-
Die Erfindung betrifft ein Kernelement
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
FR 2 589 387 und der
FR 2 700 289 sind Kernelemente bekannt
die in Formen zur Herstellung von Betonsteinen einsetzbar sind,
um sogenannte Hohlblocksteine herzustellen. Die Kernelemente bestehen
aus einem Flachstahl und daran angeordneten Kernen.
-
Derartige Kernelemente setzen sich
im wesentlichen aus dem Kernhalter, einer am Kernhalter angeschweißten Trägerplatte
und einem an dieser angeschweißten
Kernblech zusammen, welches die Außenkontur des Kerns bildet.
Hierbei schließen
die Trägerplatte
und das Kernblech nach oben plan ab und weisen dort die Scheißnähte auf.
-
Nachteilig am Stand der Technik ist,
dass durch die Verschweißung
der Bauteile im Randbereich Spannungen in das Kernelement eingebracht werden,
welche dessen Lebensdauer negativ beeinflussen. Weiterhin wird das
Kernelement gerade im Bereich der Verschweißungen durch den Füllwagen bzw,
den in diesem transportierten Beton belastet, da dieser beim Befüllen ständig die
Kernelemente überfährt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es ein
Kernelement vorzuschlagen, welches gegenüber einer Belastung durch den
Füllwagen
unempfindlich ist und auch in bezug auf seine Schwingungsbelastbarkeit eine
erhöhte
Lebensdauer aufweist.
-
Diese Aufgabe wird ausgehend von
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen
genannten Merkmale sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen
der Erfindung möglich.
-
Das erfindungsgemäße Kernelement weist eine Trägerplatte
auf, welche in einer in bezug auf das Entstehen von Verzugsspannungen
neutralen Zone des Kernhalters angeschweißt ist, weiterhin sind das
Kernblech und die Trägerplatte
ebenfalls in einer neutralen Zone des Kernblechs verschweißt. Durch
diese spannungsarme Verbindung der Einzelbauteile, aus welchen das
Kernelement besteht, wird dessen Belastbarkeit durch Schwingungen
signifikant erhöht.
Außerdem
stehen die Schweißnähte durch
die Verlegung in die neutrale Zone der betroffenen Bauteile nunmehr
nicht mehr in direktem Kontakt mit dem Füllwagen bzw. mit dem in diesem
transportierten Füllmaterial,
so dass eine mechanische Belastung der das Kernelement zusammenhaltenden
Schweißnähte vermieden
ist.
-
Weiterhin sieht die Erfindung vor,
die Scheißnähte so anzuordnen,
dass das Kernblech und der Kernhalter oberhalb der Trägerplatte
zwei Vertiefungen begrenzen, welche mit einem Füllstoff, insbesondere Polymerbeton
aufgefüllt
sind. Hierdurch wird das Kernelement mit schwingungsdämpfenden
Elementen ausgestattet, welche die Belastung während des Rüttelns der Form reduzieren.
Weiterhin bilden die durch den Füllstoff
gebildeten Kissen eine abriebfeste Oberfläche, welche den Belastungen
durch den über
diese Oberfläche
bewegten Füllwagen
leicht widerstehen kann.
-
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, die Trägerplatte
etwa in einem Mittenbereich des Kernhalters anzuschweißen. Hierdurch
wird eine maximale Spannungsarmut erzielt.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, das Kernblech mit zwei umlaufenden Schweißnähten von
oben und von unten an der Trägerplatte
anzuschweißen,
wobei das Kernblech und der Kernhalter nach oben bündig abschließen. Hierdurch
werden bei einer stabilen Anbindung des Kernblechs an die Trägerplatte
zwei Wannen einheitlicher Tiefe zur Aufnahme des Füllstoffs
ausgebildet.
-
Weiterhin sieht die Erfindung vor,
den Kern mit Kunststoff zu beschichten bzw. ummanteln und so einen
besonders verschleißfesten
Kern zu erhalten. Für
die Außenschicht
des Kerns sind insbesondere Kunststoffe wie Polyurethan (PU), Polyamid (PA)
oder Vulkolan vorgesehen.
-
Ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 6 wird die oben genannte Aufgabe auch durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
-
Das erfindungsgemäße Kernelement weist einen
Kern auf, der aus einem Innenkern und einem Außenkern besteht. Hierbei ist
der Außenkern
aus Kunststoff hergestellt. Da ein derartiger Kern im Außenbereich
keine Schweißnähte aufweist
und weiterhin aus einem verschleißarmen Material hergestellt ist,
ist er für
eine wiederholte Belastung mit den oben genannten Kräften bestens
geeignet.
-
Die Erfindung sieht vor, einen Kernhalter
zu verwenden, welcher aus einem Querträger und wenigstens einem daran
angeordneten Hängeträger besteht,
wobei durch den Hängeträger der
Innenkern des Kerns gebildet ist und dieser bis in einen Fußbereich
des Kerns reicht. Hierdurch wird der Kern in seinem gesamten Bereich
durch den Kernhalter stabilisiert.
-
Weiterhin ist es vorgesehen, den
Hängeträger des
Kernhalters mit Verstrebungen und/oder Verformungen und/oder Durchbrüchen zu
versehen, welche eine räumliche
Struktur bilden und eine formschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff
des Außenkerns
schaffen. Durch derartige räumliche
Verbindungen von Innenkern und Außenkern ist es möglich, den
Außenkern
am Innenkern hinsichtlich aller auftretenden Belastungen abzustützen und
so eine ungewünschte
Trennung der Bauteile zu vermeiden.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es auch
vorgesehen an dem Hängeträger des
Kernhalters wenigstens einen Körper
anzuordnen, durch welchen das Volumen des Innenkerns vergrößert wird.
Auf diese Weise ist es möglich
das Volumen des aus Kunststoff bestehenden Außenkerns zu reduzieren und
so mit einer geringeren Menge des teuren Kunststoffs auszukommen.
Als Körper
zur Reduzierung des Volumens des Außenkerns sind beispielsweise
Styroporkörper
oder Hohlkörper
aus Metall vorgesehen.
-
Weiterhin sieht die Erfindung vor,
den den Innenkern bildenden Hängeträger als
Hohlkörper
ausgebildet ist. Dies erlaubt es insbesondere einen Außenkern
mit einer etwa gleichbleibenden Wandstärke herzustellen.
-
Die Erfindung sieht zur Herstellung
eines Kernelements auch eine Form vor, in welche der Kernhalter
einlegbar und im Bereich um den Innenkern mit einem Mantel aus Kunststoff
umgießbar
ist. Dieses Vorgehen erlaubt es, mit einer einzigen Form viele identische
Kernelemente herzustellen.
-
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, den Kernhalter
aus einem Zuschnitt durch Biegen herzustellen. Hierdurch ist es
möglich,
den Kernhalter einstückig
herzustellen. Somit kann gänzlich
auf eine Fügeverbindung
zwischen dem Querträger
und dem Hängeträger verzichtet
werden und ein derartiger Kernhalter ist besonders unempfindlich
gegen Belastungen.
-
Schließlich sieht die Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung eines Kernelements vor, bei welchem zunächst der
Kernhalter in eine Gießform
eingelegt wird, anschließend
die Gießform
mit Kunststoff ausgegossen wird und abschließend das aus dem Kernhalter
und dem Kunststoff gebildete Kernelement nach dem Erhärten des
Kunststoffs durch Zerstören oder
Teilen der Gießform
entschalt wird. Insbesondere ist hierfür eine Gießform vorgesehen, welche aus zwei
Formhälften
besteht.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung
werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben.
-
Hierbei zeigt:
-
1:
einen Schnitt durch eine schematische Darstellung eines bekannten
Kernelements,
-
2a:
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Form mit zwei eingesetzten
Kernelementen,
-
2b:
einen Längsschnitt
durch die 2a,
-
2c:
einen Querschnitt durch die 2a,
-
3a:
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer weiteren Form mit
zwei eingesetzten Kernelementen,
-
3b:
einen Längsschnitt
durch die 3a und
-
3c:
einen Querschnitt durch die 3a.
-
Weiterhin zeigen:
-
4a-4d: zwei unterschiedliche
Kernhalter in jeweils zwei Ansichten,
-
5a-5c: in Analogie zu den 2a bis 2c bzw. 3a bis 3c einen Ausschnitt einer
Form zur Herstellung Hohlblockformkörpern mit Kernelementen, welche
einen Außenkern
aus Kunststoff aufweisen,
-
6a:
eine schematische Schnittansicht durch ein Kernelement mit einem
als Biegeprofil hergestellten Kernhalter und
-
6b:
eine Draufsicht auf einen Zuschnitt zur Herstellung eines Kernhalters.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
-
In 1 ist
ein Schnitt durch eine schematische Darstellung eines bekannten
Kernelements 1 dargestellt. Das Kernelement 1 besteht
im wesentlichen aus einem Kernhalter 2, einer zweiteiligen
Trägerplatte 3 und
einem Kernblech 4, welches die Form eines Kerns 5 bestimmt.
Teilplatten 3a, 3b, welche die Trägerplatte 3 bilden
sind über
Schweißnähte SI und SII mit dem
Kernhalter 2 verschweißt.
Die Verbindung zwischen dem Kernblech 4 und der Trägerplatte 3 ist über weitere
Schweißnähte SIII und SIV hergestellt.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Kernelement 1 weist
eine plane Oberseite 6 auf, in welcher die Schweißnähte SI bis SIV liegen.
-
In 2a ist
in Draufsicht ein Ausschnitt aus einer Form 7 dargestellt.
Formwände 8a bis 8d bilden ein
Formnest 9. Das Formnest 9 dient zur Herstellung eines
sogenannten Hohlblocksteins (hier nicht dargestellt), welcher Ausnehmungen
bzw. Hohlräume
aufweist, die durch Kerne 5 erzeugt werden, welche in das
Formnest 9 hineinragen. Die Kerne 5 werden von Kernhaltern 2,
welche sich an den Formwänden 8a und 8c abstützen bzw,
an diesen befestigt sind, in ihrer Position gehalten. Zur Stabilisierung
der Kerne 5 sind die Kerne 5 bildende Kernbleche 4 zusätzlich mittels
Trägerplatten 3 an
dem jeweiligen Kernhalter 2 befestigt. Der Kernhalter 2,
die Trägerplatten 3 und die
Kernbleche 4 bilden jeweils ein Kernelement 1 mit drei
Kernen 5.
-
Die Trägerplatte 3 liegt
unterhalb einer durch eine Oberkante K4 des
Kernblechs 4 und eine Oberkante K2 des
Kernhalters 2 definierten Oberseite 6 des Kernelements 1 (siehe 2b – Längsschnitt durch 2a).
-
Durch die gegenüber der Oberseite 6 zurückversetzte
Anordnung der Trägerplatte 3 sind
an jedem Kern 5 zwei Wannen 10a und 10b ausgebildet, welche
seitlich durch den Kernhalter 2 und das Kernblech 4 begrenzt
sind (siehe 2c – Querschnitt durch 2a). Die Wannen 10a, 10b weisen
eine Tiefe t auf und sind mit einem Füllstoff 11 bis zu
der Oberseite 6 angefüllt,
wobei der Füllstoff 11 schwingungsdämpfende
Eigenschaften aufweist und hoch abriebfest ist. In einem oberen
Bereich 12 weisen die Kerne 5 jeweils Einzüge 13 auf.
Vorzugsweise wird ein Freiraum 14 in der Form 7 durch
einen nicht dargestellten Stempel nach dem Einfüllen von Beton etwa auf ein
Niveau N verdichtet. Mit einer Unterseite 15 liegt die
Form 7 auf einem nicht dargestellten Formtisch auf. Zum
Entschalen der Hohlblocksteine wird die Form 7 gemeinsam mit den
Kernelementen 1 von diesem Formtisch abgehoben, so dass
die Hohlblocksteine auf dem Tisch liegen bleiben und abtransportiert
werden können.
Die Oberseite 6 der Kernelemente 1 schließt bündig mit
einem Tischblech 16 ab, auf welchem ein nicht dargestellter
Füllwagen
den in die Freiräume
der Form 7 zu füllenden Beton
herbeischiebt. In der 2c sind
weiterhin Schweißnähte S1 bis S6 dargestellt, mit
welchen der Kernhalter 2 mit der Trägerplatte 3 bzw. die
Trägerplatte 3 bildenden
Teilplatten 3a, 3b und das Kernblech 4 mit
der Trägerplatte 3 verschweißt sind.
Der Kernhalter 2 weist eine Höhe H2 auf,
wobei die Schweißnähte S1 und S2, welche
diesen mit der Trägerplatte 3 verbinden
etwa auf halber Höhe
H2 liegen. Ebenso sind die Schweißnähte S3 bis S6 gegenüber der
Kante K4 des Kernblechs 4 bzw.
der Oberseite 6 des Kerns 5 zurückversetzt.
Das Maß,
um welches die Schweißnähte S1 bis S6, welche
alle etwa auf gleicher Höhe
liegen, zurückversetzt
sind, entspricht etwa der Tiefe t der Wannen 10a und 10b.
Für die Tiefe
t sind Werte von etwa 1 cm bis 4 cm und insbesondere etwa 2,5 cm
vorgesehen. Erfindungsgemäß gilt es
Schweißnähte S1 bis S6 in den Randbereichen bzw.
im Bereich der Kanten KZ und K4 des
Kernhalters 2 und des Kernblechs 4 zu vermeiden.
-
Die 3a bis 3c sind analog zu den 2a bis 2c aufgebaut, wobei ein Kernhalter 2 zum
Einsatz kommt, welcher über
ein Tischblech 16 hinaussteht und eine durch eine Oberkante
K4 eines Kernblechs 4 definierte
Oberseite 6 durchbricht. Bei einer derartigen Anordnung
ist es erforderlich, dass ein Füllwagen
eine mit solchen Kernelementen 1 ausgestattete Form 7 in
Richtung des Verlaufs der Kernhalter 2 überfährt und entsprechend auf diese
angepasst ist.
-
In den 4a und 4b ist ein Kernhalter 2 in Vorderansicht
und in Seitenansicht dargestellt. Der Kernhalter 2 besteht
aus einem Querträger 17 und drei
Hängeträgern 18, 19 und 20.
Die Hängeträger 18, 19 und 20 sind
zur Verdeutlichung unterschiedlicher Bauarten teilweise verschieden
ausgeführt.
In die Hängeträger 18 und 19 sind
Bohrungen bzw. Durchbrüche 21 eingebracht.
Bei einem Umgießen von
Innenkernen 22 und 23, welche durch die Hängeträger 18 und 19 gebildet
sind, werden auch die Bohrungen 21 ausgegossen. Es entstehen
mit gestrichelten Linien angedeutete Außenkerne 24 bzw. 25,
welche formschlüssig
mit den Innenkernen 22 bzw. 23 in Verbindung stehen.
Die Innenkerne 22 bzw. 23 reichen hierbei bis
in einen Fußbereich
F der Außenkerne 24 bzw. 25.
Ein Kern 5 besteht somit aus einem Innenkern 22 bzw. 23,
welcher vorzugsweise aus Metall besteht, und einem Außenkern 24 bzw. 25,
welcher aus Kunststoff, insbesondere Polyurethan, Polyamid oder
Vulkolan besteht. Der Hängeträger 20 bildet
zusammen mit vier Klötzen 26 (siehe
auch 4b) einen Innenkern 27,
welcher nach dem Umgießen
ebenfalls formschlüssig
mit einem Außenkern 28 in
Verbindung steht. Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsvariante
sind in den Hängeträgern Bohrungen
bzw. Durchbrüche
jeglicher Geometrie vorgesehen. Insbesondere sind diese Durchbrüche langlochförmig oder
oval ausgeführt.
Gemäß einer weiteren
nicht dargestellten Ausführungsvariante sind
die Ränder
der Hängeträger sägezahnartig
mit Vor- und Rücksprüngen versehen.
Ebenso sind Verformungen des Hängeträgers vorgesehen,
welche durch Tiefziehen oder Abkanten herstellbar sind.
-
Die 4c und 4d zeigen einen Kernhalter 2,
bei welchem an einem Querträger 17 drei
Hängeträger 18, 19 und 20 angeordnet
sind, welche als Hohlkörper 29 ausgebildet
sind und mit dem Querträger 17 verschweißt oder
vernietet sind. Die Hohlkörper 29 bilden
Innenkerne 22, 23 und 27, welche von einem
Außenkern 28 (mit
gestrichelten Linien angedeutet) ummantelt werden.
-
In Analogie zu den 2a bis 2c und 3a bis 3c ist in der 5a in Draufsicht ein Ausschnitt aus einer
Form 7 dargestellt. Formwände 8a bis 8d bilden ein
Formnest 9. Das Formrest 9 dient zur Herstellung eines
sogenannten Hohlblocksteins (hier nicht dargestellt), welcher Ausnehmungen
bzw. Hohlräume
aufweist. Die Ausnehmungen im Hohlblockstein werden durch Kernelemente 1 erzeugt,
welche mit Kernen 5 in das Formnest 9 hineinragen.
Die Kerne 5 werden von Kernhaltern 2, welche sich
an den Formwänden 8a und 8c abstützen bzw.
an diesen befestigt sind, in ihrer Position gehalten. Die Kerne 5 sind
zweiteilig aufgebaut und bestehen jeweils aus einem Innenkern 22 und
einem Außenkern 24.
Hierbei ist der Innenkern 22 beispielsweise als Hohlkörper 29 ausgebildet,
welchen mit dem Außenkern 24 ein
abriebfester Kunststoffmantel 24 umgibt. Aus den in den 5b und 5c gezeigten Schnitten ist die umlaufende
seitliche Ummantelung des Innenkerns 22 ersichtlich. Der
Außenkern 24 ummantelt
auch teilweise einen Querträger 17,
an welchem die als Hängeträger 18 ausgebildeten
Innenkerne 22 angeordnet sind.
-
Die Herstellung der Kernelemente
erfolgt in einer zweiteiligen Herstellungsform, bei welcher zwei Schalen
die Außenkontur
der Außenkerne
begrenzen. Zur Herstellung wird der Kernhalter, welcher aus dem
Querträger
und mindestens einem Hängeträger besteht,
in die Herstellungsform gesetzt. Anschließend erfolgt das Umgießen der
durch die Hängeträger bzw.
die Hängeträger und
Anbauteile definierten Innenkerne. Nach dem Erhärten der gegossenen Außenkerne
erfolgt das Entschalen des fertigen Kernelements durch Teilen der
Herstellungsform.
-
In der 6a ist
eine schematische Schnittansicht durch ein Kernelement 1 dargestellt.
Das Kernelement 1 weist einen Kernhalter 2 auf,
welcher als Biegeprofil 30 ausgebildet ist, das einen Innenkern 22 bzw.
Hängeträger 18 mit
einem Querträger 17 bildet.
Ein Außenkern 24 aus
Kunststoff umgibt den Innenkern 22 und einen Teil des Querträgers 17. Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsvariante
ist es vorgesehen, den Innenkern mit einem leichten Material, beispielsweise
PU-Schaum, auszuschäumen
und so ein Eindringen des für
den Außenkern
vorgesehenen Kunststoffs durch Spalte oder Öffnungen zu verhindern.
-
Die 6b zeigt
in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen Zuschnitt 31 zur
Herstellung eines Kernhalters 2. Aus einem Abschnitt I erfolgt
durch Biegen an Biegekanten 32 die Herstellung eines Querträgers 17.
Aus Abschnitten II und III werden durch Biegen an Biegekanten 33 Innenkerne 22, 23 bzw.
Hängeträger 18 bzw. 19 hergestellt.
Bei einer entsprechenden Dimensionierung von Flügeln 34 und entsprechendem
Abkanten der Flügel 34 an Biegelinien 35 sind
geschlossene Innenkerne 22 bzw. 23 herstellbar.
-
Die Erfindung ist nicht auf dargestellte
oder beschriebene Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche.
Insbesondere ist es vorgesehen, den Kernhalter als Flachstahl oder als
Profil auszuführen.
-
- 1
- Kernelement
- 2
- Kernhalter
- 3
- Trägerplatte
- 3a,
3b
- Teilplatte
- 4
- Kernblech
- 5
- Kern
- 6
- Oberseite
von 1
- 7
- Form
- 8a–8d
- Formwand
- 9
- Formnest
- 10a,
10b
- Wanne
- 11
- Füllstoff
- 12
- oberer
Bereich von 5
- 13
- Einzug
an 5
- 14
- Freiraum
- 15
- Unterseite
von 7
- 16
- Tischblech
- 17
- Querträger
- 18–20
- Hängeträger
- 21
- Bohrung,
Durchbruch
- 22,
23
- Innenkern
- 24,
25
- Außenkern
- 26
- Klotz
- 27
- Innenkern
- 28
- Außenkern
- 29
- Hohlkörper
- 30
- Biegeprofil
- 31
- Zuschnitt
- 32,
33
- Biegekante
- 34
- Flügel
- 35
- Biegekante
- SI–SIV
- Schweißnaht
- K2
- Oberkante
von 2
- K4
- Oberkante
von 4
- t
- Tiefe
von 10a, 10b
- N
- Verdichtungsniveau
- S1–S6
- Schweißnaht
- H2
- Höhe von 2
- F
- Fußbereich
des Kerns