DE1584657A1 - Verfahren zum Giessen von formbaren Materialien - Google Patents

Verfahren zum Giessen von formbaren Materialien

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DE1584657A1
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Ford Stanley Norman
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Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING. VOM KREISLSR DR.-ING. SCHÖN WALD
DR.-1NG.TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖP5CH
KÖLN 1, OEICHMANNh1AUS
20. Februar 1970 Ke/Ki,
h D Research and Development Co. Ltd..,
Torrie Lodge, Portsmouth Road, Esher, Surrey (England)
Verfahren zum Gießen von formbaren Materialien
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gußteilen aus formbaren Materialien, wie Beton, Mörtel oder Kunststoffen. Die gemäß der Erfindung hergestellten Gußteile weisen verbesserte Oberflächenbeschaffenheit auf und trennen sich schnell und einwandfrei von der Form.
Das erfindungsgemäße Gießverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man über eine Forin eine Membran legt, die bei normalen Temperaturen dehnbar und geschmeidig ist, die Membran mit Hilfe von Unterdruck in die Form saugt, wodurch sie sich den Konturen der Form anschmiegt, formbares Material auf der Membran in die Form füllt und das Material abbinden läßt und den auf die Membran wirkenden Unterdruck während des Abbindens aufrecht erhält, den auf die Membran wirkenden Unterdruck aufhebt und Überdruck zwischen der Oberfläche der Form und der Membran anwendet und dadurch das Gußstück von der Form trennt.
Unter "Unterdruck", ist unteratmosphärischer Druck und unter "Überdruck" überatmosphärischer Druck zu ver-009826/0356
. ■ ■ BAD ORIGINAL
stehen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Form, die aus einem Boden mit Seitenteilen besteht, wobei der Boden und die Seitenteile an den Außenflächen undurchlässig für Luft und Feuchtigkeit sind und die Innenflächen des Bodens und der Seitenteile Formflächen darstellen, über die eine flache, dehnbare und geschmeidige Membran gelegt ist, und die mit Einrichtungen versehen ist, mit deren Hilfe nacheinander Unterdruck und Überdruck zwischen der Membran und dem Boden angewendet werden kann, wodurch die Membran nacheinander in engen Kontakt mit den inneren Formflächen gesaugt und wieder von der Form getrennt wird.
Die Seitenteile der Form können herunterklappbar am Boden befestigt sein, um die Entnahme von Gußteilen mit senkrechten Seiten zu erleichtern. Bei der Amrendung des Überdrucks hebt sich der Gießling in der Form, und die Seitenteile klappen automatisch nach außen, v/odurch der größte Teil des Sogs und/oder der Reibung, die normalerweise während der Loslösung von Gießlingen aus einer Form auftreten, vermieden wird. - ,
In den Abbildungen sind Fig. .1 bis Fig. 4 schernatische Schnitte, die verschiedene Phasen beim Gießen einer Beton- platte gemäß der Erfindung veranschaulichen. · .-;
Fig. 5 bis Fig. 7 veranschaulichen eine andere Gieß.-nethodev
Fig. 8 und Fig. 9 zeigen Verankerungen, die zu den gemäß . der Erfindung konstruierten Formen gehören. ., . ;
Fig. 10 veranschaulicht eine weitere Gießmethode.
Bei der in Fig. ,1 bis Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird eine Betonplatte mit glasartiger Oberflächenbeschaffenheit in einer Form hergestellt, die aus einem flachen polierten Boden 1 und Seitenteilen 2 be-009826/0356
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steht,' die den AuSenrand der Form bilden und bei 3 klappbar am Boden befestigt sind. Die Höhe der Seitenteile 2 hängt von der Dicke der Platte ab, die hergestellt werden soll. Die Innenflächen der Seitenteile und des Bodens sind für Luft und Wasser durchlässig. Wenn der Boden und die Seiten-•teile aus Holz hergestellt sind, ergibt sich ausreichende Durchlässigkeit durch die natürlichen Eigenschaften des Holzes. Die Außenflächen des Bodens und der Seitenteile sind in geeigneter V/eise, z.B. durch einen Anstrich mit Kautschukfarbe, luftundurchlässig gemacht. Eine dünne, geschmeidige Membran 4 wird über den Boden und die Seitenteile .gelegt und dann verankei^t und auf die nachstehend beschriebene Weise dicht abschließend gegen den Boden bei 5 gelegt. Gegebenenfalls kann die den Formflächen zugewandte Oberfläche der Membran 4 durchlässig für Luft und Wasser sein. In diesem Fall brauchen die Formflächen nicht durchlässig zu sein. Der Effekt der Durchlässigkeit kann durch Aufrauhen der Oberfläche der Membran erzielt werden. Die Luft ..zwischen der Membran 4 und den Formflächen, d.h. den Innenflächen des Bodens und der Seitenteile, wird entfernt, indem Unterdruck durch eine Leitung 6, die durch eine öffnung im Boden geführt und an eine Saugpumpe 7 angeschlossen ist, angelegt wird. Hierdurch wird die Membran in innige Berührung mit den Formflächen gebracht. Wenn ein Gegenstand mit gemusterter Oberfläche gegossen werden soll, kann eine Schablone 8 zwischen den Boden 1 und die Membran 4 gelegt werden, die sich dann dem Muster der Schablone anschmiegt, wenn.der Unterdruck angewendet wird. Flüssiger Beton 9 wird dann in die Form gefüllt, worauf der Unterdruck aufrecht erhalten wird, bis der Beton abgebunden hat. Der Unterdruck wird dann aufgehoben und Überdruck, der zum Anheben der fertigen Platte ausreicht, durch die gleiche Leitung 6 angewandt, wodurch die Platte bis über die Seitenteile gehoben wird,^ die nach außen klappen. Die Platte kann dann von der Membran abgehoben und der Unterdruck erneut an die Form gelegt worden, die ohne Reinigung wieder betriebsberojt ist.
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BADOR(GiNAL
Der Überdruck kann an eine fertige Platte entweder durch öffnen der Leitung 6 zur Atmosphäre oder durch Verwendung einer Druckpumpe, die durch die gleiche Leitung wirkt, gelegt werden.
Falls gewünscht;, können verstärkende Teile 10 in die Platte eingegossen werden.
Wenn Oberflächen mit komplizierten Konturen mit Hilfe der Schablone 8 geformt werden sollen und scharfe Kanten an . den Gußteilen erforderlich sind, ist es vorteilhaft, genügend Betonmischung zu einem Zeitpunkt aufzubringen, zu dem die Membran nur teilweise zu den Formflächen gesaugt ist. Wenn die Mischung sich in der Form befindet, muß diese in jedem Fall gerüttelt werden, so daß die Möglichkeit des Einschlusses von Luft in Spalten der Formfläche ausgeschaltet und eine vollkommen dichte und von Lufttaschen freie Oberfläche erhalten wird, wenn die Luft unter der Membran abgesaugt und die Membran bis zu vollständiger Berührung mit der Form in jeden Spalt der Form gezogen wird.
Die Membran oder Abdeckhaut 4 kann aus dem Material der Handelsbezeichnung "Refultex" (Hersteller RevertexLtd., London) bestehen. Es ist erwünscht, daß die Membran Eigenschäften hat, die ihr Reißfestigkeit und Dehnbarkeit im Be-. reich von 1000 % aufwärts verleihen, und unter einem Unterdruck im Bereich von 50 bis 710 mm Hg, vorzugsweise zwischen 250 und 380 mm Hg, zur Form angesaugt werden kann.
Je nach dem zu vergießenden Material und der Art der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit können andere Eigenschaften für die Membran erforderlich sein. Zum Gießen von Betonartikeln können Membranen, die vollständig undurchlässig für Wasser und Luft sind, bis zu solchen, die Luft und Wasser absorbieren, verwendet werden, wobei diese Absorption durch den Unterdruck unter der Membran begünstigt wird und die aufgenommene Luft und das Wasser durch die
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Pumpen abgeführt werden. Membranen mit hoher Durchlässigkeit für Luft und Wasser können aus Latexschaum hoher Dichte mit untereinander verbundenen Zellen hergestellt werden.
Nicht-absorbierende Membranen ergeben hochwertige Oberflächen bei Beton, jedoch werden hierbei nicht die Eigenschaften erzielt, die die Beständigkeit der Oberfläche gegen Verschlechterung bei Verwendung im Freien verbessern. Membranen, die Wasser oder Wasser und Luft aufnehmen, ergeben eine hochwertige Oberfläche von hoher Dichte, die frei von luftgefüllten Zwischenräumen ist, die auf Wassertaschen an der Oberfläche des Betons oder'Mörtels und Bereiche niedriger Dichte zurückzuführen sind. Diese Oberflächen sind sehr
• beständig gegen Zerfall bei Verwendung der Artikel im Freien.
Betonoberflächen, die üblicherweise durch Sandstrahlen und
• Ätzen mit Säure nach dem Herausschlagen aus der Form oder durch Verwendung von Verzögerungsmitteln erreicht werden, die vor dem Gießen auf die Form aufgetragen werden, können gemäß der Erfindung erhalten werden, indem verzögernde Zusätze in die Struktur der Membran eingeführt werden. Als wirksamer Zusatzstoff für diese Zwecke in Membranen aus "Revultex"-Verbindungen erwies sieh eine Zuckerlösung.
Diese Zusätze bewirken eine Verzögerung der Oberflächenhärtung in einem Maße, das von der in die Membran eingeführten Menge abhängt. Diese Methode hat den Vorteil, daß die Verzögerung sowohl bei komplizierten Profilen als auch an glatten Flächen in gleichmäßiger Weise erreicht werden kann, und daß bei der Entfernung der Membran die Oberfläche mit der Membran entfernt wird und das geformte Produkt lediglich trocken gebürstet werden muß, um etwaiges überschüssiges unhydratisiertes Material zu entfernen.
Die Erfindung ist nicht auf das Gießen von Beton beschränkt. Wenn Mörtel oder, glasfaserverstärkte Harze und
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j " 6 ' :v
Kunststoffe geformt werden sollen, müssen nieht-saugende Membranen verwendet werden.
Im Falle von Beton und glasfaserverstärkten Harzen ist es vorteilhaft, die Membran auf dem gegossenen Produkt zu lassen, bis dieses eingebaut wird.
Bei der Herstellung von Betonartikeln wirkt die Membran als Mittel zur Steuerung der Verdampfungsgeschwindigkeit, die während der Aushärtungszeit von 28 Tagen hoch gehaltm v/erden muß. Bei dieser'Methode können die Formteile auf offenen Plätzen gelagert werden, ohne daß sie befeuchtet oder bei sonnigem Wetter zur Erhaltung des Wassergehalts abgedeckt werden müssen.'_ Die Abdeckung dient gleichzeitig als Schutz bei' der Handhabung. Die Entfernung der fest haftenden Membran kann einfach durch Abstreifen mit der Hand von den Kanten erfolgen. Die Membran löst sich in einem Stück ab. f
Bei der in Fig. 5> 6 und 7 dargestellten Avsführungsform kann eine Platte wie' folgt hergestellt werden: Das zu formende Material (das eine Zementmischung mit einem Wassergehalt von nicht mehr als 50 Gew.% des Zements sein muß) wird in zwei gleiche Formen gefüllt, die der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Form ähnlich sind. Die beiden Formen werden dann an Scharnieren 11 in die senkrechte Lage gebracht, in der sie sich mit ihren Oberflächen berühren., wie in Fig. dargestellt. Der Unterdruck verhindert das Herausfallen der Mischung während der Überführung der Formen in die senkrechte Lage. Die Formen werden dann durch Stützen 12 zusammengehalten und gerüttelt, um die beiden Mischungen miteinander zu vereinigen. Der Unterdruck wird aufrechterhalten, bis der Beton abgebunden hat, worauf der Unterdruck aufgehoben und Überdruck angelegt wird. Die Formen werden entriegelt und von der gegossenen Platte hinwegbewegt.
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Pig. 8 und Pig. 9 veranschaulichen geeignete Veränkerungsvorrichtungen für die Membran 4. Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung umgibt^ eine Rinne 12 die Seitenteile 2 der"Form. Diese Rinne entlmlt zwei aufgeblasene Gummischläuche 15, die durch Nippel.14 in der Rinne gehalten werden. Der Umfang der Membran wird zwischen diese Schläuche geführt und durch den Druck ^wischen <ien Schläuchen festgehalten. Die Membranen könneh durch Entleeren eines oder beider Schläuche gelöst werden; Fig.. 9 zeigt eine modifizierte Konstruktion, die für den Fall vorgesehen ist, bei dem die Membran mehrmals gebraucht werden soll, und wobei die Membran an einem dritten Gummischlauch 15. verankert ist, der unter den Schläuchen 13 angeordnet ist.
Wenn die Platte in situ gegossen worden ist, werden die Formen entfernt und in die nächste G^eßstellung gebracht. Bei Fließbandproduktion wird jedoch die Platte entnommen und die Form wieder in Arbeitsstellung gebracht.
Bei:einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 10 dargestellt ist, kann eine Platte mit glasartiger Oberfläche auf beiden Seiten hergestellt werden, indem formbares Material in zwei gleiche Formen 16 ähnlich den bereits beschriebenen Formen gefüllt wird, die jedoch keine Randteile haben und sich in senkrechter Stellung auf einem Fuß befinden. Man läßt das Material genügend abbinden, um die Formen zusammenzubringen und in geeigneter Weise feststellen zu können,
sich
wobei/ein Verstärkungsteil 17 zwisehen ihnen befindet. Dann wird Unterdruck gleichzeitig an die Membranen 4 beider Formen gelegt. Flüssiges formbares Material wird zwischen die beiden Formen gefüllt und das Ganze gerüttelt. Der Unterdruck wird aufrechterhalten, bis das formbare Material abgebunden hat, worauf er aufgehoben wird. Die Formen werden entriegelt, worauf Überdruck angelegt wird. Hierdurch bewegen sich die Formen von der Platte hinweg, die stehen bleibt.
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Das formbare Material kann mit einer Verstärkung oder Einlage aus Isoliermaterial, wie Polystyrol, Holzwolle, .,,.,.,.. Schaumbeton, versehen werden. Es kann durch Gießen, Aufspritzen oder Einspritzen in die.Form gefüllt werden. Die Anwendung des Aufspritzen^' ist besonders vorteilhaft bei Kunststoffen in Form von Anstrichfarben öder Lösungen in Wasser.- ' ■ ' ' ' '
Die Membran kann aus Latex, Gummi, Kunstkautschuk oder Kunststoffen mit ähnlichen Eigenschaften bestehen. Sie muß" bei normalen Temperaturen geschmeidig und dehnbar sein.
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Es ist ersichtlich, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, Beton^- und Mörtelplatten oder bereits verstärkte und isolierte Betonplatteri mit-Putzüberzug leicht in einfachen Formen herzustellen, die keine Reinigung -zwischen den Gieß*- vorgängen erfordern.
Die Erfindung hat. ferner den Vorteil, daß bei glatten,' strukturierten oder gemusterten Gußteilen eine Oberflä- ' chenbeschaffenhelt' erzielt-wird," die; der bei üblichen Methoden erhaltenen Oberfläche weit'überlegen ist.
Ein weiterer. Vorteil ist die leichte Entnähme der Platte : * aus der Form, wodurch; eine viel schnellere -Handhabung- der Platte als bei anderen Produktiohsrnethoden und ein höherer ■ Ausstoß pro Form möglich sind. -" ' ■
Durch. Anwendung der Erfindung körirren große Betonplatten / hergestellt werden, die sich zum Bau von vorfabrizierten1 '"· Häusern und Geschäftshäusern sowohl für die Außenwände als auch für., die-Innenwände eignen. Die Außenplatten körinen' ' · während des·Gusses in geeigneter Weise verstärkt und isoliert werden. Die. Außenfläche kann glatter, gemusterter oder mit Struktur versehener Beton sein., ,während die· ' Innenfläche aus Putz bestehen kann, der.\keirie ,weitere . - -
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BADORiGINAL ......
Behandlung erfordert. Zur Herstellung von Innenwänden können die Platten beiderseits mit Putzoberflächen gegossen werden. ■ -
Beispiel
Eine Betonplatte von l8o ecm χ 0,90 m und 10 cm,Dicke wurde in einer Form hergestellt, die aus Sperrholz und Bauholz bestand. Der Formboden besteht aus 19 mm-Sperrholz mit geeignetem Rahmen und ist mit abklappbaren Seitenteilen von 10 cm Höhe versehen.
Über die Form wurde eine wasseraufnehmende Membran von 0,125 mm Dicke gelegt. Die Betonmischung bestand aus 1 Teil Zement, 2 Teilen Sand und K Teilen eines Splitts (alle Teile auf Gewicht bezogen) und hatte einen Wassergehalt von 50 Gew.% des Zements.
Langsame Evakuierung der Luft zwischen der Form und der Membran wurde bei gleichzeitiger Einfüllung von 50 % der Betonmischung in die Form vorgenommen, während die Form gerüttelt wurde. Nach der Entfernung der Luft wurde ein Unterdruck an die Form gelegt, der notwendig war, um die Membran endgültig an die Formflächen zu saugen. Armierungsnetz und mit Haken versehene Hebestangen wurden durch Schlitze in den Seitenteilen der Form gesteckt. Nachdem die Membran·in ihrer endgültigen Lage war und der Unterdruck sich auf einen konstanten Wert von ^80 mm Hg eingestellt hatte, wurde die restliche Mischung eingeführt und nochmals kurzzeitig gerüttelt, um die Verdichtung der Mischung zu vollenden.
Der- Unterdruck wurde J Stunden bei J58O rnm Hg gehalten. Während dieser Zeit wurde Wasser von der großen Fläche des Gußstücks abgezogen und in Dampfform durch die Saugeinrichtung abgeführt. In dieser Phase des Gießens v/ird zunächst Wasser an der Oberfläche durch kleine Teilchen
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der Mischung ersetzt, die sich zur Membran hin verdichten und hierbei eine dichte, harte Oberfläche bilden und gleichzeitig eine starke Saugung zwischen der Membran und der Betonoberfläche erzeugen. - ■
In 4 Stunden hatte der Beton so weit abgebunden, daß die Form in die senkrechte Stellung gehoben v/erden konnte, in der sie mit Stützen gehalten wurde. Eine Hebevorrichtung wurde an den umgebogenen Stangen befestigt und in eine solche Lage gebracht, daß sie die Belastung bei der Entnahme aus der Form aufnehmen konnte. Der Unterdruck wurde dann aufgehoben und an den zum Festhalten der Membran dienenden inneren Gummischlauch gelegt, wodurch der eingeklemmte Rand'der Membran freigegeben wurde.
Die gegossene. Platte wurde dann zusammen mit der daran haftenden Membran seitwärts von der Form hinweg bewegt. Dies wurde erreicht, ohne daß das Gußstück oder die Form irgendeiner Belastung oder Beanspruchung unterworfen wurde. Die Form war vollständig sauber und bereit zur Aufnahme einer neuen Füllung, wie bereits beschrieben. Die gegossene Platte wurde auf den Stapel gebracht. Die Membran-wurde nach vollendeter Aushärtung entfernt.
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Claims (1)

  1. <n |.a η s ρ r ü c h e , . .--.-.·
    1.) Verfahren, zum Gießen von-formbaren; Materialien,' dadurch ■ gekennzeichnet, daß man über eine'Form eine Membran-legt, ' die bei normalen Temperaturen dehbar und geschmeidig ist, die Membran mit Hilfe von 'Unterdrück in-die1 Form säugt f ■ ■■wodurch- sie sich den" Konturen der Form anschmiegt/"form-' bares Material auf der Membran· in die Form füll-t und das · Material abbinden läSt und den auf die Membran Wirkenden Unterdruck während -ties* Abbindens- aufrecht- erhält,' den- auf die.Membran wirkenden Unterdruck aufhebt --und* Überdruck· 'zwischen.·der Oberfläche der Form und- ä&PJ Membran· anwendest und dadurch-däsrGußstück von der Form, trennt. - ■' ---."
    2.) Verfahren nac h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die--Membran teilweise undurchlässig für Wasser-.und- Luft
    3.) Verfahren nac'hT Ansprüchen 1 und 2·, dadurch gekennzeichnet,
    daß: eine -Schablone zwischen die, Membran; und' die Gießform, '· vor ,der Anwendung d.es. Uhterdrueks.'gelegt wird, ■ .. ■ .
    4;) Verfahren nach Ansprüchen h bis 3, dadurch,'gekennzeichnet, daß zwei gleiche Gießformen so zusammengebracht werden, daß das formbare Material in den zwei Gießformen miteinander in Kontakt gebracht wird bevor es abbindet und die Formen dann gerüttelt v/erden, um die beiden Materialien miteinander zu vereinigen.
    5.) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis K, dadurch gekennzeichnet, daß das formbare Material eine Betonmischung ist.
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    6.) Verfahren nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei Platten in getrennten Formen' gießt und sie genügend abbinden läßt,--um--die Formen zusammenzubringen, worauf man dann flüssiges formbares Material ""zwischen--die beiden Formen füllt und das Ganze schüttelt und danach das formbare Material abbinden läßt, während der Unterdruck aufrechterhalten wird.
    7·) Gießform, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Boden mit Seitenteilen besteht," wobei der Boden und die Seiten-. teile an-den Außenflächen undurchlässig für Luft und-Feuchtigkeit sind un die Innenflächen des Bodens und der Seitenteile Formflächen darstellen, die durchlässig für Luft und Feuchtigkeit sind, über die eine bei normalen Temperaturen , dehnbare und geschmeidige Membran gelegt ist, und die mit Einrichtungen versehen ist, mit deren Hilfe nacheinander Unterdruck und Überdruck zwisehen der Membran und dem Boden angewendet■werden kann, wodurch die Membran nacheinander in engem Kontakt mit den inneren Formflächen. gesaugt und -wieder von der Form getrennt wird.
    •8.) Gießform, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Boden mit Seitenteilen besteht, wobei der Boden und die Seiten- ) teile an den Außenflächen undurchlässig für Luft und Feuchtigkeit sind und die Innenflächen Formflächen darstellen., ■über -die eine bei normalen Temperaturen dehnbare und geschmeidige !Membran vgelegt ist, wobei die Oberfläche der Membran-, die der FOrmaberflache -zugewandt ist, durchlässig für Luft und .Feuchtigkeit ist, und die mit Einrichtungen versehein is^mit deren Hilfe nacheinander Unterdruck und •Überdruck zwischen der Membran und dem Boden angewendet werden kann, wodurch die 'Membran nacheinander in engem Kontakt mit den inneren Formflächen gesaugt und wieder von der Form getrennt wird·.
    9.) Gießform nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verankerungsrinne die Seitenteile' der Form umgibt und 2 aufblasbare Schläuche enthält, die Sei'te an Seite in der die Form umgebenden Rinne gehalten werden, wobei der periphäre Teil der Membran durch den Druck zwischen den Schläuchen festgehalten wird, von denen wenigstens einer zur Lösung der Membran entleerbar ist.
    10.) Gießform nach Ansprüchen 7 bis 9.» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile der Form klappbar am Boden befestigt sind und eine Leitung für Unterdruck oder Überdruck durch den Boden der Form hindurchgeht, wobei die Leitung mit einer Pumpe verbunden ist mit der wahlweise Unterdruck I oder Überdruck angewendet werden kann.
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    Leerseife
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