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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formlingen aus feuchtem
Mörtel oder Beton Man hat schon vorgeschlagen, hohle Betonstücke herzustellen, indem
man Beton, der in eine Forrn gegossen war, einer Pressung unterwarf, die von einem
elastischen Kern herrührte. Auf diese Weise kann man aber nur einen Hohlraum mit
kreisförmigem Querschnitt erhalten.
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Ferner hat man Betonröhren hergestellt, indem man Beton in eine ringförmige
Form goß, deren Mittelwand von beweglichen Segmenten gebildet wurde. Die Form wurde
in Rotation versetzt, so daß mit Hilfe von Rollen, die sich über eine geeignete
Bahn bewegten, Schwingungen auf den Beton übertragen wurden und der Beton gleichzeitig
unter der Einwirkung der auf die beweglichen Segmente wirkenden Zentrifugalkraft
zusammengedrückt wurde. Man konnte nach diesem Verfahren aber nur Hohlkörper erhalten,
die einen inneren Querschnitt von festgelegter Form besaßen. Überdies war die auf
den Beton wirkende Pressung nur gering.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von gegossenen
Stücken oder Körpern aus Beton und insbesondere von gegossenen Hohlkörpern mit beliebigem
innerem Querschnitt, der nach der äußeren Form des Stückes geändert werden kann.
Man verwendet zu diesem Zweck ein plastisches und leicht flüssiges, also mit Wasser
gesättigtes oder sogar Wasser im Überschuß enthaltendes Betongemisch. Unterwirft
man ein solches Gemisch wiederholten Erschütterungen, so bildet sich nach einer
gewissen Zeit ein Zustand molekularen Gleichgewichts bei den Betonteilchen, so daß
der Beton eine festere Konsistenz erhält.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf diesem an sich bekannten Vorgang.
Der Beton wird in eine Form gegossen, in die ein elastischer oder dehnbarer Kern
eingesetzt ist. In dem elastischen Teil des Kernes kann eine Flüssigkeit unter Druck
eingeführt werden, wodurch der Kern, der bei Abwesenheit der Druckflüssigkeit eine
dem herzustellenden Stück entsprechende Form besitzt, eine Formänderung erfährt.
Der feuchte Beton wird zunächst nur gerüttelt und die Druckflüssigkeit zum Pressen
des Betons erst dann in den Kern eingeführt, wenn der Beton eine hinreichend feste
Konsistenz erhalten hat. Vermöge dieser Konsistenz wird der Beton zusammengestaucht,
ohne daß er seine anfängliche Form ändert. Das Rütteln kann ;5-ährend des Zusammendrückens
fortgesetzt werden. Der Wasserüberschuß wird im Laufe der Druckbehandlung rasch
entfernt.
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Es ist zwar an sich bekannt, zum Ausüben eines Drucks auf die zu verdichtende
Masse eine deformierbare, elastische und durch ein Druckmittel aufblasbare Hülle
zu benutzen. Diese Arbeitsweise besitzt aber in Verbindung mit dem Verfahren, die
feuchte, zwischen Form und Kern eingegossene Betonmasse zwecks Erteilung einer festeren
Konsistenz zu rütteln, eine besondere Bedeutung,
da es ohne diese
Maßnahme nicht möglich sein würde, Stücke von einem im voraus bestimmten O_uerschnitt
zu erhalten.
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Die Verwendung eines Gemisches, das eine "große Wassermenge enthält,
bietet noch die folgenden Vorzüge.
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Man kann die Form leicht ausfüllen und die Armierungen vollständig
umhüllen. Der erhaltene Beton ist widerstandsfähiger gegen Zugkräfte als derjenige,
der aus einer trockenen Mischung gewonnen wird. Unter dem Einfluß des Rüttelns und
des Pressens tritt der Wasserüberschuß aus der Masse heraus und kann rasch durch
die Fugen der Form entweichen oder mit Hilfe besonders geeigneter Vorrichtungen
entfernt «,-erden.
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Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens besteht aus einer geschlossenen
Form, einem elastischen oder dehnbaren Kern, durch den der Beton während der unter
Verwendung bekannter Mittel (Flüssigkeitsdruck, mechanische Einwirkung o. dgl.)
erfolgenden Volumenvergrößerung des Kernes gepreßt wird, einem Rüttler, der dem
Beton Stöße erteilen kann, sowie aus Hilfsvorrichtungen, die dazu dienen, um den
Wasserüberschuß zu entfernen oder zu absorbieren.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die Anwendung des Verfahrens
zur Herstellung von Hohlkörpern, z. B. Pfählen, Balken oder Röhren, beschrieben.
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Bei der dargestellten Ausführungsform, der Erfindung wird z. B. ein
hohler Kern A verwendet, der aus einem elastischen, deformierbaren Material besteht,
das an sich starr ist, wie z. B. Stahl, oder dem die Starrheit durch geeignete Mittel
erteilt wird, z. B. durch einen festen Kern aus Metall oder Holz mit einem elastischen
Überzug, z. B. aus Kautschuk, der auf Leinwand gezogen sein kann.
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Der Kern A wird in die Form B, welche in dem dargestellten
Beispiel aus zwei Teilen besteht, eingesetzt. Der Zwischenraum zwischen dem Kern
und der Form wird mit plastischem Beton C gefüllt. Nachdem die Form geschlossen
worden ist, wird in dem oder durch den Kern ein Druck ausgeübt, indem-man gleichzeitig
das Ganze durch Rütteln, Stoßen usw. in Schwingung versetzt.
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Das Wasser entweicht durch die Fugen, der Form oder durch besondere,
zu diesem Zweck vorgesehene Öffnungen. Es ist auch möglich, in der Form Stoffe D
vorzusehen, welche das überschüssige Wasser absorbieren, wie z. B. Gips, oder auch
Stoffe E, die das durch den Druck und die Bewegung angeschwemmte Wasser hindurchlassen,
z. B. Stücke von porösem, gebranntem Ton. Der Druck läßt sich leicht zur Erzielung
des gewünschten Ergebnisses regeln. Es genügt bereits ein mäßiger Druck, da die
Rüttelbewegung, durch «-elche die Teilchen des Gemisches bewegt werden, die Druckwirkung
erleichtert. Zur Erzielung eines schnellen Erfolges und einer maximalen Dichte ist
indessen die Anwendung erhöhter Drucke zweckmäßig. Da der auf das Gemisch zur Einwirkung
gelangende Druck durch die Ausdehnung des Druckkörpers hervorgerufen wird, liegt
keine Neigung zur Bildung von Hohlräumen zwischen den Teilchen vor, wie es bei den
bisher gebräuchlichen Druckvcr fahren der Fall ist.
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Die Füllung der Form erfolgt zweckmäßig, während die Form in Schwingung
versetzt wird. Dies gewährleistet bekanntlich eine vollständige und leichte Füllung.
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Das Füllen während der schwingenden Bewegung besitzt eine besondere
Bedeutung, wenn an Stelle zylindrischer Hohlräume solche anderer Gestalt gebildet
«-erden sollen. Bei diesem Einfüllen erhält das Material bereits eine solche Festigkeit,
daß der später durch den Kern ausgeübte Druck die ursprüngliche Form nicht mehr
merklich verändert. Der Hohlraum verbreitert sich vielmehr nur etwas und behält
einen Ouerschnitt von gleicher Gestalt.
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Anstatt die ganze Form in schwingende Bewegung zu versetzen, verfährt
man vorteilhaft auch in der Weise, daß man den Druck in dem Kern mit Hilfe einer
komprimierten Flüssigkeit ausübt und den Beton in Schwingung versetzt, indem man
die Schwingungswellen durch irgendein bekanntes Verfahren auf die Flüssigkeit überträgt,
z. B. durch komprimierte Luft-, elektrische oder hydraulische Stoßschwingungen usw.
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Der Kern kann sich in beliebiger Stellung zu der Form befinden. Bei
Hohlkörpern wird er jedoch im allgemeinen den Raum der Achse einnehmen, so daß ein
mittlerer Hohlraum gebildet wird und der Druck von der Mitte nach außen wirkt.
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Anstatt den Formling durch eire von der Mitte nach dem Umfange wirkende
Druckkraft zu verformen, kann man natürlich auch das gleiche Verfahren mit Hilfe
einer nach dem Mittelpunkt zu gerichteten Kraft ausführen. Die elastische Hülle
befindet sich dann an dem Forminneren, im Inneren der Kern und der Beton zwischen
beiden. Es genügt hierbei, die elastische Hülle an einem, dichten Körper zu befestigen,
welcher gestattet, ihn unter einen von außen nach innen gerichteten Druck zu setzen.
Es ergibt sich dann ein vollkommen kalibrierter Hohlraum im Inneren, während in
dem vorher beschriebenen Fall die äußere Form kalibriert war.
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Der mittlere elastische Kern ist besonders zum Herstellen von Pfählen
und die elastische Hülle aus der Formwandung zum Herstellen von Rohren geeignet.
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Bei dem Herstellen von Körpern mit Spezialforinen muß die Erfindung
dem einzelnen Fall angepaßt werden, z. B. wird ein U-förrniges Stück entweder unter
Anwendung eines elastischen äußeren Teiles so hergestellt, daß die Höhlung des [J
durch die Form kalibriert wird, oder durch einen inneren Kern, wobei das äußere
Profil des [J durch die Form kalibriert wird.
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Das zuerst erwähnte Verfahren ist im allgemeinen für Wasserkanäle
vorzuziehen, während das zweite Verfahren zur Herstellung von Balken geeignet ist.
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Man kann schlietllich durch besondere Anordnung der herbe in der Stärke
des Werkstückes eine doppelte. Kalibrierung erzielen. So kann man z. B. ein Werkstück
mit einem inneren kreisförmigen und einem äußeren reclit«-inkligen Profil bilden,
indem man an den Kanten einer inneren zylindrischen und einer äußeren rechteckigen
Form vier Kerne anordnet, welche das -Material pressen.
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Das elastische oder verformbare Element kann gegebenenfalls auch aus
einerWand oder aus einem Teil der Wand der Form bestehen. Die Anzahl der elastischen
oder verformbaren Form- oder Kernteile kann verschieden sein.
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Bei Anwendung erhöhter Drucke ist es vorteilhaft, eine leichte Form
zu verwenden, welche nicht ausreicht, urn selbst den angewendeten Drucken Widerstand
zu leisten, und diese: während des Arbeitens in einer Vorrichtung anzubringen, auf
welche die Form die l3uanspruchungen ganz oder teilweise übertr2igt, z. B. in einer
geeigneten hydraulischen oder mechanischen Presse.