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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Hohlraumes im Innern
eines aus einer härtbaren Masse durch Gießen in r einer Form herzustellenden Körpers
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in festen Körpern, die aus einer gießbaren
und erhärtbaren oder allgemein aus einer flüssigen .und in den festen Zustand überführbaren
Masse, insbesondere aus Beton, durch Guß gebildet werden, mit einfachen Mitteln
Aussparungen oder Hohlräume von mehr oder weniger länglicher, gerader oder gekrümmter
Form zu erzeugen, welche von der Masse allseitig bis auf eine einzige Öffnung umschlossen
sind oder sie von der einen zur anderen Seite durchqueren und gegebenenfalls Aufrauhungen
oder zusammenhängende oder unterbrochene Änderungen ihres inneren Querschnittes
aufweisen.
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Wie die Patentschrift 700 42- zeigt, ist es bereits bekannt, zur Herstellung
von Bauhohlkörpern einen rohrförmigen Formkern zu verwenden, der in der Richtung
des Durchmessers starr und in der Längsrichtung dehnbar ist, so daß durch einen
in dieser Richtung auf ihn ausgeübten Zug eine Abnahme seines Durchmessers herbeigeführt
und so seine leichte Entnahme aus dem erstarrten Bauhohlkörper ermöglicht wird.
Ein Formkern mit
diesen Eigenschaften wird dadurch erhalten, daß
ein Hohlzylinder aus Gummi oder anderem elastischen Stoff durch eine oder mehrere
in seine Wandung eingebettete Metalldra#htschrauben oder Schraubenfedernabschnitte
bewehrt wird.
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Nach der Erfindung wird nun das mit einem Formkern aus elastischem
Stoff arbeitende Verfahren zur Erzeugung eines Hohlraumes im Innern eines aus einer
härtbaren Masse durch Gießen in einer Form herzustellenden festen Körpers dadurch
vervollkommnet, daß man einen länglich geformten und in einer Längsbohrung einen
frei hindurchgehenden Stab aus schmiedbarem Metall enthaltenden elastischen Kern
verwendet- und diesen zusammen mit dem Metallstab vor dem .Guß des .mit einem Hohlraum
zu versehenden Körpers nach der gewünschten Linienführung des Hohlraumes verformt.
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,Auf, diese Weise wird es möglich, den Kern aus elastischem Werkstoff
nicht nur zur Erzielung gerader oder einfacher gebogener zylindrischer Hohlräume
in dem Gußkörper zii verwenden, sondern ihn auch zu veranlassen, die Form von verwickelteren,
z. B. ein- oder mehrfach gewinkelten oder gekrümmten Hohlräumen anzunehmen. Der
die entsprechende Verformung des, elastischen Kerns herbeiführende, diesen durchsetzende
starre Stab besteht erfindungsgemäß aus einem Metall, das ihm gestattet, trotz seiner
Starrheit dauernde Formänderungen in seiner Querrichtung unter der Einwirkung von
Druckspannungen anzunehmen, die höher als die auf ihn vom Formkern während des Gusses
oder während der Einbringung oder der Verfestigung der gießbaren Masse ausgeübten
Druckes sind.
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Nach eingetretener Verfestigung des Gußstückes wird der verformbare
Metallstab aus dem durchbohrten elastischen Kern herausgezogen und dann dieser aus
dem festen Körper wiederum durch Ausübung einer Zugwirkung auf sein frei liegendes
Ende entnommen. Wenn der Stab keine zu bedeutende Starrheit aufweist, kann man auch
den Kern und den in ihm befindlichen- Stab zusammen in einem Stück aus dem verfestigten
Stück herausziehen. Der elastische, mit einer axialen engen Bohrung versehene Kern
kann vorzugsweise aus natürlichem. oder künstlichem Kautschuk und der in die Bohrung
des Kerns einzuführende Stab beispielsweise aus Weichstahl oder Aluminium oder einem
anderen die notwendige Verformungsfähigkeit besitzenden Metall bestehen.
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Das Verfahren nach der Erfindung gestattet nicht nur, Hohlräume von
über ihre ganze Länge gleichem Querschnitt, sondern auch im Querschnitt kontinuierlich
oder diskontinuierlich sich ändernde Hohlräume bei der Überführung von gießbaren
Massen in starre Körper zu erzeugen. Eine praktisch besonders wertvolle Anwendung
erfährt es, wenn es sich darum handelt, in bewehrtem oder nichtbewehrtem Beton Hohlräume,
vor allem Hohlkanäle für den Durchgang von. zur Ausübung einer Spannung oder Vorspannung
auf den gegossenen Körper bestimmten Zugstangen oder Zugdrähten, insbesondere bei
der Verbindung der auf einer gemeinsamen Stütze aufliegenden Enden von Eisenbetonbalken
mittels haubenförmig angeordneter Kabel, zu schaffen. Auch beim Gießen von Körpern
aus Kautschuk oder anderen plastischen Massen kann die Erfindung zur Erzeugung von
Hohlräumen in den Gußkörpern dienen.
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Wenn nötig, kann von einem Gleitmittel, z. B. Talk, Gebrauch gemacht
werden, um das Herausziehen des elastischen Kerns aus der durch ihn im Gußkörper
hervorgerufenen Höhlung oder das Herausziehen des in den durchbohrten Kern _ eingeführten
Formungsstabes aus der Kernbohrung zu erleichtern. Ferner können die Enden des Kerns
eng in die W ähde der Gießform eingeklemmt sein und so mit diesen einen dichten
Abschluß bilden, und sie können auch einen Besatzteil aus Gewebe, Metall oder anderem
Werkstoff erhalten, um den Angriff und die Wirkung der zum Herausziehen des Kerns
aus dem Gußkörper verwendeten Werkzeuge zu erleichtern.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise die Anwendung des Verfahrens
nach der Erfindung bei der Verbindung der auf einem gemeinsamen Stützpfeiler aufruhenden
Enden zweier aus bewehrtem Beton gefertigter. Balken und außerdem verschiedene Einzelausführungen
des erfindungsgemäß zu benutzenden Kerns.' Abb. i und 2 zeigen in Seiten- und Stirnansicht
einen für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten elastischen
Kern mit einer Längsbohrung und mit einem diese durchsetzenden Metällstab, und Abb.3
läßt diesen durchbohrten Kern nach Überführung in die zur Erzielung eines gekrümmten,
z. B. hufeisenförmigen Hohlraumes im Gußkörper erforderliche gebogene Gestalt erkennen.
Abb. q. ist eine Seiten- und Abb. 5 eine Stirnansicht einer abgeänderten Ausführungsform
des Kerns nach Abb. r und 2,-und.aus Abb. 6 ist die zur Erzeugung eines kreisbogenförmigen
Hohlkanals in einem Gußkörper vorzunehmende Verformung des Kerns- nach Abb. q. und
5 zu ersehen.
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Abb. 7 zeigt schaubildlich eine abgewinkelte, erfindungsgemäß mit
elastischen Kernen zur Bildung von Hohlkanälen versehene Betonplatte. Abb. 8 ist
ein Achssahnitt durch eine zur Herstellung eines Eisenbetonbalkens dienende und
.elastische Kerne nach der tErfindung enthaltende Gießform. Abb. 9 veranschaulicht
im Querschnitt zwei mit der Gießform nach Abb. 8 gefertigte @Eisenbetonbalken, die
an ihren einen Enden auf einem gemeinsamen`Stützpfeiler aufliegen und durch einen
Betonblock und durch eingezogene Kabel miteinander verbunden sind. Abb. io ist ein
Achsschnitt durch einen von einem zylindrischen elastischen Kern durchsetzten Betonkörperteil
und läßt den. Vorgang der Ablösung des Kerns von der Wandung des entsprechenden
zylindrischen Hohlraumes bei Herausziehen des Kerns aus dem Betonkörper erkennen.
Abb. i i zeigt die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung zur,Erzeugung eines
zahnartig abgestuften Hohlraumes in einem Gußkörper an Hand eines Aahsschnittes
dieses Körpers.
Gemäß Abb. i und 2 besteht der zur Hohlraumbildung
in einem Gußkörper bestimmte elastische Kern aus einem länglichen Kautschukzylinder
i, der beispielsweise kreisförmigen Querschnitt besitzt, so daß der Kern einen ebenfalls
im Querschnitt kreisförmigen zylindrischen Hohlkanal im Gußkörper ergibt. Der elastische
Kern i ist von einer axialen Bohrung :2 durchquert, die. einen im Vergleich zum
Kerndurchschnitt kleinen Querschnitt hat, durch den ein Stab 3 aus Weichstahl oderAluminium
frei hindurchgeht. Dieser Kern i, 3 ist gemäß Abb. 3 U-förmig gebogen, um einen
hufeisenförmigen Hohlkanal in einem Gußkörper hervorzurufen. Gemäß Abb.4 und 5 ist
der länglich zylindrische Kautschukkern i, der in einer Axialbohrung einen Stab
3 aus schmiedbarem Metall enthält, auf seiner ganzen zylindrischen Oberfläche mit
kleinen Waben 4 versehen, die bei dem in dem Gußstück zu erzeugenden Hohlkanal eine
Vielzahl entsprechender kleiner Buckel an der Begrenzungsfläche entstehen lassen.
Dieser .gebuckelte Hohlkanal kann mit Hilfe des aus Abb. 6 ersichtlichen Kerns i,
der durch Biegung des elastischen Kerns nach Abb. 4 und 5 gewonnen ist, einen dieser
Biegung folgenden Verlauf erhalten.
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Gemäß Abb. 7 sind mehrere winklig abgebogene elastische Kerne i, die
je in einer Längsbohrung Metallstäbe 3 enthalten, übereinander mit gegenseitigem
Abstand in der Gießform angeordnet, in welcher die entsprechend abgewinkelte Platte
6, z. B. aus Beton, gegossen. wird. Die`Lagensicherung der Kerne i in der Form erfolgt
durch Einklemmen ihrer Enden in den Wänden der Form. Die erhärtete Betonplatte 6
weist nach Herausnahme der Kerne i, 3 eine entsprechende Zahl von sie durchquerenden
winklig gebogenen Hohlkanälen auf. Die Entfernung der Kerne i und der Stäbe 3 aus
der gegossenen Platte 6 läßt sich trotz ihres wenig offenen Winkels ohne weiteres
durch Ausübung einer Zugwirkung entweder gleichzeitig auf die Kerne i. und ihre
Stäbe 3 oder zuerst auf die Stäbe 3 und dann auf die Kerne i erreichen.
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Gemäß Abb. 8 wird das eine Endstück 7 eines Balkens aus bewehrtem
Beton nach dem Verfahren der Erfindung mit nach einer Parabel verlaufenden Kanälen
versehen. Zu diesem Zweck ist die aus den Brettern 8, 9, fo in üblicher Weise zusammengesetzte
-Gießform für dieses Balkenende an ihrer Innenseite mit an der Wand 8 sitzenden
Pfropfen i i ausgerüstet, welche Löcher 12, aufweisen und zur Aufnahme der Verankerung
der das Balkenende 7 mit einem benachbarten Balkenendstück verbindenden haubenartig
angeordneten Kabel dienen. Vor dem Gießen des Balkenendstückes 7 befestigt man in
den Löchern 12 der Pfropfen ii das eine durch ' die Formwand 8 hindurchgehende Ende
je eines elastischen zylindrischen Kerns i, der in einer axialen Längsbohrung einen
frei hindurchgehenden Formungsstab 3 enthält und entsprechend der Parabelkurve der
im Balkenendstück 7 zu erzeugenden Hohlkanäle gebogen ist. Die anderen Enden der
Kerne i sind in de;. Wand io der Gießform gehalten, die sie durchsetzen. Wenn der
Beton in die Form 8, 9, fo eingebracht ist und sich erhärtet hat, nimmt man die
Formwände auseinander und zieht die Kerne i unter Erfassen ihres einen Endes zusammen
mit ihren Stäben 3 oder auch nach vorherigen gesonderten Herausziehen der Stäbe
3 aus dem Gußkörper7, der dann die gewünschte parabelförmig verlaufenden Hohlkanäle
aufweist. Wie aus Abb.9 ersichtlich, können zwei Betonbalken i i' und 12', in deren
Endstücken derartige Hohlkanäle erfindungsgemäß ausgespart worden sind und die mit
diesen Enden auf einem gemeinsamen Pfeiler 13 abgestützt sind, unter Zwischenfügung
einer Betonschicht 15 dadurch miteinander verbunden werden, daß man vor dem Eingießen
der Betonschicht 15 Kabel 14 in die Hohlkanäle der beiden Betonbalken einfädelt
und dann nach Einbringen der Betonschicht 15 in üblicher Weise eine Zugwirkung auf
die Kabel 14 zur Erzielung einer Druckspannung in der Betonschicht 15 und in den
Balkenendstücken ausübt.
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Die Dicke des die elastischen Kerne i bildenden Kautschuks wird genügend
stark gewählt, so daß die Kerne i ohne Anwendung einer zusätzlichen Hilfsmaßnahme
fähig sind, dem Druck der Gußmasse in der Form während des Gießvorganges als auch
beim Erhärten der Gußmasse zu widerstehen. Ferner wird es durch die Vereinigung
der Kerne i mit Stäben 3 aus schmiedbarem Metall möglich, die elastischen Kerne
i nicht nur nach einer beliebigen Linienführung zu verformen, sondern auch in dieser
ohne Hilfsträger oder sonstige Stütze in der Gießform selbst bei der Herstellung
von allseitig bis auf eine einzige Öffnung geschlossenen Hohlräumen zu. erhalten,
da die Metallstäbe bei den Kernen vor und während des Gusses die den gewünschten
Hohlräumen entsprechende gerade oder gekrümmte Gestalt zwangsläufig sichern.
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Abb. fo zeigt schematisch in Einzeldarstellung den Vorgang des Herausziehens
eines elastischen Kerns i aus einem Betonkörper i9 nach dessen Abbindung. Ein Zug,
der auf das aus dem Betonkörper i9 herausragende Ende des Kerns i mittels der an
diesem angreifenden Klemmbacken 16, i6°, gegebenenfalls über eine deren Haftwirkung
vergrößernde Zwischenlage 17, z. B. aus Gewebe, in der Pfeilrichtung f ausgeübt
wird, ruft eine Querschnittsverminderung bei dem Kautschukkern i hervor, der sich
infolgedessen, wie Abb. fo veranschaulicht, nach und nach von der ihn umschließenden
Betonmasse i9 abhebt. Das Ende id des Kerns, das dem von den Klemmbacken 16, 16a
erfaßten Ende gegenüberliegt und in der Formwandung gelagert ist, weist vorzugsweise
einen eingeschnürten Querschnitt auf, um seinen Durchgang durch den vom Kern i geschaffenen
Hohlkanal des Betonkörpers i9 zu erleichtern. Da der elastische Kern i eine axiale
Längsbohrung für- die Einführung eines ihn frei durchquerenden Metallstabes 3 besitzt,
begünstigt das Vorhandensein dieser Bohrung nach Herausziehen des Stabes 3 aus dem
Kern i die Querschnittsverminderung des Kerns i bei der auf diesen. ausgeübten Zugwirkung.
Gemäß
-Abb. ii -geht- der einen Hohlraum in einem, Gußkörper bestimmende elastische Kern
i, der .in einer Längsbohrung- einen Metallstab enthält, gegen sein von der Gußmasse
umschlossenes Ende hin in mehrere Kegelstumpfe 18 über, die mit seinem zylindrischen
Teil aus einem Stück Kautschuk bestehen und bei denen die kleine Kopffläche des
einen sich -an die dieser gegenüber größere Grundfläche des nächsten anschließt.
Unter der Einwirl-üng eines auf das -zylindrische Kernende in der Pfeilrichtung
f ausgeübten Zuges vermindert sich der Durchmesser ;der großen Grundflächen der
Kegelstumpfe 18, bis er unter den Durchmesser der kleinen Kegelstumpfkopfflächen
sinkt, was das Herausziehen des Kerns i, -18 aus dem von ihm im :Betonkörper erzeugten
Hohlraum gestattet.