EP0040579A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern Download PDF

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EP0040579A1
EP0040579A1 EP81630036A EP81630036A EP0040579A1 EP 0040579 A1 EP0040579 A1 EP 0040579A1 EP 81630036 A EP81630036 A EP 81630036A EP 81630036 A EP81630036 A EP 81630036A EP 0040579 A1 EP0040579 A1 EP 0040579A1
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container
changing
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EP81630036A
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Fernand Artois
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Arcelor Luxembourg SA
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Arbed SA
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/02—Large containers rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • B28B1/32—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon by projecting, e.g. spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/28—Cores; Mandrels
    • B28B7/30—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding
    • B28B7/32—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding inflatable
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor
    • E04H7/18—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for producing hollow bodies, in particular containers made of concrete.
  • Containers for storing bulk goods and liquids, especially large containers, are mostly made of steel or plastic, less often of concrete. While steel has to be protected against rust, which involves costs, plastics, at least as far as surface quality is concerned, are much more durable. Because of their low strength, plastics require high material strength and are becoming increasingly expensive due to the shortage of petroleum.
  • the aim of the invention is to propose a method for producing containers made of concrete, which avoids the difficulties mentioned and is characterized by a high speed and simplicity, and the device required for this.
  • the shape-changing shell consists of an elastic organic material, preferably based on isoprene; such as natural or synthetic rubber, rubber and the like.
  • inflatable sleeves can be made from rubber or other isoprene-like materials that take on a preferred shape when inflated depending on the pressure intensity. So you can inflate dallons, which have a round shape at a certain low internal pressure, which changes into a very oval shape when the pressure is increased.
  • the targeted change in shape in the event of pressure increase is planned in the production of balloons which serve as toys, namely the thickness and nature of the base material are selected locally so that the desired final shape is obtained when a reference pressure is exceeded inside the balloon.
  • the basic idea of the invention is to make use of this technology in order to find simple and easy-to-use concrete molds that can be reused many times in the course of a coating process.
  • the volume of the shape-changing shell is increased by pneumatically changing the internal pressure.
  • an empirically determined inuc pressure can be set to convert the shell into the desired shape, specifically as the next pressure controlled by means of a pressure relief valve.
  • the coating with colloidal concrete can also be carried out in stages and the newly applied concrete layers can be provided with one or more reinforcements, preferably in the form of steel wire fibers or fabrics, between individual stages.
  • the device for carrying out the method according to the invention is characterized in that a shape-changing shell (1) or (2) made of elastic organic material has a collar (10) which is inserted between two concentric carrying and clamping rings (11), the inner one King carries a cover (15) into which a nozzle (20) opens, which is connected via a hose (21) to a pump (21), while the outer ring is attached to a suspension frame (0).
  • This device which is easy to handle and maintain, also has the advantage that it requires minimal space.
  • the largest space is taken up by the finished containers, while the shape-changing shells, regardless of the caliber, also take up little space in larger quantities, unlike conventional concrete molds.
  • FIG. 1 shows a non-limiting embodiment of the device according to the invention.
  • the shape-changing shell (1) or (2) is attached to a support or suspension frame (0).
  • the latter is shown on the left in the image in the pressure-free state (la) or (2a), while on the right in the image the same shell is shown under pressure in its operating mode (1b) or (2b).
  • the bowl (1) represents the basic shape for an essentially cylindrical, tapering container, which can be used, for example, for storing bulk goods such as grain and the like. can serve, while the shell (2) is used to produce a pear-shaped container, for example. As an underground oil container in question.
  • the bowl is provided with a collar (10) which is inserted in a clamping and support ring (11) with a cover (15).
  • the internal pressure rises from the atmospheric pressure (po) to the empirically determined operating pressure (px), which is maintained by means of the pressure relief valve (12) and at which the shell has the desired shape.
  • the lifting platform (40) is raised, the container is picked up, the pressure release valve (13) is opened and the lifting platform (40) is lowered.
  • the container is then removed and the same process can start again.
  • the pressure-generating medium is generally air. However, it is not unreasonable, especially for the production of containers of smaller caliber, to provide liquids as a pressure-generating medium, provided that the shell used has the properties required for this.
  • the containers produced according to the invention can be used practically without any special finishing measures.
  • a water-repellent additive to the colloidal concrete, at least in the exposed layers.
  • Alkali silicates such as water glass or similar products customary on the market can be considered as such.
  • the lost protective cover which in this case can only be described as lost in relation to the protection of the shape-changing shell.
  • the protective cover can therefore remain inside the container and can be attached to the inner wall with a resin cover if necessary.
  • the weight ratios must be kept in mind when carrying out the method according to the invention for producing more or less thick-walled containers. If you reach a certain concrete layer thickness, you may consider interrupting the spraying process so that the form is not unduly stressed. Accordingly, the existing casing will be allowed to harden, be pulled out and subsequently thickened, or at least the bottom of the container will be finished in order to enable a support for supporting the container and then produce the desired wall thickness.

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Abstract

Eine formveränderliche Schale (1) oder (2) weist einen Kragen (10) auf und steckt zwischen zwei konzentrischen Trage- und Klemmringen (11) wobei der innere Ring einen Verschlussdeckel (15) trägt, in den ein Stutzen (20) mündet, welcher über einen Schlauch (21) mit einer Pumpe (30) verbunden ist, während der äussere Ring an einem Aufhängerahmen (0) befestigt ist. Die Schale wird aufgeblasen und ihre Aussenfläche wird mit einem verlorenen Schutzüberzug bedeckt. Anschliessend wird sie mit einer Kolloïdbetonschicht versehen. Nach dem Aushärten der Betonschicht wird das Volumen der Schale verkleinert und letztere wird aus dem Betonmantel herausgezogen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern, insbesondere von Behältern aus Beton.
  • Behälter zum Lagern von Schüttgut und von Flüssigkeiten, insbesondere grossräumige Behälter, werden meist aus Stahl oder aus Kunststoff, seltener aus Beton hergestellt. Während Stahl gegen Rost geschützt werden muss, was Kosten mit sich bringt, sind Kunststoffe, zumindest was die Oberflächenqualität anbelangt, viel haltbarer. Kunststoffe erfordern wegen ihrer niedriger Festigkeit eine hohe Materialstärke und werden infolge der Erdölverknappung immer teurer.
  • Die Herstellung von grossräumigen Behältern aus Beton hingegen ist mit Schwierigkeiten verbunden, die von der Notwendigkeit herrühren, für jeden einzelnen Behälter eine eigene Giessform herstellen und nach dem Aushärten des Betonmantels wieder abmontieren zu müssen.
  • Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Behältern aus Beton vorzuschlagen, das die erwähnten Schwierigkeiten vermeidet und sich durch eine weitgehende Geschwindigkeit und Einfachheit aiszeichnet, sowie die hierzu erforderliche Vorrichtung.
  • Dieses Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemässe Verfahren, dessen Merkmale darin bestehen, dass man eine formveränderliche Schale in eine dem Iunenprofil des herzustellenden Behälters entsprechende Form überführt, wobei man das Volumen der besagten Schale vergrössert, dass man die Ausscnfläche der Schale mit einem verlorenen Schutzüberzug bedeckt und sie sodann mit einer Kolloidbetonschicht von ausreichender Dicke versieht, dass man nach Aushärten der Schicht das Volumen der Schale weitgehend verkleinert und letztere aus dem Betonmantel auszieht.
  • Erfindungsgemäss besteht die formveränderliche Schale aus einem elastischen organischen Material, vorzugsweise auf Isoprenbasis; wie Natur- oder Synthesekautschuk, Gummi u.dgl.
  • In der Tat lassen sich aufblasbare Hüllen aus Gummi oder aus anderen isoprcnähnlichen Stoffen herstellen, die beim Aufblasen je nach der Druckintensität eine bevorzugte Form annehmen. So kann man dallons aufblasen, die bei einem gewissen niedrigen Innendruck eine runde Form aufweisen, welche bei Erhöhung des Druckes in eine ausgesprochen ovale Form übergeht. Die gezielte Formvcrändcrung bei Druckcrhohung wird eingeplant bei der Herstellung von Luftballons, die als Spielzeug dienen und zwar werden Dicke und Beschaffenheit des Grundmaterials lokal so gewählt, dass die gewünschte Endform sich beim Überschreiten eines ürenzdruckes im Balloninnern ergibt. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, sich diese Technologie zunutze zu machen, um auf diesem Wege zu einfaen und bequem zu handhabenden, viele Male wiederverwendbaren Betonformen im Rahmen eines Beschichtungsprozesses zu gelangen.
  • Erfindungsgcmäss bewirkt man die Volumenvergrüsserung der formveränderlichen Schale durch pneumatisch bedingtes Ändern des Innendruckes. Hierbei kann man zum Überfuhren der Schale in die gewünschte Form einen empirisch ermittelten Inucndruck einstellen und zwar als mittels eines Überdruckventils gesteuerten nkchstdruck.
  • Da der hier günstig zu verwendende Kollooidbeton, der sich leicht spritzen lässt, an Kunststoffen haftet, sieht man einen verlorenen Schutzuberzug über der Schale vor uns zwar in der Form dünner, billiger Kunststoff-Folien, bspw. aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyester u.dgl.
  • Auf diese Weise kann man die wiederverwendbare Schale bequem sauber halten und Beschädigungen vermeiden. Kunststoff-Folien, insbesondere Polyester-Folien, haben zudem stark ausgeprägte elektrostatische Eigenschaften, die meist von Übel sind, die aber im vorliegenden Zusammenhang nützlich werden. So haften diese Folien durch ihre elektrostatische Aufladung an der Schale und müssen nicht eigens befestigt werden.
  • Selbstverständlich ist es angebracht, insbesondere bei grossräumigen Behältern aus Beton, eine wirksame Bewchrung vorzusehen Diese kann darin bestehen, dass man dem Kolloidbeton Glasfasern zusetzt, wodurch eine fiir die meisten Anwendungen ausreichende Bewehrung gegeben ist. Man kann jedoch auch im Rahmen des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens die Beschichtung mit Kolloidbeton stufenweise durchführen und zwischen einzelnen Stufen die frisch aufgetragenen Betonschichten mit einer bzw. mehreren Bewehrungen, vorzugsweise in der Form von Stahldrahtfasern oder Geweben versehen.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine formvcränderliche Schale (1) bzw. (2) aus elastischem organischem Material einen Kragen (10) aufweist, der zwischen zwei konzentrischen Trage-und Klemmringen (11) steckt, wobei der innere King einen Verschlussdeckel (15) trägt in den ein Stutzen (20) mündet, welcher über einen Schlauch (21) mit einer Pumpe (21) verbunden ist, während der äussere Ring an einem Aufhängerahmen (0) befestigt ist.
  • Diese problemlos zu handhabende und zu wartende Vorrichtung weist zudem den Vorzug auf, dass sie minimale Platzanfordcrungen stellt. Der grösste Raum wird von den fertiggcstellten Behältern eingenommen, während die formveränderlichen Schalen, gleich welchen Kalibers auch in grösseren Mengen, anders als bei den konventionellen Betonformen, nur wenig Platz beanspruchen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus der Beschreibung der Zeichnung hervor, in der die Fig. 1 eine nicht einschränkende Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt.
  • An einem Stütz- oder Aufhängcrahmen (0) ist die formveränderliche Schale (1) bzw. (2) befestigt. Letztere wird links im Bild im drueklosen Zustand (la) bzw. (2a) gezeigt, während rechts im Bild dieselbe Schale unter Druck in ihrer Betriebsform (1b) bzw. (2b) dargestellt ist.
  • Die Schale (1) stellt die Grundform für einen im wesentlichen zylindrischen, sich nach unten verjügenden Behälter dar, der bspw. zum Lagern von Schüttgut wie Getreide u.dgl. dienen kann, während die Schale (2) zur Herstellung eines birnenförmigen Behälters dient, der bspw. als erdverlegter Ölbehälter in Frage kommt.
  • Die Schale ist mit einem Kragen (10) verschen, der in einem Klemm- und Tragring (11) mit Verschlussdeckel (15) steckt. Durch letzteren ragen der Stutzen (20) an welchen die Pumpe (30) über den Rohrschlauch (21) angeschlossen ist, sowie das Uberdruckventil (12) und das Druckablassventil (13).
  • Bei lnbetrienahme der Pumpe (30) steigt der Innendruck vom Atmosphärcndruck (po) auf den empirisch ermittelten Betriebsdruck (px), der mittels des Überdruckventils (12) aufrechterhalten wird und bei dem die Schale die gewünschte Form aufweist. Nach erfolgter Beschichtung und Aushärtung der Schicht wird die Hebebühne (40) hochgefahren, der Behälter wird aufgenommen, das Druckablassventil (13) geöffnet und die Hebebühne (40) abgesenkt.
  • Anschliessend wird der Behälter entfernt und der gleiche Vorgang kann von neuem beginnen.
  • Das druckerzeugende Medium ist generell Luft. Es ist jedoch nicht abwegig, insbesondere für die Herstellung von Behältern kleineren Kalibers, als druckcrzeugendes Medium Flüssigkeiten vorzusehen, vorausgesetzt, dass die verwendete Schale die hierfür notwendigen Eigenschaften aufweist.
  • Die erfindungsgemäss hergestellten Behälter lassen sich praktisch ohne besondere Fertigstellungsmassnahmen verwenden. Zum Schutz gegen Feuchtigkeit genügt es, dem Kolloidbeton zumindest in den exponierten Schichten einen wasscrabstossenden Zusatz hinzuzufügen. Als solcher können bspw. Alkalisilikate, wie Wasserglas oder ähnliche marktübliche Produkte in Frage kommen. Was den Schutz des Behälterinneren anbelangt, so kann man hierzu sinnvoll den verlorenen Schutzüberzug verwenden, der in diesem Fall nur soweit als auf den Schutz der formveränderlichen Schale bezogen, als verloren bezeichnet werden kann. Der Schutzüberzug kann demnach im Behälterinneren verbleiben und ggf. durch einen Harzüberzug an der Innenwand befestigt werden.
  • Wie durch die Zeichnung nahegelegt,ist es auch sinnvoll, den äusseren Tragring (11) in den Behälter miteinzubeziehen und einzubetonnieren, wodurch man eine massgerechte Behälteröffnung erhält, die zur Aufnahme von Deckeln mit Füllventilen u.dgl. dienen kann.
  • Selbstverständlich sind bei der Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung mehr oder weniger dickwandiger Behälter die Gewichtsverhältnisse im Auge zu behalten. So wird man ggf. beim Erreichen einer gewissen Betonschichtdicke eine Unterbrechung des Spritzvorganges ins Auge fassen, um die Form nicht über Gebühr zu belasten. Man wird dementsprechend die bestehende Hülle aushärten lassen, ausziehen und nachträglich verdicken, oder aber zumindest den Behälterboden fertigstellen, um ein Auflager für ein Abstützen des Behälters zu ermöglichen und dann die gewünschte Wanddicke herstellen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern, insbesondere von Behältern aus Beton, dadurch gekennzeichnet, dass man eine formveränderiche Schalc in eine dem Innenprofil des herzustellenden Behälters entsprechende Form überfuhrt, wobei man das Volumen der besagten Schale vergrössert, dass man die Aussenfläche der Schale mit einem verlorenen Schutzüberzug bedeckt und sie sodann mit einer Kolloidbetonschicht von ausreichender Dicke versieht, dass man nach Aushärten der Schicht das Volumen der Schale weitgehend verkleinert und letztere aus dem Betonmantel auszieht.
2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formveränderliche Sehale aus elastischen organischem Ma-Material, vorzugsweise auf Isoprenbasis, besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnete, dass man die Volumenveränderung der formveränderlichen S hale durch pneumatison bedingtes Ändern des Inncndruckes bewerkstelligt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Überführen der Schale in die gewünschte Form einen empirisch ermittelten Innendruck einstellt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man als verlorenen Schutzberzug Kunststoff-Folien aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyester o.dgl. verwendet, die infolge ihrer clcktrostatischen Aufladbarkeit an der Schale anhaften.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beschichtung mit Rolloidbeton stufenweise durchführt und zwischen einzelnen Stufen die frisch aufgetragenen Betonschichten mit einer Bewehrung vorzugsweise in Form von Stahldrahtfasern bzw. Geweben versieht.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Spritzvorgang nach Errreichen einer im Hinblick auf die Zugbelastbarkeit der Schale kritischen Dicke unterbricht, die Betonhülle aushärten lässt, sie auszieht und den Behälter nachträglich auf seine Soll-Wandstärke fertigspritzt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass man Elemente der Schalenhalterung in den Oberteil der Behälterwand mit einbetonniert.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass eine formveränderliche Schale (1) bzw. (2) aus elastischem organischem Material einen Kragen (10) aufweist, der zwischen zwei konzentrischen Trage- und Klemmringen (1I) steckt, wobei der innere Ring einen Verschlussdeckel (15) trägt, in den ein Stutzen (20) mündet, welcher über einen Schlauch (21) mit einer Pumpe (21) verbunden ist, während der äussere Ring an einem Aufhängerahmen (0) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Einstellen eines gewünschten Innendruckes ein Überdruckventil begreift, das durch den Verschlussdeckel ragt.
11. Vorrichtung nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Manipulieren des ausgehärteten Betonbehälters eine Hebebühne begreift.
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