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Die
Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung von Betonformsteinen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Formkern
für eine solche Form und ein Verfahren zur Herstellung eines
Formkerns.
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Formkernanordnungen
sind insbesondere von Bedeutung zur Herstellung von Hohlräumen
in Betonformkörpern. Wenigstens ein Formkern ist an wenigstens
einem typischerweise leistenförmigen Kernhalter innerhalb
eines Formnests in definierter Position gehalten. Der Kernhalter überspannt
die obere Öffnung des Formnests und ist typischerweise durch
Aussparungen in den Formnestwänden hindurchgeführt.
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Aus
der
DE 10 2004
005 045 A1 ist eine Formkernanordnung bekannt, bei welcher
die Kernhalterleisten in Form eines Hängeträgers
als Innenkern nach unten fortgesetzt ist. Der Hängeträger kann
auch durch einen hohlen Blechkörper als Fortsetzung einer
durch ein gefaltetes Blech gebildeten Kernhalterleiste gegeben sein
und einen hohlen Blechkern als Innenkern bilden. Ein Außenkern
aus Kunststoff ist an den Innenkern angegossen und bildet die dem
Betongemenge in dem Formnest zugewandte Außenfläche
des Kerns.
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Die
EP 0 182 619 A2 zeigt
einen an eine Kernhalterleiste gehaltenen Formkern aus elastisch verformbaren
Kunststoff, welcher einen nach unten offenen Hohlraum und einen
Kegelkörper aufweist, wobei beim Aufsetzen der Form auf
eine Unterlage der Kegelkörper den Kunststoffkörper
unten elastisch aufweitet und die Aufweitung beim Abheben der Form
von der Unterlage wieder zurückgeht.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form zur
Herstellung von Betonformsteinen mit einer vorteilhaften Formkernanordnung und
einen Formkern für eine solche Form sowie ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Formkerns anzugeben. Erfindungsgemäße
Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen
beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einer
ersten besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist der Innenkern
des Formkerns durch einen Füllkörper aus einem
Füllmaterial gebildet, welches ein geringeres spezifisches
Gewicht besitzt als das zumindest einen Teil der dem Formnest zu
weisenden Außenfläche des Formkerns bildenden
Kern-Kunststoffmaterial. Das Füllmaterial besteht in bevorzugter
Ausführung aus einem Kunststoff-Hartschaum, wobei der Füllkörper
vorzugsweise durch einen vorzugsweise massiv und materialhomogen
aus dem Füllmaterial bestehenden Körper gebildet
ist. Das Hartschaummaterial gewährleistet sowohl bei der
Herstellung des Außenkerns aus einen sich aus einer flüssigen
Phase verfestigenden Kunststoffmaterial eine hinreichende Stabilität,
um Formkerne mit reproduzierbarem Aufbau zu erreichen. Durch das
in der Regel sehr geringe spezifische Gewicht von Kunststoff-Hartschaum,
beispielsweise geschäumtem Polystyrol, von weniger als
0,5 g/cm3 bei gleichzeitig guter Formstabilität
ergibt sich ein Kunststoffkörper, bei welchem sich das
Gesamtgewicht gegenüber einem im wesentlichen materialhomogen
massiven Kunststoffkern oder einem Innenkern aus Metall wesentlich
verringert, was die dynamische Belastung des Kernhalters im Rüttelbetrieb bei
der Herstellung von Betonformsteinen erheblich vermindert.
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Der
Füllkörper ist vorteilhafterweise über Verbindungsstrukturen
mit der Kernhalteranordnung verbunden und insbesondere bei der Herstellung
des Kunststoff-Außenkerns in einer hierfür eingesetzten Gießform über
den Kernhalter oder einen diesen beim Gießvorgang ersetzenden
Aussparungskörper und über die Verbindungsanordnung
in definierter Position innerhalb der Gießform gehalten.
Die Verbindungsstrukturen werden vorteilhafterweise bei der Herstellung
des Kunststoff-Außenkerns in dessen Kunststoffmaterial
eingebettet und verbleiben dauerhaft in dem Kunststoffkern.
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Die
Verbindungsstrukturen enthalten in vorteilhafter Ausführung
Halteelemente, welche seitlich von einer Kernhalterleiste im wesentlichen
horizontal weg führen und an der Kernhalterleiste befestigt
sind. Die Verbindungsstrukturen sind vorteilhafterweise von diesen
Halteelementen nach unten fortgesetzt und können insbesondere
einen unterhalb der Kernhalteranordnung und quer zu deren Längsrichtung verlaufenden
Abschnitt enthalten.
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In
vorteilhafter Ausführungsform können Befestigungselemente
um den Füllkörper herum oder durch diesen hindurch
geführt sein, über welche der Füllkörper
an den Verbindungsstrukturen gehalten ist. In einer zweiten erfindungsgemäßen
Alternative ist der Kunststoffkörper des Formkerns aus
wenigstens zwei entlang wenigstens einer Berührungsfläche
zusammengefügten Teilkernen aufgebaut, wobei wenigstens
einer dieser Teilkerne eine der Außenseite des Kunststoffkerns
abgewandte Aussparung als Vertiefung gegenüber der Berührungsfläche
besitzt. Beim Zusammenfügen wird die Aussparung durch den
anderen Teilkern zu einem geschlossenen Hohlraum abgeschlossen.
Vorzugsweise weist jeder der beiden Teilkerne wenigstens eine Aussparung
gegen die Berührungsfläche auf und die Aussparungen
beider Teile ergänzen sich beim Zusammenfügen
der Teilkerne zu einem größeren Hohlraum.
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In
einer ersten Ausführung bilden zwei Teilkerne einander
seitlich gegenüber stehende Seitenteile, welche vorzugsweise
im wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich
einer vertikalen Mittelebene ausgebildet sind. Die Mittelebene verläuft
vorzugsweise parallel zur Richtung der Kernhalterleiste und durch
diese. In anderer geometrischer Ausführung ist der Formkern
in vertikaler Richtung unterteilt und enthält wenigstens
ein Oberteil als Deckelteil und ein Unterteil als Bodenteil, zwischen
welche auch noch ein oder mehrere Mittelteile eingefügt sein
können. Das Deckelteil ist dabei vorteilhafterweise an
der Kernhalteranordnung befestigt. Der Formkern kann auch in mehr
als zwei Teilkerne unterteilt sein, insbesondere in einer Kombination
aus zwei seitlich beabstandeten Teilkernen und wenigstens einen
oberhalb oder unterhalb dieser beiden Teilkörper an diese
anschließenden weiteren Teilkörper. Deckelteil
oder Bodenteil können in sich aus wenigstens zwei sich
seitlich gegenüber stehenden Teildeckeln bzw. Teilböden
als Teilkernen bestehen. Vorteilhafterweise kann das Deckelteil
aus einem anderen Kunststoffmaterial bestehen als ein oder mehrere weitere
Teilkerne, insbesondere an der Außenseite der jeweiligen
Teilkerne. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial des Deckelteils
auf den Kontakt mit den Druckplatten, das Kunststoffmaterial der
weiteren Teilkerne auf den Kontakt mit dem Betongemenge besonders
abgestimmt sein, insbesondere hinsichtlich der Verschleißfestigkeit
des Kunststoffmaterials. Es könne auch qualitativ und preislich
unterschiedliche Kunststoffmaterialien eingesetzt werden. Unterschiedliche
Materialien können auch durch unterschiedliche Zusammensetzungen
von Kunststoffen derselben Art, insbesondere Polyurethane, gegeben
sein.
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Die
Teilkerne sind vorteilhafterweise miteinander verschweißt,
verklebt oder verschraubt. Die Teilkerne weisen vorteilhafterweise
an der Berührungsfläche zueinander komplementäre
Zentrierstrukturen als Vorsprünge und Vertiefungen gegen die
Berührungsfläche auf. Zusätzlich oder
vorzugsweise in Doppelfunktion der Zentrierstrukturen können
Sicherungsstrukturen vorhanden sein, welche vorzugsweise an Berührungsflächen
zwischen Teilkernen ausgebildet sind und die Position der Teilkerne
in der zusammengefügten Stellung sichern, zu mindest bis
zur Verfestigung einer Klebeverbindung entlang einer Berührungsfläche.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel
mit Schaumstoff-Füllkörper,
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2 eine
Variante zu 1,
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3 einen vertikal unterteilten Formkern mit
Hohlräumen,
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4 einen Formkern aus zwei Seitenteilen mit
Hohlräumen,
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5 eine
Variante zu 4,
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6 eine Variante zu 2 für
hohe Kerne,
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7 einen Formkern aus mehr als zwei Teilkernen.
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In 1A bis 1D ist
eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Füllkörper
FK dargestellt.
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1A zeigt
eine Schrägansicht eines Einsatzes für eine Gießform,
in welcher ein Kern aus Kunststoffmaterial gegossen wird. Der Einsatz
besteht aus einer Verbindungsanordnung VA1, welche an einer Kernhalterleiste
KH1 oder, insbesondere für die Phase der Herstellung des
Kunststoff-Formkerns an einem die Kernhalterleiste KH1 ersetzenden
Aussparungskörper AK1 gehalten ist. Die Verbindungsanordnung
VA1 besteht im skizzierten vorteilhaften Beispiel aus zwei Montagebügeln
MB, welche in sich zwei Halteelemente H11 und H12 und einen diese verbindenden
Brückenabschnitt BR enthalten. Die Halteelemente H11 und
H12 schließen die Kernhalterleiste KH1 bzw. bei der Herstellung
des Kunststoffkerns den leistenförmigen Aussparungskörper
AK1 zwischen sich ein. Vorteilhafterweise sind die Halteelemente
H11 und H12 über Schrauben PS1 oder, während der
Herstellung des Kunststoffkörpers des Formkerns, über
Ersatzelemente AS1 gegen die Kernhalterleiste KH1 bzw. den Aussparungskörper AK1
verspannbar. Der Aussparungskörper AK1 als Statthalter
anstelle der Kernhalterleiste während der Herstellung des
Kunststoffkörpers des Formkerns ist vorteilhafterweise
in der Gießform einfacher handhabbar und insbesondere auf
einzelne Formkerne wiederholt verwendbar, wogegen die Kernhalterleiste KH1
typischerweise sich über mehrere Formnester erstreckt und
mehrere Formkerne trägt.
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Durch
den Brückenabschnitt BR sind vorteilhafterweise die Halteelemente
H12, H11 in jeweils einem Montagebügel MB einheitlich handhabbar.
An wenigstens einem der Brückenabschnitte BR ist ein weiteres
Verbindungselement GS befestigt, welches von dem Brückenabschnitt
BR nach unten ragt. Dieses Verbindungselement dient zur Befestigung
eines Füllkörpers FK, welcher vorzugsweise aus
einem Kunststoff-Hartschaum bestehen kann. Vorzugsweise sind Verbindungselemente
GS von den Brückenabschnitten beider Montagebügel
nach unten ragend vorgesehen, wobei in 1A das
zweite Verbindungselement durch den im Vordergrund stehenden Montagebügel
verdeckt ist. Durch die Verwendung von zwei Verbindungselementen
GS ergibt sich eine stabile Ausrichtung des Füllkörpers
FK in der Gießform für den Kunststoffkörper
des Formkerns.
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1B zeigt
einen fertigen Formkern, in welchem der in 1A skizzierte
Einsatz eingeschlossen ist. Die äußere Gestalt
des Formkerns weist von einer nach oben weisenden Deckfläche
DE1 nach unten führend einen ersten oberen Abschnitt TO1 auf,
dessen Seitenflächen im wesentlichen parallel zu der Vertikalrichtung
z eines mit eingezeichneten xyz-Koordinatensystems verläuft.
Die Kernhalterleiste KH1, welche in eine durch den Aussparungskörper AK1
im Formkern gebildete Aussparung KA1 eingesetzt wird, verläuft
mit ihrer Längsrichtung in x-Richtung des Koordinatensystems.
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An
den oberen Abschnitt TO1 des Formkerns schließt sich ein
unterer Abschnitt TU1 an, welcher in an sich bekannter Art sich
nach unten konisch verjüngt, um eine Entformung des in
einem Formnest einer Form verdichteten Betonformsteins zu erleichtern.
Am unteren Ende verjüngt sich der Formkörper stark
und mit Ausnahme eines Fortsatzes KF1 endet der Kunststoffkörper
des Formkerns K1 im in der Form montierten Zustand von der unteren
Begrenzungsebene der Form vertikal beabstandet. Der Fortsatz KF1
an der Unterseite des Formkerns reicht in montiertem Zustand des
Formkerns in der Form vorteilhafterweise im wesentlichen bis zur
unteren Begrenzungsebene UE (1C) der
Form und hinterläßt im fertigen Betonformstein
einen durch dessen Boden durchführenden Abfluß.
Ein solcher Formkern ist beispielsweise vorteilhaft bei der Herstellung
von Pflanztrögen oder dergleichen als Betonformstein, bei
welchen ein im wesentlichen geschlossener Boden mit einer Entwässerungsöffnung
gewünscht ist.
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Die
Außenfläche des Formkerns ist im wesentlichen
vollständig durch die Kunststoffaußenfläche
des Kunststoffkörpers KK1 gebildet. Eine Ausnahme bilden
in dem gewählten Beispiel seitlich und nach oben weisende
Flächen der Montagebügel, die hier bis zur Deckfläche
DE1 und in y-Richtung bis zur seitlichen Außenfläche
des oberen Abschnitts TO1 des Formkerns reichen. Die vor zugsweise
aus Metall bestehenden Montagebügel können auf
diese Weise mit ihren in y-Richtung bis zur Außenfläche
des oberen Abschnitts TO1 des Formkerns reichenden Flächen
eine verschleißfeste Führung für die
typischerweise aus gehärtetem Metall bestehenden Druckplatten
bilden, welche den Formkern umgebend bei der Verdichtung des Betongemenges
in dem Formnest in die obere Öffnung des Formnests eingesenkt werden.
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In 1B sind
noch in Einbaulage Passschrauben PS1 als Befestigungselemente dargestellt,
welche bei in die Aussparung KA1 eingesetzter Kernhalterleiste KH1
durch die Bohrungen KB1 der Halteelemente H11 der Montagebügel
MB, durch die mit diesen Bohrungen KB1 fluchtenden Bohrungen HB1
in der Kernhalterleiste und weiter in Bohrungen der zweiten Halteelemente
H12 eingeführt werden und mit Gewinden GE in Gegengewinde
GG der zweiten Halteelemente H12 eingesetzt und verschraubt werden,
wobei sich der Schraubenkopf an eine Anlagefläche in den
ersten Halteelemente H11 anlegt und die ersten und zweiten Halteelemente quer
zur Kernhalterleiste gegen diese verspannt. Ein eventuell zwischen
der Kernhalterleiste KH1 und der Aussparung KA1 in y-Richtung bestehender
Spalt wird dabei durch die Elastizität der Brücken
BR der Montagebügel und die Nachgiebigkeit des Kunststoffmaterials
des Kunststoffkörpers KK1 des Formkerns überwunden
und die Halteelemente H11, H12 liegen vorteilhafterweise fest gegen
die Kernhalterleiste verspannt an deren Seitenflächen an.
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Die
Bohrungen HB1 in der Kernhalterleiste sind vorteilhafterweise im
Bereich der bezüglich vertikaler Durchbiegung neutralen
Faser NF der Kernhalterleiste angeordnet.
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1C zeigt
einen Schnitt durch den an der Kernhalterleiste montierten Formkern
nach 2 mit einer y-z-Schnittebene durch einen Montagebügel. Gut erkennbar
ist, dass der Füllkörper FK von den Außenflächen
des unteren Abschnitts TO1 des Kunststoffkörpers KK1 beabstandet
und allseitig von Kunststoffmaterial des Kunststoffkörpers
KK1 umgeben und fest in dieses eingebettet ist. Das Kunststoffmaterial
des Kunststoffkörpers KK1 durchsetzt auch Durchbrüche
BD in den Montagebügeln und einen Freiraum FR zwischen
den Halteelemente H11 bzw. H12 und dem Brückenabschnitt
BR der Montagebügel. Die Passschrauben PS1 bilden vorteilhafterweise
sowohl in den ersten Halteelementen als auch in den zweiten Halteelementen
Passungen PG1, PG2 und zusätzlich eine weitere Passung
PSK mit den Bohrungen HB1 in der Kernhalterleiste KH1.
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1D zeigt
einen Schnitt durch den Formkern nach 1B in
einer x-z-Ebene durch die Aussparung KA1 und die Verbindungselemente
GS und zeigt insbesondere die Verbindung des Füllkörpers FK1 über
die weiteren Verbindungselemente GS mit den Brückenabschnitten
BR der Montagebügel MB.
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2 zeigt
eine zu 1 insoweit ähnliche Anordnung,
als wiederum ein Füllkörper FK2 über eine
Verbindungsanordnung mit einer Kernhalterleiste KH2 verbunden ist.
Der Füllkörper FK2 ist in einen mit unterbrochener
Linie KK2 angedeuteten Kunststoffkörper eines Formkerns
K2 eingebettet und von dem Kunststoffmaterial allseitig umschlossen.
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Die
Verbindungsanordnung enthält in dem Ausführungsbeispiel
nach 2 Passhülsen P21, P22 als erste und zweite
Halteelemente, an welchen Winkelelemente W21 bzw. W22 befestigt
sind. Hierfür kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
in den Winkelelementen W21, W22 in deren aufrechten Schenkeln Durchbrüche
vorgesehen sind, welche auf die Passstücke P21, P22 und/oder
in Längsrichtung der Schrauben PS2 anschließende
Distanzstücke DS2 oder Scheiben S2 mit Muttern HM abgestimmt
sind und beim Anziehen der Schrauben PS2 oder Ersatzelementen AS2
bei der Herstellung des Kunststoffkörpers in definierter
Lage fest eingespannt sind. Die Winkelelemente weisen vorteilhafterweise
von den weg vertikalen Schenkeln abgewinkelt abgehende horizontale
Schenkel, wobei vorteilhafterweise wenigstens eines der Winkelelemente, im
skizzierten Fall das Winkelelement W21, mit seinem horizontalen
Schenkel unter der Kernhalterleiste KH2 hindurchgeführt
ist. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement GS an diesem
horizontalen Schenkel befestigt. Details der Verbindungsanordnung
sind aber mit üblichem fachmännischem Wissen abänderbar.
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Im
in 1 und 2 skizzierten
Beispiel ist der Kunststoffkörper mit den Verbindungselementen GS
verschraubt. Eine solche Verschraubung in einem Kunststoff-Hartschaum
ist typischerweise nicht mit hohen Kräften belastbar, was
aber unerheblich ist, da die Befestigung des Füllkörpers
FK bzw. FK2 über die Verbindungselemente GS nur dazu dient, den
Füllkörper während der Herstellung des
Kunststoffkörpers KK1 bzw. KK2 bis zur Verfestigung des Kunststoffmaterials
in definierter Position innerhalb der Gießform zu halten.
Nach Verfestigung des Kunststoffmaterials ist der Füllkörper
innerhalb des Kunststoffmaterials gehalten und in diesem fixiert.
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Bei
einem in 3A bis 3H dargestellten
Ausführungsbeispiel ist ein Formkern K3 besonders großen
Volumens angenommen, zu welchem ein Formnest einer Form zur Herstellung
eines Betonformkörpers mit zwei parallelen Kernhalterleisten KH31,
KH32 überspannt ist und der Formkern K3 an beiden Kernhalterleisten
befestigt ist. Zur Befestigung seien in diesem Beispiel in Längsrichtung
x der Kernhalterleisten KH31, KH32 drei Befestigungspositionen mit
diskreten Befestigungselementen vorgesehen, welche beispielsweise
wiederum als Passschrauben PS31 in Längsrichtung außen
liegend und PS32 in Längsrichtung in einer mittleren Position
liegend ausgeführt sein können. Der Formkern K3
ist als zweiteiliger Körper mit einem Oberteil OT3 und
einem Unterteil UT3 zusammengefügt, wobei die beiden Teile
OT3 und UT3 vorzugsweise jeweils aus Kunststoff bestehen und als
Kunststoff-Gusskörper ausgeführt sind und durch
Verschweißen oder vorzugsweise durch Verkleben miteinander
verbunden sind. Oberteil OT und Unterteil UT sind vorteilhafterweise
als Hohlkörper mit einander in vertikaler Richtung zugewandten Öffnungen
ausgeführt und hierdurch besonders vorteilhaft als Gusskörper
herstellbar. Wie aus der Zusammenbauzeichnung nach 3B entnehmbar
ist, kann zwischen Oberteil OT3 und Unterteil UT3 noch ein Zwischenteil
ZT3 eingefügt sein, mittels dessen insbesondere auch eine Queraussteifung
des Hohlkörpers erfolgen kann. In anderer, nicht dargestellter
Ausführung kann ein Mittelteil auch höher ausgeführt
sein und einen Teil der Außenfläche des Formkerns
bilden.
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In
der Zusammenbau-Darstellung nach 3B ist
eine Verbindungsanordnung VA3 mit mehreren diskreten Verbindungselementen
oberhalb des Oberteils OT3 dargestellt. Dies dient lediglich zur Veranschaulichung.
Die Verbindungsanordnung VA3 ist in den Kunststoff des Oberteils
OT3 in dessen oberem Bereich in Höhe der Aussparungen KA31, KA32
eingegossen.
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Die
in 3C vom Formkern isoliert dargestellte Verbindungsanordnung
VA3 enthält im skizzierten Beispiel mehrere in Längsrichtung
x der Kernhalterleisten KH31, KH32 bzw. der Aussparungen KH31, KH32
beabstandete Mittelteile MK3, welche in dem gegossenen Oberteil
OT3 zwischen den in y-Richtung beabstandeten Aussparungen KA31 und KA32
bis zu diesen hindurchführen. In Verlängerung dieser
Mittelteile sind von den Aussparungen KA31, KA32, in Richtung des
seitlichen Außenrandes des Oberteils OT3 weisend weitere
Körper RK31, RK32 angeordnet, welche bis zu den Aussparungen
KA31, KA32 reichen und durch diese von den Mittelteilen MK3 getrennt
sind. Bedingt durch die Kontur des Formkerns K3 bzw. dessen Oberteil
OT3 sind die randständigen Körper RK31, RK32 ungleich
lang.
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Mit
den Mittelteilen MK3 sind in Längsrichtung x verlaufende
Verankerungsleisten LL verbunden, beispielsweise verschraubt.
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In
den Mittelteilen MK3 und den randständigen Körpern
RK31, RK32 sind jeweils von den Aussparungen KA31 bzw. KA32 weg
führend Passungen nach Art der Passstücke in dem
Beispiel nach 2 ausgebildet, welche mit Passschrauben
PS31 und PS32 bzw. für das Gießen des Kunststoffs
des Oberteils OT3 mit die Passschrauben ersetzenden Aufnahmeschrauben
AS31 bzw. AS32 zusammenwirken. Für die Herstellung des
Oberteils durch Gießen eines Kunststoffes in eine Gießform
können vorteilhafterweise wiederum Aussparungskörper
als Statthalter für die Kernhalterleisten mit Bohrungen
zwischen die Mittelteile MK und die randständigen Körper
RK31, RK32 eingefügt und durch Aufnahmeschrauben AS31 bzw.
AS32 festgelegt werden. Gewinde sind jeweils von beiden Richtungen
in den Mittelteilen MK ausgebildet. Die derart mittels der Aufnahmeschrauben
mit der Verbindungsanordnung VA3 zu einem Einsatz zusammengefügten
leistenförmigen Aussparungskörper AK31, AK32 werden
in der Gießform für das Oberteil OT3 angeordnet
und durch Befüllen der Gießform mit Kunststoff
wird ein topfförmig nach unten offenes Oberteil OT3 gegossen.
Der obere Bereich dieses Oberteils OT3 bildet einen geschlossenen
Deckel DE, in welchem die Aussparungen KA31, KA32 ausgebildet sind.
An der inneren Seitenwand des topfförmig nach unten offenen
Oberteils OT sind, wie insbesondere aus der Ansicht des Oberteils
von schräg unten ersichtlich, vorteilhafterweise Aussteifungsrippen
RO ausgebildet, welche mehrfach in Umfangsrichtung verteilt auftreten.
Der Hohlraum selbst ist mit HO3 bezeichnet. Am unteren Rand des
Oberteils kann vorteilhafterweise eine Stufe STO ausgebildet sein.
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3E zeigt
einen Querschnitt durch das Oberteil OT3 in einer y-z-Schnittebene
durch die Längsachse der Aufnahmeschrauben AS32. Der Kunststoff
KU umschließt die einzelnen Elemente der Verbindungsanordnung
VA3, welche während des Gießvorgangs mittels der
Aufnahmeschrauben AS31, AS32 über die leistenförmigen
Aussparungskörper AK31, AK32 fest verbunden sind. Nach
Fertigstellung des Oberteils OT3 als gegossener Kunststoffkörper
können die Aussparungsschrauben gelöst und die
Aufnahmekörper AK31, AK32 entfernt werden.
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3F zeigt
ein Zwischenteil ZT3, welches zwischen Oberteil und Unterteil eingefügt
werden kann und über Speichen RZ und einen Zentralbereich
ZZ auf einfache Weise eine Aussteifung des Hohlraums bewirken kann.
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In 3H ist
ein Unterteil UT3 in Schrägansicht von unten mit dem Bodenbereich
BO3 skizziert. Das Unterteil UT3 ist im skizzierten vorteilhaften
Ausführungsbeispiel als nach oben offener topfförmiger Kunststoff-Hohlkörper
ausgeführt. 3G zeigt einen Blick in den
Hohlraum HU3 des Unterteils UT3, in welchem wiederum von der inneren
Seitenwand abragend mehrere Versteifungsrippen RU vorgesehen sein
können. An der nach oben weisenden, dem Boden BO3 abgewandten
Kante des hohlen Unterteils UT kann wiederum eine Stufe STU vorgesehen sein,
in welcher das Zwischenteil ZT3 im zusammengebauten Formkern einliegt.
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In 4A bis 4G ist
ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei
welchem ein Oberteil des Kerns eine metallische Wand besitzt. Der
Formkern besteht vorteilhafterweise aus zwei durch eine vertikale
Trennebene geteilten Kernhälften, welche in 4A als
K41, K42 vor dem Zusammenfügen dargestellt sind. Die Kernhälften
K41 und K42 sind vorteilhafterweise beide als Hohl körper
mit zur Trennebene zwischen den beiden Hälften hin offenen
Hohlräumen H41, H42 ausgeführt. Die Formkernhälften
K41, K42 besitzen jeweils ein Oberteil OT4 mit einer die Außenfläche
bildenden metallischen Schale OM und ein aus Kunststoff bestehendes
Unterteil UT4, und sind vorzugsweise durch Gießen eines
sich verfestigenden Kunststoffes in dessen flüssiger Phase
in einer Gießform hergestellt, wobei die Herstellung der
Unterteile UT4 gleichzeitig mit einer Verbindung der Unterteile
UT4 mit den metallischen Schalen OM des Oberteils erfolgt, indem
die Schale OM eines Oberteils in die Gießform für
die Unterteile integriert oder eingelegt ist und mit dem Kunststoff
für das Unterteil UT4 zugleich auch die Schalen OM zu den
Oberteilen OT4 ausgegossen werden. Oberteil OT4 und Unterteil UT4
einer Formkernhälfte bilden daher jeweils eine Einheit
und werden nicht wie Oberteil OT3 und Unterteil UT3 nach 3 getrennt hergestellt und zusammengefügt.
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Dabei
sind in den Oberteilen OT4 Verbindungsanordnungen vorgesehen, welche
eine feste Verankerung des Kunststoffes mit den metallischen Schalen
OM des Oberteils herstellen und in Form von beispielsweise Passhülsen
und/oder Gewindehülsen P41, P42 mit Befestigungselementen
wie beispielsweise Passschrauben PS4 zusammenwirken und dazu dienen
können, die beiden Kernhälften untereinander und
mit dem Kernhalter über Bohrungen in dem Kernhalter zu
verbinden. An den an der Trennebene einander zugewandten Flächen
der beiden Unterteile können vorteilhafterweise Zentrier-
und Befestigungsstrukturen Z41, Z42 vorgesehen sein, welche beispielsweise
als beim Zusammenfügen der Kernhälften ineinander
greifende Vorsprünge und Vertiefungen ausgeführt
sein können. Eine Verbindung der Unterteile kann vorteilhafterweise
auf einfache und zuverlässige Art durch Verkleben erfolgen.
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In
vorteilhafter Ausführungsform können nicht im
Detail eingezeichnete Sicherungsstrukturen vorgesehen sein, welche
beim Zusammenfügen der Teilkerne ineinander greifen und
die Positionen der Teilkerne in der zusammengefügten Stellung
sichern, zumindest bis zur Verfestigung einer gegebenenfalls vorgesehenen
Verklebung der Teilkerne entlang von Berührungsflächen.
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4B zeigt
eine Kernhälfte K41 mit Blickrichtung in die Hohlräume
H4 von der Seite der Trennebene her. Die Hohlräume H4 sind
zu der Trennebene hin offen und von der Trennebene weg durch eine die
Außenwand des fertigen Formkerns bildende Wand abgeschlossen.
Die Öffnung der Hohlräume H4 zu der Trennebene
hin ermöglicht eine besonders vorteilhafte Gestaltung der
Gießform für den Kunststoffguß der Kernhälften.
Die Aufteilung in mehrere Hohlräume H4 ergibt bei geringem
Gewicht des gesamten Kerns zugleich eine hohe Stabilität
durch die aussteifende Wirkung der Zwischenwände ZW4 zwischen
den einzelnen Hohlräumen.
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In 4C ist
eine metallische Halbschale OM eines Oberteils OT4 in einer Ansicht
von schräg oben und in 4D in
einer Ansicht von schräg unten skizziert. Die metallischen
Schalen OM können vorteilhafterweise aus mehreren Blechzuschnitten oder
in bevorzugter Ausführung aus einem einzigen Blechzuschnitt
zusammengefügt und vorzugsweise an einer oder mehreren
Kanten KS4 verschweißt sein. In dem vorteilhaften skizzierten
Beispiel nach 4C und 4D ist
ein metallisches Oberteil aus einem einzigen ebenen Blechzuschnitt
durch Abkanten hergestellt, wobei eine Deckelfläche OD4
und Seitenflächen OS4 über eine Umbiegung FO4
einteilig zusammenhängen und aus dem ebenen Blechzuschnitt
durch Abkanten in die skizzierte Form gebracht sind. An parallelen
Kanten des Deckelteils und der Seitenwand können vorteilhafterweise
zur Formstabilisierung Schweißnähte KS4 vorgesehen
sein.
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An
den dem Kernhalter zugewandten Kanten der Seitenwände des
metallischen Oberteils OM sind hälftige Konturen von Aussparungen
OA4 für eine Kernhalterleiste ausgebildet. Die Schale OM
des Oberteils umschließt einen Raum von vier Seiten, welcher
zur Trennebene bzw. der Position des Kernhalters hin und nach unten
offen ist. In diesem von vier Seiten umschlossenen Raum sind Verbindungselemente
der Verbindungsanordnung in Form von Verankerungswinkeln AW4, BW4
eingebaut, welche vorzugsweise mit der metallischen Schale OM verschweißt
sind und hierfür beispielsweise in Öffnungen WO4
der Deckelfläche OD4 bzw. WOS der Seitenflächen
OS4 eingesetzt sein können. Der Trennebene des Formkerns
abgewandt sind in den Seitenwänden der Schale OM Öffnungen
A41 und A42 vorgesehen, welche als Zugang von Befestigungselementen
bzw. Einführung von Verbindungselementen dienen. Solche
Verbindungselemente können insbesondere Passhülsen
mit oder ohne Gewinde sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein,
dass zur Befestigung der Kernhälften untereinander und
an einer Bohrung im Kernhalter in einer Kernhälfte eine
Passhülse P41 und axial fluchtend zu dieser in der anderen
Kernhälfte eine Passhülse P42 mit Gewinde als Verbindungselemente
eingesetzt sind, vorteilhafterweise paarweise in entgegengesetzter
Ausrichtung. Für die Herstellung einer Formkernhälfte
wird eine Schale OM eines Oberteils in die Gießform für
den Formkern eingelegt, wobei die Verankerungswinkel AW4, BW4 bereits
mit dem Oberteil OM verbunden sind und Passhülsen P41,
P42 in definierter Ausrichtung in der Gussform plaziert werden.
Ein Aussparungskörper kann als Statthalter für
den Kernhalter gleichfalls in die Gießform eingelegt werden.
Die Passhülsen P41, P42 reichen dabei vorzugsweise bis
an den Aussparungskörper heran. An den Aussparungen OA4
kann vorteilhafterweise in der Gießform ein Spalt zwischen
dem Aussparungskörper und den Kanten der Aussparungen OA4
vorgesehen sein, welcher beim Gießen der Formkernhälfte gleichfalls
mit Kunststoff ausgefüllt wird. Hierdurch wird im fertigen
Formkern ein direkter Kontakt zwischen dem Kernhalter und den metallischen
Schalen OM der Oberteile OT4 vermieden.
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Die
Passhülsen P41, P42 sind in der Gießform bzw.
in dem Hohlraum der Oberteile OM so angeordnet, dass sie die Verankerungswinkel
AW4, BW4 nicht berühren. Beim Gießen der Formkernhälfte
wird das Oberteil und insbesondere der die Passhülsen P41,
P42 und die Verankerungswinkel AW4, BW4 enthaltende Raum innerhalb
der metallischen Schale OM des Oberteils OT4 mit Kunststoff vollständig
ausgegossen. Nach Verfestigung des Kunststoffs ergibt sich dadurch
eine feste Verbindung zwischen den Passhülsen P41, P42
und der Schale OM bzw. dem Kunststoffkörper des Unterteils
UT4 über die Verankerungswinkel AW4, BW4, die Passhülsen P41,
P42 und den Kunststoff, ohne dass die Passhülsen und die
Verankerungswinkel unmittelbaren Kontakt untereinander haben.
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4E zeigt
einen Schnitt durch eine Formkernhälfte in einer x-z-Ebene
durch einen Verankerungswinkel AW4. Aus der Figur ergibt sich anschaulich,
dass die Passhülsen und Verankerungswinkel nicht direkt
miteinander verbunden sind, sich aber durch den Verguss der Passhülsen
P41, P42 und der Verankerungswinkel AW4 und der in 4E nicht sichtbaren
Verankerungswinkel BW4 über den Kunststoff des Kunststoffkörpers
KK4 eine feste formschlüssige Verbindung aller Teile der
Formkernhälften ergibt. Die Passhülse P41 enthält
senkrecht zur Zeichenebene einen Passungsabschnitt und eine Anlageschulter
für eine Passschraube, die Passhülse P42 enthält
einen Passungsabschnitt und ein Gegengewinde GG zu einem Gewinde
GE einer Passschraube.
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4F zeigt
einen Schnitt durch einen zusammen gesetzten Formkern mit einem
Kernhalter KH4, an welchem beide Formkernhälften über
K41, K42 über eine Passschraube PS4 befestigt und gegeneinander
und gegen den Kernhalter KH4 verspannt sind. Die Passhülsen
P41 und P42 reichen in axialer Richtung der Passschraube PS4 bis
zu dem Kernhalter KH4, so dass über die Passschraube eine axiale
Verspannung möglich ist. Durch die Passung der Passschraube
in den beiden Passhülsen und in der Bohrung des Kernhalters
ergibt sich ferner eine bezüglich der Längsachse
der Passschraube PS4 radiale Sperrung in alle Richtungen.
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Aus
dem Schnittbild nach 4F ist ferner ersichtlich, dass
an den Aussparungen OA4 der Kernhalter KH4 nicht direkt an der metallischen Schale
OM der Oberteile OT4 anliegt, sondern der beschriebene, in der Gießform
eingehaltene Spalt zwischen einem Aussparungskörper als
Statthalter des Kernhalters K4 mit Kunststoff vergossen ist, welcher
in der zusammen gefügten Kernhalteranordnung eine Kunststoff-Zwischenschicht
KS4 zwischen Kernhalter KH4 und metallischer Schale der Oberteile
OM bildet. Die Passhülsen P41, P42 sind auch in dieser
Ansicht deutlich getrennt von den Verankerungswinkeln AW4, BW4,
wobei aber durch den vollständigen Kunststoffverguss wiederum
eine feste formschlüssige Verbindung aller Komponenten
offensichtlich gegeben ist.
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Auch
die Passhülsen P41, P42 sind nicht unmittelbar, sondern
gleichfalls nur über den Kunststoffverguss mit den metallischen
Schalen OM der Oberteile OT4 verbunden. Bei einer dynamischen Verformung
des Kernhalters KH4 können daher die dabei auftretenden
Längenveränderungen in x-Richtung zwischen den
beabstandeten Bohrungen im Kernhalter problemlos durch die elastische
Verformbarkeit des Kunststoffs aufgefangen werden.
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4G zeigt
eine Schrägansicht einer zusammengesetzten Kernhalteranordnung
der in den vorangegangenen 4A bis 4E beschriebenen
Art, wobei ein Kernhalter KH4 lediglich angedeutet gezeichnet ist,
um einen Blick in die Aussparung KA4 für den Kernhalter
mit den Stirnflächen der Passhülsen P41, P42 und
die Passschäfte der Passschrauben PS4 freizugeben.
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5 zeigt
eine bevorzugte Alternative zu der Ausführung nach 4. Hierbei besteht der Formkern, mit Ausnahme
der Verbindungsanordnung, vollständig aus Kunststoff und
ist wiederum aus zwei separat vorgefertigten Kernhälften
K51, K52 zu einem Formkern K5 zusammengefügt. Die Befestigung
an der Kernhalterleiste KH5 kann wieder über eine Verbindungsanordnung
mit ersten Halteelementen H51 und zweiten Halteelementen H52 erfolgen,
welche im Kunststoff der jeweiligen Kernhälfte K51 bzw.
K52 eingegossen und über eine Passschraube PS5 an der Kernhalterleiste
KH5 befestigt sind. In der Kernhälfte K52 ist bei der Herstellung
dieser Kernhälfte eine Aussparung AU51 zur Seitenfläche
im oberen Abschnitt frei gelassen, in welcher der Schraubenkopf
der Passschraube PS5 einliegt. In Analogie zum Beispiel nach 1 oder 2 können
an den Halteelementen noch weitergehende Verbindungsstrukturen oder
Verankerungsstrukturen vorgesehen sein, welche eine intensivere
Verankerung der Halteelemente in dem Kunststoff der Kernhälften
K51 bzw. K52 bewirkt.
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Die
Teilkerne der Ausführungsformen nach 3 bis 5 sind
vorzugsweise miteinander verklebt, wobei beim Zusammenfügen
der Kerne Klebstoff an den Berührungsflächen,
beispielsweise den Berührungsflächen BF4 bei dem
Ausführungsbeispiel nach 4 oder
BF5 bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 oder
den Flächen STO, STU bei dem Beispiel nach 3 aufgebracht
wird. Die Berührungsflächen können zueinander
komplementäre Reliefstrukturen aufweisen, um die Klebeoberfläche zu
vergrößern. Um die Verbindung bis zur Verfestigung
des Klebers zu vereinfachen, können Sicherungsstrukturen
vorgesehen sein, welche zusammendrückende Kräfte
auf die Kernhälften ausüben und hierfür
beispielsweise als Vertiefungen und Vorsprünge gegen die
Berührungsflächen ausgeführt sind, wobei
die Vertiefungen sich von der Berührungsfläche
weg in den Kunststoffkörper hinein erweitern können
und die Vorsprünge sich beim Zusammenfügen in
die Erweiterung elastisch aufweiten und hierdurch selbsttätig
die Kernhälften gegeneinander ziehen. Die Sicherungsstrukturen
können in vorteilhafter Ausführung in Baueinheit
mit den Zentrierstrukturen (ZS41, ZS42, STO, STU) ausgeführt sein.
Es können auch an beiden Kernhälften Vertiefungen
vorgesehen sein, in welche separate Elemente der Zentrierstrukturen
bzw. Sicherungsstrukturen eingesetzt werden.
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6 zeigt eine Ausführung ähnlich
der 2 für hohe Kerne. Hierbei sind Verbindungselemente
GS6 einer Verbindungsanordnung VA6 von Winkelelementen W61 nicht
nur in den Füllkörper FK6 eingeschraubt, sondern über
dessen Erstreckung in z-Richtung durch diesen hindurch geführt und
ragen unten über den Füllkörper FK6 hinaus.
An den über den Füllkörper FK6 nach unten
hinausragenden Abschnitten der Verbindungselemente GS6 können
vorteilhafterweise weitere Verankerungselemente VK6 befestigt sein,
welche von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffkörpers
KK6 umflossen und in diesen fest eingebettet werden. 6A zeigt einen
Schnitt durch den Formkern in einer x-z-Ebene, 6B einen
Schnitt in einer y-z-Ebene. Die Verbindungsanordnung VA6 ist in
zu 2 analoger Weise aufgebaut mit Passhülsen
P61, P62, Winkelelementen W61, W62, welche über Distanzstücke
DS6 und Passschrauben PS6 mit Muttern HM6 an der Kernhalterleiste
KH6 bzw. einem Aussparungskörper AK6 befestigt sind.
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7 zeigt in verschiedenen Ansichten einen
Formkern, welcher aus drei Teilkernen aufgebaut ist. Einen ersten
Teilkern bildet ein Oberteil TO7, in welchem zwei Aussparungen AO71,
AO72 für zwei parallele Kernhalterleisten ausgebildet sind.
In dem Oberteil TO7 sind Halteelemente HE71, HE7M einer Haltestruktur
eingebettet. Das Oberteil TO7 ist vorteilhafterweise bis unter die
Unterkanten der Aussparungen AO71, AO72 massiv aus Kunststoff bestehend
ausgeführt, was in der Ansicht schräg von unten
nach 7B erkenntlich ist. Die Haltestrukturen können ähnlich
wie in dem Beispiel nach 3 ausgeführt sein
und bezüglich der parallelen Aussparungen AO71, AO72 für
die parallele Kernhalterleisten außen liegende erste Halteelemente
HE71 und zwischen den Aussparungen bzw. den Kernhalterelementen
liegende Halteelemente HE7M aufweisen.
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Der
Formkern weist zwei weitere Teilkerne TU71, TU72 auf, welche ähnlich
dem Ausführungsbeispiel nach 4 zwei
seitliche gegenüber stehende Teilkerne bilden. In den Teilkernen
TU71, TU72 sind Aussparungen HU71, HU72 ausgebildet, deren Öffnungen
jeweils dem anderen der seitlich gegenüber stehenden Teilkörper
zuweisen. Die Aussparungen in den Teilkörpern TU71, TU72
sind vorteilhafterweise durch Zwischenwände analog zu der
Ausführung nach 7B in
mehrere Kammern unterteilt, wobei die Zwischenwände mechanische
Aussteifungen für die Außenwände der
Teilkerne TU71, TU72 bilden. Die Teilkerne TU71, TU72 weisen strukturierte
Berührungsflächen BS71, BS72 auf, welche ineinander
greifend eine Zentrierung der beiden Teilkerne TU71, TU72 beim Zusammenfügen
bewirken. Die Berührungsflächen BS71, BS72 können
auch zum verschnappenden Verbinden der beiden Teilkerne TU71, TU72
ausgebildet sein. Die Zwischenwände zwischen den Aussparungen
HU71 bzw. HU72 der beiden Teilkerne TU71, TU72 können miteinander fluchtend
ausgerichtet sein, können aber zwischen den beiden Teilkernen
TU71, TU72 auch in unterschiedlichen Positionen innerhalb der von
den Berührungsflächen BS71, BS72 aufgespannten
Flächen verlaufen.
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An
den Oberseiten der Teilkerne TU71, TU72 sind Verbindungsstrukturen
BV7U ausgebildet, welche komplementär geformt sind zu Verbindungsstrukturen
BV7O an der Unterseite des Oberteils TO7 und eine definierte gegenseitige
Lage der Teilkerne beim Zusammenbau gewährleisten. Für
den Zusammenbau des Kerns aus den drei skizzierten Teilkernen werden
die Teilkerne TU71, TU72 mit den einander zuweisenden Berührungsflächen
BS71, BS72 zusammengefügt und vorzugsweise durch eine Klebeverbindung
verbunden. Die zusammengefügten Teilkerne TU71, TU72 werden
unter Ineinandergreifen ihrer Verbindungsstrukturen BV7U in die
Verbindungsstruktur BV7O des Oberteils TO7 mit letzterem in vertikaler
Richtung zusammengefügt und vorteilhafterweise gleichfalls
mit diesem dauerhaft verbunden, insbesondere verklebt. Die Verbindungsstrukturen
könne auch selbsthaltend ineinander verschnappend ausgeführt
sein. 7C zeigt eine Ansicht des zusammengefügten
Formkerns K7 mit Blickrichtung in Längsrichtung der Aussparungen
AO71, AO72 bzw. der in diese einzusetzenden parallelen Kernhalterleisten.
Das Oberteil TO7 enthält in diesem Beispiel keinen Hohlraum.
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7D zeigt
einen Schnitt durch 7C entlang der Schnittlinie
D-D, in welchem die Lage der Halteelemente HE71, HE7M mit den nach
außen weisenden Aussparungen für Befestigungsschrauben
analog der Ausführung nach 3 erkennbar sind.
In den mittleren Halteelemente HE7M sind wiederum Gegengewinde vorgesehen,
in welche Gewinde von die Halteelemente durchgreifenden Passschrauben
eingreifen können, um den Formkern an den Kernhalterleisten
zu befestigen.
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In
nicht dargestellter Ausführungsform kann in anderer Unterteilung
des Formkerns in Teilkerne auch vorgesehen sein, dass eine Unterteilung
in drei Teilkerne in der Weise vorgesehen ist, dass oberhalb eines
ein Bodenteil bildenden Teilkerns zwei sich seitlich gegenüber
stehende Teilkerne, welche sich über die überwiegende
Höhe des Formkerns erstrecken, ein Oberteil des Formkerns
bilden, wobei diese ein Oberteil eines Formkerns bildenden, sich
seitlich gegenüber stehenden Teilkerne analog zu 4 ausgebildet und miteinander verbunden
sein können. In wieder anderer Ausführung kann
auch eine Unterteilung in vier Teilkerne mit im wesentlichen über
den horizontalen Querschnitt des Formkerns durchgehenden einheitlichen
Oberteilen und Un terteilen und zwei in vertikaler Richtung zwischen
diesen befindlichen und sich seitlich gegenüber stehenden
weiteren Teilkernen vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise
können bei einer Unterteilung eines Formkerns in Oberteil
und Unterteil unterschiedliche Kunststoffe für Oberteil
und Unterteil verwendet werden. Insbesondere kann für das
durch den Kontakt mit gehärteten metallischen Druckplatten
besonders verschleißgefährdete Oberteil ein höherwertiger
oder ein an diese Verschleißsituation besonders angepasster
Kunststoff verwendet werden als für das mit dem Betongemenge
in Kontakt befindliche Unterteil. Die Höhe des Oberteils
in z-Richtung kann dabei vorteilhafterweise weniger als das Doppelte
der Höhe der Kernhalterleiste betragen. ein oder mehrere
Hohlräume sind dann vorzugsweise im Unterteil nach Art
der Teilkerne TU71, TU72 oder auch nach Art von UT3 im Beispiel
nach 3 ausgebildet.
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Die
vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie
die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als
auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung
ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei
Weise abwandelbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004005045
A1 [0003]
- - EP 0182619 A2 [0004]