im Abschnitt 2a befindliche Seitenbacke 8 als auch durch die im Abschnitt 2b befindliche Seitenbacke 9 gefüllt wird. Dadurch ergeben sich in diesem Bereich 18a unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse und entsprechend unterschiedliche Feuerwiderstandsdauern und mechanische Festigkeiten. Entsprechendes gilt für die anderen Bereiche 18.

Zur Vermeidung dieses Problems sind die Seitenbacken 8,9 in der beschriebenen Weise beweglich und in der Füllposition nach Fig. 1 gegenüber den Mittelbacken 7 vorstehend angeordnet. Das hat zur Folge, daß nach dem Füllvorgang in dem Raum zwischen dem äußeren Rohrmantel und den Seitenbacken 8,9 im Vergleich zu demjenigen Bereich, der nur unter dem Einfluß der Mittelbacke 7 steht, pro Einheitsfläche der Preßfiächenabschnitte 6a, 6b weniger Material als pro Einheitsfläche der Preßflächenabschnitte 6c der Mittelbacke 7 vorhanden ist. Gleichzeitig ist die Kraft der Federn 12 so bemessen, daß diese beim Vorschieben der Preßbacken 5 allmählich immer mehr zusammengedrückt werden, bis sie in der vorderen Endstellung der Preßbacke 5 um so viel zusammengedrückt sind, daß nicht nur die Preßflächenabschnitte 6c, sondern auch die Preßflächenabschnitte 6a und 6b genau dem Außenmantel des Rohrs 1 anliegen, d.h. alle Preßflächenabschnitte 6a, 6b und 6c bündig zueinander in einer kontinuierlichen Fläche liegen. Dabei wird das Maß, um das die Preßflächenabschnitte 6a,6b beim Füllvorgang vor den Preßflächenabschnitten 6c stehen, derart gewählt, daß beim Preßvorgang eine im wesentlichen gleichförmige Verdichtung des Schüttguts nicht nur in den Wirkungsbereichen der Mittelbacken 7, sondern auch in den Wirkungsbereichen der Seitenbacken 8 und 9 erzielt wird. Mit anderen Worten wird dieses Maß so gewählt, daß die Bereiche 18 beim Preßvorgang durch die im wesentlichen gemeinsame Wirkung der jeweüs benachbarten Seitenbacken 8 und 9 jeweils mit demselben Verdichtungsverhältnis gefüllt werden, wie dies für die übrigen Bereiche unter der im wesentlichen alleinigen Wirkung der Mittelbacken 7 gilt.

Nach dem Vorschieben der Preßbacken 5 in ihre vordere Endposition wird diese Stellung

eine Zeitlang, z.B. 5-20 Sekunden lang, beibehalten. Danach wird vorzugsweise mit dem Zurückziehen der Eckprofile 14 in Richtung der Pfeile w und erst danach mit dem Zurückziehen auch der Preßbacken 5 in Richtung der Pfeile &ngr; in eine die Entnahme des fertigen Rohrs 1 bzw. die Entfernung des Rohrs 1 vom Kern 3 ermöglichende Stellung begonnen. Diese Maßnahme dient dem Zweck, die Bildung unerwünschter Einkerbungen im äußeren Rohrmantel zu vermeiden, die sich ergeben könnten, wenn zuerst die Preßbacken 5 zurückgezogen würden. Einkerbungen dieser Art könnten eine Folge davon sein, daß sich der Rohrmantel nach der Wegnahme des äußeren Drucks geringfügig nach außen ausdehnen kann. Obwohl diese Ausdehnung in der Regel nur einige Millimeter beträgt, können die durch sie bewirkten Einkerbungen zu Stellen geringerer mechanischer Festigkeit führen, die Risse und unterschiedliche Feuerwiderstandsdauern im Rohr 1 verursachen.

Weiter ist es möglich, den Preßflächenabschnitten 6a, 6b der Seitenbacken 8 und 9 eine etwas andere Form zu geben, als der Zylinderform am Außenmantel der fertigen Rohre 1 entspricht. Insbesondere wäre es möglich, die Preßflächenabschnitte 6a, 6b zu den Seitenwänden 16 und 17 hin etwas weniger stark zu krümmen, so daß sie dort in der vorderen Endstellung der Preßbacken 5 nicht ganz an die äußere gedachte Zylinderfläche des Rohrs 1 heranreichen. Durch eine derartige Formgebung kann der Materialfluß beim Preßvorgang nahe den Seitenwänden 16,17 der Kammer 2 günstig beeinflußt werden. Die dadurch am Außenmantel des fertigen Rohrs 1 entstehenden, vorstehenden Nasen haben keinen wesentlichen Einfluß auf die Feuerwiderstandsdauer oder die mechanische Festigkeit des Rohrs 1.

Weiter wäre es möglich, alle oder einige Seitenbacken 8,9 in der Füllposition der Preßvorrichtung so anzuordnen, daß ihre Preßflächenabschnitte 6a,6b in Richtung der Kernachse 4 hinter den Preßflächenabschnitten 6c zurückstehen, in der vorderen Endposition der Preßbacken 5 jedoch wie beschrieben am Außenumfang des Rohrs 1 anliegen. Hierdurch könnte eine kontrollierte Ungleichförmigkeit bei der Verdichtung des Schüttguts erzielt werden, um dadurch im Rohr 1 Zonen erhöhter mechanischer Festigkeit zu erzeugen, die sich zur Montage des Rohrs 1 mittels Nägeln, Schrauben, Schellen od. dgl. eignen. Diese Wirkung könnte auch dadurch herbeigeführt werden, daß wenigstens eine der Mittelbacken 7 in der Füllposition mit einem größeren Abstand als die anderen

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Mittelbacken von der Achse 4 angeordnet ist. Außerdem wäre es möglich, die durch das Zusammenwirken der Seitenbacken 8,9 in den Bereichen 18 erhöhte Verdichtung dadurch auszugleichen, daß die Mittelbacken 7 entsprechend beweglich und die Seitenbacken 8,9 starr an der Grundplatte 10 befestigt werden. Schließlich wäre es denkbar, die Seitenbacken 8,9 auch in der vorderen Endposition der Preßbacken 5 über die Preßflächenabschnitte 6c nach vorn oder rückwärts abstehen zu lassen, um dadurch Rohre mit zonenweise unterschiedlichen Wandstärken herzustellen.

Als Alternative zu den Federn 12, die auch aus Gummipuffern bestehen könnten, kann vorgesehen sein, die Seitenbacken 8,9 über je einen steuerbaren Antrieb, z.B. einen Motor oder eine Zylinder/Kolben-Anordnung, derart mit den Grundplatten 5 zu verbinden, daß ihre relative Verschiebung durch Ansteuerung dieses Antriebs beliebig steuerbar ist. Auch hierdurch kann sichergestellt werden, daß sich überall dieselbe oder eine gezielt ungleichförmige Verdichtung des Schüttguts ergibt. Dabei könnte die Steuerung auch mit Hilfe von Steuerkurven, elektrischen oder elektronischen Steuergeräten od. dgl. je nach verwendetem Schüttgut so erfolgen, daß die beteiligten Preßbacken 5 oder deren Mittel- und Seitenbacken diskontinuierliche oder andere für den Preßvorgang geeignete Bewegungen durchführen. Dabei versteht sich, daß die Preßbacken 5 auch in mehr oder weniger als drei Backen 7, 8 und 9 unterteilt werden können. Entsprechend kann vorgesehen sein, die Preßkammer 2 in mehr oder weniger als vier Abschnitte 2a bis 2d zu unterteilen und dementsprechend mehr oder weniger als vier Eckbacken 14 vorzusehen. Außerdem ist nicht zwingend erforderlich, die Preßvorrichtung bzw. die Abschnitte 2a bis 2d und die Eckprofile 14 entsprechend Fig. 1 streng symmetrisch auszubilden.

Schließlich versteht sich, daß die Mittel- und Seitenbacken 7, 8 und 9 sowie die Eckbakken 14 anders, als in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet und ausgebildet sein können. In Fig. 1 ist beispielsweise vorgesehen, daß die Seitenwände 16,17 der Eckbacken 14 in der vorgeschobenen Endposition Tangenten an die innere Mantelfläche des herzustellenden Rohrs 1 bilden und die Bereiche 18 VierteUcreise sind, deren Winkelhalbierende durch die Ecken 15 verlaufen. Dabei ist die Breite der Seitenbacken 8,9 so gewählt, wie der größten Breite einer zugehörigen Hälfte der Bereiche 18 entspricht, so daß jeder Bereich 18 genau zur Hälfte von je einer Seitenbacke 8 bzw. 9 gefüllt und verpreßt wird. Auch hier können allerdings bei Bedarf unsymmetrische Anordnungen vorgesehen werden.

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Ein zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens besonders geeignetes Schüttgut wird dadurch hergestellt, daß zunächst 30 g eines 94 %igen SiO₂ in 60 g Wasser gelöst werden, das z.B. unter der Bezeichnung "Elkem Microsilica Grade 971" von der Firma Elkem GmbH in 40013 Düsseldorf angeboten wird. Die erhaltene Lösung wird mit 1/2 1 einer wässrigen Lösung eines (wasserlöslichen) Kali-Wasserglases vermischt (z.B. Kali-Wasserglas 35 oder 40 der Firma Henkel KGaA in 40191 Düsseldorf). Die so erhaltene wässrige Lösung wird mit 18 1 eines Vermiculite vermischt, das eine Korngröße von 1-2 mm aufweist und beispielsweise ein unter der Bezeichnung Agroverm-Vermiculit vertriebenes Material der Firma Isola Mineralwolle-Werke Wilhelm Zimmermann GmbH in 45549 Sprockhövel ist. Eine nach dieser Rezeptur angefertigte Mischung wird in die Füll- und Preßkammer 2 gefüllt und in dieser z.B. mit einem Gesamtverfestigungsdruck von 120 to auf einen Teil ihres Ursprungsvolumens komprimiert. Das erhaltene Rohr 1 wird dann nach Öffnung des nicht dargestellten Deckels der Preßvorrichtung nach Fig. 1 aus der Kammer 2 herausgezogen und dabei vom Kern 3 abgestreift, indem ein nicht dargestellter, über Kopf einführbarer, z.B. mit Hebeln gesteuerter Abstreifer verwendet wird. Das Rohr 1 wird dann in einen noch weitgehend kalten Trockenofen gegeben, der zur langsamen Trocknung des Rohrs 1 auf ca. 200⁰C aufgeheizt und auf dieser Temperatur gehalten wird. Nach einer Behandlungsdauer von ca. 1 h wird das erhaltene Rohr aus dem Ofen entfernt, der Abkühlung überlassen und 20 see. lang in eine wässrige Lösung eines siliconhaltigen Hydrophobiermittels getaucht, das aus einem Volumenteil Hydrophobiermittelkonzentrat und zehn Teilen Wasser hergestellt wurde. Als Hydrophobiermittel wird dabei z.B. ein an sich bekanntes Bautenschutzmittel verwendet, z.B. das Silicon-Bautenschutzmittel "Wacker 1311", das von der Firma Wacker-Chemie GmbH in 84480 Burghausen vertrieben wird und ein Silicon-Microemulsionskonzentrat auf der Basis von Silanen und oligomeren Alkoxysiloxanen ist. Das Rohr 1 wird nach der Herausnahme aus dem Hydrophobiermittel zwei Tage lang an der Luft und bei Raumtemperatur der Trocknung überlassen und abschließend noch einmal 2 h bei 100 - 120⁰C in einem Trockenofen getrocknet. Anstelle der genannten Substanzen können natürlich zahlreiche andere Substanzen mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften verwendet werden, wobei jede einzelne Substanz auch aus mehreren, unterschiedlichen Sorten zusammengesetzt sein kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 dient zur Herstellung eines Rohrs 21 mit quadratischem

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statt kreisrundem Querschnitt. Wie in Fig. 1 bilden vier Eckbacken 14, die in Richtung von Pfeilen w verschiebbar gelagert sind, eine Füll- und Preßkammer 2 mit parallelen Seitenwänden 16 und 17. Die Ecken dieser Eckbacken 14 liegen dort, wo die vier Außenecken des fertigen, gestrichelt angedeuteten Rohrs 21 zu liegen kommen. Weiter sind in den zwischen den Seitenwänden 16,17 bestehenden Abschnitten der Kammer 2 wie in Fig. 1 vier in Richtung von Pfeilen &ngr; hin- und herschiebbare Preßbacken 5 angeordnet. Jede Preßbacke 5 enthält eine Grundplatte 10, an der eine Mittelbacke 22 starr und mittels Führungsstangen 11 und Federn 12 zwei Seitenbacken 23 verschiebbar gelagert sind. Im Unterschied zu Fig. 1 weisen die Seitenbacken 23 und die Mittelbacken 22 allerdings Preßflächenabschnitte 24a, 24b und 24c auf, die zwar auch parallel zu einer zugehörigen Seitenwand 25 des herzustellenden Rohrs 21 angeordnet, aber eben statt kreisbogenförmig ausgebildet sind. Außerdem ist im Zentrum der Füll- und Preßkammmer 2 ein Kern 26 mit quadratischem Querschnitt und einer Achse 27 angeordnet. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Füllstellung der Preßbacken 5 stehen die Preßflächenabschnitte 24a und 24b in Richtung der Pfeile &ngr; vor den entsprechenden Preßflächenabschnitten 24c, so daß vor ihnen Füllvolumina entstehen, die in Abhängigkeit von Eckbereichen 28 des herzustellenden Rohrs 21 kleiner als die entsprechenden Füllvolumina vor den Preßflächenabschnitten 25c sind, jeweils auf eine Einheitsfläche bezogen. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Eckbereiche 28 jeweils von zwei an eine Ecke 15 grenzenden Preßflächenabschnitten 24a und 24b bzw. den zugehörigen Seitenbacken 23 gefüllt werden.

Im übrigen ist die Vorrichtung nach Fig. 2 analog zu der nach Fig. 1. Entsprechendes gilt für die bei ihrer Anwendung zur Herstellung der Rohre 21 vorgesehenen Verfahrensschritte. Das bedeutet, daß die Preßflächenabschnitte 24a bis 24c in der vorderen Endstellung der Preßbacken 5 jeweils eine zusammenhängende, ebene Preßfläche 24 bilden, die an einer der Seitenwände 25 des Rohrs 21 anliegt, und daß die Verdichtung des in die Füll- und Preßkammer 2 gegebenen Schüttguts im wesentlichen überall dieselbe ist, d.h. auch innerhalb der Bereiche 28.

Die Vorrichtung nach Fig. 3 bis 6 dient zur Herstellung eines Kastens 31 mit einem Boden 32 bzw. eines Rohrs 33 mit quadratischem Querschnitt, das an einem Ende mit dem Boden 32 abgeschlossen ist, wie insbesondere Fig. 6 zeigt, wobei in Fig. 3 nur das Rohr 33 in einem Zustand angedeutet ist, in dem der Boden 32 noch fehlt. Zur Her-

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Stellung des Rohrs 33 dienen die bereits anhand der Fig. 2 beschriebenen und daher in Fig. 3 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehenen Teile.

Wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, ist ein Kern 34 vorgesehen, der einen ebenfalls quadratischen, Querschnitt, aber einen im Vergleich zum Kern 26 nach Fig. 2 kleineren Kantenlänge und eine Achse 35 aufweist und von einem ersten, hülsenförmigen Ausgleichselement 36 umgeben ist, das einem dem Außenquerschnitt des Kerns 34 entsprechenden Innenquerschnitt und einen im Innenquerschnitt des herzustellenden Rohrs entsprechenden Außenquerschnitt besitzt. Das Ausgleichselement 36 ist auf dem Kern parallel zur Achse 35, d.h. in Richtung eines Doppelpfeils &khgr; (Fig. 4) hin- und herschiebbar gelagert.

Das Ausgleichselement 36 kann seinerseits von einem zweiten Ausgleichselement 37 umgeben sein, das einen dem Außenquerschnitt des ersten Ausgleichselements 36 entsprechenden Innenquerschnitt und einen quadratischen Außenquerschnitt besitzt, der etwa dem Außenquerschnitt des herzustellenden Rohrs 33 entspricht. Das Ausgleichselement 37 ist in diesem Fall in Richtung des Pfeils &khgr; auf dem ersten Ausgleichselement

36 hin- und herschiebbar gelagert.

Oberhalb des Kerns 34 weist die Preßvorrichtung einen ringförmigen Rahmen 38 und einen Preßstempel 39 auf, die beide koaxial mit der Achse 35 und in Richtung des Pfeils &khgr; hin- und herschiebbar gelagert sind. Dabei weist der Rahmen 38 einen quadratischen, dem Außenquerschnitt des herzustellenden Rohrs 33 entsprechenden Außenquerschnitt und einen quadratischen Innenquerschnitt auf, der im wesentlichen dem Außenquerschnitt des ersten Ausgleichselements 36 entspricht, während der Preßstempel 39 einen dem Innenquerschnitt des Rahmens 38 entsprechenden Außenquerschnitt besitzt.

Wie Fig. 4 weiter zeigt, sind die Mittel- und Seitenbacken 22, 23 auf einer senkrecht zur Achse 35 liegenden Bodenplatte 40 der Preßvorrichtung in Richtung von Pfeilen y. bzw. &zgr; verschiebbar gelagert, die den Pfeilen &ngr; in Fig. 1 und 2 entsprechen. Die Bodenplatte 40 hat in ihrem Zentrum ein quadratisches Loch mit einem dem Außenquerschnitt des zweiten Ausgleichselements 37 entsprechenden Querschnitt, und die Ausgleichselemente

37 und 36 sowie der Kern 34 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise in diesem Loch

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angeordnet.

Auf den Preßbacken 5 sind, wie insbesondere Fig. 4 bis 6 zeigen, plattenförmige, einander paarweise zugeordnete und gegenüberliegende Schieber 41 und 42 angeordnet, die parallel zum Pfeil y verschiebbar gelagert sind, dazu dienen, die Füll- und Preßkammer 2, die unten durch die Bodenplatte 40 abgedichtet ist, nach oben hin zu verschließen, und zur Vereinfachung des Verständnisses in Fig. 3 mit dickeren Linien als die übrigen Teile dargestellt sind. Die Schieber 41 weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten je eine ausgefräste Stufe 43 auf, die eine im wesentlichen der Wandstärke des Rahmens entsprechende Breite besitzen und sich über die ganze Länge der Schieber 41 erstrecken. Diese Schieber 41 können in Richtung des Pfeils y_ in eine vordere Endposition gefahren werden, in der die Vorderkanten der Stufen 43 in derselben Ebene wie die zugehörigen Innenkanten des Rahmens 38 liegen. Die Länge der Schieber 41 in Richtung des Pfeils &zgr; ist größer als die Breite der zugehörigen Preßbacken 5, so daß diese in Fig. 3, wie die gestrichelten Linien andeuten, abgedeckt sind. Die Schieber 42 weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten entsprechende, durch Ausfräsungen gebildete Stufen 44 auf, die in Richtung des Pfeils y. um die Wandstärke des Rahmens 38 kürzer als die Schieber 42 selbst sind, aber dieselbe Breite wie die Stufen 43 aufweisen. Die Schieber 42 können in Richtung des Pfeils &zgr; in eine vordere Endposition gefahren werden, in der die Vorderkanten der Stufen 43 in derselben Ebene wie die zugehörigen Innenkanten des Rahmens 38 liegen. Die Länge der Schieber 42 in Richtung des Pfeils y entspricht der Breite der zugehörigen Preßbacken 5, so daß diese in Fig. 3 ebenfalls teilweise verdeckt sind.

Die Herstellung des Kastens 31 wird im wesentlichen wie folgt durchgeführt:

Es werden zunächst die Eckbacken 14 in ihre vordere Endposition und gleichzeitig die Preßbacken 5 in die Füllposition gebracht, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist und auch Fig. und 2 entspricht. Außerdem werden die beiden Ausgleichselemente 36 und 37 in eine unterste, aus Fig. 4 ersichtliche Endposition und der Rahmen 38 und der Preßstempel 39 in eine oberste, ebenfalls aus Fig. 4 ersichtliche Endposition eingestellt. Die Schieber 41 und 42 werden ganz nach außen zurückgezogen, so daß die Füll- und Preßkammer 2 von oben her zugänglich ist.

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Die Kammer 2 wird jetzt bis zu ihrer Oberkante oder etwas mehr mit Schüttgut gefüllt, das durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Danach werden die Schieber 41 und 42 in Richtung der Pfeile y. und &zgr; in ihre vordere Endposition in Richtung der Achse 35 vorgeschoben, um die Kammer 2 bis auf den Bereich einer Öffnung oberhalb des Kerns 34 vollständig zu verschließen. In dieser Position bilden die Stufen 43 und 44 eine quadratische, abgesetzte Fläche, auf die jetzt der Rahmen 38 abgesetzt wird (Fig. 5). Danach wird auch das Innere des Rahmens 38 mit Schüttgut gefüllt, und danach wird der Preßstempel 39 in den Rahmen 38 eingeführt, wie ebenfalls aus Fig. 5 ersichtlich ist. Gleichzeitig wird das erste Ausgleichselement 36 etwas in Richtung des Pfeils &khgr; angehoben, so daß das Schüttgut in einem zwischen dem Preßstempel 39 und dem ersten Ausgleichselement 36 bzw. dem Kern 34 liegenden Bereich der Kammer 2 zusammengeschoben und teilweise verdichtet wird. Hierdurch wird erreicht, daß das Schüttgut dort, wo der Boden 32 des Kastens 31 entstehen soll, einerseits beim nachfolgenden Preßvorgang nicht nach oben entweichen kann, andererseits aber auch dem mittels der Preßbacken 5 zugeführten Material bereits einen gewissen Widerstand entgegensetzt.

In einer nachfolgenden Verfahrensstufe werden analog zu Fig. 1 und 2 die Mittel- und Seitenbacken 22, 23 in Richtung der vorderen Endposition vorgeschoben, wodurch das Schüttgut auch in den übrigen Abschnitten der Kammer 2 verdichtet wird. Dabei werden, wenn die Preßbacken 5 z.B. etwa zwei Drittel ihres Hubs vorgeschoben worden sind, auch der Preßstempel 39 bis zur Unterkante der Schieber 41, 42 nach unten bzw. das erste Ausgleichselement 36 bis zur Oberkante des Kerns 34 nach oben bewegt, bis alle diese Teile ihre aus Fig. 6 ersichtliche Endstellung erreicht und einen aus dem Rohr 33 und dem Boden 32 bestehenden Kasten 31 gebildet haben. Dabei erfüllt das erste Ausgleichselement 36 vor allem auch den Zweck, den Boden 32 in einem oberen, umlaufenden Randbereich 45 fest an das Rohr 33 anzuformen, indem das Schüttgut in dieser kritischen Zone nicht nur mittels der Preßbacken 5 radial von außen her, sondern auch mittels des ersten Ausgleichselements 36 und des Preßstempels 39 von unten und oben her verpreßt wird. Die Längen der Hübe des ersten Ausgleichselements 36 und des Preßstempels 39 können dabei in Abhängigkeit vom gewünschten Verdichtungsverhältnis und so gewählt werden, daß sich im wesentlichen innerhalb des gesamten Kastens 31 dasselbe Verdichtungsverhältnis ergibt.

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Aus Stabilitätsgründen bzw. zwecks sicherer Montage des Kastens 31 ist es häufig erwünscht, das Rohr 33 in seinem oberen, freien Randbereich 46 stärker als in den übrigen Bereichen zu verpressen. Hierzu wird, nachdem die Teile 5, 36 und 39 ihre Endposition erreicht haben, das zweite Ausgleichselement 37 in seiner aus Fig. 6 ersichtliehe obere Endposition vorgeschoben, in der es etwa bündig mit der Oberfläche der Bodenplatte 40 abschließt.

Nach einer vorgewählten Verweilszeit in der aus Fig. 6 ersichtlichen Position werden alle Teile wieder in die im wesentlichen aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Stellungen zurückgezogen, damit der fertige Kasten 31 entformt und entnommen werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich auf vielfache Weise abwandern lassen. Dies gilt insbesondere für die dargestellten Rohroder Kastenformen und die angegebenen Verdichtungsverhältnisse, die in Abhängigkeit vom Einzelfall ausgewählt werden. Außerdem versteht sich, daß in Fig. 1 bis 6 nur die unbedingt zum Verständnis der Funktion erforderlichen Teile dargestellt wurden und die verschiedenen Bewegungen mit Hilfe von hydraulischen oder pneumatischen Zylinder/Kolben-Anordnungen, Stellmotoren od. dgl. sowie unter Anwendung geeigneter Führungen herbeigeführt werden können, wie es im Maschinenbau für vergleichbare Zwecke üblich und dem Fachmann allgemein bekannt ist. Bei der Anwendung von anderen als den beschriebenen Materialien, z.B. Styropor, kann es weiterhin zweckmäßig sein, den Kern 3, 26, 34 und/oder die Preßbacken 5 oder deren Preßflächenabschnitte 6a bis 6c oder 24a bis 24c während des Preßvorgangs zu kühlen oder zu erhitzen, um dadurch das erreichbare Verdichtungsverhältnis zu beeinflussen.

Claims

- 15 Ansprüche

1. Preßvorrichtung zur Herstellung eines Rohrs (1,21) aus Schüttgut unter Anwendung von Druck, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwecks Herstellung eines einstückigen Rohrs (1,21) eine mit einem Boden und einem Deckel versehene, verschließbare Füll- und Preßkammer (2) enthält, die eine der Länge des herzustellenden Rohrs (1,21) entsprechende Höhe aufweist und in der ein vom Boden aufragender, über die Höhe der Kammer (2) erstreckter Kern (3,26) mit einer Achse (4,27) und einem dem Innenquerschnitt des herzustellenden Rohrs (1,21) entsprechenden Außenquerschnitt und wenigstens zwei, senkrecht zur Kernachse (4,27) verschiebbare, auf unterschiedlichen Seiten derselben liegende Preßbacken (5) angeordnet sind, die dem Kern (3,26) zugewandte, in einer vorderen Endposition den Außenquerschnitt des herzustellenden Rohrs (1,21) bildende Preßflächen (6,24) aufweisen und zwischen der voll vorgeschobenen Endposition und einer zurückgezogenen Füllposition hin- und herschiebbar gelagert sind.

2. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) in

wenigstens vier um den Kern (3,26) verteilt angeordnete Abschnitte (2a - 2d) unterteilt ist, in denen je eine Preßbacke (5) verschiebbar angeordnet ist.

3. Preßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Preßbacke (5) eine Mittelbacke (7,22) und zwei Seitenbacken (8,9 bzw. 23) enthält und die Mittel- und Seitenbacken (7 bis 9 bzw. 22,23) derart relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, daß beim Preßvorgang eine im wesentlichen gleichförmige Verdichtung des Schüttguts erzielbar ist.

4. Preßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Preßbacke (5) eine Grundplatte (10) aufweist, an der die Mittelbacke (7,22) starr und die Seitenbacken (8,9 bzw. 23) verschiebbar befestigt sind.

5. Preßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Preßflächenabschnitte (6a,6b bzw. 24a,24b) der Seitenbacken (8,9 bzw. 23) in der Füllposition der Preßbacken

(5) in einer in Richtung des Kerns (3,26) über Preßflächenabschnitte (6c bzw..24c) der Mittelbacken (7,22) nach vorn vorstehenden Lage gehalten sind, während sie in der

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vorderen Endposition der Preßbacken (5) im wesentlichen bündig mit den Preßflächenabschnitten (6c,24c) der Mittelbacken (7,22) liegen und mit dieser kontinuierliche Preßflächen (6,24) bilden.

6. Preßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbacken (8,9 bzw. 23) durch Federn (12) in der vorstehenden Lage gehalten sind.

7. Preßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbacken (8,9 bzw. 23) durch einen steuerbaren Antrieb in der vorstehenden Lage gehalten sind.

8. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß, um das die Seitenbacken (8,9 bzw. 23) in der Füllposition über die Mittelbacken (7 bzw. 22) nach vorn vorstehen, in Abhängigkeit von der Verkleinerung des Füllvolumens (Bereich 18,28) an den Seiten der Preßbacken (8,9 bzw. 23) gewählt ist.

9. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Preßbacken (8,9 bzw. 23) zwischen der Füllposition und der vorderen Endposition so gewählt ist, daß das Schüttgut beim Preßvorgang auf etwa 1 : 3 bis etwa 1 : 7 verdichtet wird.

10. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) durch wenigstens drei Eckbacken (14) begrenzt ist, die je eine Ecke (15) und zwei an diese grenzende Seitenwände (16,17) aufweisen, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Ecken (15) in einer vorderen Endposition der Eckbacken (14) in einem der Lage der Außenkontur des herzustellenden Rohrs (1) angepaßten Abstand von der Kernachse (4) angeordnet sind und je zwei Seitenwände (16,17) von benachbarten Eckbacken (14) parallel zueinander stehen und eine Führung für eine der Preßbacken (5) bilden.

11. Preßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckbacken (14) senkrecht zur Kernachse (4) zwischen der vorderen Endposition und einer zurückgezogenen, der Entformung dienenden Position verschiebbar gelagert sind.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel zur Anformung eines Bodens (32) an das Rohr (33) aus einer der Zahl der
Preßbacken (5) entsprechenden Anzahl von Schiebern (41,42) besteht, die senkrecht zur Kernachse (35) in eine vordere Endposition vorschiebbar sind, in der sie oberhalb des

Kerns (34) eine Öffnung freilassen, und daß oberhalb des Kerns (34) ein parallel zur
Kernachse (35) verschiebbarer, in die Öffnung einführbarer Preßstempel (39) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die von den Schiebern (41,42) freigelassene Öffnung zunächst ein Rahmen (39) eingesetzt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kern (34) ein erstes Ausgleichselement (36) verschiebbar gelagert ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten
Ausgleichselement (36) ein zweites Ausgleichselement (37) verschiebbar gelagert ist.