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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Pflasterstein aus Beton oder
einem anderen künstlich
hergestellten Material mit vertikalen oder annähernd vertikalen Seitenflächen und
mindestens einer aus den Seitenflächen seitlich vorstehenden
vertikal verlaufenden Ausformung, die als Abstandshalter, Verbundelement
etc. ausgebildet ist und einen unteren etwa parallel zur Seitenwand
verlaufenden Abschnitt sowie einen oberen, sich dachförmig zur
Seitenwand hin erstreckenden Abschnitt aufweist.
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Derartige
Pflastersteine sind allgemein bekannt. Sie werden in Formen produziert,
bei denen die Negativform der Steine aus einem Stahlblock geschnitten
ist. Diese nach unten offene Form wird auf ein Produktionsbrett
gesetzt und von oben mit nicht zu feuchtem Beton gefüllt. Dann
wird der Beton von oben durch Stempel (Auflast), die im Grundriss
genau in die mit Beton gefüllten
Kammern der Form passen, verdichtet, wobei die Form gerüttelt wird,
um die Verdichtung zu unterstützen.
Abschließend
wird die Form nach oben abgehoben. Die Steine stehen dann frei auf
dem Brett, das über
ein Band zu einer Trockenkammer geführt wird.
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Viele
Pflastersteine besitzen seitliche Ausformungen in der Form von lotrechten
Graten mit beliebigem, meist aber annähernd halbkreisförmigem, trapezförmigem oder
rechteckigem Grundriss, die als Abstandshalter, Verbundelemente
oder Verschiebesicherung dienen. Die Negativform dieser Ausformungen
wird nischenartig in die Seitenwände
der aus dem Stahlblock geschnittenen Kammern gefräst.
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Diese
Ausfräsungen
enden so weit vor der oberen Formkante, dass die damit gebildeten
seitlichen Ausformungen der Seine so weit unterhalb der Steinfuge
enden, dass sie bei verfüllter
Fuge nicht mehr sichtbar sind. Bei dem zuvor beschriebenen Verdichtungsvorgang
wird die Betonmasse zuverlässig
auch in die nischenartigen seitlichen Ausformungen der negativen
Steinformen gepresst. Die nischenartigen Ausfräsungen werden im unteren Teil mit
einem entsprechend profilierten Meißel oder einer Fräse vertikal
linear ausgearbeitet.
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Diese
nischenartigen Ausfräsungen
an den Seiten der Formkammern enden oben in Abschrägungen oder
Ausrundungen, die aufwendig mit Spezialfräsen ausgearbeitet werden müssen. Dabei
entstehen im Schnitt senkrecht zu den Seitenwänden der Formkammern an der
Außenkante
der Ausformungen mehr oder weniger starke Richtungswechsel, Kanten
und/oder Ecken. Dadurch werden Hinterschneidungen oder tote Winkel
gebildet. Der Druck der Auflast presst den zunächst locker in der Form liegenden
Beton zu einem homogenen Körper
zu sammen, der beim Entschalen seine Form behält. Da der Beton den Druck
der Auflast nicht wie eine Flüssigkeit
gleichmäßig in einem
geschlossenen unter Druck stehenden Behälter verteilen kann, entstehen in
den Hinterschneidungsbereichen bzw. toten Winkeln Zonen geringeren
Druck, in denen der Beton weniger mit dem Steinkörper verbunden wird und daher beim
Abheben der Form nach oben leicht an der Formwand hängenbleiben
kann. Da dies bei jedem Arbeitstakt auftreten kann, werden die Ablagerungen den
Hinterschneidungsbereichen immer dicker.
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Dies
hat den Nachteil, dass die seitlichen Ausformungen der Pflastersteine
im oberen Bereich bzw. dachförmigen
Abschnitt unvollständig
ausgebildet werden. Das kann zu Funktionsminderungen der Pflastersteine
führen
und wird regelmäßig von
den Käufern
des Pflasters beanstandet und letztlich nur geduldet, weile alle
Betonpflastersteine mit seitlichen Ausformungen unter diesem Mangel
leiden. Um derartige Mängel
in Grenzen zu halten, muss der Produktionsprozess in kurzer zeitlicher
Folge unterbrochen werden, um die Form zu reinigen. Das ist äußerst unwirtschaftlich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pflasterstein
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der bei einer vereinfachten Herstellung
besonders formgenau hergestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
Pflasterstein der angegebenen Art dadurch gelöst, dass der obere dachförmige Abschnitt
der Ausformung im Vertikalschnitt bogenförmig in die Seitenwand übergeht,
wobei die an den Bogen ge legte Tangente mit der Pflastersteinseitenwand
immer einen Winkel ≤ 45° bildet.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung werden im
dachförmigen
Abschnitt der Ausformung des Pflastersteines im Vertikalschnitt
senkrecht zur Steinseitenwand bzw. Seitenfläche verlaufende waagerechte
oder stärker
geneigte Linien in der Außenbegrenzung
der Ausformung vermieden, wobei diese Außenbegrenzungslinie mit einem
Bogen mit möglichst
großem
Radius in die Seitenwand übergeht. Die
an den Bogen gelegte Tangente bildet mit der Pflastersteinseitenwand
immer einen Winkel ≤ 45°, so dass
die eingangs erwähnten
toten Winkel bzw. Hinterschneidungsbereiche in der Form des Pflastersteines
vermieden werden.
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Der
obere dachförmige
Abschnitt der Ausformung geht somit bogenförmig in die Seitenwand des Pflastersteines über, d.
h. in Form einer asymptotischen Annäherung, oder die Seitenwand
bildet die Tangente an den Bogen. Was die Bogenform betrifft, so
können
Teile von Kreisbögen,
Spiralen und anderen geometrischen Formen Verwendung finden.
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Noch
bessere Ergebnisse werden mit einer Ausführungsform erzielt, bei die
an den Bogen gelegte Tangente mit der Pflastersteinseitenwand immer einen
Winkel ≤ 30° bildet.
Bei dieser Ausführungsform
wird unter Berücksichtigung
des natürlichen Schüttwinkels
von Beton auf besonders sichere Weise vermieden, dass bei einem
Entfernen der Form im oberen Teil der nischenförmigen Ausformungen derselben
Betonmaterial zurückbleibt.
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In
Weiterbildung der Erfindung geht auch der obere dachförmige Abschnitt
der Ausformung im Vertikalschnitt bogenförmig in den unteren Abschnitt
der Ausformung über,
wobei auch hier vorzugsweise die an den Bogen gelegte Tangente mit
der Pflastersteinseitenwand immer einen Winkel ≤ 45° bildet. Bei dieser Ausführungsform
werden daher auch an der Übergangsstelle
zwischen dem dachförmigen
Abschnitt und dem unteren Abschnitt der Ausformung scharfe Richtungsänderungen,
scharfe Kanten etc. vermieden, so dass auch an dieser Stelle ein
Zurückbleiben
von Betonmaterial beim Entfernen der Form verhindert wird.
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Vorzugsweise
bilden bei dieser Ausführungsform
der in die Seitenwand übergehende
Bogen und der zwischen dem unteren Abschnitt und dem dachförmigen Abschnitt
der Ausformung gebildete Bogen einen S-förmigen Doppelbogen, so dass insgesamt
der dachförmige
Abschnitt stetig und nicht abrupt in die benachbarten Steinbereiche übergeht.
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Um
einen möglichst
guten Verbund zwischen den einzelnen im Pflaster verlegten Pflastersteinen zu
erzielen, ist man bestrebt, den unteren etwa parallel zur Seitenwand
verlaufenden Abschnitt der Ausformung möglichst lang bzw. hoch auszubilden.
Eine derartige Ausgestaltung wird auch deshalb bevorzugt, weil hierdurch
ein Verkippen der zusammengesetzten Pflastersteine beim Abklammern
während des
Transportes vermieden werden kann. Andererseits sollen die Ausformungen
jedoch im verlegten Zustand der Pflastersteine nach dem Auffüllen der Fugen
nicht sichtbar sein.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung wird
sichergestellt, dass sich der untere etwa parallel zur Seitenwand
verlaufende Abschnitt der Ausformung relativ weit nach oben erstrecken
kann, da der darüber
angeordnete dachförmige
Abschnitt mit dem Doppelbogen (S-Form) einen weichen stetigen Übergang
des unteren etwa parallel zur Seitenwand verlaufenden Abschnitt
in den dachförmigen
Abschnitt und des dachförmigen
Abschnittes in die Seitenwand sicherstellt, ohne dass sich die vorstehend
aufgezeigten Probleme des Lösens
von Steinmaterial im oberen Bereich der Ausformung beim Entfernen
der Form ergeben.
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Wie
erwähnt,
vermeidet die erfindungsgemäße Lösung bei
dieser Ausführungsform
scharfe Kanten, Übergänge bzw.
Ecken zwischen dem dachförmigen
Abschnitt der Ausformung und der Seitenwand sowie dem unteren etwa
parallel zur Seitenwand verlaufenden Abschnitt. Der dachförmige Abschnitt
der Ausformung geht im Vertikalschnitt bogenförmig in die Seitenwand über, d.
h. nähert
sich dieser etwa asymptotisch an. Ein entsprechender Effekt wird
im Übergangsbereich
zum unteren etwa parallel zur Seitenwand verlaufenden Abschnitt
erzielt. In beiden Bereichen werden daher abrupte Richtungsänderungen
vermieden.
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Was
die Querschnittsform der Ausformung betrifft, so ist diese insbesondere
halbkreisförmig. Natürlich können auch
andere Querschnittsformen Anwendung finden. So kann die Ausformung
im Schnitt beispielsweise auch rechteckig oder trapezförmig ausgebildet
sein. Der obere dachförmige
Abschnitt der Ausformung kann sich in seitliche Richtung nach oben
hin verjüngen,
aber auch die gleiche Breite wie der untere etwa parallel zur Seitenwand verlaufende
Abschnitt der Ausformung beibehalten. Bei einer entsprechenden seitlichen
Verjüngung nach
oben verläuft
der dachförmige
Abschnitt daher bis zu einem mittleren höchsten Punkt an der Seitenwand
zusammen, kann aber auch über
eine bestimmte Breite in die Seitenfläche übergehen. In jedem Fall ist
erfindungsgemäß im Vertikalschnitt
der bogenförmige Übergang
des dachförmigen
Abschnittes in die Seitenwand im Vertikalschnitt verwirklicht.
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In
Weiterbildung der Erfindung geht der obere dachförmige Abschnitt seitlich über eine
gebildet Fase oder Ausrundung in die Seitenwand über. Bei dieser Ausführungsform
wird daher auch in seitlicher Richtung ein weicher Übergang
in die Seitenfläche erreicht.
Natürlich
kann auch der untere etwa parallel zur Seitenwand verlaufende Abschnitt
der Ausformung seitlich entsprechende Fasen bzw. Ausrundungen im Übergangsbereich
zur Seitenfläche
besitzen. Beispielsweise kann die gebildete Fase einen Mindestradius
von 2 mm aufweisen. Vorzugsweise beginnt die Fase mit dem Punkt,
an dem die Verjüngung des
dachförmigen
Abschnitts beginnt, wenn eine solche vorhanden ist.
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Was
den Übergangsbogen
in die Seitenwand des dachförmigen
Abschnittes betrifft, so weist dieser vorzugsweise mindestens einen
Radius von 10 mm auf. Dies trifft vorzugsweise auch auf den anderen Übergangsbogen
zu. Es versteht sich, dass die Krümmungsradien der beiden Bögen gleich
oder unterschiedlich ausgebildet sein können.
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Bei
den Bögen
selbst kann es sich um Teile von Kreisbögen, aber auch um Teile von
Bögen von anderen
geometrischen Formen handeln, wie beispielsweise Spiralbögen etc.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lösung werden bei
den hier beschriebenen Ausführungsformen
alle Kanten und toten Winkel vermieden, in denen beim Abheben der
Form von den Steinkörpern
Betonreste hängenbleiben
können.
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Natürlich ist
die erfindungsgemäße Ausbildung
des oberen dachförmigen
Abschnittes der Ausformung nicht auf hoch bzw. lang ausgebildete
Ausformungen beschränkt.
Eine solche Ausgestaltung kann auch bei Ausformungen Anwendung finden,
die sich nur im unteren Bereich einer Seitenfläche befinden, wie beispielsweise
bei einer Ausformung, die zwischen zwei langen bzw. hohen Ausformungen
angeordnet ist und deren Tiefe geringer ist als die der beiden benachbarten
Ausformungen. Auch kann eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des dachförmigen Abschnittes
beispielsweise bei verdickten bzw. erweiterten unteren Bereichen
von ansonsten schlankeren Ausformungen Anwendung finden. Jedenfalls
deckt die Erfindung alle dachförmigen
Abschnitte von Ausformungen beliebiger Höhe, Breite und Tiefe ab.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Form zur Herstellung
eines Pflastersteines der vorstehend beschriebenen Art. Die Form
besitzt einen Hohlkasten mit vier vertikal oder annähernd angeordneten
Seitenwänden
und mindestens einer aus den Seitenflächen seitlich vorstehenden
vertikal verlaufenden Ausformung mit einem unteren etwa parallel zur
Seitenwand verlaufenden Abschnitt sowie einem obe ren, sich dachförmig zur
Seitenwand hin erstreckenden Abschnitt. Die entsprechenden Ausformungen
werden hierbei vorzugsweise nischenartig in die Seitenwände der
Form gefräst.
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Erfindungsgemäß geht der
obere dachförmige
Abschnitt der Ausformung im Vertikalschnitt bogenförmig in
die Seitenwand über,
wobei die an den Bogen gelegte Tangente mit der Formseitenwand immer
einen Winkel ≤ 45°, vorzugsweise ≤ 30°, bildet.
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Um
die vorstehend erwähnten
kritischen toten Winkel bzw. Hinterschneidungen in der Form zu vermeiden,
werden im Vertikalschnitt durch die Ausformungen senkrecht zur Formaußenwand
waagerechte oder stärker
geneigte Linien in der Innenbegrenzung der Ausformung (Übergangsbereich
zwischen Seitenwand und dachförmigem
Abschnitt der Ausformung) vermieden. Die Innenbegrenzungslinie geht über einen
Bogen mit möglichst
großem
Radius in die Seitenwand über.
In diesem Zusammenhang wird auf die entsprechenden Ausführungen
zum Pflasterstein verwiesen.
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Die
spezielle erfindungsgemäße Ausgestaltung
des dachförmigen
Abschnittes des Innenbereiches der Ausformung in den Seitenwänden der
Form kann dadurch erreicht werden, dass das Werkzeug, mit dem der
untere zur Seitenwand parallele Teil der Ausformung hergestellt
wird, beim Arbeitsvorgang im oberen Bereich der Ausformung so weit
zur Steinmitte hin verzogen wird, bis die Ausformung auf Null ausläuft. Dieses
Verziehen des Werkzeuges kann in weichen Bögen erfolgen, wobei auch ein
bogenförmiger Übergang
aus der bis zum Über gangspunkt
vertikalen Ausformung im Vertikalschnitt senkrecht zur Formaußenwand
in die Bogenform des oberen Abschlusses bzw. dachförmigen Abschnittes
der Ausformung hergestellt werden kann. Es versteht sich, dass der Übergang
zwischen dem dachförmigen
Abschnitt der Ausformung und der Seitenwand der Form asymptotisch
bzw. tangential erfolgt.
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Zur
Herstellung einer seitlichen Fase kann eine Nachbearbeitung der Übergangskanten
zwischen Ausformung und Formseitenwand mit einem entsprechenden
Mindestradius erfolgen.
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Auf
diese Weise werden sämtliche
scharfen Kanten, Ecken und abrupten Übergänge in der nischenartigen Ausformung
in der Seitenwand der Form vermieden.
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Weitere
mögliche
Ausgestaltungen der Form lassen sich der vorstehenden Beschreibung
hinsichtlich des Pflastersteines entnehmen, so dass sie an dieser
Stelle nicht wiederholt werden müssen.
Natürlich
ist hierbei zu berücksichtigen,
dass es sich um die Negativform handelt. In Bezug auf entsprechende Maße wird
ebenfalls auf die Beschreibung des Pflastersteines verwiesen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische räumliche
Ansicht einer Form zur Herstellung von Pflastersteinen, die von
einem Brett abgehoben ist, auf dem sich vier geformte Pflastersteine
herkömmlicher
Bauart befinden;
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2 eine
schematische Ansicht von drei verschiedenen Arten von Ausformungen;
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3 eine
herkömmlich
ausgebildete Form zur Herstellung von Pflastersteinen auf einem
Brett;
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4 eine
schematische Darstellung der Verdichtung des in den Formkammern
befindlichen Betons;
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5 eine
schematische Darstellung einer herkömmlich ausgebildeten Form mit
einer vergrößerten Detailansicht
sowie vier auf einem Brett befindlichen Pflastersteinen herkömmlicher
Bauart;
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6 einen
Schnitt durch eine Form sowie darunter eine Seitenansicht von zwei
geformten Pflastersteinen;
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7 eine
räumliche
Teilansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Pflastersteines mit vier verschiedenen Arten von Ausformungen; und
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8 einen
Vertikalschnitt durch die Ausformungen D, B und A sowie C der 7.
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1 zeigt
eine herkömmliche
Form 4 sowie vier hiermit hergestellte Pflastersteine 1,
die sich auf einem Produktionsbrett 2 befinden. Die Pflastersteine 1 sind
quaderförmig
ausgebildet und besitzen eine Grund- und Deckfläche sowie vier Seitenflächen, auf denen
sich Ausformungen der in 2 dargestellten Art befinden.
Solche Ausformungen können
als Verbundelemente, Abstandshalter etc. dienen. Zur Herstellung
der Ausformungen ist die in 1 dargestellte
Form 4 mit nischenförmigen
Ausformungen (Vertiefungen) 6 in ihren Seitenwänden versehen,
die entsprechende Formhohlräume 5 umgeben.
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Wie
man ohne Weiteres 2 entnehmen kann, besitzen diese
Ausformungen 3 einen unteren Abschnitt, der sich etwa parallel
zur entsprechenden Pflastersteinseitenwand erstreckt, und einen
oberen dachförmigen
Abschnitt, mit dem die Ausformung in die Seitenwand des Pflastersteines übergeht.
Der dachförmige
Abschnitt geht hierbei über
relativ scharfe Ecken und Kanten in die Seitenwand über, so dass
beim Abheben der Form 4 von den geformten Pflastersteinen
infolge der gebildeten Hinterschneidungen bzw. toten Winkel in vielen
Fällen
Betonmaterial im oberen Bereich der nischenförmigen Ausnehmungen 6 der
Form 4 zurückbleibt.
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4 zeigt
das Verdichten des in die Formhohlräume 5 eingefüllten Betons.
Man erkennt, dass die nischenförmigen
Ausformungen 6 im oberen Bereich nahezu waagerecht in den
eigentlichen Formhohlraum 5 übergehen.
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5 zeigt
deutlich den oberen Bereich 8 der nischenförmigen Ausformungen 6,
in dem beim Abheben der Form Betonma terial 9 zurückbleibt. Dies
zeigt ebenfalls die obere Ansicht von 6. Die untere
Ansicht von 6 zeigt zwei entsprechend geformte
Pflastersteine auf dem Produktionsbrett 2, bei denen der
obere Bereich, d. h. dachförmige
Abschnitt, der Ausformungen 6 entsprechend verunstaltet
ist, wie bei 10 gezeigt, da hierbei das in der Form zurückgebliebene
Betonmaterial 9 fehlt.
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7 zeigt
eine räumliche
Teilansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Pflastersteines 1. Hierbei sind zu Erläuterungszwecken vier verschiedene
Arten von Ausformungen an einem einzigen Stein dargestellt. Die
Ausformungen verlaufen vertikal und erstrecken sich von der Unterkante
der jeweiligen Seitenwand bis nahezu zu deren Oberkante.
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Die
in 7 links dargestellte Ausformung A bzw. 10 besitzt
einen unteren etwa parallel zur Seitenwand 16 des Pflastersteines
verlaufenden Abschnitt 11 und einen oberen, sich dachförmig zur
Seitenwand hin erstreckenden Abschnitt 12. Der dachförmige Abschnitt 12 verjüngt sich
nach oben hin bis zu einer Spitze, während der untere Abschnitt 11 einen
gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Der untere Abschnitt 11 ist
im Querschnitt etwa halbkreisförmig
ausgebildet. Der obere dachförmige
Abschnitt 12 der Ausformung 10 geht im Vertikalschnitt
bogenförmig
in die Seitenwand des Pflastersteines und bogenförmig in den unteren Abschnitt 11 der
Ausformung über.
Ein entsprechender Vertikalschnitt ist in 8 auf der
rechten Seite gezeigt. Man erkennt, dass der dachförmige Abschnitt 12 im
Vertikalschnitt von einem ersten Bogen mit einem Krümmungsradius
von 11 mm und einem sich daran anschließenden zweiten Bogen mit einem
Krümmungsradius
von 15 mm gebildet wird, wobei beide Bögen asymptotisch bzw. tangential
in die Seitenwand 16 bzw. den unteren Abschnitt 11 der
Ausformung übergehen.
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Ferner
sind in 7 zwei Ausformungselemente dargestellt,
die sich jeweils aus drei Ausformungen A, D, B bzw. 10, 14 und 17 zusammensetzen.
Hierbei entspricht die Ausformung A oder 10 der vorstehend
beschriebenen Ausformung. Die Ausformung B bzw. 17 ist
im Vertikalschnitt ebenfalls in 8 dargestellt
und weist in ihrem dachförmigen Abschnitt 16 einen
ersten Bogen mit einem Krümmungsradius
von 60 mm auf, der in einen zweiten Bogen mit einem Krümmungsradius
von 24 mm übergeht,
welcher in die Seitenwand 16 übergeht. Der dachförmige Abschnitt
ist daher bei dieser Ausführungsform
flacher ausgebildet als bei der Ausformung A bzw. 10. Zwischen
den beiden Ausformungen A, B bzw. 10, 17 befindet
sich eine dritte Ausformung D bzw. 14, die hier als Distanzabschnitt
ausgebildet ist. Auch dieser Distanzabschnitt geht in seinem oberen
Abschnitt bogenförmig
in die Seitenwand 16 über,
wie bei 15 gezeigt.
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Die
vierte Ausführungsform
C der 7 weist an ihrem unteren Abschnitt einen erweiterten Fußabschnitt 13 auf,
der ebenfalls in der geschilderten Weise bogenförmig in die zentrale längere und schmalere
Ausformung übergeht.
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Ein
Vertikalschnitt durch die Ausformung D bzw. 14 ist ebenfalls
in 8 dargestellt. Im dachförmigen Abschnitt sind entsprechende
Bögen mit Krümmungsradien
von 15 mm und 24 mm angedeutet. Im unteren Abschnitt weist die Ausformung 14 eine
Verdickung auf, die ebenfalls mit Hilfe von zwei Bögen (Radien
15 mm und 15 mm) in den darüber befindlichen
Abschnitt der Ausformung übergeht.
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Die
Form zur Herstellung der beschriebenen Pflastersteine entspricht
dem Stein der 7 in Negativform.