Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus nicht homogenen, mindestens teilweise härtbaren Mischungen, Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens und danach hergestellter Formkörper Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus nicht homogenen, mindestens teilweise lxärtbaren, plastisch verformbaren Misehun- < rieti flüssiger und fester Bestandteile, insbe sondere aus zementhaltigen Mischungen, wie Beton und betonartige Mischungen,
ferner eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfalx- etis und einen nach dem Verfahren herge stellten Formkörper.
Es ist seit langem bekannt, gewisse homo- gelle Stoffe, z. B. keramische Massen, Ton und dergleichen, auf der Strangpresse auf dem Wege einer kontinuierlichen Förderung zii @,erformen. Dagegen sind die immer wieder aufgenommenen Versuche, nach diesem Ver fahren auch Formkörper aus Beton und ähn lichen nicht. homogenen, mindestens teilweise härtbaxen Mischungen, flüssiger und fester Bestandteile, herzustellen, gescheitert.
So wird im für den Fachmann wegweisenden Handbuch der Betonsteinindustrie , 6. Auf- laf-e 1951, von Erich Probst festgestellt, dass Beton wegen seiner Iiörnigkeit und seines Mangels an der nötigen Bildsamkeit für un taugIich zur Verdichtung auf der Strang presse gehalten wird. Im gleichen Buch wird an anderer Stelle zwar darauf hingewiesen, dass der Vorschlag keineswegs undenkbar sei, sämige, weich angemachte Betonmassen auf der Vakuum-Strangpresse in Verbindung mit Rüttlern zu verarbeiten.
An einer dritten Stelle wird dann noch geschrieben, dass es nicht ganz von der Hand zu weisen sei, auf der Strangpresse Beton zu verarbeiten, wenn es gelänge, durch Zusätze den Mörtel plastisch und doch standfest genug zu machen.
In praktischen Versuchen hat sich aller dings gezeigt, dass eine Verformung von sämigem Beton, das heisst Beton mit einem Ausbreitmass von 36 bis 50 cm, nicht möglich ist, weil trotz der hohen Verpressung in der Strangpresse der austretende Formkörper nur auf geringe Längen, auf seinen Querschnitt bezogen, standfest ist. Ausserdem. weist er eine wellige, rauhe und poröse Oberfläche auf.
Es ist weiter vorgeschlagen worden, einer seits zur Erhöhung der Standfestigkeit und anderseits, um.dem Fertigprodukt eine höhere Festigkeit zu verleihen, im Strangpressverfah- ren dornlos hergestellte Rohre mit Armierun- gen zu versehen, wobei jedoch ausser der um ständlichen Einführung der Bewehrimgs- stähle das Zusammenfallen des Formlings nicht verhindert ist und wobei ferner die Innenfläche des hohlen Profils durch den sich mit der Schnecke drehenden, die Rohr lichte bildenden Formstumpen rauh und un dicht wird.
Eine praktische Verwertung hat auch dieser Vorschlag nicht gefunden, abge- sehen davon, dass die Verwendung dieser Ein- riehtung auf Rohre und rohrförmige Körper mit. kreisrundem Innenquerschnitt beschänkt ist.
Bei einem über einen beliebig begrenzten Dorn gebildeten Profilkörper, bei dem der Dorn durch die Hohlschnecke geführt und beim Durchgang durch das Mundstück um presst wird, ist nämlich ausser dem immer wiederkehrenden Abfall des Profilkörpers vom Dorn, bedingt. durch die Bewegung des zu vierpressenden Mischgutes um den Dorn, eine i.nzulässige Verlagerung der Armierungseisen zu beobachten.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein Weg gezeigt, wie auf wirtschaftlich und technisch einwandfreie Weise das Strang- pressverfahren zur Herstellung von Formkör pern ans den eingangs erwähnten Materialien verwendet werden kann.
Erfindungsgemäss besteht dieses Verfahren darin, dass das Misehgut mindestens in einem Mundstüek auf dem Wege der kontinuierlichen Förderung einer Strangpresse verpresst und so weit ver- diehtet wird, dass die Formkörper bei Ver lassen des Mundstückes ihre beabsichtigte massgenaue Form behalten und die Oberflä- eben weitgehend geglättet sind, und dass als Ausgangsmaterial ein Mischgut verwendet wird,
dessen Ausbreitmass -unmittelbar vor der endgültigen Formgebung im Mundstück höch stens 28 ein beträgt. Unter Aiisbreitmass wird dabei derjenige Wert verstanden, der bei der Bestimmung nach DIN-Norm 1048, Ausgabe 1943, erhalten wird.
Bei der Anwendung des erfindungsgemä ssen Verfahrens ergeben sich besondere Vor teile, wenn das Mischgut in dem der Aufgabe des Materials zunächst gelegenen Teil der Sehnecke vorverdichtet wird, das heisst, wenn man anschliessend an die Förderschnecke, die das Misehgut gegen das Mundstück bewegen soll, eine Druckschneeke anordnet, die mit zunehmender Annäherung an das Mundstück auch eine zunehmende Vorverdichtung des Mischgutes zur Folge hat.
Es kann dabei be sonders zweckmässig sein, zur Erhöhung der Verdichtung und/oder Vergleiehsmässigung des Gefüges während des Verpressens, das Misehgut der Einwirkung von Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, auszu setzen. Ferner kann es vorteilhaft sein, eine V erdiehtung des Gefüges dadurch zu errei chen, dass das Verpressen mindestens zeitweise unter Vakuum durchgeführt. wird. Durch das Vakuum sollen vor allem die Lufteinschlüsse beseitigt. werden.
Es ist auch denkbar, dem zu vierpressenden Miseligut im Zuge der Ver- pressung und Verdiehtung Zusätze beizu fügen, z. B. elastizitätserhöhende oder schnell bindende Zusätze, die vor Eintritt des Misch gutes in das Mundstüek beigegeben werden, um das liöehstzulässige Ausbreitmass von 28 ein an dieser Stelle nicht zu überschreiten.
Solehe Zusätze können auch dazu beitragen, dass die Standfestigkeit der Formkörper beim Austritt aus dem lIundstück grösser ist, als dies ohne diese Zusätze erreicht würde. Eine Verkürzung der Abbindezeit kann auch da durch erzielt werden, dass das Formstück un mittelbar vor dem Austritt aus dem Mund stück der Wirkung eines elektrisehen Feldes, z. B. eines Nieder- oder eines Hochfrequenz feldes, ausgesetzt wird. Auch eine Erwär niung mit andern bekannten Mitteln zum Ent zug eines Teils des Anmachwassers oder eine Vakuumbehandlung bewirkt den gleichen Effekt.
Die verschiedenen Methoden können auch irgendwie kombiniert -werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens beispielsweise beschrieben. Die Fig. 1 zeigt eine Ausfühiningsform, die als Sehneekenstran ,presse ausgebildet ist, im Schnitt;
die Fig. 2 bis 4- stellen Einzel heiten der Vorriehtung nach Fig. 1 dar, wobei Fig. 2 eine Ansicht längs der Sehnittlinie II-II, Fig. 3 eine Ansieht längs der Schnitt linie III-III und Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilriehtung IV der Fi-. 1 darstellen.
Es bedeutet. 1 die hohle Schneckenwelle, die mit dem Antriebsrohr 2 über die nicht. näher dargestellte Flaiisehkupplung 3 verbun den ist. Das Antriebsrohr 2 ist in den Lagern -1 und 5 gelagert und wird von einem nicht Olezeigten Antriebsmittel, z. B. Elektromotor, über das Getrieberad 6 angetrieben. Die Schnecke besteht im Prinzip aus vier Teilen, lind zwar einem Füllteil 7 im Füllschacht 8, einem konischen Teil 9, einem zylindrischen Teil 10 und einem Pressteil 11.
Der konische Teil 9 ist. dabei so ausgebildet, dass die Gang tiefe der Schnecke in Förderrichtung ab- iiimmt, und zwar derart, dass die bei der Ro tation entstehende Müllfläche einen Kegel- wantel bildet. Weiter ist es zweckmässig, den '-,tcig;ungswinkel in der Förderrichtung all inählieh kleiner werden zu lassen.
Durch die 5elineekenwelle 1 ist von ihrem rüekw#ärtigen Ende leer ein hohlzylindrischer Halter 12 ge- t'ährt, der an seinem hintern Ende am rüek- wärtigren Schild 13 befestigt ist.
Das vordere Ende, des Halters 12 trägt einen den '#.;elineekenabsehluss bildenden, zum Formstück (lIundst.üek) gehörenden Körper 14, der so wohl ein oder mehrere zur Bildung beliebiger I-lolilräume im Formkörper geformte Kaliber 15 tragen als auch gegebenenfalls die zur Führung von durch die hohle Welle einge- fiifirten Bewehrungsstählen notwendigen Boh rungen 16 enthalten kann, und der von einem Mantel 18 umgeben ist, dessen Innenlichte die äussere Form des Formkörpers bestimmt. Körper 1d, Kaliber 15 und Mantel 18 bilden in diesem Falle das Formstfiek (Mundstück).
Mit 17 sind Leitungen bezeichnet, durch wel che ein Spülmittel unter geeignetem Druck ein gepresst werden kann, damit. kein Binde inittelgel in den Raum zwischen Schnecken welle 1 und Körper 14 eindringen kann. Die Sehneeke ist umsehlüssen von einem Gehäuse, (las aus einem Konus 19 und einem Zylinder 20 besteht. Am vordern Ende des Zylinders 20 ist der Mantel 18 des 1Vlundstüekes leicht abnehmbar, z. B. durch Bajonettversehluss, angebracht. Das aus einem oder mehreren Teilen bestehende Gehäuse mit Füllschacht 8 ist seinerseits an dem mittleren Schild 21 ab nehmbar befestigt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Sehneel@enstrangpresse ist kurz folgende: Die plastisch verformbare, nicht homogene, min- destens teilweise härtbare Mischung flüssiger und fester Bestandteile wird in den Füll schacht 8 aufgegeben, vom Füllteil 7 der Schnecke erfasst und über den konischen Teil 9 der Schnecke vorgetrieben und vorver dichtet dem zylindrischen Teil 10 der Schnecke übergeben, von wo aus das vorver dichtete Mischgut über den Pressteil 11 in das Mundstück gelangt, wo es seine endgültige Formgebung erhält.
Das Mischgut weist dabei unmittelbar vor seiner endgültigen Formge bung, das heisst., bevor es in das Mundstück gelangt, ein Ausbreitmass von höchstens 28 cm auf. Der Formkörper tritt am vordern Ende des Mundstückes aus und ist so weit gepresst und verdichtet, dass er nach dem Austreten die beabsichtigte massgenaue Form beibehält, das heisst, er besitzt. bereits eine derartige Standfestigkeit, dass besondere Massnahmen, z. B. eine Einschalung, zur Verhinderung des Zusammenfallens nicht notwendig sind. Selbstverständlich ist es notwendig, den Formling bis zu seiner Härtung sachgemäss zu lagern.
Falls es sich als zweckmässig erweisen sollte, dem Mischgut vor der endgültigen Formgebung im Mundstück Zusätze zuzu fügen, z. B. schnellbindende Zusätze, um das höchstzulässige Ausbreitmass von 28 cm nicht zu überschreiten, so ist es von Vorteil, diese Zusätze möglichst frühzeitig, das heisst schon im konischen Teil der Schnecke, einzubringen, damit eine gute Durchmischung dieser Zu sätze mit dem Mischgut gewährleistet ist. Solche Zusätze werden mit Vorteil dem Misch gut von aussen, z. B. durch Bohrungen im Scheekengehäuse, zugeführt.
Für andere Zwecke können die Zusätze auch mittels durch den Halter 12 führender Leitungen bis zum feststehenden Körper 14 geführt und dort in das Mischgut eingebracht, z. B. eingepresst, werden. Wenn ausserdem bei bestimmten Mi schungen und/oder für bestimmte Zwecke eine weitergehende Standfestigkeit erwünscht ist, so kann man, wie bereits erwähnt, das im Mundstück befindliche Mischgut erwärmen, z. B. durch ein elektrisches Nieder- oder Hoch frequenzfeld, das mit Vorteil -zwischen dem Innenteil (Kaliber) 15 und dem Mantel 18 des Mundstückes verläuft.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Ver fahrens und der erfindungsgemässen Vorrich tung lassen sieh gegenüber den beschriebenen Ausführungsformen selbstverständlich zahl reiche Modifikationen denken. So ist es nicht unbedingt notwendig, einem Teil der Schnecke einen konischen Verlauf zu geben. Die Schnecke kann auf ihrer ganzen Länge zylin drisch sein. Ferner kann das Gehäuse für die Schnecke aus zwei schalenartigen Hälften zu sammengesetzt sein, die in Längsrichtung der Schnecke aufklappbar sind. Auch der Mantel 18 des Mundstückes kann in gleicher Weise ausgebildet sein.
Die nach dem erfindungsgemässen Ver fahren mittels der erfindungsgemässen Vor richtung erzeugten Formkörper zeichnen sieh nach Verlassen des Mundstückes durch grosse Standfestigkeit aus. Sie weisen auch nach der Abbindung oder andersartigen Härtungs- vorgängen eine glatte, -weitgehend wasser dichte Oberfläche auf. Das Gefüge ist von einer nach den bisher bekannten Verfahren nicht, erreichten Homogenität.
Ausserdem ist es durch die erfindungsgemässe Vorrichtung möglich, für die Bewehrungsstähle eine bis her nicht gekannte Gleichmässigkeit ihrer Ein bettung zu erreichen, indem selbst bei Trä gerlängen, wie sie bei den bisher angewende ten Verfahren nicht möglich sind, kaum mess bare Abweichungen festgestellt werden kön nen. Wie vorstehend bereits angeführt ist, be steht ein weiterer Vorteil des erfindungsge- nAssen Verfahrens und der erfindungsgemä: ssen Vorrichtung darin, dass in kontinuier licher Fertigung Formkörper in beliebigen Längen hergestellt werden können.
Abgesehen von diesen rein technischen ergeben sieh da durch offensichtlich auch grosse wirtschaft liche Vorteile.
Process for the production of moldings from non-homogeneous, at least partially curable mixtures, device for carrying out the process and moldings produced thereafter. The present invention relates to a process for the production of moldings from non-homogeneous, at least partially hardenable, plastically deformable mixes, liquid and solid Components, in particular from cement-containing mixtures, such as concrete and concrete-like mixtures,
also a device for exercising the process and a molded body produced by the method.
It has long been known to use certain homogeneous substances, e.g. B. ceramic masses, clay and the like, on the extruder on the way of a continuous promotion zii @, deform. On the other hand, the repeated attempts to drive moldings made of concrete and the like according to this process are not. To produce homogeneous, at least partially hardenable mixtures, liquid and solid components, failed.
In the manual of the concrete stone industry, 6th edition 1951, which points the way for the expert, it is stated by Erich Probst that concrete is considered unsuitable for compression on the extrusion press because of its granularity and lack of the necessary plasticity. In the same book, it is pointed out elsewhere that the suggestion is by no means unthinkable to process creamy, soft concrete masses on the vacuum extrusion press in connection with vibrators.
In a third place it is also written that it cannot be completely dismissed to process concrete on the extruder if it is possible to make the mortar plastic and yet stable enough through additives.
In practical tests, however, it has been shown that a deformation of creamy concrete, i.e. concrete with a slump of 36 to 50 cm, is not possible because, despite the high compression in the extrusion press, the emerging molded body is only short lengths on its Cross-section related, is stable. Moreover. it has a wavy, rough and porous surface.
It has also been proposed, on the one hand, to increase the stability and, on the other hand, in order to give the finished product greater strength, to provide mandrel-free tubes produced in the extrusion process with reinforcements, but this also involves the laborious introduction of the reinforcing steels the collapse of the molding is not prevented and furthermore the inner surface of the hollow profile becomes rough and unsightly due to the mold stump which rotates with the screw and forms the tube light.
This proposal has also not found practical use, apart from the fact that this device can be used on pipes and tubular bodies. circular inner cross-section is limited.
In the case of a profile body formed by an arbitrarily limited mandrel, in which the mandrel is guided through the hollow screw and is pressed around as it passes through the mouthpiece, in addition to the recurring drop of the profile body from the mandrel, is conditioned. by the movement of the mix to be pressed around the mandrel, an inadmissible displacement of the reinforcement bars can be observed.
The present invention now shows a way in which the extrusion process for the production of molded bodies can be used economically and technically flawlessly on the materials mentioned at the beginning.
According to the invention, this method consists in compressing the mixed material in at least one mouthpiece by means of the continuous conveyance of an extrusion press and twisting it to such an extent that the shaped bodies retain their intended dimensionally accurate shape and the surface is largely smoothed when leaving the mouthpiece and that a mixture is used as the starting material,
whose slump -immediately before the final shape in the mouthpiece is maximally 28 a. The width dimension is understood to mean that value which is obtained in the determination according to DIN standard 1048, edition 1943.
When using the method according to the invention, there are particular advantages when the mix is pre-compacted in the part of the tendon that is initially located where the material is to be fed, that is, when the conveyor screw that is to move the mix against the mouthpiece is followed by a Arranges pressure snow, which with increasing approach to the mouthpiece also results in an increasing pre-compaction of the mix.
It can be particularly expedient to increase the compression and / or comparison of the structure during pressing to expose the mixed material to the action of vibrations, in particular ultrasonic vibrations. Furthermore, it can be advantageous to achieve a thickening of the structure in that the pressing is carried out at least temporarily under vacuum. becomes. The main aim of the vacuum is to remove air pockets. will.
It is also conceivable to add additives to the misery to be pressed in the course of pressing and thickening, e.g. B. elasticity-increasing or fast-binding additives, which are added to the mouthpiece before the mixed good, in order not to exceed the maximum permissible spread of 28 a at this point.
Sole additives can also help ensure that the stability of the molded body when it emerges from the nozzle is greater than would be achieved without these additives. A shortening of the setting time can also be achieved by the fact that the shaped piece un indirectly before the exit from the mouth piece of the effect of an electrical field, z. B. a low or a high frequency field is exposed. Warming up with other known means to remove part of the mixing water or vacuum treatment also has the same effect.
The different methods can also be combined in some way.
The method according to the invention is described below with reference to the embodiment of a device for practicing the method shown for example in the drawing. Fig. 1 shows an Ausfühiningsform, which is designed as a Sehneekenstran press, in section;
2 to 4- show details of the Vorriehtung of Fig. 1, Fig. 2 is a view along the section line II-II, Fig. 3 is a view along the section line III-III and Fig. 4 is a view in Arrow direction IV of the Fi-. 1 represent.
It means. 1 the hollow worm shaft that connects to the drive tube 2 via the not. Flaiisehkupplung 3 shown in detail is verbun the. The drive tube 2 is mounted in the bearings -1 and 5 and is driven by a drive means not shown, e.g. B. electric motor, driven via the gear wheel 6. The screw consists in principle of four parts, namely a filling part 7 in the filling chute 8, a conical part 9, a cylindrical part 10 and a pressing part 11.
The conical part 9 is. designed in such a way that the thread depth of the screw decreases in the conveying direction, namely in such a way that the garbage surface created during the rotation forms a cone. It is also advisable to let the angle of inclination in the conveying direction become smaller all in all.
A hollow cylindrical holder 12, which is attached at its rear end to the rear shield 13, is passed through the horizontal corner shaft 1, empty from its rear end.
The front end of the holder 12 carries a body 14 that forms the '# can contain bores 16 necessary for guiding the reinforcing steel bars inserted through the hollow shaft, and which is surrounded by a jacket 18, the inner light of which determines the outer shape of the molded body. Body 1d, caliber 15 and jacket 18 form the molded part (mouthpiece) in this case.
With 17 lines are designated through wel che a detergent can be pressed under a suitable pressure so that. no binding agent gel can penetrate into the space between screw shaft 1 and body 14. The tendon is encased in a housing (which consists of a cone 19 and a cylinder 20. At the front end of the cylinder 20, the jacket 18 of the round piece can be easily removed, e.g. by means of a bayonet lock. This consists of one or more parts existing housing with hopper 8 is in turn attached to the middle plate 21 from removable.
The mode of operation of the Sehneel® extrusion press described is briefly as follows: The plastically deformable, non-homogeneous, at least partially hardenable mixture of liquid and solid components is fed into the filling shaft 8, grasped by the filling part 7 of the screw and via the conical part 9 of the screw driven forward and vorver seals the cylindrical part 10 of the screw passed, from where the pre-sealed mix passes through the pressing part 11 into the mouthpiece, where it receives its final shape.
Immediately before its final shape, that is, before it reaches the mouthpiece, the mix has a spread of at most 28 cm. The shaped body emerges at the front end of the mouthpiece and is pressed and compressed to such an extent that it retains the intended, dimensionally accurate shape after it emerges, i.e. it has. already such a stability that special measures such. B. formwork, to prevent collapse are not necessary. Of course, it is necessary to store the molding properly until it has hardened.
If it should prove to be useful to add additives to the mix before the final shaping in the mouthpiece, e.g. B. quick-setting additives in order not to exceed the maximum permissible spread of 28 cm, it is advantageous to introduce these additives as early as possible, i.e. already in the conical part of the screw, so that a good mixing of these additions with the mix is guaranteed . Such additives are well mixed with advantage from the outside, z. B. fed through holes in the Scheeken housing.
For other purposes, the additives can also be guided by lines leading through the holder 12 to the fixed body 14 and introduced into the mix there, e.g. B. be pressed. If further stability is desired at certain Mi and / or for certain purposes, you can, as already mentioned, heat the mix in the mouthpiece, eg. B. by an electrical low or high frequency field, which runs with advantage -between the inner part (caliber) 15 and the jacket 18 of the mouthpiece.
Within the scope of the method according to the invention and the device according to the invention, of course, numerous modifications can be considered compared to the embodiments described. So it is not absolutely necessary to give a part of the screw a conical shape. The screw can be cylindrical over its entire length. Furthermore, the housing for the worm can be composed of two shell-like halves that can be opened in the longitudinal direction of the worm. The jacket 18 of the mouthpiece can also be designed in the same way.
The shaped bodies produced by the inventive method by means of the inventive device are characterized by great stability after leaving the mouthpiece. Even after setting or other types of hardening processes, they have a smooth, largely waterproof surface. The structure is of a homogeneity not achieved by the previously known methods.
In addition, the device according to the invention makes it possible for the reinforcing steel to achieve a previously unknown uniformity of its embedding by barely measurable deviations can be determined even with trä gerlängen, as they are not possible with the previously used th methods . As has already been stated above, there is a further advantage of the method according to the invention and the device according to the invention that molded bodies of any length can be produced in continuous production.
Apart from these purely technical ones, there are obviously also great economic advantages.