DE102009046048A1

DE102009046048A1 - Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von Schachtbodenstücken und Verfahren zur Herstellung von Schachtbodenstücken

Info

Publication number: DE102009046048A1
Application number: DE102009046048A
Authority: DE
Inventors: Klaus Müller
Original assignee: BFS Betonfertigteilesysteme GmbH
Current assignee: BFS Betonfertigteilesysteme GmbH
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-04-28
Also published as: EP2316625A2; DK2316625T3; EP2316625A3; DE202009017953U1; EP2316625B1

Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Form (56) für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42) bereit, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Grundkörpers (14) aus einer Mischung umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel, oder aus einem Schaumstoffmaterial, Bearbeitung des Grundkörpers (14) in mindestens einem Gerinneabschnitt entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform (30, 38) entsteht, Einsetzen der Negativform (30, 38) in eine Basisform (54).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken sowie ein Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken aus einem Beton in einer Form.
Aus Beton gefertigte Schachtbodenstücke werden als unterer Abschluss von Gruben oder Kanalisationssystemen eingesetzt. In ihrem Bodenbereich weisen sie ein Gerinne auf, welches eine oder mehrere Abwasser-Einlassöffnungen mit einer oder mehreren Abwasser-Auslassöffnungen verbindet und gegebenenfalls erforderliche Abzweigungen oder Kreuzungspunkte bereitstellt.
Je nach konkreter Anwendungssituation, insbesondere entsprechend der anzuschließenden Rohrleitungen, sind unterschiedliche Schachtbodenstücke mit unterschiedlichen Gerinnestrukturen zu fertigen. In einem aus der DE 10 2007 017 471 A1 bekannten Verfahren wird dazu eine Form für die Fertigung von Schachtbodenstücken verwendet, welche aufgebaut ist aus einer Basisform, in der die wesentlichen Wandungsabschnitte sowie die äußere Bodenwandung des Schachtbodenstücks geformt wird, sowie einer Negativform, welche an der Basisform befestigt ist und eine dem auszubildenden Gerinne entsprechende Negativgeometrie aufweist. Somit muss für verschiedene Gerinnestrukturen nur jeweils eine entsprechende Negativform angefertigt werden, während die Basisform universell für verschiedene Arten von Schachtbodenstücken verwendet werden kann.
In dem aus der DE 10 2007 017 471 A1 bekannten Verfahren wird die Negativform aus einem schmelzbaren, wachsartigen Grundkörper durch ein erhitztes Schneidwerkzeug hergestellt. Dies erfordert einen beträchtlichen Energieaufwand sowohl zum Schneiden der Negativgeometrie als auch zur Wiederverwendung von Restmaterialien durch Einschmelzen des Materials. Außerdem müssen bei dem bekannten Verfahren einzelne Gerinneäste separat aus dem Grundkörper herausgeschnitten werden und einzeln auf einer Bodenplatte aneinandergefügt und befestigt werden, wofür ein relativ großer Zeit- und Personalaufwand erforderlich ist.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken ist aus der WO 2004/091877 A1 bekannt, in welchem eine Negativform aus einem thermoplastischen Schaumstoff hergestellt wird. Auch in diesem Verfahren werden einzelne Gerinneäste der Negativform durch einen erhitzten Draht zugeschnitten und anschließend auf einer Platte aneinandergefügt. Die Anpassung an Gerinneneigung, Gerinnehöhe und an einen Bermenwinkel des Schachtbodenstücks erfordert dabei für jeden der Gerinneäste jeweils separate Schneidvorgänge, einschließlich einem Einspannen der Negativformteile und einem Ausrichten jedes Negativformteils gegenüber dem Schneiddraht.
Ferner offenbart die EP 1 733 857 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken, in welchem ein aus Holz oder Gips gefertigter Grundkörper durch Fräsen zu einer Negativform entsprechend der zu formenden Gerinnestruktur bearbeitet wird. Die Negativform umfasst eine Kontur zur Ausbildung des gesamten Bodenbereichs des Schachtbodenstücks, einschließlich eines außerhalb der Gerinne angeordneten Bermenabschnitts sowie Teilen der Schachtseitenwände. Zur Herstellung der Negativform ist somit ein relativ hoher Materialaufwand sowie ein hoher Aufwand zum Fräsen der gesamten Bodenkontur des Schachtbodenstücks, einschließlich des Bermenabschnitts, erforderlich. Die erhöhten Materialkosten schlagen insbesondere bei aus Holz gefertigten Negativformen zu Buche.
Ein gemeinsamer Nachteil der bekannten Technologien liegt in den besonderen Arbeitsschutzmaßnahmen, die für die Verarbeitung der bekannten Grundkörper notwendig sind. So werden beim Zuschnitt der Kunststoff-Negativformen gemäß DE 10 2007 017 471 A1 oder gemäß WO 2004/091877 A1 heiße Kunststoffdämpfe frei, welche eine besondere Belüftung dieser Bearbeitungsstationen erforderlich machen. Bei der fräsenden Bearbeitung von Gips entsteht ein sehr feiner Kalziumsulfatstaub, welcher ebenfalls nicht in die Atemwege gelangen darf. Aus Holz gefertigte Formen können zwar ohne die Gefahr einer Feinstaubbelastung der Bedienpersonen gefräst werden, jedoch sind diese relativ teuer.
Nach einem ersten Gesichtspunkt ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken bereitszustellen, welches mit geringerem Kosten- und Energieaufwand durchführbar ist und eine Gesundheitsbelastung für die mit der Durchführung des Verfahrens betrauten Personen reduziert.
Zur Lösung der Erfindungsaufgabe des ersten Gesichtspunkts wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken vorgeschlagen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Grundkörpers aus einem Schaumstoffmaterial, Bearbeitung des Grundkörpers entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform entsteht, wobei die Bearbeitung durch einen spanabhebenden Bearbeitungsprozess erfolgt, und Einsetzen der Negativform in eine Basisform.
Wichtiges Merkmal der Erfindung nach dem ersten Aspekt ist somit die spanabhebende Bearbeitung eines aus einem Schaumstoffmaterial hergestellten Grundkörpers. Durch diese Maßnahme kann aus einem Grundkörper in einfacher und effektiver Weise eine Negativform für die gesamte Gerinnestruktur maßgenau herausgearbeitet werden, so dass insbesondere ein Zusammensetzen der Negativform aus einzelnen Gerinneästen oder eine Nachbearbeitung einzelner Teile der Negativform entfallen kann.
Praktische Versuche haben dabei gezeigt, dass bei der spanabhebenden Bearbeitung eines aus Schaumstoffmaterial gefertigten Grundkörpers weder gesundheitsschädliche Dämpfe noch Feinstaub frei werden. Auch wenn im Hinblick auf die im Stand der Technik durch Gipsfeinstaub und Kunststoffdämpfe auftretenden Probleme zu erwarten war, dass eine spanabhebende Bearbeitung von Schaumstoffmaterial ebenfalls besondere Arbeitsschutzvorkehrungen notwendig macht, so haben die Erfinder doch überraschend feststellen können, dass bei der spanabhebenden Bearbeitung von Grundkörpern aus Schaumstoff sich der Schaumstoff in Form von nicht zu kleinen Flocken oder Schnipseln vom Grundkörper löst und dabei weder ein feiner Staub noch ein Dampf frei wird. Die Erfindung schafft somit gegenüber dem bekannten Verfahren erstmalig die Möglichkeit, eine Negativform für die gesamte Gerinnestruktur mit einfachen Mitteln, maßgerecht und ohne Gesundheitsgefährdung zu fertigen. Darüber hinaus ist Schaumstoffmaterial preiswert und von geringem Gewicht.
Grundsätzlich könnte das Schaumstoffmaterial erfindungsgemäß durch verschiedene bekannte Techniken des Spanens bearbeitet werden, beispielsweise durch Bohren, Drehen, Hobeln oder Schleifen. Besonders bevorzugt umfasst der spanabhebende Bearbeitungsprozess jedoch ein maßgerechtes Fräsen des Grundkörpers zur Negativform. Durch ein Fräswerkzeug können nahezu beliebige Konturen der Negativform in einfacher Weise maßgerecht bearbeitet werden.
Als Schaumstoffmaterial kommt vorzugsweise ein Polystyrol (Handelsname Styropor), insbesondere EPS (aufgeschäumtes Polystyrol) oder XPS (extrudierter Polystryrol-Hartschaum) in Betracht, welcher gleichzeitig preiswert, leicht und ausreichend stabil bereitgestellt werden kann.
Der Bodenbereich der zu fertigenden Schachtbodenstücke weist außer den Gerinneästen der Gerinnestruktur im allgemeinen auch sogenannte Bermenabschnitte auf, d. h. an die Gerinne angrenzende Bodenabschnitte des Schachtbodenstücks. Die Bermenabschnitte von Schachtbodenstücken sind zumeist zum Gerinne hin abgesenkt, d. h. sie schließen mit einer Horizontalebene einen Bermenwinkel ein, so dass sich im Schachtbodenstück sammelndes Wasser in das Gerinne abläuft.
Prinzipiell könnte die aus dem Grundkörper herzustellende Negativform den gesamten Bodenbereich des Schachtbodenstücks formen, d. h. auch einen Bermenabschnitt ausbilden. Es ist dann jedoch eine relativ große Negativform erforderlich, die in einem großen Abschnitt auf Maß zu bearbeiten ist. Da die Form des Bermenabschnitts für die meisten Schachtbodenstücke gleich ist, d. h. nicht von der Form des zu fertigenden Gerinnes abhängt, wird vorzugsweise die aus dem Grundkörper hergestellte Negativform nur für die Ausbildung des Gerinnes vorgesehen, während der Bermenabschnitt des Schachtbodenstücks durch einen Bodenabschnitt der Basisform geformt wird. Der Bodenabschnitt der Basisform kann dementsprechend eine Bermenerhöhung aufweisen, die dem zu formenden Bermenabschnitt des Schachtbodenstücks entspricht. Die das Gerinne formende Negativform wird dann auf den Bodenabschnitt der Basisform aufgesetzt und gegebenenfalls fixiert.
Damit die Negativform passend auf dem Bodenabschnitt der Basisform aufsetzen kann, sollte die Negativform auf ihrer dem Bodenabschnitt der Basisform zugewandten Bodenfläche eine dem Bodenabschnitt der Basisform komplementäre Formgebung aufweisen. Wenn also der Bodenabschnitt der Basisform eine Bermenerhöhung aufweist, so sollte die Bodenfläche der Negativform eine entsprechende Bermenvertiefung besitzen.
Die Negativform könnte prinzipiell im Zuge der spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers mit der Bermenvertiefung versehen werden oder die Bermenvertiefung könnte in einem Nachbearbeitungsschritt in die Bodenfläche der Negativform eingearbeitet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers der Grundkörper bereits eine Bodenfläche mit einer zur Bermenerhöhung der Basisform komplementären Bermenvertiefung aufweist. Am unbearbeiteten Grundkörper, welcher beispielsweise zumeist eine regelmäßige Zylinder- oder Prismenform aufweist, ist die Herstellung einer Bermenvertiefung mit relativ geringem Aufwand möglich. So kann insbesondere eine im Wesentlichen kegelförmige Bermenvertiefung mit einfachen Werkzeugen am Grundkörper bereitgestellt werden. Unabhängig von der Geometrie des zu fertigenden Gerinnes weist dann die hergestellte Negativform in jedem Gerinneast die erforderliche komplementäre Bermenvertiefung auf, die für ein bündiges Absetzen der Negativform auf dem Bodenabschnitt der Basisform geeignet ist. Grundkörper mit einer vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmigen Bermenvertiefung können überdies als Vorprodukte für das erfindungsgemäße Verfahren extern hergestellt und angeliefert werden.
Um eine zuverlässige, maßgerechte Bearbeitung des Grundkörpers sicherzustellen, wird der Grundkörper für die spanerhebende Bearbeitung vorzugsweise an einem Werktisch oder dergleichen befestigt. Es wird auch daran gedacht, den Grundkörper bereits an einem Bodenabschnitt der Basisform oder an einer später in der Basisform zu installierenden Platte zu befestigen. Als Befestigungsmittel kommen Schraubverbindungsmittel, formschlüssige Verbindungsmittel oder andere, dem Fachmann an sich bekannte Verbindungsmittel in Frage.
Prinzipiell könnte der Grundkörper zur Befestigung während des Bearbeitens an seinem Außenumfang geklemmt werden. Diese Lösung verhindert jedoch die Bearbeitung des Grundkörpers in dem geklemmten Bereich, so dass für die vollständige Bearbeitung der Grundkörper ausgespannt, gedreht und wieder fixiert werden muss. Um den Grundkörper jedoch gleichzeitig sicher fixiert und an allen Seiten für die spanabhebende Bearbeitung zugänglich zu halten, weist der Grundkörper vorzugsweise an einer Bodenfläche mindestens ein Befestigungsmittel auf, welches für die Verbindung mit einem Befestigungsmittel eines Werktisches für die spanabhebende Bearbeitung oder für die Verbindung mit einem Befestigungsmittel in einem Bodenabschnitt der Basisform geeignet ist. Wenn die Befestigungsmittel bereits vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers an einer Bodenfläche des Grundkörpers integriert sind, so kann der Grundkörper bzw. die daraus entstehende Negativform durch das mindestens eine Befestigungsmittel während des Schrittes des Bearbeitens oder nach dem Einsetzen in die Basisform fixiert werden.
Um den Grundkörper verdrehsicher in mindestens zwei Punkten zu fixieren und gleichzeitig sicher zu verhindern, dass ein Befestigungsmittel des Grundkörpers während des Bearbeitens des Grundkörpers freigelegt oder von dem Bearbeitungswerkzeug berührt wird, wird ferner vorgeschlagen, dass ein Befestigungsmittel im Zentrum des Grundkörpers angeordnet wird und ein zweites Befestigungsmittel außerhalb des Zentrums angeordnet wird. Auf diese Weise können im Wesentlichen alle denkbaren Gerinnestrukturen berücksichtigt werden, da sich in quasi jeder Gerinnestruktur mindestens ein Gerinneast vom Rand des Schachtbodenstücks (von einer Einlassöffnung) bis zum Zentrum des Schachtbodenstücks erstreckt. Es ist dann lediglich darauf zu achten, dass das außerhalb des Zentrums angeordnete Befestigungsmittel innerhalb eines Gerinneastabschnitts der Negativform liegt.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Befestigungsmittel in das Schaumstoffmaterial integriert, beispielsweise während des Schäumens des Materials bereits eingesetzt worden. Damit entfällt ein zusätzlicher Nachbearbeitungsschritt zur Einbringung des mindestens einen Befestigungsmittels in den Grundkörper.
Nach der spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers zur Negativform könnte die Negativform bereits in die Basisform eingesetzt werden und ein Schachtbodenstück könnte in der so erhaltenen Form gegossen werden. Es wurde jedoch festgestellt, dass nach dem Schritt der spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers das Schaumstoffmaterial eine offenporige Struktur aufweisen kann, bzw. eine relativ rauhe Oberflächenqualität zeigen kann, was dazu führt, dass Flüssigkeit, beispielsweise Zementmilch, in die Negativform eindringen kann oder die Oberfläche des gegossenen Schachtbodenstücks nicht die gewünschte Glattheit zeigt.
Die Offenporigkeit bzw. Rauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche der Negativform wird von den Erfindern im engen Zusammenhang mit dem beobachteten Spanverhalten bei der spanabhebenden Bearbeitung gesehen, welche, wie vorstehend bereits erläutert, aus dem Schaumstoffmaterial kleine Flocken oder Schnipsel herauslöst. Um ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform zu hemmen oder/und die Oberflächenqualität der Negativform zu verbessern, wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung daher vorgeschlagen, dass nach dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers eine Oberfläche der Negativform einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
Die Oberflächenbehandlung kann beispielsweise durch Auftragen eines Porenfüllmaterials durchgeführt werden, welches die durch die spanabhebende Bearbeitung geöffneten Poren an der Oberfläche des Schaumstoffmaterials ausfüllt und somit sowohl ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform hemmt als auch eine glattere Oberfläche der Negativform und damit der geformten Schachtbodenstücke erreicht. Als Porenfüllmaterial kommt dabei insbesondere ein pastöses Trennmittel in Frage, welches sich besonders gut in oberflächennahe Poren einbringen lässt, jedoch von dem Schaumstoffmaterial nicht tiefer aufgesaugt wird.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Schritts der spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers abgetrenntes Material durch eine Absaugeinrichtung kontinuierlich abgeführt. Hierbei kann besonders ausgenutzt werden, dass die abgetrennten Teile des Schaumstoffmaterials von geringem Gewicht sind jedoch gleichzeitig keinen Feinstaub bilden, so dass sie mit geringem Energieaufwand und ohne spezielle Feinstaubfilter abgesaugt werden können.
Nach einem zweiten Aspekt wird die Erfindungsaufgabe des ersten Gesichtspunkts der Erfindung gelöst durch einen Grundkörper für die Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken, insbesondere zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens des vorstehend beschriebenen ersten Aspekts der Erfindung, wobei der Grundkörper aus einem Schaumstoffmaterial gebildet ist, eine im Wesentlichen zylindrische oder prismenförmige Mantelfläche aufweist und eine Bodenfläche mit einer Bermenvertiefung aufweist, wobei die Bermenvertiefung vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmig ist. In dem oben in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Verfahren kann ein solcher Grundkörper mit den genannten Vorteilen eingesetzt werden. Ein Grundkörper aus Schaumstoffmaterial mit der erfindungsgemäßen Formgebung ist kostengünstig herstellbar und als universelles Vorprodukt für die Herstellung von Negativformen, insbesondere nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, geeignet.
Ein Grundkörper des zweiten Aspekts der Erfindung kann ferner an einer Bodenfläche mindestens ein Befestigungsmittel, insbesondere einen Teil einer Schaubverbindung oder einer Steckverbindung, aufweisen, so dass der Grundkörper für eine spanabhebende Bearbeitung leicht an einem Werktisch oder einer Basisplatte oder dergleichen fixiert werden kann.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Erfindungsaufgabe des ersten Gesichtspunkts der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens des vorstehend genannten ersten Aspekts der Erfindung, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Grundkörper gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Aspekt der Erfindung, eine Bearbeitungseinrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers entsprechend der Negativformgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform entsteht, und eine Basisform, in welche die Negativform einsetzbar ist. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung nach dem dritten Aspekt der Erfindung sind in den Unteransprüchen 12 bis 14 angegeben.
Durch Vorrichtungen des dritten Aspekts der Erfindung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren des ersten Aspekts und dem Grundkörper des zweiten Aspekts für die entsprechenden Merkmale beschriebenen Vorteile und Effekte erzielt werden.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken sowie ein Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken anzugeben, welche mit geringerem Energieaufwand durchführbar sind und welche die Menge an entstehendem Abfall bei der Herstellung der Negativform bzw. bei der Herstellung von Schachtbodenstücken reduzieren.
Zur Lösung der Erfindungsaufgabe wird nach einem vierten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken vorgeschlagen, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Grundkörpers aus einer Mischung umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel, Bearbeitung des Grundkörpers in mindestens einem Gerinneabschnitt entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform entsteht, und Einsetzen der Negativform in eine Basisform.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung des dritten Aspekts liegt in der Verwendung eines mit einem Bindemittel vermischten Sandmaterials zur Bereitstellung eines Grundkörpers für die Negativform. Die Verwendung von Formen, die auf Grundlage eines Sandmaterials hergestellt sind, ist aus einem anderen Fachgebiet an sich bekannt. Aus Sandmaterial hergestellte Formteile werden herkömmlich zur Herstellung von Metallgussteilen verwendet.
In diesem bekannten Verfahren tritt nach dem Entformen der Metallformteile das Problem auf, dass eine Wiederverwendung oder umweltgerechte Entsorgung der Sandgussform mit hohem technischen Aufwand verbunden ist. Zwar verbrennt ein gewisser Teil des in der Sandgussform enthaltenen Bindemittels, der verbleibende Teil des Bindemittels muss jedoch in einem energieaufwändigen Verfahren zur thermischen oder mechanischen Regeneration der Sandgussformen entfernt werden, um den Sand für die Herstellung neuer Gussformen aufzubereiten. Auch für eine umweltgerechte Entsorgung sind aufwendige Nachbearbeitungsschritte zur Entfernung des Bindemittels notwendig.
Beim Betongießen herrschen Temperaturen im Bereich von nur ungefähr 30°C bis 50°C, so dass der zur thermischen Regeneration der gebrauchten Gussformen notwendige Energiebetrag noch größer ist und für den Fachmann eine Übertragung der aus dem Metallgießen bekannten Technik aufgrund der offenbaren Entsorgungsproblematik eigentlich nicht in Frage kam. Der Fachmann musste annehmen, dass er durch sehr hohen nachträglichen Energieaufwand die gebrauchten Negativformen bzw. andere Restmaterialien durch thermische und mechanische Regeneration wiederaufbereiten müsste oder die Negativformen bzw. das Material komplett entsorgen müsste, was in keinem Verhältnis zu einem erzielbaren Nutzen aus der Technik gestanden hätte.
Es ist der Verdienst der Erfinder der vorliegenden Erfindung, sich über dieses Vorurteil hinweggesetzt zu haben und die Übertragung dieser Verfahrensschritts aus dem fremden Fachgebiet dennoch ins Auge gefasst zu haben und solche Verfahrenstechniken erstmals für das Fachgebiet des Betongießens adaptiert zu haben.
Dabei sind die Erfinder auf einen besonderen synergistischen Effekt gestoßen, welcher einerseits die erfindungsgemäßen Verfahren deutlich über die bloße Nutzung der Verfahrensschritte in einem anderen Fachgebiet heraushebt und einen nur bei der erfindungsgemäßen Anwendung auftretenden Zusatzvorteil liefert, und welcher andererseits zur gleichen Zeit auch die auf den ersten Blick bestehende Entsorgungsproblematik löst. In praktischen Versuchen wurde nämlich festgestellt, dass die für die Herstellung einer Negativform für ein Betongießverfahren geeignete Mischung aus Sandmaterial und Bindemittel, welche während des Prozesses des Betongießens im Wesentlichen chemisch nicht verändert wird, ohne aufwendige weitere Nachbearbeitung oder Aufbereitung als Rohstoffmaterial für die Herstellung von Beton geeignet ist. Selbst wenn also in den gebrauchten Negativformen oder in Material, welches bei der Bearbeitung des Grundkörpers vom Grundkörper abgehoben wird, noch Bindemittel enthalten ist, so hat sich doch überraschend herausgestellt, dass diese Reste von Bindungsmittel ohne Weiteres in dem wiederverwendeten Material verbleiben können, ohne dass der daraus hergestellte Beton wesentliche Qualitätsverluste zeigt.
Somit kann sowohl das bei der Bearbeitung des Grundkörpers abfallende Material als auch das aus gebrauchten Negativformen herstellbare Material im Wesentlichen ohne Verluste dem Materialkreislauf in einem Verfahren zur Herstellung von Betonbauteilen zugeführt werden, so dass die Menge an Abfall deutlich reduziert werden kann. Ferner ist kein energieaufwändiger Schritt einer Erhitzung oder Entfernung von Bindemittel oder dergleichen erforderlich, so dass die Energie- und Personalkosten reduziert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Negativformen nach ihrer Benutzung zur Herstellung mindestens eines Schachtbodenstücks zerkleinert, um ein Schüttgut zu erhalten, dass für die Herstellung von Beton wiederverwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann Material, welches bei der Bearbeitung des Grundkörpers vom Grundkörper abgehoben wird, zerkleinert und für die Herstellung von Beton wiederverwendet werden.
Mit besonderem Vorteil kommt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einsatz in einem Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken aus einem Beton in einer Form, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Herstellen der Form durch ein erfindungsgemäßes Verfahren der oben beschriebenen Art,
b) Einfüllen von Beton in die Form so dass ein Schachtbodenstück geformt wird,
c) Entschalen des Schachtbodenstücks,
d) Trennen der Negativform von der Basisform,
e) Zerkleinern der Negativform zu einem Schüttgut,
f) Herstellen von Beton unter Verwendung des durch Zerkleinern der Negativform erhaltenen Schüttguts (Schritt e) oder/und unter Verwendung von Material, welches beim Bearbeiten des Grundkörpers von dem Grundkörper abgehoben wurde (Schritt a).

Ein solches Verfahren enthält einen effizienten und die Menge an Abfall reduzierenden Wiederverwertungsablauf für das Material der Negativform in einem Betongießverfahren. Dabei ist es prinzipiell möglich, mit dem das wiederverwendete Material enthaltenden Beton beliebige Betonteile zu fertigen oder den so hergestellten Beton in anderer, an sich bekannter Weise zu verwenden. Besonders vorteilhaft wird der durch wiederverwendetes Material hergestellte Beton jedoch zur Fertigung eines weiteren Schachtbodenstücks benutzt, indem der Beton in einem späteren Zyklus wieder in die Form eingefüllt wird. Auf diese Weise kann logistischer Aufwand und Organisationsaufwand eingespart werden.
Alternativ oder zusätzlich zur oben beschriebenen Wiederverwendung könnte ferner das Material, welches in dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers vom Grundkörper abgehoben wird, oder/und Material, welches bei einer Zerkleinerung der Negativform entsteht, zur Bildung eines weiteren Grundkörpers wiederverwendet werden. In Versuchen hat sich gezeigt, dass sich die wiederzuverwendende Mischung aus Sandmaterial und Bindemittel nach Hinzugabe einer weiteren Menge an Bindemittel oder einer Aktivierung des in dem wiederverwendeten Material bereits enthaltenen Bindemittels auch zur Herstellung eines weiteren Grundkörpers eignet, wenngleich die Korngröße des zerkleinerten Materials aufgrund des darin enthaltenen Bindemittels etwas vergrößert ist. Zumeist wird dieser Materialkreislauf zur Herstellung eines neuen Grundkörpers nur eine begrenzte Anzahl von Zyklen aufweisen können, da die Korngröße in jedem Zyklus etwas zunimmt.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers eine Oberfläche der Negativform einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, durch welche ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform gehemmt wird oder/und durch welche die Oberflächenqualität der Negativform verbessert wird. Durch eine solche Oberflächenbehandlung wird insbesondere vermieden, dass während des Gießens des Betons Zementmilch in die Negativform eindringt und es dadurch zu einer unlösbaren Verbindung zwischen Negativform und Beton kommt.
Die Negativform kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen Bodenbereich des Schachtbodenstücks ausbilden, das heißt den Bereich, in welchem das Gerinne sich über den inneren Querschnitt des Schachts oder über einen Teil desselben erstreckt. Es ist dann vorteilhaft, wenn in den Grundkörper Befestigungsmittel integriert werden, um die Negativform an der Basisform zu befestigen, so dass ein stabiler Zusammenhalt zwischen Negativform und Basisform während des Gießprozesses sichergestellt werden kann.
Wenn die Negativform einen Bodenbereich des Schachtbodenstücks ausbildet, so kann es ferner vorteilhaft sein, wenn die Oberfläche des Grundkörpers, welche die zur Auflage auf einem Bodenformungsabschnitt der Basisform bestimmte Oberfläche der Negativform bildet, und die Oberfläche des Bodenabschnitts der Basisform zueinander im Wesentlichen komplementär ausgebildet sind, so dass ein sicherer, formschlüssiger Sitz der Negativform auf dem Bodenabschnitt geschaffen wird.
Ein weiterer Vorteil solcher komplementärer Oberflächen besteht darin, dass eine Berme des Schachtbodenstücks, das heißt ein zum Gerinne hin schräg abfallender Boden des Schachtbodenstücks, der ein vollständiges Ablaufen von Flüssigkeit in das Gerinne sicherstellen soll, bereits durch die Oberfläche des Bodenabschnitts der Basisform ausgebildet werden kann und somit nicht für jede Negativform einzeln aus einem Grundkörper ausgearbeitet werden muss. Die Negativform kann dann insbesondere lediglich die Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes umfassen, während der übrige Bodenbereich des Schachtbodenstücks, einschließlich der Berme, durch den abgeschrägten Bodenabschnitt der Basisform gebildet wird.
Damit die Negativform passend auf dem Bodenabschnitt der Basisform aufsitzt, sollte die Negativform auf ihrer dem Bodenabschnitt der Basisform zugewandten Seite eine an den Bermenwinkel des Bodenabschnitts der Basisform angepasste Bermenkontur aufweisen. Eine solche Bermenkontur könnte nach oder während der Bearbeitung des mindestens einen Gerinneabschnitts des Grundkörpers erfolgen. Deutlich einfacher und kostengünstiger ist jedoch die Herstellung der Bermenkontur bereits mit der Herstellung des Grundkörpers, so dass die zu dem Bodenabschnitt der Basisform komplementäre Oberfläche über den gesamten Grundkörper ausgebildet ist, zum Beispiel als kegelförmige Vertiefung. Eine nachträgliche Bearbeitung der Negativform zur Anpassung an den Bermenwinkel ist somit nicht erforderlich.
Alternativ zur Herstellung von Negativformen für einen Bodenbereich des Schachtbodenstücks könnte die Negativform einen Wanddurchtrittsbereich des Schachtbodenstücks ausbilden, das heißt ein Bereich, an welchem das Gerinne durch eine Seitenwandung des Schachtbodenstücks hindurchtritt und nach außen geführt wird, zum Beispiel in ein angeschlossenes Rohrsystem. Auch diese Wanddurchtrittsbereiche weisen je nach Anordnung und Form bzw. Verlauf des Gerinnes unterschiedliche Größen, Steigungswinkel und dergleichen auf, so dass auch diese Teile der Form durch die erfindungsgemäßen Verfahren flexibel, kostensparend und umweltschonend hergestellt werden können.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird die Erfindungsaufgabe des zweiten Gesichtspunks der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zu Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Grundkörpers aus einem kohäsiven Schüttgut, Bearbeitung des Grundkörpers in mindestens einem Gerinneabschnitt entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform entsteht, Fixieren der Oberflächenkontur der Negativform, Einsetzen der Negativform in eine Basisform.
Der Begriff „kohäsives Schuttgut” entspricht dabei einer dem Fachmann geläufigen Bezeichnung für ein Schüttgut, dessen Teile einen gewissen Zusammenhalt aufweisen, und zwar zumindest in solchem Ausmaß, dass sich daraus eine Negativform mit der für die vorliegende Anwendung der Herstellung von Schachtbodenstücken ausreichenden Genauigkeit schaffen lässt, wobei die Negativgeometrie zumindest bis zu dem Schritt des Fixierens der Oberflächenkontur im Wesentlichen erhalten bleiben.
Wichtiges Beispiel und gleichzeitig bevorzugtes Material für die erfindungsgemäßen Verfahren des fünften Aspekts stellt ein Sand mit geeignetem Feuchtigkeitsgehalt dar. Das mit solchem Sand auch komplexere Formen stabil darstellbar sind, beweisen zum Beispiel Sandskulpturen, welche sogar von Künstlern detailreich bearbeitet und zumindest für die Zeit einer Sandskulpturausstellung formstabil bleiben.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens des fünften Aspekts der Erfindung wird die aus dem kohäsiven Schüttgut geformte Negativgeometrie, das heißt die Oberflächenkontur der Negativform, fixiert, um ihr ausreichende mechanische Stabilität für den nachfolgenden Betongießvorgang zu verleihen. Dabei wird insbesondere an den Auftrag eines Bindemittels auf die Oberfläche der Negativform gedacht, welches eine bestimmte Tiefe in die Negativform eindringt oder die Negativform vollständig durchdringt, so dass das Bindemittel das kohäsive Schüttgut zumindest im oberflächennahen Bereich, gegebenenfalls auch das gesamte Schüttgut der Negativform, stabilisiert.
Die entscheidenden Vorteile des Verfahrens des fünften Aspekts liegen darin, dass zum ersten der Aufwand zur Bearbeitung des Grundkörpers deutlich geringer ist, da das im Wesentlichen ohne weitere Bindungsmittel bereitgestellte kohäsive Schüttgut mit geringstem Kraftaufwand bearbeitet werden kann, und dass zum zweiten die Menge an zur Fixierung der Oberflächenkontur in das Schüttgut einzubringendem Material, insbesondere die Menge an Bindemittel, auf den Zweck der Fixierung der Oberflächenkontur beschränkt bleiben kann, das heißt, insbesondere bei einer Auftragung von Bindemittel im Oberflächenbereich, die Menge an Bindemittel reduziert werden kann. Aus beiden Vorteilen ergibt sich ein Effektivitätsgewinn, wobei der als zweites genannte Vorteil ferner auch eine weitere Reduzierung der anfallenden Mengen an Abfall ermöglicht, insbesondere eine deutliche Reduzierung der Menge an Bindemittel im Schüttgut.
Auch das Verfahren des fünften Aspekts kann vorteilhaft verwendet werden in einem Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken aus einem Beton in einer Form, wobei dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Form gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung die folgenden Schritte nachfolgen:

b) Einfüllen von Beton in die Form, so dass ein Schachtbodenstück geformt wird,
c) Entschalen des Schachtbodenstücks,
d) Abnehmen der Negativform von dem Bodenabschnitt der Basisform,
e) Zerkleinern der Negativform zu einem Schüttgut,
f) Herstellen von Beton unter Verwendung des durch Zerkleinern der Negativform erhaltenen Schüttguts (Schritt e) oder/und unter Verwendung von Material, welches beim Bearbeiten des Grundkörpers von dem Grundkörper abgehoben wurde (Schritt a).

Mit einem solchen Verfahren können die gleichen Vorteile und Effekte erzielt werden, wie vorstehend für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken aus einem Beton in einer durch ein Verfahren des vierten Aspekts der Erfindung hergestellten Form angegeben wurde. Ferner kann das Verfahren zur Herstellung einer Form gemäß dem fünften Aspekt sowie das ein solches Verfahren enthaltende Verfahren zur Fertigung von Schachtbodenstücken durch die vorstehend in Bezug auf den vierten Aspekt der Erfindung erläuternden weiterbildenden Merkmale vorteilhaft ausgestaltet werden, um die in Bezug auf den vierten Aspekt erläuterten Vorteile und Effekte zu erzielen. Auch auf eine Kombination der Merkmale des vierten und des fünften Aspekts der Erfindung zur Bildung weiterer Ausführungsformen der Erfindung wird ausdrücklich hingewiesen.
Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung wird die Erfindungsaufgabe des zweiten Gesichtspunkts der Erfindung gelöst durch die Verwendung einer Negativform aus einer Mischung umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel für die Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken, wobei die Negativform zumindest eine einem zu fertigenden Gerinne entsprechende Negativgeometrie aufweist. Durch diese Verwendung werden die im Bezug auf den vierten Aspekt der Erfindung bzw. den fünften Aspekt der Erfindung erläuterten Effekte und Vorteile erzielt. Die Verwendung des sechsten Aspekts kann ferner eines oder mehrere der in Bezug auf den vierten oder fünften Aspekt der Erfindung beschriebenen Verfahrensmerkmale enthalten, um die jeweils beschriebenen Vorteile und Effekte zu erzielen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Querschnittsansicht einer Vorform zur Herstellung eines Grundkörpers in einem Verfahren gemäß einem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2: eine Querschnittsansicht eines gemäß 1 hergestellten Grundkörpers,
3: eine perspektivische Ansicht eines gemäß 1 hergestellten Grundkörpers,
4: eine Seitenansicht eines Grundkörpers während des Schritts der Bearbeitung des Grundkörpers,
5: eine Draufsicht auf eine gemäß 4 hergestellte Negativform,
6: eine perspektivische Ansicht der in 5 gezeigten Negativform,
7a und 7b: schematische Seitenansichten einer Anordnung zur Bearbeitung eines weiteren Grundkörpers,
8: eine Querschnittsansicht einer Form für die Fertigung von Schachtbodenstücken, an welcher das Verfahren des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird,
9: eine Querschnittsansicht eines Grundkörpers für die Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von Schachtbodenstücken, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10: eine perspektivische Ansicht des in 9 gezeigten Grundkörpers,
11: eine Seitenansicht des Grundkörpers des dritten Ausführungsbeispiels während des Schritts der Bearbeitung,
12: eine Draufsicht auf eine gemäß 11 hergestellte Negativform,
13: eine perspektivische Ansicht der in 12 gezeigten Negativform,
14a, 14b: schematische Seitenansichten einer Anordnung zur Bearbeitung weiterer Grundkörper, und
15: eine Querschnittsansicht einer Form für die Fertigung von Schachtbodenstücken, an welcher das Verfahren des dritten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.
In 1 ist eine Vorform 12 dargestellt, in welche zur Herstellung eines im Wesentlichen zylinder- oder prismenförmigen Grundkörpers 14 ein Gemisch 16 aus einem Sandmaterial und einem Bindemittel eingefüllt wird. Als Sandmaterial wird ein Gießsand verwendet. Das Bindemittel kann ein Furanharz oder Wasserglas sein. Der Volumenanteil an Bindemittel beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 1% und ungefähr 3%.
Die Vorform 12 wird soweit mit Gemisch 16 befüllt, dass eine Höhe h des herzustellenden Grundkörpers zumindest der Tiefe des später herzustellenden Gerinnes eines Schachtbodenstücks entspricht. In dem Verfahren des Ausführungsbeispiels wird das in die Vorform 12 eingefüllte Gemisch 16 anschließend verdichtet, beispielsweise durch leichtes Stampfen oder durch Vibration der Vorform 12.
Eine Bodenplatte 18 der Vorform 12 weist eine leicht kegelförmig ausgebildete Oberfläche auf, so dass der entstehende Grundkörper 14 bereits eine kegelförmige Bermenvertiefung 20 enthält. Der tiefste Punkt der Bermenvertiefung 20 liegt im Zentrum des Grundkörpers 14 und der Winkel der Bermenvertiefung 20 ist an einen Bermenwinkel eines Bermenabschnitts des zu formenden Schachtbodenstücks angepasst. Diese kegelförmige Bermenvertiefung 20 lässt den Grundkörper 14 nach seiner Bearbeitung formschlüssig auf einer später zu beschreibenden kegelförmigen Erhöhung der Basisform aufsitzen, so dass einerseits ein guter Halt des bearbeiteten Grundkörpers sichergestellt ist und andererseits die nicht vom Grundkörper abgedeckten Abschnitte der Basisform eine Berme des Schachtbodenstücks bilden, das heißt eine kegelförmige Absenkung des Bodens des Schachtbodenstücks zum Gerinne hin.
Ferner ist in 1 und 2 zu erkennen, dass beim Herstellen des Grundkörpers 14 in der Vorform 12 Gewindehülsen 22 eingesetzt werden, in welche später Schrauben zur Befestigung des Grundkörpers an einer Basisform eingeschraubt werden können. Im Ausführungsbeispiel befindet sich eine Gewindehülse 22 im Zentrum des Grundkörpers 14 und eine weitere Gewindehülse 22 befindet sich an einem vom Zentrum versetzten Abschnitt des Grundkörpers 14. Diese Anordnung der Gewindehülsen 22 kann universell für alle Gerinnestrukturen verwendet werden, welche wenigstens einen durch das Zentrum des Schachtbodenstücks verlaufenden Gerinneast aufweisen.
Nach einem Schritt des Aushärtens kann der Grundkörper 14 aus der Vorform 12 entnommen werden und dem nächsten Verfahrensschritt des Bearbeitens zugeführt werden, welcher im Folgenden unter Bezugnahme auf 4–6 erläutert wird.
Für den Verfahrensschritt des Bearbeitens des Grundkörpers 14 kann dieser mittels in die Gewindehülsen 22 einzuschraubender Schrauben 24 auf einem Träger 26 befestigt werden, um ein Verrutschen des Grundkörpers 14 während der Bearbeitung zu verhindern. Die Bearbeitung erfolgt im Ausführungsbeispiel durch ein Fräswerkzeug 28, welches von einem in 4 nicht dargestellten Roboter bedient und geführt wird. Dabei können an sich bekannte Robotersteuerungen verwendet werden, welche auf Grundlage von mittels eines CAD-Programms erstellter 3-D-Konturdaten der herzustellenden Negativgeometrie das Fräswerkzeug im Wesentlichen vollautomatisch ansteuern.
Das robotergeführte Fräswerkzeug 28 stellt dann auf Grundlage der 3-D-Konturdaten aus dem Grundkörper 14 die in 5 und 6 gezeigte Negativform 30 her, welche im Ausführungsbeispiel einen sich quer über den gesamten Schachtdurchmesser erstreckenden Formabschnitt 32 für einen Hauptgerinneast und einen sich vom Zentrum des Schachts vom Formabschnitt 32 aus in etwa senkrecht in radialer Richtung des Schachts erstreckenden Formabschnitt 34 für einen Nebengerinneast 34 umfasst. Die so entstehenden Formabschnitte 32, 34 für die Gerinnestruktur werden dabei in einem einzigen Stück aus dem Grundkörper 14 herausgefräst, so dass insbesondere keine Spalte oder fehlerhaften Stoßstellen zwischen aufeinandertreffenden Formabschnitten entstehen, die in bekannten Verfahren häufig zu Qualitätsproblemen und erhöhtem Nachbearbeitungsaufwand geführt hatten.
Durch die Verwendung eines im Wesentlichen frei bewegbaren Fräswerkzeugs 28 können auch komplexere und unregelmäßige Gerinnestrukturen in einfacher Weise hergestellt werden, zum Beispiel Gerinne, welche sich in ihrem Verlauf verengen oder erweitern. So kann zum Beispiel der Gerinneradius auf der Einlassseite etwa mit einem Gerinneradius von ungefähr 150 mm beginnen und kann sich im Gerinneverlauf auf einen Gerinneradius von ungefähr 250 mm auf der Auslaufseite erweitern. Eine solche Erweiterung des Gerinneradius ist zum Beispiel dann erwünscht, wenn die Nennweite der angeschlossenen Abwasserrohre auf der Auslaufseite größer ist als auf der Einlaufseite oder umgekehrt, oder wenn ein oder mehrere Zulaufrohre an den Schacht anzuschließen sind. Sollen etwa mehrere Zulaufrohre mit einer geringeren Anzahl von Ablaufrohren verbunden werden, so sollten die Zulaufrohre einen kleineren Durchmesser aufweisen als die Ablaufrohre.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung die in 5 und 6 gezeigte Negativform 30 zumindest an ihrer später mit Beton in Kontakt tretenden Oberfläche 36 versiegelt, um ein Eindringen von Zementmilch in die Negativform 30 zu verhindern. Dabei wird vorzugsweise eine streich- oder sprühbare Masse, zum Beispiel ein Lack, verwendet, der auf die Oberfläche 36 aufgetragen wird. Als weitere Option kann zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit der Negativform eine Schlichterflüssigkeit aufgetragen werden.
Der Vorgang der Bearbeitung des Grundkörpers 14 zur Negativform 30 kann effizienter gestaltet werden, wenn der Grundkörper 14 vor dem Fräsen zum Beispiel mittels einer Säge grob zugeschnitten wird, so dass das Fräswerkzeug 28 dann lediglich die Feinkontur schaffen muss. Die Zuschnittskontur für den Grobzuschnitt kann dabei mittels eines Laserprojektors auf dem Grundkörper 14 dargestellt werden.
Zusätzlich zur Negativform 30 für den Hauptgerinneast und den Nebengerinneast werden in einem in den 7a und 7b illustrierten, weiteren Verfahrensschritt Aussparkerne 38 hergestellt, welche die Wandaussparungen 40 eines Schachtbodenstücks 42 bilden sollen (vgl. auch 8). Für die Aussparkerne 38 wird analog zur Herstellung der Negativform 30 ein Grundkörper aus einem Sand-Bindemittel-Gemisch in einer Vorform hergestellt und gehärtet. Anschließend wird der Grundkörper durch ein geeignetes Werkzeug, im Ausführungsbeispiel der 7a und 7b eine Bandsäge 44, bearbeitet. Vorteilhaft wird der Grundkörper für einen Aussparkern 38 dazu in einer Drehvorrichtung 46 eingespannt und um seine Drehachse 48 gedreht. Durch eine Neigung der Drehachse 48 in der Drehvorrichtung 46 relativ zur Bandsäge 44 kann die Form des Aussparkerns 38 an den gewünschten Verlauf der Gerinnestruktur 32, 34 angepasst werden. Ferner wird der Aussparkern 38 an seinen beiden Endseiten sowie in seinem Umfang so zugeschnitten, dass er die gewünschte Wandaussparung 40 des Schachtbodenstücks 42 bildet.
Wenn die Drehvorrichtung 46 ferner um eine zur gedachten Schachtmittelachse A parallele oder mit dieser identische Achse B drehbar ist, so kann die Bearbeitung des gesamten Aussparkerns 38 ohne Bewegung der Bandsäge 44 nur durch Betätigung der Drehvorrichtung 46 erfolgen. In unterschiedlichen Arbeitsschritten wird gemäß 7a die dem Schacht zugewandte Innenseite des Aussparkerns 38 bearbeitet bzw. wird die Außenseite des Aussparkerns 38 bearbeitet (7b).
Nach der Herstellung der Negativform 30 sowie der Aussparkerne 38 wird die Negativform 30 durch in die Gewindehülsen 24 eingeschraubte Schrauben 50 an einem Bodenabschnitt 52 einer Basisform 54 angeschraubt. 8 zeigt eine Querschnittsansicht einer Form 56, in welcher schließlich Schachtbodenstücke 42 aus Beton im Gießverfahren hergestellt werden sollen. Die Form 56 umfasst die Basisform 54 mit dem Bodenabschnitt 52, die darauf befestigte Negativform 30 und die an der Negativform 30 durch geeignete Befestigungsmittel (zum Beispiel Schrauben oder Klebemittel) befestigten Aussparkerne 38.
Die Basisform 54 umfasst ihrerseits einen inneren Basisformkern 58, welcher die Innenwandung und den Bodenbereich des Schachtbodenstücks 42 formt, sowie ein äußeres Basisformteil 60, welches eine Außenwandung des Schachtbodenstücks 42 definiert. Am inneren Basisformkern 58 ist der Bodenabschnitt 52 der Basisform 54 angeordnet, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel integral am inneren Basisformkern 58 ausgebildet ist.
Alternativ könnte der Bodenabschnitt 52 der Basisform 54 aber auch als separate, am inneren Basisformkern 58 montierbare Bodenplatte ausgeführt sein, auf der die Negativform 30 transportiert und gewünschtenfalls sogar bereits der Grundkörper 14 zur Bearbeitung gehalten werden kann. Wenn die Bodenplatte auch Teil der Vorform 12 ist, so kann die Bodenplatte ferner vom Beginn der Fertigung des Grundkörpers 14 an bis zum Aushärten des Betons des Schachtbodenstücks 42 im Kontakt mit dem Grundkörper 14 bzw. der daraus entstandenen Negativform 30 bleiben und der Grundkörper 14 bzw. die Negativform 30 müssen nicht von einem Untergrund auf einen anderen umgesetzt werden.
Der Bodenabschnitt 52 der Basisform 54 weist eine im Wesentlichen kegelförmige Bermenerhöhung 61 auf, die komplementär zur herzustellenden Form eines Bermenabschnitts 63 des Schachtbodenstücks 42 ist. Die Form der Bermenerhöhung 61 ist außerdem komplementär zur Form der Bermenvertiefung 20 der Negativform 30, so dass die Negativform 30 passend auf dem Bodenabschnitt 52 der Basisform 54 aufsitzt.
Die Basisform 54 ist oben geöffnet, um das Einfüllen von Beton zu erlauben. Äußeres Basisformteil 60 und innerer Basisformkern 58 stehen beide auf einer gemeinsamen Basisplatte 64. Im Bereich der Basisplatte 64 ist der innere Basisformkern 58 mit dem äußeren Basisformteil 60 über einen Ring 66 verbunden, dessen Profil eine Anschlusskontur des Schachtbodenstücks 42 für die Verbindung mit einem daran anschließenden Schachtringstück ausbildet.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird flüssiger bzw. fließfähiger Beton 68 in die Form 56 eingefüllt und ggf. etwas verdichtet, so dass der Beton den gesamten Hohlraum zwischen innerem Basisformkern 58 und äußerem Basisformteil 60 sowie den Raum um die Negativform 30 und um die Aussparkerne 38 herum ausfüllt. Der Beton 68 härtet anschließend aus, wobei die Negativform 30 und die Aussparkerne 38 in der Form verbleiben können.
Anschließend wird das Schachtbodenstück 42 entschalt, indem die Form 56 auseinandergenommen wird und das Schachtbodenstück abgehoben wird. Dabei könnte vor dem Entschalen durch Lösen der Schrauben 50, 50 die Negativform 30 mit den Aussparkernen 38, 38 von der Basisform 54 gelöst werden, so dass das Schachtbodenstück 42 mitsamt der Negativform 30 und der Aussparkerne 38 herausgehoben wird. Die Negativform 30 und die Aussparkerne 38 könnten dann gegebenenfalls unter Zerstörung derselben aus dem Schachtbodenstück gelöst werden. Um diesen Vorgang zu erleichtern, kann auf der Unterseite der Negativform 30 eine Sollbruchstelle vorgesehen sein, welche entweder vor dem Vergießen des Betons oder direkt vor der Entformung der Negativform in die Negativform eingearbeitet wird, zum Beispiel durch Bohren oder durch Fräsen (etwa mittels einer Kettenstemmmaschine).
Während des Gießens des Betons 68 und des Aushärtens des Schachtbodenstücks 42 ist die auf die Schrauben 50, 50 sowie auf die Verbindung zwischen Negativform 30 und Aussparkernen 38 wirkende Kraft aufgrund des geringen Auftriebs der Negativform 30 und der Aussparkerne 38 relativ gering, da die verwendete Mischung aus Bindemittel und Sand im Vergleich zu anderen Kunststoffformen (insbesondere Schaumstoffformen) recht hohe Dichte aufweist, so dass Befestigungsaufwand für die Negativform 30 bzw. die Aussparkerne 38 eingespart werden kann.
Nach dem Entformen des ausgehärteten Schachtbodenstücks 42 können die Negativform 30 und die Aussparkerne 38, falls sie noch unbeschädigt sind, für einen neuen Gießvorgang eines weiteren Schachtbodenstücks 42 verwendet werden. Alternativ können die benutzte Negativform 30 und die Aussparkerne 38 in einem weiteren Verfahrensschritt des Verfahrens des Ausführungsbeispiels der Erfindung zerkleinert werden, um ein Schüttgut zu erhalten, welches aus dem Sandmaterial und dem Bindemittel besteht. Das so erhaltene Schüttgut wird anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt zur Herstellung von Beton verwendet, insbesondere als Sand-Komponente oder als Teil der Sand-Komponente. Mit dem so erhaltenen Beton kann in der Form 56 ein weiteres Schachtbodenstück 42 gegossen werden.
Alternativ kann Schüttgut, welches aus der Zerkleinerung einer gebrauchten Negativform 30 bzw. eines gebrauchten Aussparkerns 38 erhalten wird, auch zur Herstellung eines neuen Grundkörpers 14 zur Herstellung einer neuen Negativform 30 oder für die Herstellung eines neuen Aussparkerns 38 wiederverwendet werden. Da beim Abbinden von Beton nur geringe Temperaturen entstehen und somit kein Gas aus einer Verbrennung von Bindemittelresten frei wird, kommt es auch bei der Wiederverwendung nicht zu einer Porenbildung an der Oberfläche der Negativform 30 bzw. des Aussparkerns 38. Nach einer gewissen Anzahl von Wiederverwendungszyklen nimmt jedoch die Korngröße des die Bindemittelreste enthaltenden Schüttguts so stark zu, dass die Oberflächenstruktur der Negativform 30 bzw. der Aussparkerne 38 zu grobkörnig werden könnte. Das Schüttgut sollte dann, gegebenenfalls nach weiterer Zerkleinerung, zur Herstellung von Beton genutzt werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde zunächst ein in 3 perspektivisch dargestellter, zylindrischer Grundkörper 14 hergestellt, welcher einen Durchmesser d aufweist, der dem Durchmesser des inneren Basisformkerns 58 entspricht (8). Um Sand bzw. Bindemittel einsparen zu können sowie Bearbeitungszeit beim Bearbeiten des Grundkörpers zur Negativform zu sparen, können verschiedene Typen von Grundkörpern hergestellt werden, welche eine von der zylindrischen Form abweichende Form aufweisen. Für Gerinnestrukturen ohne abzweigende Gerinneäste könnte beispielsweise bereits ein länglicher Grundkörper, insbesondere ein Grundkörper, der einem Sehnenabschnitt der Kreisform des Grundkörpers 14 aus 3 entspricht, verwendet werden.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Verfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht in weiten Teilen dem Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels, so dass im Folgenden detailliert nur auf die sich unterscheidenden Verfahrensschritte eingegangen wird und im Übrigen ausdrücklich auf die Beschreibung sowie auch die Zeichnungen des ersten Ausführungsbeispiels verweisen wird.
In dem Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels wird in die Vorform 12 ein kohäsives Schüttgut, zum Beispiel ein angefeuchtetes Sandmaterial eingefüllt, wobei kein oder eine deutlich geringere Menge an Bindemittel verglichen zum ersten Ausführungsbeispiel zugegeben wird, so dass das Schüttgut noch leicht bearbeitbar, vorzugsweise formbar oder modellierbar, bleibt. Der eingefüllte Sand wird etwas verdichtet und anschließend vorsichtig entformt, so dass er seine Form beibehält.
Im anschließenden Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers wird ein Werkzeug entlang der herzustellenden Negativgeometrie geführt, um die Negativform auszubilden. Das Werkzeug kann, wie im ersten Ausführungsbeispiel, durch einen Roboterarm auf Grundlage von 3-D-Konturdaten aus einem von einem CAD-System erstellten Datensatz geführt werden. Im Gegensatz zum mit Bindemittel versehenen und ausgehärteten Grundkörper 14 des ersten Ausführungsbeispiels kann der Grundkörper des zweiten Ausführungsbeispiels mit sehr kostengünstigem und einfachem Werkzeug ohne größeren Kraftaufwand bearbeitet werden, das heißt vergleichbar mit der Bearbeitung einer Sandburg oder Sandskulptur. Auch eine einfache manuelle Bearbeitung kommt in Frage.
Anschließend wird in einem zusätzlichen Verfahrensschritt des zweiten Ausführungsbeispiel auf die fertig geformte Negativform eine Fixierflüssigkeit aufgetragen, um die geschaffene Oberflächenkontur zu fixieren. Die Fixierflüssigkeit, welche etwa ein Bindemittel in Form eines Harzes, insbesondere eines Furanharzes, oder von Wasserglas enthalten kann, kann mittels eines Sprühwerkzeugs oder mittels eines Streichwerkzeugs aufgetragen werden. Die Flüssigkeit wird dann bis zu einer gewissen Tiefe von einigen Zentimetern in die Negativform eindringen und wird diese im oberflächennahen Bereich fixieren, sodass die Negativform später auftretenden Druckkräften des eingefüllten Betons widerstehen kann.
In dem Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels sollte die Negativform, insbesondere vor dem Schritt der Oberflächenfixierung, aber auch danach, möglichst keinen starken Erschütterungen ausgesetzt werden, da die Negativform aufgrund des mangelnden Bindemittels an sich wesentlich instabiler ist als etwa im ersten Ausführungsbeispiel. Es wird daher insbesondere daran gedacht, den Grundkörper bereits während der Herstellung in der Vorform, jedenfalls jedoch während der Bearbeitung und während der Fixierung, auf einer dem Träger 26 in 4 vergleichbaren Trägerplatte zu tragen, wobei diese Trägerplatte dann auch auf den inneren Basisformkern der eigentlichen Form aufgesetzt und dort befestigt wird. Die Trägerplatte sollte dann, vergleichbar mit dem Träger 26 des ersten Ausführungsbeispiels, die kegelförmige Oberfläche zur Ausbildung der Berme des Schachtbodenstücks aufweisen.
Somit kann die Negativform gewünschtenfalls sogar während ihrer gesamten Verwendungszeit auf der Trägerplatte aufsitzen und unterliegt somit kaum mechanischen Beanspruchungen durch den Transport zwischen den einzelnen Verarbeitungsstationen. In einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels könnte dieses Prinzip auch für die Verarbeitung des Grundkörpers 14 verwendet werden, etwa indem der Träger 26 mitsamt dem darauf abgesetzten Grundkörper bzw. Negativform 30 auf dem inneren Basisformkern 58 montiert wird.
In einem nächsten Schritt des Verfahrens des zweiten Ausführungsbeispiels wird Beton in die Form eingefüllt und zu einem Schachtbodenstück ausgehärtet. Beim anschließenden Entschalen und Abheben des Schachtbodenstücks wird die Negativform entweder aufgrund ihrer Schwerkraft auf der Trägerplatte liegen bleiben oder wird – was vorwiegend der Fall sein wird – am Gerinne des Schachtbodenstücks haften bleiben. Im letzteren Fall wird dann zunächst der nicht von dem Fixiermedium durchtränkte Sandanteil im Inneren der Negativform herausfallen, welcher direkt der Weiterverarbeitung, insbesondere der Betonherstellung, zugeführt werden kann. Anschließend wird der schalenartige Oberflächenanteil der Negativform aus dem Schachtbodenstück herausgelöst und kann nach Zerkleinerung zu einem Schüttgut ebenfalls der Betonherstellung dienen und somit ebenfalls wiederverwendet werden.
Alternativ könnte auch im Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels das Sandmaterial bzw. das zerkleinerte Schüttgut der gebrauchten Negativform zur Herstellung eines neuen Grundkörpers für eine neue Negativform wiederverwendet werden.
Da die Negativformen des zweiten Ausführungsbeispiels im Inneren und auf ihrer dem inneren Basisformkern zugewandten Unterseite zumeist nicht mit Bindemittel gemischt und somit nicht gehärtet sind, kann die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Befestigung der Negativform mittels Schrauben 24 und Gewindehülsen 22 im zweiten Ausführungsbeispiel nicht angewendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die im zweiten Ausführungsbeispiel hergestellten Negativformen durch formschlüssige Verbindungsmittel, z. B. durch vertikale Zapfen, welche in entsprechende Löcher eingreifen, ausreichend stabilisiert werden können.
Im zweiten Ausführungsbeispiel werden die Aussparkerne für die Wandungsdurchgänge der Schachtbodenstücke vorzugsweise in der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Art hergestellt. Aufgrund der geringeren Stabilität der Negativform des zweiten Ausführungsbeispiels wird dann daran gedacht, die Aussparkerne nicht an der Negativform, sondern an der Form 56 an geeigneter Stelle zu befestigen. Diese Variante ist selbstverständlich auch für das Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels denkbar.
Unter Bezugnahme auf 9 bis 15 wird nachfolgend ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
9 zeigt einen aus einem Styropor-Schaumstoff hergestellten Grundkörper 114, welcher im Wesentlichen zylinderförmig (mit im Wesentlichen zylindrischer Mantelfläche) ausgebildet ist. Am Boden weist der Grundkörper 114 bereits eine kegelförmige Bermenvertiefung 120 auf, welche schon bei der Herstellung des Grundkörpers 114, z. B. beim Schäumen des Kunststoffmaterials, eingebracht wird. Der tiefste Punkt der Bermenvertiefung liegt im Zentrum des Grundkörpers 114 und der Winkel der Bermenvertiefung ist an einen Bermenwinkel eines Bermenabschnitts des zu formenden Schachtbodenstücks angepasst. Die kegelförmige Bermenvertiefung 120 lässt den Grundkörper 114 nach seiner Bearbeitung formschlüssig auf einer später zu beschreibenden kegelförmigen Bermenerhöhung einer Basisform aufsitzen, so dass einerseits ein guter Halt des bearbeiteten Grundkörpers sichergestellt ist und andererseits die nicht vom Grundkörper abgedeckten Abschnitte der Basisform einen Bermenabschnitt des Schachtbodenstücks bilden, das heißt eine kegelförmige Absenkung des Bodens des Schachtbodenstücks zum Gerinne hin.
Ferner ist in 9 zu erkennen, dass beim Herstellen des Grundkörpers 114 nicht nur bereits die Bermenvertiefung 120 ausgebildet wurde sondern ferner auch Gewindehülsen 122 eingesetzt wurden, in welche später Schrauben zur Befestigung des Grundkörpers an einer Basisform eingeschraubt werden können. Im Ausführungsbeispiel befindet sich eine Gewindehülse 122 im Zentrum des Grundkörpers 114 und eine weitere Gewindehülse 122 befindet sich an einem vom Zentrum versetzten Abschnitt des Grundkörpers 114. Diese Anordnung der Gewindehülsen 122 kann universell für alle Gerinnestrukturen verwendet werden, welche wenigstens einen durch das Zentrum des Schachtbodenstücks verlaufenden Gerinneast aufweisen.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass anstelle der Gewindehülsen 122 des dritten Ausführungsbeispiels bzw. anstelle der Gewindehülsen 22 des ersten Ausführungsbeispiels andere formschlüssige oder kraftschlüssige Befestigungsmittel in den Grundkörper eingesetzt werden können. Dabei wird insbesondere an Hülsen ohne Gewinde gedacht, in welche entsprechende Zapfen der Basisform eingreifen. Sind die Zapfen als Spreizzapfen ausgeführt, so können die Zapfen in den Hülsen geeignet fixiert werden. Auch andere, an sich bekannte Verriegelungsmittel, wie Klemmmittel oder Hakenanordnungen, sind denkbar.
Ein derartiger Grundkörper 114 kann in größeren Stückzahlen vorgefertigt werden und anschließend einer Bearbeitungsstation zum Bearbeiten des Grundkörpers 114 zugeführt werden. Der Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 11–13 erläutert.
Für den Verfahrensschritt des Bearbeitens des Grundkörpers 114 kann dieser mittels in die Gewindehülsen 122 einzuschraubender Schrauben 124 auf einem Träger 126 befestigt werden, um ein Verrutschen des Grundkörpers 114 während der Bearbeitung zu verhindern. Die Bearbeitung erfolgt im Ausführungsbeispiel durch ein Fräswerkzeug 128, welches von einem in 11 nicht dargestellten Roboter bedient und geführt wird. Dabei können an sich bekannte Robotersteuerungen verwendet werden, welche auf Grundlage von mittels eines CAD-Programms erstellter 3-D-Konturdaten der herzustellenden Negativgeometrie das Fräswerkzeug im Wesentlichen vollautomatisch ansteuern.
Das robotergeführte Fräswerkzeug 128 stellt dann auf Grundlage der 3-D-Konturdaten aus dem Grundkörper 114 die in 12 und 13 gezeigte Negativform 130 her, welche im Ausführungsbeispiel einen sich quer über den gesamten Schachtdurchmesser erstreckenden Formabschnitt 132 für einen Hauptgerinneast und einen sich vom Zentrum des Schachts vom Formabschnitt 132 aus in etwa senkrecht in radialer Richtung des Schachts erstreckenden Formabschnitt 134 für einen Nebengerinneast 134 umfasst. Die so entstehenden Formabschnitte 132, 134 für die Gerinnestruktur werden dabei in einem einzigen Stück aus dem Grundkörper 114 herausgefräst, so dass insbesondere keine Spalte oder fehlerhaften Stoßstellen zwischen aufeinandertreffenden Formabschnitten entstehen, die in bekannten Verfahren häufig zu Qualitätsproblemen und erhöhtem Nachbearbeitungsaufwand geführt hatten.
Durch die Verwendung eines im Wesentlichen frei bewegbaren Fräswerkzeugs 128 können auch komplexere und unregelmäßige Gerinnestrukturen in einfacher Weise hergestellt werden, zum Beispiel Gerinne, welche sich in ihrem Verlauf verengen oder erweitern. So kann zum Beispiel der Gerinneradius auf der Einlassseite etwa mit einem Gerinneradius von ungefähr 150 mm beginnen und kann sich im Gerinneverlauf auf einen Gerinneradius von ungefähr 250 mm auf der Auslaufseite erweitern. Eine solche Erweiterung des Gerinneradius ist zum Beispiel dann erwünscht, wenn die Nennweite der angeschlossenen Abwasserrohre auf der Auslaufseite größer ist als auf der Einlaufseite oder umgekehrt, oder wenn ein oder mehrere Zulaufrohre an den Schacht anzuschließen sind. Sollen etwa mehrere Zulaufrohre mit einer geringeren Anzahl von Ablaufrohren verbunden werden, so sollten die Zulaufrohre einen kleineren Durchmesser aufweisen als die Ablaufrohre.
Während der Bearbeitung des Grundkörpers 114 durch das Fräswerkzeug 128 werden die vom Grundkörper 114 abgehobenen Späne durch eine Absaugeinrichtung 137 abgesaugt. Alternativ könnten das Fräswerkzeug 128, der Grundkörper 114 und die Platte 126 in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sein, welches zu gegebener Zeit gereinigt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird in dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung die in 12 und 13 gezeigte Negativform 130 zumindest an ihrer später mit Beton in Kontakt tretenden Oberfläche 136 mit einem Porenfüllmaterial behandelt, um ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform 130 zu verhindern. Dabei wird vorzugsweise ein pastöses Trennmittel, verwendet, das auf die Oberfläche 136 aufgetragen wird.
Der Vorgang der Bearbeitung des Grundkörpers 114 zur Negativform 130 kann effizienter gestaltet werden, wenn der Grundkörper 114 vor dem Fräsen zum Beispiel mittels einer Säge grob zugeschnitten wird, so dass das Fräswerkzeug 128 dann lediglich die Feinkontur schaffen muss. Die Zuschnittskontur für den Grobzuschnitt kann dabei mittels eines Laserprojektors auf dem Grundkörper 114 dargestellt werden.
Zusätzlich zur Negativform 130 für den Hauptgerinneast und den Nebengerinneast werden in einem in den 14a und 14b illustrierten, weiteren Verfahrensschritt Aussparkerne 138 hergestellt, welche die Wandaussparungen 140 eines Schachtbodenstücks 142 bilden sollen (vgl. auch 15). Für die Aussparkerne 138 wird analog zur Herstellung der Negativform 130 ein Grundkörper aus einem Schaumstoffmaterial, insbesondere Styropor, bereitgestellt. Anschließend wird der Grundkörper durch ein geeignetes Werkzeug, im Ausführungsbeispiel der 14a und 14b eine Bandsäge 144, bearbeitet. Vorteilhaft wird der Grundkörper für einen Aussparkern 138 dazu in einer Drehvorrichtung 146 eingespannt und um seine Drehachse 148 gedreht. Durch eine Neigung der Drehachse 148 in der Drehvorrichtung 146 relativ zur Bandsäge 144 kann die Form des Aussparkerns 138 an den gewünschten Verlauf der Gerinnestruktur 132, 134 angepasst werden. Ferner wird der Aussparkern 138 an seinen beiden Endseiten sowie in seinem Umfang so zugeschnitten, dass er die gewünschte Wandaussparung 140 des Schachtbodenstücks 142 bildet.
Wenn die Drehvorrichtung 146 ferner um eine zur gedachten Schachtmittelachse A parallele oder mit dieser identische Achse B drehbar ist, so kann die Bearbeitung des gesamten Aussparkerns 138 ohne Bewegung der Bandsäge 144 nur durch Betätigung der Drehvorrichtung 146 erfolgen. In unterschiedlichen Arbeitsschritten wird gemäß 14a die dem Schacht zugewandte Innenseite des Aussparkerns 138 bearbeitet bzw. wird die Außenseite des Aussparkerns 138 bearbeitet (14b).
Alternativ können natürlich auch die Aussparkerne 138 auf Maß gefräst werden.
Nach der Herstellung der Negativform 130 sowie der Aussparkerne 138 wird die Negativform 130 durch in die Gewindehülsen 124 eingeschraubte Schrauben 150 an einem Bodenabschnitt 152 einer Basisform 154 angeschraubt. 15 zeigt eine Querschnittsansicht einer Form 156, in welcher schließlich Schachtbodenstücke 142 aus Beton im Gießverfahren hergestellt werden sollen. Die Form 156 umfasst die Basisform 154 mit dem Bodenabschnitt 152, die darauf befestigte Negativform 130 und die an der Negativform 130 durch geeignete Befestigungsmittel (zum Beispiel Schrauben oder Klebemittel) befestigten Aussparkerne 138.
Die Basisform 154 umfasst ihrerseits einen inneren Basisformkern 158, welcher die Innenwandung und den Bodenbereich des Schachtbodenstücks 142 formt, sowie ein äußeres Basisformteil 160, welches eine Außenwandung des Schachtbodenstücks 142 definiert. Am inneren Basisformkern 158 ist der Bodenabschnitt 152 der Basisform 154 angeordnet, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel integral am inneren Basisformkern 158 ausgebildet ist. Alternativ könnte der Bodenabschnitt 152 der Basisform 154 ab auch als separate, am inneren Basisformkern 158 montierbare Bodenplatte ausgeführt sein kann, auf der die Negativform 130 transportiert und gewünschtenfalls sogar schon bei der Herstellung und Bearbeitung (während des Fräsens aus dem Grundkörper) gehalten werden kann.
Der Bodenabschnitt 152 der Basisform 154 weist eine im Wesentlichen kegelförmige Bermenerhöhung 161 auf, die komplementär zur herzustellenden Form eines Bermenabschnitts 163 des Schachtbodenstücks 148 ist. Die Form der Bermenerhöhung 161 ist außerdem komplementär zur Form der Bermenvertiefung 120 der Negativform 130, so dass die Negativform 130 passend auf dem Bodenabschnitt 152 der Basisform 154 aufsitzt.
Die Basisform 154 ist oben geöffnet, um das Einfüllen von Beton zu erlauben. Äußeres Basisformteil 160 und innerer Basisformkern 158 stehen beide auf einer gemeinsamen Basisplatte 164. Im Bereich der Basisplatte 164 ist der innere Basisformkern 158 mit dem äußeren Basisformteil 160 über einen Ring 166 verbunden, dessen Profil eine Anschlusskontur des Schachtbodenstücks 142 für die Verbindung mit einem daran anschließenden Schachtringstück ausbildet.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird flüssiger bzw. fließfähiger Beton 168 in die Form 156 eingefüllt und ggf. etwas verdichtet, so dass der Beton den gesamten Hohlraum zwischen innerem Basisformkern 158 und äußerem Basisformteil 160 sowie den Raum um die Negativform 130 und um die Aussparkerne 138 herum ausfüllt. Der Beton 168 härtet anschließend aus, wobei die Negativform 130 und die Aussparkerne 138 in der Form verbleiben können.
Anschließend wird das Schachtbodenstück 142 entschalt, indem die Form 156 auseinandergenommen wird und das Schachtbodenstück abgehoben wird. Dabei könnte vor dem Entschalen durch Lösen der Schrauben 150, 150 die Negativform 130 mit den Aussparkernen 138, 138 von der Basisform 154 gelöst werden, so dass das Schachtbodenstück 142 mit samt der Negativform 130 und der Aussparkerne 138 herausgehoben wird. Die Negativform 130 und die Aussparkerne 138 können dann, gegebenenfalls unter Zerstörung derselben, aus dem Schachtbodenstück gelöst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007017471 A1 [0003, 0004, 0007]
WO 2004/091877 A1 [0005, 0007]
EP 1733857 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Form (156) für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (142), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Grundkörpers (114) aus einem Schaumstoffmaterial, – Bearbeitung des Grundkörpers (114) entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform (130, 138) entsteht, wobei die Bearbeitung durch einen spanabhebenden Bearbeitungsprozess erfolgt, und – Einsetzen der Negativform (130, 138) in eine Basisform (154).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spanabhebende Bearbeitungsprozess ein maßgerechtes Fräsen des Grundkörpers (114) zur Negativform (130, 138) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisform (154) eine Bermenerhöhung (161) aufweist, wobei die Bermenerhöhung (161) einem zu formenden Bermenabschnitt (163) des Schachtbodenstücks (142) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers (114) der Grundkörper (114) eine Bodenfläche mit einer zur Bermenerhöhung (161) der Basisform (154) komplementären Bermenvertiefung (120) aufweist, wobei die Bermenvertiefung (120) vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers (114) an einer Bodenfläche des Grundkörpers (114) mindestens ein Befestigungsmittel (122) integriert wird und dass der Grundkörper (114) oder die Negativform (130, 138) durch das mindestens eine Befestigungsmittel (122) während des Schritts des Bearbeitens oder nach dem Einsetzen in die Basisform (154) fixiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers (114) eine Oberfläche der Negativform (130, 138) einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, durch welche ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform (130, 138) gehemmt wird oder/und durch welche die Oberflächenqualität der Negativform (130, 138) verbessert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Oberflächenbehandlung ein Porenfüllmaterial, insbesondere ein pastöses Trennmittel, auf die Oberfläche der Negativform (130, 138) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schritts der spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers (114) abgetrenntes Material durch eine Absaugeinrichtung (137) kontinuierlich abgeführt wird.
Grundkörper (114) für die Herstellung einer Form (156) für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (142), insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Grundkörper (114) aus einem Schaumstoffmaterial gebildet ist, wobei der Grundkörper (114) eine im Wesentlichen zylindrische oder prismenförmige Mantelfläche aufweist, und wobei der Grundkörper (114) eine Bodenfläche mit einer Bermenvertiefung (120) aufweist, wobei die Bermenvertiefung (120) vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmig ist.
Grundkörper (114) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Bodenfläche des Grundkörpers (114) mindestens ein Befestigungsmittel (122), insbesondere ein Teil einer Schraubverbindung oder einer Steckverbindung, angeordnet ist.
Vorrichtung zur Herstellung einer Form (156) für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (142), insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend: – einen Grundkörper (114) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, – eine Bearbeitungseinrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung des Grundkörpers (114) entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform (130, 138) entsteht, und – eine Basisform (154), in welche die Negativform (130, 138) einsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung eine Fräseinrichtung (128) zum maßgerechten Fräsen des Grundkörpers (114) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisform (154) in einem Bodenabschnitt (152) eine Bermenerhöhung (161) aufweist, wobei die Bermenerhöhung (161) einem zu formenden Bermenabschnitt (163) des Schachtbodenstücks (142) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (128) eine Absaugeinrichtung (137) zum kontinuierlichen Absaugen des abgetrenntes Material umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Form (56) für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Grundkörpers (14) aus einer Mischung umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel, – Bearbeitung des Grundkörpers (14) in mindestens einem Gerinneabschnitt entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform (30, 38) entsteht, – Einsetzen der Negativform (30, 38) in eine Basisform (54).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Material, welches in dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers (14) vom Grundkörper abgehoben wird, oder/und Material, welches bei einer Zerkleinerung einer Negativform (30, 38) entsteht, zur Herstellung von Beton, insbesondere für die Fertigung von Schachtbodenstücken (42), wiederverwendet wird.
Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42) aus einem Beton in einer Form (56), umfassend die Schritte: a) Herstellen der Form (56) durch ein Verfahren nach Anspruch 15, b) Einfüllen von Beton in die Form so dass ein Schachtbodenstück (42) geformt wird, c) Entschalen des Schachtbodenstücks (42), d) Abnehmen der Negativform (30, 38) von dem Bodenabschnitt (52) der Basisform (54), e) Zerkleinern der Negativform (30, 38) zu einem Schüttgut f) Herstellen von Beton unter Verwendung des durch Zerkleinern der Negativform (30, 38) erhaltenen Schüttguts (Schritt e) oder/und unter Verwendung von Material, welches beim Bearbeiten des Grundkörpers (14) von dem Grundkörper (14) abgehoben wurde (Schritt a).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des im Schritt f) hergestellten Betons ein weiteres Schachtbodenstück (42) gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Material, welches in dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers (14) vom Grundkörper (14) abgehoben wird, oder/und Material, welches bei einer Zerkleinerung einer Negativform (30, 38) entsteht, zur Bildung eines weiteren Grundkörpers (14) wiederverwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Material vor der Wiederverwendung einem Schritt des Reaktivierens des in dem Material enthaltenen Bindemittels unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt der Bearbeitung des Grundkörpers (14) eine Oberfläche der Negativform (30, 38) einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, durch welche ein Eindringen von Flüssigkeit in die Negativform (30, 38) gehemmt wird oder/und durch welche die Oberflächenqualität der Negativform (30, 38) verbessert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisform (54) in einem Bodenabschnitt (52) eine Bermenerhöhung (61) aufweist, wobei die Bermenerhöhung (61) einem zu formenden Bermenabschnitt (63) des Schachtbodenstücks (42) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers (14) der Grundkörper (14) eine Bodenfläche mit einer zur Bermenerhöhung (61) der Basisform (54) komplementären Bermenvertiefung (20) aufweist, wobei die Bermenvertiefung (20) vorzugsweise im Wesentlichen kegelförmig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt des Bearbeitens des Grundkörpers (14) an einer Bodenfläche des Grundkörpers (14) mindestens ein Befestigungsmittel (22) integriert wird und dass der Grundkörper (14) oder die Negativform (30, 38) durch das mindestens eine Befestigungsmittel (22) während des Schritts des Bearbeitens oder nach dem Einsetzen in die Basisform (54) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Negativform (38) einen Wanddurchtrittsbereich (40) des Schachtbodenstücks (42) ausbildet.
Verfahren zur Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Grundkörpers (14) aus einem kohäsiven Schüttgut, – Bearbeitung des Grundkörpers (14) in mindestens einem Gerinneabschnitt entsprechend der Negativgeometrie des zu fertigenden Gerinnes, so dass eine Negativform (30, 38) entsteht, – Fixieren der Oberflächenkontur der Negativform (30, 38), – Einsetzen der Negativform (30, 38) in eine Basisform (54).
Verfahren zur Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42) aus einem Beton in einer Form, umfassend die Schritte: a) Herstellen der Form durch ein Verfahren nach Anspruch 26, b) Einfüllen von Beton in die Form, so dass ein Schachtbodenstück (42) geformt wird, c) Entschalen des Schachtbodenstücks (42), d) Abnehmen der Negativform (30, 38) von dem Bodenabschnitt (52) der Basisform (54), e) Zerkleinern der Negativform (30, 38) zu einem Schüttgut f) Herstellen von Beton unter Verwendung des durch Zerkleinern der Negativform (30, 38) erhaltenen Schüttguts (Schritt e) oder/und unter Verwendung von Material, welches beim Bearbeiten des Grundkörpers (14) von dem Grundkörper abgehoben wurde (Schritt a).
Verfahren nach Anspruch 26 oder Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Oberflächenkontur der Negativform (30, 38) durch Auftragen eines Bindemittels auf die Oberfläche der Negativform (30, 38) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, gekennzeichnet durch die weiterbildenden Merkmale mindestens eines der Ansprüche 16 und 18 bis 25.
Verwendung einer Negativform (30, 38) aus einer Mischung umfassend ein Sandmaterial und ein Bindemittel für die Herstellung einer Form für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken (42), wobei die Negativform (30, 38) zumindest eine einem zu fertigenden Gerinne entsprechende Negativgeometrie aufweist.