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Die
Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung von Formkörpern,
insbesondere Betonformsteine, mit einem oder mehreren Formnester,
denen jeweils ein oder mehrere, in das Formnest hineinragende Formkerne
zur Anbringung von Vertiefungen an den Aussenseiten des Betonformsteines
zugeordnet sind.
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Die
mit einer derartigen Form gefertigten Betonformsteine (siehe z.
B.
DE-AS 17 08 675 ),
weisen an jeder der vier Seiten dreieckförmige Nocken und Vertiefungen
auf. Beim Verlegen der Betonformsteine greifen die dreieckförmigen
Nocken in die entsprechenden Vertiefungen des jeweils benachbarten
Betonformsteines ein. Dadurch ergibt sich im Verbund eine hochbelastbare
vertikale und horizontale Abstützung an allen vier Seiten
der Betonformsteine. Die Dreieckform der Nocken und der Vertiefungen
ist für das Zusammenfügen der Betonformsteine
beim Verlegen erforderlich.
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Zur
Anbringung der dreieckförmigen Vertiefungen im Betonformstein
ist es bekannt, einen dreieckförmigen Formkern mit der
Spitze voraus linear in das Formnest einzufahren. Hierzu befindet
sich in der Formwand eine Aussparung, durch die der Formkern in
das Formnest hineinragt. Nachteilig dabei ist, dass beim Zurückziehen
des Formkerns aus dem Formnest Betonreste am Formkern hängen
bleiben, die sich im Laufe der Zeit aufbauen und grösser
werden. Die Folge davon ist eine unregelmässige Oberfläche des
fertigen Betonsteines und eine mangelhafte Masshaltigkeit der Vertiefungen,
die das passgenaue Zusammenfügen der Betonformsteine beim
Verlegen erschwert. Auch beim Entformen bzw. beim Anheben der Form
entstehen Unregelmässigkeiten an den Aussenseiten des fertigen
Betonformsteines, wenn sich der Formkern in der zurückgezogenen
Stellung befindet und noch Betonreste am Formkern anhaften. Die
Formkerne müssen deshalb in relativ kurzen Zeitabständen
gerei nigt werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu
vermeiden und eine Form der eingangs erwähnten Art zu schaffen,
die eine vollkommene Selbstreinigung der Formkerne und damit eine
glatte und gleichmässige Oberflächenbeschaffenheit
des fertigen Betonsteines ermöglicht.
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Gemäss
der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die
Formkerne schwenkbar gelagert sind und durch mindestens eine Aussparung
in einer oder mehreren Formwänden oder im Formboden in
das Formnest hinein- und zurückschwenkbar sind.
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Das
Anhaften von Betonresten an den Formkernen wird dadurch vermieden,
dass der Luftspalt zwischen der inneren Begrenzungskante der Aussparung
und der Aussenkontur des Formkerns so bemessen ist, dass die Begrenzungskante
beim Zurückschwenken der Formkerne als Abstreifer wirkt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind der oder die Formkerne
um eine horizontale Achse schwenkbar an der Aussenseite der Form
gelagert.
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Ein
wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Formkern
ein zylindersegmentförmiger Körper mit dreieckähnlichen
Stirnflächen ist und die horizontale Schwenkachse des Formkerns im
Bereich der Mittelachse des zylindersegmentförmigen Körpers
angeordnet ist, wobei die der Schwenkachse gegenüberliegende
Seite der Stirnflächen je ein Kreisbogensegment bildet.
Dadurch werden beim Zurückschwenken des Formkerns sämtliche
Flächen des Formkerns, die mit dem Beton in Berührung
gekommen sind, an der inneren Begrenzungskante der Aussparung in
der Formwand abgestreift und gereinigt.
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Vorzugsweise
beträgt der Segmentwinkel des zylindersegmentförmigen
Körpers ca. 90 DEG.
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Um
die Vertiefungen im Betonformstein etwa dreieckförmig zu
gestalten, sind die Stirnflächen im Bereich der Kreisbogensegmente
abgeschrägt, so dass an beiden Stirnflächen kegelstumpfsegmentförmige
Wölbungen entstehen. Dadurch wird das Zusammenfügen
der Betonformsteine beim Verlegen ermöglicht.
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Vorzugsweise
beträgt der Winkel, unter dem die beiden Stirnflächen
zum Kreisbogensegment hin abgeschrägt sind, ca. 45 DEG.
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Zum
Ein- und Ausschwenken sind die Formkerne in beiden Drehrichtungen
um die horizontale Schwenkachse begrenzt schwenkbar angetrieben. Dabei
beträgt der Schwenkwinkel vorzugsweise ca. 90 DEG.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht
der Schwenkantrieb der Formkerne aus einer Schrägschlitzsteuerung,
die durch eine horizontal verschiebbar gelagerte Antriebsstange und
mindestens einen an der Antriebsstange befestigten Steuerbolzen
gebildet wird, der in einen Schrägschlitz des Formkernes
gleitend eingreift. Dabei ist jeder Formwand des Formnestes eine
Antriebsstange und mindestens ein Formkern zugeordnet, wobei die
Antriebsstangen an der Innenseite eines gemeinsamen, um die Form
herumgeführten Treibriemens befestigt sind, der mit der
Kolbenstange eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders verbunden
ist.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Treibriemen über
Umlenkrollen geführt, die jeweils an den vier Ecken der
Form angeordnet sind.
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In
einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind der oder
die Formkerne um eine vertikale Achse schwenkbar an der Aussenseite
der Form gelagert.
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Bei
dieser Ausführung besteht jeder Formkern aus einem prismatischen
Körper mit einer dreieckähnlichen Grundfläche,
wobei die vertikale Schwenkachse des Formkerns im Bereich einer Ecke
der Grundfläche angeordnet ist und eine der Schwenkachse
gegenüberliegende Seite des Formkerns ein Kreisbogensegment
bildet, dessen Kreismittelpunkt die Schwenkachse ist.
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Beim
Zurückschwenken des Formkerns wird die dem Formnest zugekehrte
Seitenwand des Formkerns nicht abgestreift. Deshalb sieht die Erfindung vor,
dass diese Seitenwand des Formkerns im zurückgeschwenkten
Zustand eine Ebene mit der Innenseite der Formwand bildet. Dadurch
entsteht beim Entformen bzw. Anheben der Form eine Abstreifwirkung,
die für eine glatte und saubere Oberfläche des
fertigen Betonformsteines sorgt.
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Damit
die Seitenwand des Formkerns und die Innenseite der Formwand im
zurückgeschwenkten Zustand des Formkern eine möglichst
geschlossene Fläche bilden, besteht die Schwenkachse aus einem
Vertikallager, das innerhalb der Wandstärke der Formwand
liegt.
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Zum
Ein- und Ausschwenken ist am Formkern ein nach aussen abstehender
Hebel angeordnet, der mit einer an der Aussenseite der Formwand befestigten
Antriebs-Einheit verbunden ist.
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Bei
Verwendung mehrerer Formkerne sind die Hebel durch eine Gelenkstange
für den gemeinsamen Antrieb miteinander verbunden.
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Bei
einem Formstein, der mit einer Form gemäss der Erfindung
hergestellt und insbesondere als Beton-Verbundstein für
Bodenbeläge oder Mauerwerke verwendet wird, sind die Vorsprünge
an den Seitenwänden des Formsteines als Zylindersegmente
mit dreieckähnlichen Stirnflächen ausgebildet,
wobei die innerhalb des Formsteines liegende Zylinderachse des Zylindersegments
horizontal und parallel zur Seitenwand des Formsteines verläuft
und die äussere Begrenzung des Zylindersegments durch je ein
Kreisbogensegment gebildet wird, dessen Mittelachse die Zylinderachse
ist und die Stirnflächen im Bereich der Kreisbogensegmente
abgeschrägt sind, so dass an beiden Stirnflächen
kegelstumpfsegmentförmige Wölbungen entstehen.
Dabei beträgt der Segmentwinkel des Zylindersegments ca.
80 DEG und der Winkel, unter dem die Stirnflächen zu den Kreisbogensegmenten
hin abgeschrägt sind, ca. 45 DEG.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist neben jedem Vorsprung an
der Seitenwand des Formsteines eine dem Vorsprung des benachbarten Formsteines
entsprechende Vertiefung angeordnet, die mit einem Formkern gemäss
der Erfindung hergestellt wird.
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Besonders
vorteilhafte Verlegemuster ergeben sich dadurch, dass an jeder Seitenwand
des viereckigen Formsteines jeweils ein Vorsprung und eine Vertiefung
zweipaarig mit Abstand nebeneinander angeordnet sind.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass infolge der Selbstreinigung der Formkerne die Reinigungsintervalle
der Form verlängert werden können und der Fertigungsablauf
verbessert wird. Durch die erfindungsgemässe Schwenkbarkeit
der Formkerne ist gewährleistet, dass alle Flächen
des Formkerns, die mit dem Beton in Berührung gekommen
sind, beim Zurückschwenken sauber abgestreift und gereinigt
werden. Dadurch entsteht eine Glättung der auf diese Weise
hergestellten Flächen des Betonformsteines, so dass eine
saubere, regelmässige und masshaltige Oberfläche
des Beton formsteines erreicht wird.
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Die
Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die
zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert.
Es zeigen
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1 einen
Schnitt durch die erfindungsgemässe Form gemäss
der Linie I-I in 2, mit in das Formnest eingeschwenkten
Formkernen,
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2 einen
Schnitt gemäss der Linie II-II in 1,
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3 die
Form nach 1 mit aus dem Formnest herausgeschwenktem
Formkern,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines zylindersegmentförmigen Formkernes,
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5 eine
Seitenansicht des Formkernes gemäss 4
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6 eine
Vorderansicht des Formkernes gemäss 4,
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7 eine
Untenansicht einer Mehrfachform mit Schwenkantrieb für
die in die Formnester eingeschwenkten Formkerne,
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8 eine
Teildraufsicht auf die Form einer anderen Ausführung mit
um eine vertikale Achse schwenkbaren Formkernen,
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9 einen
Schnitt gemäss der Linie IX-IX in 8,
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10 eine
perspektivische Darstellung eines mit der Form gemäss 1 bis 7 hergestellten
Betonformsteines und
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11 ein
Verlegemuster der Betonformsteine gemäss 10.
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Die
in 1 bis 7 dargestellte Form 1 besteht
aus vier Formnestern 2. Jedes Formnest 2 ist durch
jeweils vier vertikale Formwände 3 begrenzt. Die
oben und unten offene Form 1 ist auf dem Brett 4 eines
Rütteltisches einer nicht näher dargestellten Formmaschine
abgesetzt. Die Formnester 2 werden in bekannter Weise mit
Beton gefüllt und durch absenkbare, nicht dargestellte
Druckplatten geschlossen. Nach dem Rütteln wird die Form 1 vertikal
angehoben und der fertige Betonformstein entformt.
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Damit
die mit der Form 1 hergestellten Betonformsteine 5 beim
Verlegen zu einem form- und kraftschlüssigen Steinverbund
zusammengefügt werden können, weist jeder Betonformstein 5 an
jeder seiner vier Aussenseiten Vorsprünge 6 und
im Abstand hierzu entsprechende Vertiefungen 7 auf (10).
Im verlegten Zustand greifen die Vorsprünge 6 in
die Vertiefungen 7 der angrenzenden Betonformsteine 5 ein.
Die Vorsprünge 6 werden in bekannter Weise durch
entsprechende Ausnehmungen 8 (2) in den
Formwänden 3 an den Seitenwänden des
Betonformsteines 5 angeformt.
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Die
zu den Vorsprüngen 6 passenden Vertiefungen 7 am
Betonformstein 5 werden mit Hilfe entsprechender Formkerne 9 hergestellt,
die durch je eine Aussparung 10 in den Formwänden 3 in
das Formnest 2 hineinragen. Jeder Formkern 9 besteht aus
einem zylindersegmentförmigen Körper 11,
dessen Segmentwinkel alpha ca. 90 DEG beträgt (5).
Dadurch ergeben sich an den beiden Enden des Körpers 11 dreieckähnliche
Stirnflächen 12. Die horizontale Mittelachse des
zylindersegmentförmigen Körpers 11 ist
gleichzeitig die Schwenkachse 13, um die der Formkern 9 drehbar
ist. Die der Schwenkachse 13 gegenüberliegende
Seite der Stirnflächen 12 bildet je einen Kreisbogensegment 14,
dessen Mittelpunkt die Schwenkachse 13 ist. Die Stirnflächen 12 sind
im Bereich der Kreisbogensegmente 14 unter einem Winkel
beta von ca. 45 DEG abgeschrägt, so dass an beiden Stirnflächen 12 kegelstumpfsegmentförmige
Wölbungen 15 entstehen (4). Aus
Platzgründen beim Zurückschwenken des Formkernes 9 ist
auf einer Seite des Körpers 11 eine Auskehlung 16 angebracht.
Im Bereich der Schwenkachse 13 weist der Formkern 9 eine
Lagerbohrung 17 für einen Lagerbolzen 18 auf,
der an der Aussenseite der Formwand 3 horizontal und parallel zur
Formwand 3 verlaufend befestigt ist (2).
Aus 2 ist ersichtlich, dass an jeder Formwand 3 zwei Formkerne 9 schwenkbar
und axial unverschiebbar gelagert sind, die durch die Aussparungen 10 in
der Formwand 3 hindurch in das Formnest 2 hineinragen. Unmittelbar
neben jedem Formkern 9 ist in der Formwand 3 die
bereits erwähnte dreieckförmige, dem Formkern 9 entsprechende
Ausnehmung 8 zur Herstellung der Vorsprünge 6 angebracht.
In 3 ist der Formkern 9 im zurückgeschwenkten
bzw. aus dem Formnest 2 herausgeschwenkten Zustand dargestellt.
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Wird
der zylindersegmentförmige Körper 11 des
Formkernes 9 an den Stirnflächen 12 nicht
abgeschrägt, so entsteht ein nicht dargestellter Formkern, der
keine Wölbungen 15 aufweist und im Längsschnitt
nicht dreieckig sondern rechteckig ausgebildet ist. Auf diese Weise
können an den Seitenwänden des Betonformsteines
eine oder mehrere Regentaschen angebracht werden, die nach unten
offen sind und das Regenwasser sammeln und ableiten. Derartige Regentaschen
können allein oder in Verbindung mit den Vorsprüngen 6 und
den Vertiefungen 7 am Betonformstein angebracht werden.
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Der
Schwenkantrieb der Formkerne 9 erfolgt durch eine Schrägschlitzsteuerung,
die aus einer Antriebsstange 19 mit einem Steuerbolzen 20 besteht, der in
einen Schrägschlitz 21 des Formkerns 9 eingreift
(2 und 5). Die im Querschnitt rechteckige
Antriebsstange 19 ist an der Aussenseite der Form 1 in
Lagern 22 horizontal verschiebbar geführt. Aus 2 ist
ersichtlich, dass an jeder Formwand 3 eine Antriebsstange 19 angeordnet
ist, die mit den beiden Formkernen 9 der betreffenden Formwand 3 durch
je einen Steuerbolzen 20 in Antriebsverbindung steht. Jede
Antriebsstange 19 ist an der Innenseite eines Treibriemens 23 befestigt,
der über Umlenkrollen 24, die an den vier Ecken
der Form 1 angeordnet sind, um die Form 1 herumgeführt
ist. Die Aussenseite des Treibriemens 23 ist mit der Kolbenstange 25 eines
doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 26 verbunden, der den
Treibriemen 23 und damit auch alle vier Antriebsstangen 19 in
eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Der Hub des Hydraulikzylinders 26 ist
so gewählt, dass die Formkerne 9 über
die Schrägschlitzsteuerung 20, 21 vor-
und zurückgeschwenkt werden, wie in den 1 und 3 dargestellt.
Aus 3 ist ersichtlich, dass die Antriebsstange 19 platzsparend
in der Auskehlung 16 des zurückgeschwenkten Formkernes 9 liegt.
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Bei
einer Mehrfachform mit vier Formnestern 2 gemäss 7 ist
für den Antrieb der vier Treibriemen 23 ein doppeltwirkender
Doppelzylinder 27 mit zwei Kolbenstangen 25 vorgesehen,
die jeweils mit den beiden Treibriemen 23 zweier benachbarter Formnester 2 verbunden
sind.
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Die 8 und 9 zeigen
ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem
die Formkerne 28 um vertikale Achsen schwenkbar sind. Der
Formkern 28 besteht bei dieser Ausführung aus einem
prismatischen Körper mit einer dreieckförmigen
Grundfläche 29. An einer Ecke der Grundfläche 29 befindet
sich die vertikale Schwenkachse 30, die durch eine Bohrung 31 im
Formkern 28 gebildet wird. Die der Schwenkachse 30 gegenüberliegende
Seite des Formkerns 28 ist als ein Kreisbogensegment 32 ausgeführt,
dessen Kreismittelpunkt die Schwenkachse 30 ist. Die dem
Formnest 2 zugekehrte Seitenwand 33 des Formkernes 28 weist
eine geschlossene, glatte Oberfläche auf. In die Formwand 3 ist
ein vertikaler Lagerbolzen 34 fest eingesetzt, dessen freies
Ende in die nach unten offene Aussparung 10 der Formwand 3 hineinragt.
Der Formkern 28 wird mit seiner Bohrung 31 auf
den Lagerbolzen 34 aufgeschoben und durch eine Lasche 35,
die einerseits an der Formwand 3 und andererseits am unteren
Ende des Lagerbolzens 34 lösbar befestigt ist,
axial gesichert. Die Lasche 35 dient ausserdem auch zur
Abstützung des Lagerbolzens 34.
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Der
Formkern 28 weist am oberen Rand des Kreisbogensegments 32 eine
Wulst 36 auf, die in eine entsprechende, kreisbogensegmentförmige
Nut der Formwand 3 eingreift. Dadurch erhält der
Formkern 28 eine Abstützung während des
Rüttel- und Verdichtungsvorganges. Zur Ausführung
der Schwenkbewegung ist am Formkern 28 ein nach aussen
abstehender Hebel 37 angeschweisst, der mit einer als Hydraulikzylinder
ausgeführten Antriebseinheit 38 in Verbindung
steht. Bei mehreren Formkernen 28 sind die einzelnen Hebel 34 für
den gemeinsamen Schwenkantrieb durch eine nicht dargestellte Gelenkstange
miteinander verbunden.
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Vor
dem Füllen der Formnester 2 mit Betonmasse werden
die Formkerne 9 bzw. 28 in die Formnester 2 hineingeschwenkt
(7 und 8). Nach dem Füllen
und Rütteln der Form 1 werden die Formkerne 9 bzw. 28 durch
Betätigung der Hydraulikzylinder 26, 27 bzw.
der Antriebs-Einheit 38 wieder zurückgeschwenkt,
wodurch die Vertiefungen 7 an der Aussenseite des Betonformsteines 5 entstehen. Während
des Zurückschwenkens der Formkerne 9 bzw. 28 werden
Betonreste, die am Formkern haften, durch die innere Begrenzungskante
der Aussparung 10 abgestreift, so dass hierdurch eine automatische Selbstreinigung
aller Flächen des Formkernes 9, die mit dem Beton
in Berührung gekommen sind, erfolgt. Beim Ausführungsbeispiel
nach 8 und 9 werden die Formkerne 28 so
weit zurückgeschwenkt, bis die dem Formnest 2 zu gekehrte
Seitenwand 33 des Formkernes 28, die beim Zurückschwenken
des Formkernes 27 nicht abgesteift wurde, auf gleicher Ebene
mit der Innenseite der Formwand 3 liegt (8).
Dadurch erfolgt beim Entformen bzw. Hochfahren der Form 1 eine
Selbstreinigung der Seitenwand 33 des Formkernes 28 und
eine gleichzeitige Glättung der Oberfläche des
Betonformsteines 5.
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Die 10 zeigt
den fertig geformten Betonformstein 5, der mit der Form
gemäss 1 bis 7 hergestellt
wurde. Entsprechend der Gestalt der Formkerne 9 ist jeder
Vorsprung 6 an den Seitenwänden des Betonformsteines 5 als
ein Zylindersegment 39 ausgebildet, dessen Zylinderachse
innerhalb des Betonformsteines 5 horizontal und parallel zur
Formwand 3 verläuft. Die äussere Begrenzung des
Zylindersegments 39 wird durch zwei parallel verlaufende
Kreisbogensegmente 40 gebildet, deren Mittelpunkte ebenfalls
auf der Zylinderachse liegen. Die Dreieckform der Vorsprünge 6 wird
dadurch erreicht, dass die Stirnseiten des Zylindersegments 39 unter
einem Winkel von 45 DEG bis zu den Kreisbogensegmenten 40 hin
abgeschrägt sind. Durch die Abschrägung des Zylindersegments 39 ergeben
sich an beiden Seiten jedes Vorsprunges 6 dreidimensionale
Wölbungen 41, die eine besonders stabile form- und
kraftschlüssige Verbindung und gute Kraftübertragung
zwischen den Betonformsteinen 5 im verlegten Zustand gewährleisten.
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Die
Ausführungsform des Betonformsteines 5 gemäss 10 mit
zwei paarweise angeordneten Vorsprüngen 6 und
Vertiefungen 7 an jeder Seitenwand des Betonformsteines
lässt ein Verlegemuster zu, bei dem die angrenzenden Betonformsteine
jeweils um eine halbe Länge versetzt sind. Ein derartiges
Verlegemuster ist in 11 dargestellt. Die unter 45
DEG abgeschrägten Vorsprünge 6 ermöglichen auch
ein problemloses Zusammenfügen der Betonformsteine 5.
So lässt sich beispielsweise ein weiterer Betonformstein
unter einem Einfahrwinkel von 45 DEG mühelos in die 90
DEG-Lücke, die zwischen dem ersten Betonformstein und dem
zweiten und dritten Betonformstein gebildet wird, einschieben und zusammenfügen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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