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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bausteins,
insbesondere eines Hohlblocksteines, der aus einem inneren und einem äußeren Steinteil
besteht, die durch Stege, welche sich jeweils nur über einen
Teilbereich der Höhe
des Bausteins erstrecken, in einer Form, wobei das Steinmaterial
von einer Ausgangshöhe
H1 durch einen Pressstempel auf eine fertige
Steinhöhe
H2 verdichtet wird. Die Erfindung betrifft
weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens und einen
nach dem Verfahren hergestellten Baustein.
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Ein
Baustein der eingangs erwähnten
Art, nämlich
ein Hohlblockstein aus Betonmaterial, im allgemeinen Leichtbeton,
mit einer isolierenden Zwischenschicht zwischen dem inneren Steinteil
und dem äußeren Steinteil
ist z.B. aus der
DE
27 06 714 C2 , der
DE
24 40 466 und der
DE
32 12 582 A1 bekannt.
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Durch
die Aufteilung des Bausteins in einen inneren und einen äußeren Steinteil,
die lediglich durch Stege, im allgemeinen zwei Stege, die jeweils auf
Abstand von den Steinaußenseiten
angeordnet sind und die sich nur über einen Teilbereich der Steinhöhe erstrecken,
erhält
man einen Baustein mit einer hohen Dämmwirkung. Dies ist insbesondere
darauf zurückzuführen, dass
in den Zwischenraum zwischen den beiden Steinteilen eine isolierende
Zwischenschicht eingebracht wird. Nachteilig dabei ist jedoch, dass
die Stege eine unvermeidliche Kältebrücke darstellen
und somit die Dämmwirkung
beeinträchtigen.
Aus diesem Grunde versucht man, die Höhe und/oder die Breite bzw.
Dicke der Stege, d.h. deren Querschnitt, so weit wie möglich zu
reduzieren. Aus Stabilitätsgründen sind
jedoch hier Grenzen gesetzt, damit es beim Transport und bei der
Handhabung des Bausteins nicht zu Steinbrüchen kommt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Baustein
der eingangs erwähnten
Art den Querschnitt der Stege so zu optimieren, dass er einerseits
den Anforderungen an die Festigkeit genügt, andererseits jedoch der
Querschnitt so gering Wie möglich
gehalten wird, damit die unvermeidlichen Kältebrücken möglichst gering sind und sich
damit die Wärmedämmwirkung
des Bausteins insgesamt verbessert.
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Eine
Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist in Anspruch 5 und ein erfindungsgemäßer Baustein
ist in Anspruch 10 beschrieben.
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Die
Herstellung eines Bausteins erfolgt normalerweise in einer Form
in umgekehrter Lage, wie er später
verwendet wird. Die Form entspricht in üblicher Weise der Negativform
des herzustellenden Bausteins, wobei Betonmaterial in die Form eingefüllt wird
und anschließend
ein Pressstempel von oben beginnend von einer Ausgangshöhe H1 eine Verdichtung bis auf eine fertige Steinhöhe H2 vornimmt. Im Bereich der Stege, die sich
nur über
einen Teilbereich der Steinhöhe
erstrecken, ragen Verdichtungsglieder aus dem Pressstempel heraus,
die dafür
sorgen, dass das Betonmaterial im Bereich der Stege weiter nach
unten gedrückt
wird und sich somit die Stege nach Abschluss des Verdichtungsvorgangs
nur über einen
Teilbereich der Höhe
erstecken. Bei dem Verdichtungsvorgang mit den Verdichtungsgliedern könnte zwar
versucht werden, ein höheres
Verdichtungsverhältnis
im Bereich der Stege durch entsprechend längere Verdichtungsglieder,
die das Betonmaterial im Stegbereich noch stärker nach unten drücken und
damit die Steghöhe
noch mehr reduzieren, im Vergleich zu dem übrigen Steinbereich zu erzielen,
aber aufgrund der Form der Stege und eines maximal möglichen
Verdichtungsweges sind dem Grenzen gesetzt. Bei einer Erhöhung des
Verdichtungsdruckes würden
einerseits im Bereich direkt unter den Verdichtungsgliedern die
Press drücke
so stark ansteigen, dass es zu Beschädigungen und zum Zerstören der
Körner
im Beton kommen würde,
andererseits würde
gleichzeitig jedoch im unteren Bereich des zu formenden Steges noch
loses Betonmaterial vorliegen.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird diese Problematik vermieden. Dadurch, dass der Verdichtungsquerschnitt
im Verdichtungsbereich über
den Stegen und damit auch der Querschnitt der Verdichtungsglieder
kleiner ist als im Bereich der Stege, muss während des Verdichtungsvorgangs
von der Ausgangshöhe
H1 zur fertigen Steinhöhe H2 nicht so
viel Betonmaterial verdrängt
werden. Das während
des Verdichtungsvorganges verdrängte
Material aus dem Bereich über
den Stegen lässt
sich leichter in den zu verdichtenden Stegbereich verteilen. Auf diese
Weise kommt es gleichzeitig auch zu einer gleichmäßigeren
Verdichtung im Stegbereich.
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Erfindungsgemäß erhält man je
nach Wahl der unterschiedlichen Querschnittsverhältnisse zwischen dem Be reich über den
Stegen und damit dem Querschnitt der Verdichtungsglieder und der
Stegbreite die Möglichkeit,
verschiedene Verdichtungsverhältnisse
zu schaffen, die unterschiedlich von dem Verdichtungsverhältnis im übrigen Steinbereich
gewählt
werden können.
Damit lassen sich insbesondere wesentlich höhere Steindichten im Stegbereich
erzeugen, die damit eine deutlich verbesserte Festigkeit für die Stege
ergeben. Dies bedeutet, man kann den Querschnitt und/oder die Höhe der Stege
entsprechend reduzieren und damit die gesamte Wärmedämmwirkung des Bausteins deutlich
verbessern.
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Bei
einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens können
die unterschiedlichen Querschnitte in dem Verdichtungsbereich über den
Stegen und im Stegbereich selbst in vorteilhafter Weise dadurch erreicht
werden, dass man die Breite der Form des Steines im Bereich der
Stege und über
den Stegen entsprechend unterschiedlich ausbildet, wobei der Querschnitt
der Verdichtungsglieder entsprechend anzupassen ist. In der Praxis
hat man hierzu in vorteilhafter Weise herausge funden, dass dies
durch Verengungsleisten erreicht werden kann, die entsprechend in
die Form eingeschoben werden und seitlich damit die Breite des Bereiches
der Form über den
Stegen entsprechend reduzieren.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und
aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
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Es
zeigt;
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1 einen
Querschnitt durch eine Vorrichtung bzw. Form mit einem herzustellenden
Hohlblockstein als Baustein nach der Linie I-I in der 2;
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2 einen
Längsschnitt
durch die Vorrichtung bzw. Form nach der 1 in einem
Schnitt nach der Linie II-II;
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3 einen
horizontalen Querschnitt gemäß Linie
III-III nach der 4 durch einen fertigen Baustein;
und
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4 einen
Längsschnitt
nach der Linie IV-IV in der 3.
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Die
Herstellung eines Bausteins 2, z.B. eines Hohlblocksteines,
erfolgt in üblicher
Weise in einer Vorrichtung bzw. Form 1, die die Negativform
des herzustellenden Bausteins 2 – gegebenenfalls mit Kernen – darstellt.
In dem Ausführungsbeispiel
ist ein Hohlblockstein mit einem äußeren Steinteil 2a und
einem inneren Steinteil 2b dargestellt. Die Verbindung zwischen
den beiden Steinteilen 2a und 2b erfolgt durch
zwei Stege 3, die sich in senkrechter Richtung über einen
Teilbereich der Höhe
des Steines 2 erstrecken und die auf Abstand von den seitlichen
Stoßseiten
des Steines 2 angeordnet sind.
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Selbstverständlich ist
die in dem Ausführungsbeispiel
dargestellte Form des Hohlblocksteines nur als ein mögliches
Beispiel anzusehen. Grundsätzlich
sind die verschiedensten Formen und Ausgestaltungen eines Bausteins
möglich.
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Zur
Herstellung des Bausteins 2 wird entsprechend Betonmaterial
in die Form 1 eingefüllt. Aus
der 2 ist ersichtlich, dass sich die Form 1 bis zu
einer Höhe
H1 erstreckt, während die fertige Steinhöhe H2 beträgt.
Bei einer im allgemeinen üblichen Steinhöhe von ca.
250 mm kann die Ausgangshöhe H1 z.B. 315 mm betragen. Die Verdichtung des
Betonmaterials H1 auf H2 erfolgt
durch einen Stempel 4 in bekannter Weise. Der Stempel 4 weist
auf seiner zu dem herzustellenden Baustein 2 gerichteten
Seite zwei Verdichtungsglieder in Form von Verdichtungsleisten 5 auf.
Die Verdichtungsglieder 5 besitzen eine Breite, die der
Stegbreite zwischen den beiden Steinteilen 2a und 2b entspricht.
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Bei
den Verdichtungsgliedern 5 nach dem Stand der Technik entspricht
der Querschnitt, d.h. die Dicke und die Breite, der Dicke D und
der Breite der Stege 3. Wird zur Verdichtung des Betonmaterials der
Stempel 4 mit den Verdichtungsgliedern 5 für die Stegbereiche
entsprechend in Pfeilrichtung nach unten bewegt, so dringen die
Verdichtungsglieder 5 in eine Formführung 6 in der Form 1 von
oben her ein. Dabei erfolgt die Verdichtung des Betonmaterials, welches
sich in dem Bereich über
den Stegen 3 und den Stegen 3 befindet. Je nach
der Länge
L der Verdichtungsleisten 5 erfolgt eine Verdichtung in
dem Stegbereich bis auf eine gewünschte
Steghöhe
H3.
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Aufgrund
eines maximal möglichen
Verdichtungsweges ist die Länge
L und damit die Höhe
H3 für die
Stege 3 nach unten begrenzt. Der Grund dafür liegt
darin, dass in dem Bereich in der Führung 6 sehr viel
Material nach unten geschoben und verdichtet werden muss. Dies ist
jedoch nur innerhalb eines begrenzten Umfangs möglich, denn zum einen wird
der Verdichtungsdruck unmittelbar unter den Verdichtungsleisten 5 so
hoch, dass es zu Beschädigungen der
Körner
kommen kann, zum anderen hat jedoch dabei im unteren Bereich der
Stege noch keine ausreichende Verdichtung stattgefunden. Dies bedeutet beim
Stand der Technik, dass eine Steghöhe H3 bei ei nem
vorgegebenen Querschnitt bzw. Volumen in der Führung 6 nicht unterschritten
werden konnte. Daraus resultierend ergab sich aufgrund einer nicht unterschreitbaren
Steghöhe
eine unvermeidliche Kältebrücke durch
die Stege 3 hindurch von dem inneren Steinteil 2b zu
dem äußeren Steinteil 2a.
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Dieses
Problem wird nun dadurch gelöst, dass
die Führung 6 in
der Form 1 im Bereich über
den Stegen 3 eine geringere Breite B aufweist als die Dicke
D der Stege, wodurch sich ein Absatz 7 in der Führung 6 an
der Oberkante der Stege 3 ergibt. Dieser Absatz 7 wird
durch seitlich in die Form 1 in die Führung 6 eingesetzte
Verengungsglieder, z.B. Verengungsleisten 8 erreicht, die
die Funktion einer Füllbremse übernehmen.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, liegt damit
eine geringere Breite B und daraus resultierend ein geringeres Volumen
in dem Bereich der Führung 6 über den
Stegen 3 vor, im Vergleich zu dem Bereich der Führung 6
im Bereich der Stege 3. Wird nun die Verdichtung durch
den Stempel 4 vorgenommen (siehe gestrichelte Darstellung
in der 2), so muss nicht mehr so viel Betonmaterial vom
oberen Bereich der Führung 6 nach
unten verschoben werden. Dies wirkt sich dergestalt positiv auf den
Verdichtungsvorgang aus, dass die Höhe H3 niedriger
bzw. die Länge
L der Verdichtungsglieder 5 und damit der Verdichtungsweg
größer gewählt werden
kann. Auf diese Weise werden die Stege 3 in ihrer Höhe H3 niedriger. Das Gesamtvolumen der Stege 3 reduziert
sich entsprechend und die Kältebrücke wird
kleiner.
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Je
nach Dicke der seitlichen Verengungsleisten 8 lässt sich
der Querschnitt bzw. die Breite B der Führung und auch die Höhe H3 entsprechend so optimieren, dass die bestmöglichen
Wärmedämmungsverhältnisse
eingehalten werden können.
Maßgebend
hierfür
ist das gesamte Volumen der Stege 3, das aus deren Querschnitt
und deren Höhe
H3 resultiert. Gleichzeitig lässt sich
durch die Verengungsleisten 8 die Verdichtung derart verstärken, dass
im Bereich der Stege 3 ein höheres Verdichtungsverhältnis vorliegt
als in den übrigen
Steinbereichen. Dies bedeutet, die Stabilität bzw. Steifigkeit in den Stegen 3 ist
im Vergleich zum Stand der Technik deutlich besser, wodurch wiederum
eine geringere Steghöhe H3 und/oder Stegquerschnitt zur Reduzierung
einer unvermeidlichen Kältebrücke erreicht
werden kann.
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In
der Praxis hat sich herausgestellt, dass im Vergleich zum Stand
der Technik mit einer unteren Steghöhe H3 mit
140 bis 160 mm bei einer Steinhöhe H2 von 250 mm nunmehr eine reduzierte Steghöhe H3 von z.B. 120 bis 140 mm erreicht werden
kann. Dies führt
zu einem deutlich geringeren Wärmeverlust.
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Die
Dicke der beiden Verengungsleisten 8 kann zusammengenommen
zwischen 5 und 10 mm bei einer Stegdicke D von z.B. 30 mm betragen;
womit die Breite B in der Führung 6 über den
Stegen 3 zwischen 20 und 25 mm beträgt. Die vorstehend genannten
Werte sind jedoch nur beispielsweise anzusehen.
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Während das
Verdichtungsverhältnis
im übrigen
Steinbereich im allgemeinen bei ca. 0,8 liegt, kann das Verdichtungsverhältnis in
den beiden Stegen 3 < 0,7
gewählt
werden. Bevorzugte Werte liegen dabei zwischen 0,45 und 0,6. Im
Bedarfsfall kann die Steinrohdichte im Bereich der Stege 3 erhöht werden.
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Die
Breite der Stege 3 zwischen den beiden Steinteilen 2a und 2b kann
zwischen 80 und 100 mm, vorzugsweise 90 mm, betragen.
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In
den 3 und 4 ist ein nach dem vorstehend
beschriebenen Verfahren hergestellter Baustein 2 im Fertigzustand
dargestellt. Die Herstellung des Bausteins 2 gemäß 1 und 2 in
der Form 1 erfolgte in umgekehrter Weise, wie dieser später vermauert
wird, wie dies aus der 4 ersichtlich ist.
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In üblicher
Weise wird der Zwischenraum zwischen dem inneren Steinteil 2b und
dem äußeren Steinteil 2a durch
eine Wärmeisolierungsschicht,
z.B. einer Platte aus Polystyrol 9, ausgefüllt. Aufgrund
der Stege 3 besitzt die Platte 9 entsprechende
Aussparungen und weist annähernd
die Form eines Kammes auf.
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An
den beiden seitlichen Stoßseiten 10 des Bausteins 2 ragt
die Polystyrolplatte 9 jeweils etwas über die Steinaußenseiten
hinaus (siehe 3). In diesen Endbereichen der
Polystyrolplatte 9 sind jeweils zwei auf Abstand voneinander
angeordnete Schlitze 11 eingebracht. Die Schlitze 11 besitzen
eine derartige Breite und Länge,
dass sich die Polystyrolplatte 9 in diesem Bereich elastisch
zusammendrücken
lässt.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass beim seitlichen
Aneinanderfügen
von Bausteinen 2 bei Herstellung einer Mauer Toleranz- und
Verlegeungenauigkeiten ausgeglichen werden, so dass sich über die
Wandbreite gesehen eine geschlossene Isolierungsschicht ergibt.
Die Schlitze 11 erstrecken sich über die gesamte Höhe der Polystyrolplatte 9.
Anstelle von Schlitzen können
im Bedarfsfalle auch Bohrungen oder Einschnitte vorgesehen sein.
Maßgebend
ist lediglich, dass sich in diesem seitlichen Bereich eine entsprechende
Elastizität zum
Zusammendrücken
der Polystyrolplatte 9 ergibt.
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Aus
den 3 und 4 ist auch ersichtlich, dass
die Stege 3 sowohl auf beiden Seiten als auch nach unten in
Richtung des freien Zwischenraums, den die Polystyrolplatte 9 ausfüllt, mit
starken bzw. großen
Abrundungen 12 (zur Seite) und 13 (nach unten)
versehen sind. Die Abrundungen können
eine Größenordnung
von 20 bis 40 mm, vorzugsweise 30 mm, aufweisen. Die starken Abrundungen 12, 13 bieten
eine weitere Sicherheit gegenüber
Brüchen
im Stegbereich bzw. an den Übergängen zum
inneren Steinteil 2b und äußeren Steinteil 2a.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
lässt sich selbstverständlich nicht
nur zur Herstellung eines Bausteins aus einem Betonmaterial, sondern
auch aus anderen Baumaterialien verwenden.