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Verfahren zur Herstellung von Formsteinen, insbesondere Verkleidungsplatten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit zumindest einer als Sichtfläche dienenden Spaltfläche ausgestatteten Formsteinen, insbesondere Verkleidungsplatten, die in bereits bekannter Weise durch Spalten eines vorgefertigten Formlings aus Beton od. dgl. längs einer vorbestimmten Spaltebene gewonnen werden, wobei die Verbundfestigkeit dessen Materials in der
Spaltebene durch verbundverringemde Einlagen, verbundhindernde Stoffe od. dgl. verringert wird.
Solche Formsteine mit einer als Sichtfläche ausgebildeten Spaltfläche werden bekanntlich gern als
Verkleidungsplatten für Betonbauwerke benutzt und es ist somit wünschenswert, solche Platten verhältnismäss dünn (schlank) herzustellen, teils um das für sie verwendete hochwertige Material zu sparen, teils auch, um die Platten nicht allzu schwer werden zu lassen.
Das Aufspalten verhältnismässig schlanker Formlinge verursacht jedoch Schwierigkeiten und
Formlinge mit einem Verhältnis der Breite zur Höhe von mehr als 1 : 2, 5 liessen sich erfahrungsgemäss bisher ohne allzuviel Fehlbruch nicht mehr wirtschaftlich herstellen.
Man hat zwar bereits eine sich über die gesamte Höhe der Spaltebene erstreckende Perforierung solcher Formlinge vorgesehen, diese war jedoch bei der Formung des Formlings nur mit gewissen technischen Schwierigkeiten, mit zusätzlichem Zeit- und Müheaufwand herstellbar. Ausserdem war diese Perforierung in der Spaltebene, d. h. also an der Spaltoberfläche der durch die Spaltung gewonnenen Formsteine als Rillenschar, störend sichtbar.
Man hat ferner eine Verringerung des Verbundes im Formling-Material auch schon dadurch herbeizuführen versucht, indem man in der Spaltebene Einlagen, beispielsweise aus Karton, angeordnet hat oder auch den Sollbruch des Formlings in der Spaltebene durch eine besondere Zusammensetzung des Formlingmaterials in der die Spaltebene enthaltenden Schicht des Formlings beeinflusste.
Bei allen diesen vorbekannten Massnahmen wurde die Verringerung des Verbundes in der Spaltebene des Formlings stets über die gesamte Fläche der Spaltebene, u. zw. in gleichmässiger Verteilung über die gesamte Spaltebene, herbeigeführt. Es wurde jedoch auf die in dieser Spaltebene beim Spalten verschieden hoch auftretenden Spaltspannungen, also auf die ungleichmässige Verteilung jener Kräfte, die eine Spaltung des Formlings zur Folge haben, keinerlei Rücksicht genommen.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs bezeichneten Art zu entwickeln, mit dem auch beim Spalten schlanker Formlinge ein einwandfrei vorbestimmbarer Verlauf der Spaltebene und eine hiezu dienliche günstige Verteilung der Spaltspannungen sicherstellbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es in diesem Sinne, eine wirtschaftliche Fertigung verhältnismässig dünner Spaltbeton-Verkleidungsplatten zu ermöglichen, mit einem optimal geringen Anfall an Fehlbruch.
Ausserdem ist es ein Ziel der Erfindung, die der Erleichterung der Spaltung eines schlanken Formlings dienenden Massnahmen in einer Form anzuwenden, bei der gewährleistet werden kann, dass die Beschaffenheit und das Aussehen der Spaltfläche durch diese Massnahmen nicht beeinträchtigt und, wenn überhaupt, nur unauffällig verändert wird.
Dem wesentlichsten Merkmal der Erfindung zufolge werden die verbundverringernden Einlagen bzw. verbundverhindernden Stoffe od. dgl. bereichsweise in mindestens einer durch Parallelen zu den Spaltkanten der Spaltmesser begrenzten Zone der Spaltebene des Formlings vorgesehen werden, die von
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den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Formlings, an denen die Spaltmesser ansetzen, einen
Abstand aufweist, wobei bei einem sprödem Material zwei Zonen vorgesehen sind, die auch von der
Mitte des Formlings einen Abstand aufweisen, so dass sie sich über jene Bereiche erstrecken, in denen beim Spalten des spröden Formlings Spannungsmaxima zu erwarten sind, und bei einem Formling aus zähem Material mindestens eine Zone in der Mitte zwischen den beiden einander gegenüberliegenden
Seiten des Formlings,
an denen die Spaltmesser ansetzen, vorgesehen ist, so dass sie sich über jenen
Bereich erstreckt, in dem beim Spalten des zähen Formlings ein Spannungsminimum zu erwarten ist.
Untersuchungen über die Grösse der Spaltzugspannungen haben ergeben, dass sie ihr Maximum, je nach Profil und Schlankheit des zu spaltenden Körpers, in einigem Abstand von jenem Rand, an dem die Spaltmesser ansetzen, erreichen und in der Mitte zwischen diesen einander gegenüberliegenden
Seiten des Körpers ein Minimum aufweisen.
Dementsprechend sind gemäss obiger Lehre die Bereiche gewählt, in denen die Verbundfestigkeit herabzusetzen ist, um möglichst wenig Fehlbruch zu erhalten und den Verlauf der gewollten Spaltebene möglichst zuverlässig sicherzustellen.
Bei einem Formling aus sprödem Material wird erfindungsgemäss sichergestellt, dass sich zuerst eine Spaltung in diesen hochbeanspruchten Zonen ergibt, die sich dann, gewissermassen als
Kettenreaktion, in dem spröden Material gegen die Ränder hin fortsetzt und somit einen ebenen
Verlauf der Spaltung sicherstellt.
Ist das Material des Formlings hingegen von einer gewissen Zähigkeit und höheren Zugfestigkeit, dann wird gewährleistet, dass sich die von den Spaltwerkzeugen im Gefüge des Formlings verursachten
Spannungen über die gesamte Spaltebene vergleichmässigen und damit erreicht man in weiterer Folge, dass der Bruch in der gesamten Spaltebene gleichzeitig erfolgt, weil den höheren Spannungen in unverschwächten Querschnitten, niedrigere Spannungen in geschwächten Bereichen der Spaltebene gleichwertig gegenüberstehen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Herstellung von Zonen mit geringerer Verbundfestigkeit vom Formling zuerst eine erste Schicht hergestellt, diese Schicht wird sodann mit einer oder mehreren, bereichsweise begrenzten Schichten aus verbundverringernden bzw. verbundverhindernden oder zumindest verbundverzögemden Stoffen, Einlagen od. dgl. bedeckt oder mit solchen Stoffen behandelt, z. B. bestrahlt oder begast, und schliesslich, zweckmässig noch vor dem Abbinden dieser ersten Schicht, wird mindestens eine weitere Schicht aus dem den Formling bildenden Material zur Fertigstellung des Formlings aufgebracht.
Die örtliche Minderung der Verbundfestigkeit kann aber im Rahmen der Erfindung auch dadurch bewirkt werden, dass in das noch nicht abgebundene Material des Formlings in Bereichen der vorbestimmten Spaltebene ein verbundverringemdes bzw. verbundhinderndes oder verbundverzögerndes Material eingeführt, z. B. injiziert, wird, das sich mit einer gewissen Streuung in den vorbestimmten Bereichen verteilt und dadurch die gewünschte Unregelmässigkeit der Spaltfläche gewährleistet, welcher der mit der Spaltung angestrebte ästhetische Effekt der Sichtfläche zuzuschreiben ist.
Die örtliche Herabsetzung der Verbundfestigkeit kann im Rahmen der Erfindung auf vielerlei Methoden erreicht werden, so etwa durch Auf-oder Einbringen verbundverringernden Materials in Form von Schichten, Einlagen od. dgl., durch Aufsprühen, Injizieren, flüssiger, teigiger oder plastischer Stoffe oder durch Aufstreuen, Injizieren von feinverteiltem, pulverförmigem, körnigem, blättchenförmigem oder emulgiertem Material.
Die zur Minderung der Verbundfestigkeit dienenden Einlagen oder Schichten können im Formlingsgefüge verbleiben oder gegebenenfalls nach dem Spalten entfernt werden oder es kann sich um Einlagen handeln, die man aus dem noch weichen Formling herauszieht, sobald sie im allmählich abbindenden Material dieses Formlings die ihnen zugedachte Funktion, den Eintritt des Verbundes örtlich zu stören oder zu verzögern, erfüllt haben. Eingestreut, aufgesprühte Stoffe können nach dem Spalten abgelöst oder mechanisch, z. B. durch Abwaschen, Abkratzen od. dgl., entfernt werden. Man kann auch Abbindeverzögerer benutzen, welche die Festigkeit des Formlings örtlich erst so verspätet eintreten lassen, dass sie zum Zeitpunkt der Spaltung noch nicht bzw. erst in einem geringeren Ausmass als in den Nachbarbereichen vorhanden ist.
Selbstverständlich braucht der Formling nicht bloss zwei durch eine verbundhindernde Zwischenschicht getrennte Materialschichten umfassen, sondern er kann nach Sandwich-Art auch aus mehreren solchen Schichten zusammengesetzt sein, wobei dann die verbundverringernden bzw. verbundhindernden Stoffe bzw. Stoffschichten in mehreren denselben Formling durchsetzenden Spaltebenen angeordnet sind und aus einem solchen Formling mehrere mit Spaltflächen versehene Formsteine gewonnen werden können.
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In den Figuren der Zeichnungen ist das Wesen der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in zwei Varianten erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Spannungsdiagramm, die Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen Formling, der sich in einer Spaltvorrichtung befindet und die Fig. 3 ist ein Schnitt durch die
Spaltebene III-III der Fig. 2, die Fig. 4 bis 6 betreffen die gleichen Darstellungen in einer andern
Ausführungsvariante.
Das Diagramm nach Fig. 1, in welchem die Grösse der zum Bruch führenden Spannungen im
Zeitpunkt der Spaltung dargestellt ist, wie sich diese Spannungen über die Höhe des Formlings verteilen, lehrt, dass die Maxima dieser Spannungen in einem gewissen Abstand von jenen Rändern, an denen die Spaltmesser --2-- ansetzen, auftreten und dass die Spannungen in Höhenmitte und im
Bereich der Ränder des Formlings demgegenüber geringer sind. Die Differenz zwischen den
Spannungsminima und-maxima ist umso grösser je schlanker der Formling ist, d. h. je grösser das
Verhältnis zwischen Formlingshöhe und-breite ist.
Die Fig. 2 zeigt einen solchen Formling-l-im Querschnitt mit der Höhe-h-und der Breite (Dicke)--b--, der von den Spaltmessern--2--in einer vertikalen Spaltebene III-III beansprucht wird, um in zwei Formsteine mit je einer als Sichtfläche benutzbaren Spaltfläche zerteilt zu werden. Die Ansicht dieser Spaltfläche BI-III ist in der Fig. 3 dargestellt.
Im Sinne der eingangs erstgenannten Ausführungsform Fig. 1 bis 3 des erfindungsgemässen Verfahrens sind die mit verbundverringernden bzw. verbundhindernden Stoffen, Einlagen od. dgl. behandelten Zonen-3-in einer erfahrungsgemäss zu wählenden Breite in zwei zu den Kanten der Spaltmesser --2-- parallel verlaufenden Streifen vorgesehen, die sowohl von den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Formlings an denen die Spaltmesser --2-- ansetzen, als auch von der Mitte des Formlings-l-in einem Abstand parallel zueinander verlaufen und sich somit über jene Bereiche erstrecken, in denen, wie die Fig. 1 zeigt, beim Spalten des Formlings-lSpannungsmaxima zu erwarten sind.
Die Höhe der Zonen-3-ist von verschiedenen Faktoren abhängig zu wählen und soll jedenfalls das Spannungsmaximum voll decken.
Gemäss der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6 sind in der Spaltebene III-III eines Formlings-l-die verbundverringemden oder verbundhindernden Stoffe, Einlagen od. dgl. in einer Zone vorgesehen, die in der Mitte zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Formlings-l-, an denen die Spaltmesser --2-- ansetzen, verläuft, um sich damit über jenen Bereich zu erstrecken, in dem beim Spalten des Formlings ein Spannungsminimum zu erwarten ist.
Solche Spannungsminima ergeben sich, wie die Fig. 4 zeigt, in mehr oder weniger grossem Ausmass auch im Bereich der Ränder des Formlings --1--.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von mit zumindest einer als Sichtfläche dienenden Spaltfläche ausgestatteten Formsteinen, insbesondere Verkleidungsplatten, die durch Spalten eines vorgefertigten Formlings aus Beton od. dgl. längs einer vorbestimmten Spaltebene gewonnen werden, wobei die Verbundfestigkeit dessen Materials in der Spaltebene durch verbundverringernde Einlagen,
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dgl.verbundverringernden Einlagen bzw. verbundhindernden Stoffe od. dgl.
bereichsweise in mindestens einer durch Parallelen zu den Spaltkanten der Spaltmesser begrenzten Zone der Spaltebene des Formlings vorgesehen werden, die von den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Formlings, an denen die Spaltmesser ansetzen, einen Abstand aufweist, wobei bei einem Formling aus sprödem Material zwei Zonen vorgesehen sind, die auch von der Mitte des Formlings einen Abstand aufweisen, so dass sie sich über jene Bereiche erstrecken, in denen beim Spalten des spröden Formlings Spannungsmaxima zu erwarten sind (Fig. 1 bis 3), und bei einem Formling aus zähem Material mindestens eine Zone in der Mitte zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Formlings, an denen die Spaltmesser ansetzen, vorgesehen ist, so dass sie sich über jenen Bereich erstreckt, in dem beim Spalten des zähen Formlings ein Spannungsminimum zu erwarten ist (Fig.
4 bis 6).
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