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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopplungskörper zur Kopplung einer Gerinnenegativform, welche einen Gerinneabschnitt eines aus Beton zu fertigenden Schachtbodenteils abbildet, an einer Haltevorrichtung. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton, umfassend eine Gerinnenegativform, einen Kopplungskörper der genannten Art und eine Haltevorrichtung, an welcher die Gerinnenegativform anzukoppeln ist.
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Schachtbodenteile bilden den unteren Abschluss eines mehrteiligen unterirdischen Schachts, über den ein Kanalisationssystem zur Inspektion bzw. Wartung zugänglich ist. In diesem Bodenbereich des Schachts weist der Schacht an seiner Seitenwand mindestens eine Einlassöffnung sowie eine Auslassöffnung zum Einlassen bzw. Abführen von Abwasser auf. Ferner ist im Schachtbodenteil eine Gerinnestruktur ausgebildet, welche die Einlass- und Auslassöffnungen miteinander verbindet. Je nach Anzahl und Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen kann die Gerinnestruktur verschiedene Gestaltungen aufweisen, verzweigt sein, ein bestimmtes Gefälle aufweisen oder verschiedene Durchflussquerschnitte bereitstellen.
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Ein aus Beton zu fertigendes Schachtbodenteil für einen Schacht der oben genannten Art umfasst eine Schachtwandung, welche die Schachtwandung eines darüber anzuordnenden Schachtteils fortsetzt, sowie einen Bodenabschnitt, in welchem die Gerinnestruktur ausgebildet ist. Um mit geringem technischen Aufwand Schachtbodenteile mit unterschiedlichen Gerinnestrukturen fertigen zu können, sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, in welchen die Form zum Formen der Schachtbodenteile aus einer Basisform und einer Gerinnenegativform zusammengesetzt ist, wobei die Basisform die nicht zu verändernden Abschnitte des Schachtbodenteils, insbesondere die Schachtwandung, abbildet, während die Gerinnenegativform die Gerinnestruktur im Bodenbereich der Schachtbodenteile abbildet. Verschiedene Gerinnestrukturen können dann durch einfachen Austausch der Gerinnenegativform realisiert werden.
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Aus der
DE 20 2009 017 953 U1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schachtbodenteils bekannt, in welcher eine aus einer Mischung aus Sand und einem Bindemittel hergestellter Grundkörper durch ein Fräsverfahren bearbeitet wird, um die Negativgeometrie einer abzubildenden Gerinnestruktur herzustellen, wobei die Gerinnenegativform anschließend zum Formen eines Schachtbodenteils an einem Formkern einer Basisform angekoppelt wird. Um einen sicheren Halt der Gerinnenegativform an dem Formkern zu gewährleisten, insbesondere ein Verrutschen oder Aufschwimmen der Gerinnenegativform beim Einfüllen von Beton zu verhindern, ist in die Gerinnenegativform eine Schraubhülse eingesetzt, in welche nach dem Aufsetzen der Gerinnenegativform auf den Formkern eine Schraube vom Formkern her eingeschraubt werden kann, so dass zwischen Formkern und Gerinnenegativform eine mechanische Verbindung hergestellt ist. Nach dem Gießen des Schachtbodenteils wird die Schraubverbindung gelöst und die Gerinnenegativform zerstört, um das fertige Schachtbodenteil zu entschalen.
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Nachteil einer solchen mechanischen Kopplung zwischen Gerinnenegativform und Formkern ist, dass die Montage der Gerinnenegativform mit hohem Aufwand verbunden ist, da die mechanischen Kopplungsmittel in der Kontaktfläche zwischen Gerinnenegativform und Formkern liegen und somit nur schwer zugänglich sind. Hinzu kommt der erneute Arbeitsaufwand zum Lösen der mechanischen Kopplung.
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Eine Vereinfachung der Kopplung zwischen einer Gerinnenegativform und einem Formkern wird durch eine magnetische Kopplung erreicht, wie sie beispielsweise in der
EP 1 627 716 B1 vorgeschlagen wird. In dieser Vorrichtung weist die Gerinnenegativform Hohlräume auf, die durch die Oberfläche des Formkerns geschlossen werden. In einem dieser Hohlräume ist an einer Innenwandung der Gerinnenegativform ein Dauermagneten mittels einer Winkelkonsole angeschraubt. Durch diesen Dauermagneten kann die Gerinnenegativform mit geringem Aufwand an einer aus ferromagnetischem Metall gebildeten Oberfläche des Formkerns angeheftet werden.
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Durch Verwendung einer magnetischen Kopplung nach dem Vorschlag der
EP 1 627 716 B1 wird zwar das Anbringen und Lösen der Gerinnenegativform am Formkern erleichtert, gleichzeitig steigt jedoch der Aufwand zur Herstellung der Gerinnenegativform, da die Montage des Dauermagneten mit der Winkelkonsole in einem Hohlraum der Gerinnenegativform relativ kompliziert ist. Zudem schlägt die
EP 1 627 716 B1 zwar als Material für die Herstellung der Gerinnenegativform ein geschäumtes Kunststoffmaterial vor, so dass die Bearbeitung der Geometrie der Gerinnenegativform vereinfacht ist und die Kosten der Gerinnenegativform gesenkt werden können, jedoch geht die Verwendung dieses Materials in der bekannten Vorrichtung mit den Nachteilen einher, dass dieses Material keine ausreichende Festigkeit zur stabilen Befestigung der Dauermagnete an den relativ dünnen Wandungen der Hohlräume bietet und zudem ein Trennen der Gerinnenegativform von dem fertigen Schachtbodenteil schwierig ist und aufgrund der geringen Festigkeit des geschäumten Kunststoffmaterials zu einer Zerstörung der Gerinnenegativform führen kann.
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Ausgehend von den oben aufgezeigten Nachteilen der bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kopplungskörper bereitzustellen, der ein einfaches und zuverlässiges Koppeln bzw. Entkoppeln einer Gerinnenegativform an/von einer Haltevorrichtung erlaubt und der darüber hinaus ein Entschalen der Gerinnenegativform von dem Schachtbodenteil unterstützen kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur effektiven Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton bereitzustellen, welche einfach zu bedienen/auszuführen sind, flexibel auf verschiedene Gerinnestrukturen einstellbar sind und eine Wiederverwendung von Gerinnenegativformen erlauben.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Kopplungskörper zur Kopplung einer Gerinnenegativform, welche einen Gerinneabschnitt eines aus Beton zu fertigenden Schachtbodenteils abbildet, an einer Haltevorrichtung, wobei der Kopplungskörper umfasst: einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Kopplungskörpers an der Gerinnenegativform und erste Kopplungsmittel zur magnetischen Kopplung an einem ersten Gegenkopplungsmittel der Haltevorrichtung, wobei der Kopplungskörper ferner zweite Kopplungsmittel zur mechanischen Kopplung mit zweiten Gegenkopplungsmitteln der Haltevorrichtung oder einer anderen Vorrichtung aufweist.
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Der erfindungsgemäße Kopplungskörper weist somit erste Kopplungsmittel zur magnetischen Kopplung sowie zusätzlich zweite Kopplungsmittel zur mechanischen Kopplung auf. Somit kann ein und derselbe Kopplungskörper sowohl einerseits mit geringem Aufwand und schnell durch Magnetkraft an einer Haltevorrichtung angekoppelt werden und kann andererseits durch die zweiten Kopplungsmittel mechanisch mit der Haltevorrichtung oder einer anderen Vorrichtung gekoppelt werden, um eine sichere Kopplung zur Übertragung auch hoher Kräfte bereitzustellen.
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Eine Gerinnenegativform, an welcher der erfindungsgemäße Kopplungskörper befestigt ist, kann insbesondere schnell und einfach an einem Formkern (Haltevorrichtung) einer Form zur Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton angeheftet werden, indem die ersten Kopplungsmittel magnetisch an Gegenkopplungsmitteln der Basisform anliegen. Nach dem Formen des Schachtbodenteils kann dann die mechanische Kopplung der zweiten Kopplungsmittel hergestellt werden, um zum Entschalen der Gerinnenegativform auch große Zugkräfte auf die Gerinnenegativform zu übertragen. Die entschalte Gerinnenegativform kann dann wiederverwendet werden.
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Die ersten Kopplungsmittel zur magnetischen Kopplung können einen Permanentmagneten umfassen. Permanentmagnete sind relativ kostengünstig bereitzustellen und liefern eine nahezu wartungsfreie, dauerhafte Funktion. Die ersten Kopplungsmittel zur magnetischen Kopplung können alternativ jedoch einen Abschnitt aus magnetisierbarem (insbesondere ferromagnetischem) Material aufweisen, so dass der Kopplungskörper mit einem Magneten der Haltevorrichtung in Wechselwirkung treten kann.
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Die ersten und zweiten Gegenkopplungsmittel können beide an der Haltevorrichtung vorgesehen sein. Vorteilhaft sind die zweiten Gegenkopplungsmittel jedoch an einer anderen Vorrichtung angeordnet, beispielsweise an einer Ziehvorrichtung, mit welcher die Gerinnenegativform nach dem Formen des Schachtbodenteils und zumindest teilweisem Verfestigen des Schachtbodenteils von dem Beton des Schachtbodenteils abgezogen (entschalt) wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die zweiten Kopplungsmittel für die Anbringung eines Hakenkopplungselements eingerichtet. Ein Hakenkopplungselement bietet eine einfache jedoch für die Übertragung von hohen Zugkräften gut ausgelegte mechanische Kopplung, so dass auf diese Weise das Entschalen der Gerinnenegativform einfach und zuverlässig erfolgen kann. Das Hakenkopplungselement ist als Teil einer Hakenkopplung zu verstehen, d. h. kann durch einen Haken oder eine Öse gebildet sein.
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Vorzugsweise weisen die zweiten Kopplungsmittel eine Vertiefung auf, d. h. der mechanische Eingriff zwischen den zweiten Kopplungsmitteln und den zweiten Gegenkopplungsmitteln findet in einer Vertiefung statt. Auf diese Weise stehen die mechanischen Kopplungsmittel im Wesentlichen nicht über die Bodenfläche der Gerinnenegativform vor, so dass die Gerinnenegativform mit einer im Wesentlichen kontinuierlichen Anlagefläche an der Haltevorrichtung anliegen kann. Die magnetische Kopplung zwischen den ersten Kopplungsmitteln und den ersten Gegenkopplungsmitteln wird auf diese Weise vereinfacht.
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Grundsätzlich kann der Kopplungskörper mittels geeigneter, an sich bekannter Montagemittel an der Gerinnenegativform befestigt werden. Eine vereinfachte und gleichzeitig zuverlässige Befestigung wird jedoch in einer Ausführungsform der Erfindung erreicht, in welcher die Befestigungsmittel ein drehfest an dem Kopplungskörper angeordnetes Gewinde umfassen, dessen Gewindeachse koaxial zu einer Hauptachse des Kopplungskörpers verläuft. In einer solchen Ausführungsform ist der Kopplungskörper insgesamt von schraubenartiger Form und kann durch einfache Drehung um die Hauptachse in die Gerinnenegativform eingeschraubt werden. Die ersten und zweiten Kopplungsmittel können dann vorteilhaft in einem Kopfabschnitt dieses schraubenartigen Kopplungskörpers untergebracht sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Befestigungsabschnitt einen zu einer Helix gewundenen Stab auf, der fest an dem Kopplungskörper angeordnet ist. Durch Drehung des Kopplungskörpers um eine Hauptachse kann dann der helixförmig oder spiralförmig gewundene Stab in das Material der Gerinnenegativform eindringen und den Kopplungskörper in einem einfachen Montagevorgang zuverlässig befestigen. Der zu einer Helix gewundene Stab ermöglicht ferner eine zuverlässige Befestigung des Kopplungskörpers auch in weicheren Materialien, insbesondere in einem geschäumten Kunststoffmaterial, und kann beispielsweise die Bereitstellung von in die Gerinnenegativform einzusetzenden Gewindehülsen entbehrlich machen, so dass der Montageaufwand zur Befestigung der Kopplungskörper weiter verringert werden kann.
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Ist der Befestigungsabschnitt des Kopplungskörpers mit einem zur Hauptachse des Kopplungskörpers koaxialen Gewinde bzw. mit dem oben genannten, zu einer Helix um die Hauptachse gewundenen Stab ausgestattet, so kann der Kopplungskörper ferner vorteilhaft einen Werkzeugeingriffsabschnitt aufweisen, welcher für den drehsicheren Eingriff mit einem Drehwerkzeug eingerichtet ist, um den Kopplungskörper um die Hauptachse zu drehen. Ein Drehwerkzeug, wie etwa ein mit einem entsprechenden Aufsatz versehener Schrauber, kann dann an dem Werkzeugeingriffsabschnitt angesetzt werden und den Kopplungskörper mit einem einfachen und einzigen Drehvorgang zuverlässig an der Gerinnenegativform befestigen.
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Der Werkzeugeingriffsabschnitt kann dabei ebenfalls so gestaltet sein, dass er nicht über die Bodenfläche der Gerinnenegativform vorsteht, und zwar indem er eine Aussparung, vorzugsweise eine Mehrzahl von um die Hauptachse herum verteilten Aussparungen, umfasst. Insbesondere kann dann der gesamte Kopplungskörper in der Art einer Senkschraube in der Gerinnenegativform versenkt werden, so dass im Wesentlichen kein Teil des Kopplungskörpers über die Bodenfläche vorsteht und die Gerinnenegativform somit für eine flächige Anlage an einer entsprechenden Fläche der Haltevorrichtung vorbereitet ist.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die vorstehend genannte Erfindungsaufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton, umfassend eine Gerinnenegativform, welche einen Gerinneabschnitt eines Schachtbodenteils abbildet, einen Kopplungskörper gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eine Haltevorrichtung, an welcher die Gerinnenegativform anzukoppeln ist, um die Gerinnenegativform während des Formens des Schachtbodenteils zu halten, wobei die Haltevorrichtung den ersten Gegenkopplungsabschnitt aufweist, und eine Ziehvorrichtung zum Ziehen der Gerinnenegativform aus einem geformten und zumindest teilweise verfestigten Schachtbodenteil, wobei die Ziehvorrichtung die zweiten Gegenkopplungsmittel zur mechanischen Kopplung mit den zweiten Kopplungsmitteln des Kopplungskörpers aufweist.
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Mit der Vorrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung können Schachtbodenteile mit verschiedenen Gerinnestrukturen flexibel gefertigt werden, da die Gerinnenegativform leicht austauschbar ist und mittels der magnetischen ersten Kopplungsmittel in einfacher Weise mit der Haltevorrichtung koppelbar ist, indem die Gerinnenegativform einfach auf den Formkern aufgelegt wird. Gleichzeitig erlauben die mechanischen Kopplungsmittel eine hohe Kraftübertragung zwischen der Ziehvorrichtung und der Gerinnenegativform, so dass das Schachtbodenteil zuverlässig von der Gerinnenegativform getrennt werden kann. Darüber hinaus kommen die oben im Zusammenhang mit den Ausführungsformen des Kopplungskörpers des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Vorteile und Effekte auch in einer einen solchen Kopplungskörper verwendenden Vorrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung zum tragen.
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Vorzugsweise ist die Gerinnenegativform aus einem geschäumten Kunststoffmaterial, insbesondere aus Styropor, gebildet, so dass die Gerinnenegativform geringes Gewicht aufweist und dadurch einfach zu handhaben, insbesondere von einer Person allein tragbar ist. Darüber hinaus kann eine aus geschäumten Kunststoffmaterial hergestellte Gerinnenegativform kostengünstig bereitgestellt und zu einer Sollgeometrie bearbeitet werden.
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Weitere Ausführungsformen der Vorrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schachtbodenteils aus Beton, umfassend die Schritte: Befestigen eines Kopplungskörpers an einer Gerinnenegativform, welche einen Gerinneabschnitt eines aus Beton zu fertigenden Schachtbodenteils abbildet, Anbringen der Gerinnenegativform an einer Haltevorrichtung durch magnetisches Koppeln erster Kopplungsmittel des Kopplungskörpers mit ersten Gegenkopplungsmitteln der Haltevorrichtung, Formen eines Schachtbodenteils aus Beton an der Gerinnenegativform, mechanisches Koppeln zweiter Kopplungsmittel des Kopplungskörpers mit zweiten Gegenkopplungsmitteln einer Ziehvorrichtung, und Abziehen der Gerinnenegativform von dem Schachtbodenteil durch die Ziehvorrichtung.
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Mit dem Verfahren des dritten Aspekts können die vorstehend im Zusammenhang mit dem Kopplungskörper des ersten Aspekts bzw. der Vorrichtung des zweiten Aspekts beschriebenen Vorteile und Effekte in entsprechender Weise erzielt werden. Insbesondere kann der in dem Verfahren des dritten Aspekts verwendete Kopplungskörper ein vorstehend beschriebener Kopplungskörper des ersten Aspekts der Erfindung sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht einer Gerinnenegativform der in 1 gezeigten Vorrichtung,
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3 eine Unteransicht der in 2 gezeigten Gerinnenegativform,
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4 eine perspektivische Ansicht eines Kopplungskörpers für die in 2 und 3 gezeigte Gerinnenegativform,
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5 eine Seitenansicht des in 4 gezeigten Kopplungskörpers,
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6 eine perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten Kopplungskörpers mit geschnittenem Kopfabschnitt,
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7 eine Seitenansicht des in 4 gezeigten Kopplungskörper mit geschnittenem Kopfabschnitt und mit einem daran montierten Hakenelement.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 7 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Schachtbodenteilen aus Beton sowie für einen dabei verwendeten Kopplungskörper erläutert. Eine in 1 gezeigte Vorrichtung 10 zur Herstellung von Schachtbodenteilen 12 aus Beton im Gießverfahren umfasst einen Formmantel 14 zum Formen einer Außenwandung des Schachtbodenteils 12, eine innere Negativform 16 zum Formen der Innenwandung und des Gerinneabschnitts des Schachtbodenteils 12 sowie Aussparkerne 18 zum Formen der Ein- und Auslässe des Schachtbodenteils 12. Ein Schachtunterteil 12 wird in dem Hohlraum geformt, der zwischen dem Formmantel 14 und der inneren Negativform 16 bzw. den Aussparkernen 18 gebildet ist.
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Der Formmantel 14 kann eine zylinderförmige Wandung umfassen und auf einer Grundplatte 20 stehen, auf welcher auch die innere Negativform 16 steht. Die innere Negativform 16 kann aus einem auf der Grundplatte 20 stehenden Formkern 22 und einer auf dem Formkern 22 aufgesetzten Gerinnenegativform 24 zusammengesetzt sein, wobei der Formkern 22 eine Innenwandung, insbesondere zylindrische Innenwandung, des Schachtbodenteils 12 formen kann und die Gerinnenegativform 24 einen Gerinneabschnitt am Boden des Schachtbodenteils 12 zur Verbindung der Ein- und Auslässe formen kann.
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Bei der Herstellung von Schachtbodenteilen besteht oft der Bedarf, verschiedene Typen von Schachtbodenteilen herzustellen, welche im Wesentlichen gleiche Außenabmessungen und gleichen Schachtdurchmesser aufweisen, jedoch andere Gerinnestrukturen haben, die sich in der Anzahl der Ein- bzw. Auslässe und in der Gestaltung der Verbindungen zwischen den Ein- und Auslässen (insbesondere Neigung, Strömungsquerschnitt) von einander unterscheiden. Es wird daher bevorzugt das Konzept verfolgt, den Formmantel 14 und den Formkern 22 der inneren Negativform 16 aus sehr robusten und für den Dauerbetrieb eingerichteten Bauteilen, beispielsweise aus Stahl, herzustellen und die Aussparkerne 18 sowie die Gerinnenegativform 24 aus leicht maschinell zu bearbeitenden oder/und kostengünstigeren Materialien zu fertigen, da diese Teile individuell für eine gewünschte Gerinnestruktur bereitzustellen sind und somit in größerer Stückzahl vorzuhalten sind. Als Materialien für die Gerinnenegativform 24 bzw. die Aussparkerne 18 kommt beispielsweise Styropor in Frage, wie im Folgenden stellvertretend für eine Reihe anderer, leicht zu bearbeitender bzw. kostengünstiger Materialien angenommen wird.
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Die in 2 und 3 dargestellte Gerinnenegativform 24 kann aus einem beispielsweise zylinderblockförmigen Styropor-Rohkörper (nicht dargestellt) durch eine formgebende Materialbearbeitung hergestellt sein. Insbesondere kann die gewünschte Geometrie bzw. Oberflächenkontur der Gerinnenegativform 24 zur Herstellung einer gewünschten Gerinnestruktur mittels eines automatisierten Fräswerkzeugs aus dem Rohkörper heraus gefräst werden, etwa unter Verwendung eines Roboters, der von einer elektronischen Steuereinheit nach Maßgabe eines virtuellen dreidimensionalen Modells der Gerinnestruktur angesteuert wird. Im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 umfasst die Gerinnenegativform 24 einen Hauptgerinneabschnitt 28 zur Bildung eines Hauptgerinneastes der späteren Gerinnestruktur des Schachtbodenteils sowie einen integral mit dem Hauptgerinneabschnitt 28 verbundenen Nebengerinneabschnitt 30 zur Bildung eines Nebengerinneastes der Gerinnestruktur.
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Vor dem eigentlichen Formen des Schachtbodenteils 12 in der Vorrichtung 10 wird die Gerinnenegativform 24 auf den Formkern 22 der Vorrichtung 10 aufgesetzt. Damit die Gerinnenegativform 24 beim Einfüllen des Betons in ihrer Sollposition bleibt und weder verrutscht noch im Beton aufschwimmt, ist die Gerinnenegativform 24 mit dem Formkern 22 durch wenigstens einen Kopplungskörper 32 gekoppelt, welcher im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 bis 6 näher erläutert wird. Der Kopplungskörper 32 umfasst einen Befestigungsabschnitt 34 zur Befestigung des Kopplungskörpers an der Unterseite der Gerinnenegativform 24 sowie einen Kopfabschnitt 36 zur Kopplung am Formkern 22. Der Befestigungsabschnitt 34 ist im Ausführungsbeispiel durch einen zu einer Helix gewundenen Stab gebildet, welcher um eine zentrale Hauptachse H gewunden ist, so dass der Stab des Befestigungsabschnitts 34 im Wesentlichen an jeder Stelle den gleichen Abstand von der Hauptachse H aufweist. Der Befestigungsabschnitt 34 ist an einem Ende mit dem Kopfabschnitt 36 fest verbunden, so dass eine Drehung des Kopfabschnitts um die Hauptachse H eine schraubenartige Drehung des Befestigungsabschnitts 34 um die Hauptachse H bewirkt. Am anderen Ende weist der Stab ein angespitztes Ende 35 auf.
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Der helixartig gewundene Stab des Befestigungsabschnitts 34 kann ferner als Spirale verstanden werden, wobei im Ausführungsbeispiel die Ganghöhe l zwischen zwei benachbarten Windungen der Spirale größer ist als eine Dicke d des gewundenen Stabs. Ferner ist auch ein innerer Radius ri der Helixwindung, d. h. ein radialer Abstand des gewundenen Stabs von der Hauptachse H, vorzugsweise größer, insbesondere ein Vielfaches größer, als die Dicke d des Stabs. Im Ausführungsbeispiel umfasst der gesamte Befestigungsabschnitt 34 ungefähr 4–5 Windungen des Stabs.
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Der Kopfabschnitt 36 ist allgemein tellerförmig ausgebildet und umfasst einen vertieften Abschnitt 37 (Tellerboden) sowie einen flanschartigen, breiten Randabschnitt 38 (Tellerrand), welcher die Hauptachse H und den vertieften Abschnitt 37 konzentrisch umläuft. In dem vertieften Abschnitt 37 ist ein Permanentmagnet 42 eingesetzt, so dass eine Oberfläche des Permanentmagneten 42 bündig mit dem Randabschnitt 38 abschließt. Der Kopfabschnitt 36 weist somit auf der dem Befestigungsabschnitt 34 gegenüberliegenden Seite eine im Wesentlichen ebene Anlagefläche 44 auf, mit welcher der Kopplungskörper an einer Gegenanlagefläche des Formkerns 22 flächig anliegen kann.
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In einem zentralen Abschnitt um die Hauptachse H weist der Permanentmagnet 42 eine Durchgangsöffnung 46 auf, welche eine dahinter liegende Gewindebohrung 48 im vertieften Abschnitt 37 freilegt, die ein Innengewinde aufweist. Die Gewindebohrung 48 erstreckt sich koaxial zur Hauptachse H.
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Ferner sind im Randabschnitt 38 des Kopfabschnitts 36 vorzugsweise eine Mehrzahl von Werkzeugeingriffsabschnitten 50 angeordnet, an welchen ein Werkzeug zum Drehen des Kopplungskörpers 32 um die Hauptachse H angesetzt werden kann. Im Ausführungsbeispiel sind die Werkzeugeingriffsabschnitte 50 durch kreisförmige Vertiefungen gebildet (z. B. vier Vertiefungen), welche um die Hauptachse H herum gleichmäßig am Randabschnitt 38 verteilt vorgesehen sind.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schachtbodenteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, welches gleichzeitig auch den Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 10 sowie des vorstehend beschriebenen Kopplungskörpers 32 des Ausführungsbeispiels illustriert.
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Mindestens ein Kopplungskörper 32 der vorstehend beschriebenen Art wird zunächst an einer Unterseite der Gerinnenegativform 24 befestigt. Dazu wird der Kopplungskörper 32 per Hand oder mittels eines Werkzeugs gehalten und an der Gerinnenegativform 24 angesetzt, so dass das angespitzte vordere Ende 35 des gewundenen Stabs des Befestigungsabschnitts 34 zuerst in das Material der Gerinnenegativform 24 eindringt. Durch Drehung des Kopplungskörpers 32 um die Hauptachse H und gleichzeitigen Druck zur Gerinnenegativform 24 hin wird anschließend der Kopplungskörper 32 in die Gerinnenegativform 24 eingedreht. Dabei kann ein anfängliches Eindrehen noch von Hand oder mittels eines Übergangswerkzeugs erfolgen, bis der Kopplungskörper 32 selbstständig an der Gerinnenegativform 24 abgestützt ist, und das weitere Eindrehen kann dann mittels eines Drehwerkzeugs erfolgen.
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Das zum Eindrehen des Kopplungskörpers 32 verwendete Werkzeug umfasst im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Vorsprüngen, insbesondere zwei oder vier Vorsprünge, welche dafür eingerichtet sind, in die Aussparungen der Werkzeugeingriffsabschnitte 50 eingeführt zu werden, so dass sie bei Drehung des Werkzeugs den Kopplungskörper 32 mitnehmen. Das Werkzeug kann insbesondere ein hydraulisch oder elektrisch angetriebenes Drehwerkzeug sein, beispielsweise ein Aufsatz eines Schraubers.
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Wenn der Kopplungskörper 32 vollständig in die Gerinnenegativform 24 eingedreht wird, so senkt sich auch der Kopfabschnitt 36 soweit in das Material der Gerinnenegativform 24, dass die im Wesentlichen ebene Anlagefläche 44 des Kopfabschnitts 36 bündig mit der unteren Fläche der Gerinnenegativform 24 abschließt oder der Kopfabschnitt 36 gar ein Stück weit in die Unterseite der Gerinnenegativform 24 versenkt ist. Wenn die Gerinnenegativform 24 anschließend auf eine obere Anlagefläche 52 des Formkerns 22 aufgesetzt wird, so wird die flächige Anlage zwischen Gerinnenegativform 24 und Formkern 22 nicht durch den Kopplungskörper 32 behindert.
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Die obere Anlagefläche 52 des Formkerns 22 umfasst mindestens ein Gegenkopplungselement, welches in magnetische Wechselwirkung mit dem Permanentmagneten 42 des Kopplungskörpers 32 treten kann, um den Kopplungskörper 32 an dem Formkern 22 zu halten. Im Ausführungsbeispiel ist die obere Anlagefläche 52 aus einem ferromagnetischem Material gebildet, z. B. aus einer Stahlplatte, so dass der Permanentmagnet 42 daran anhaftet.
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Prinzipiell wäre die Verwendung eines einzigen Kopplungskörpers 32 zur Kopplung zwischen Gerinnenegativform 24 und Formkörper 22 ausreichend. Vorzugsweise sind jedoch eine Mehrzahl von Kopplungskörpern 32 zur zuverlässigeren Ankopplung vorgesehen. Im illustrierten Ausführungsbeispiel ist ein erster Kopplungskörper 32 im Hauptgerinneabschnitt 28 der Gerinnenegativform 24 befestigt und ein zweiter Kopplungskörper 32 ist im Nebengerinneabschnitt 30 der Gerinnenegativform 24 befestigt.
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Nach dem Aufsetzen der Gerinnenegativform 24 auf den Formkern 22 können die Aussparkerne 18 an den jeweiligen Längsenden des Hauptgerinneabschnitts 28 bzw. des Nebengerinneabschnitts 30 angesetzt und in der Vorrichtung 10 fixiert werden und der Formmantel 18 wird geschlossen. Daraufhin kann Beton in die Vorrichtung 10 eingefüllt werden, um das Schachtunterteil 12 zu formen. Nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Betons wird die Vorrichtung 10 geöffnet, um das Schachtunterteil 12 zu entschalen.
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Beim Abheben des Schachtbodenteils 12 von der inneren Negativform 16 bleibt die Gerinnenegativform 24 zumeist stark an dem Beton des Schachtbodenteils 12 haften. Der relativ schwere und mit der Vorrichtung 10 zumeist fest verbundene Formkern 22 kann dann zwar ohne weiteres vom Schachtbodenteil gelöst werden, die magnetische Kopplung zwischen der Gerinnenegativform 24 und dem Formkern 22 wird jedoch überwunden und die Gerinnenegativform 24 hebt zusammen mit dem Schachtbodenteil 12 vom Formkern 22 ab. Um auch die Gerinnenegativform 24 vom Schachtbodenteil 12 zu trennen gibt es mehrere Möglichkeiten. Prinzipiell kann vor dem Entschalen eine mechanische Kopplung zwischen Formkern 22 und Gerinnenegativform 24 hergestellt werden, beispielsweise indem vom Formkern 22 her eine Schraube in die Gewindebohrung 48 des Kopplungskörpers 32 eingeschraubt wird. Eine solche Schraube bildet dann zweite Gegenkopplungsmittel im Sinne der Ansprüche, welche an der gleichen Haltevorrichtung (am Formkern 22) vorgesehen sind wie die ersten Gegenkopplungsmittel (Anlagefläche 52) zur magnetischen Kopplung.
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Das Einschrauben einer Schraube in die Gewindebohrung 48 vom Formkern 22 her kann jedoch mit praktischen Schwierigkeiten verbunden sein. Eine bevorzugte Alternative zum Trennen der Gerinnenegativform 24 vom Schachtbodenteil 12 wird daher darin gesehen, das Schachtbodenteil 12 mit der daran anhaftenden Gerinnenegativform 24 vom Formkern 22 zu trennen und anschließend in der nachfolgend beschriebenen Weise mittels einer Ziehvorrichtung die Gerinnenegativform 24 vom Schachtbodenteil abzuziehen. Um die Gerinnenegativform 24 zu fassen sind erfindungsgemäß mechanische Kopplungsmittel vorgesehen, die an dem Kopplungskörper 32 ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel wird ein Hakenelement 54 mit einem Gewindeabschnitt 56 in das Innengewinde der Gewindebohrung 48 eingeschraubt, so dass zwischen dem Hakenelement 54 und dem Kopplungskörper 32 eine mechanische Gewindeverbindung hergestellt ist. An dem Hakenkörper 54 kann anschließend eine Ziehvorrichtung (nicht dargestellt) angreifen, beispielsweise indem ein weiterer Haken oder eine Öse der Ziehvorrichtung in das Hakenelement 54 einhakt. Sind mehrere Kopplungskörper 32 vorgesehen, so wie im illustrierten Ausführungsbeispiel, so kann die Ziehvorrichtung eine mechanische Kopplung der vorstehend beschriebenen Art mit jedem der Kopplungskörper 32 herstellen.
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Anschließend kann die Ziehvorrichtung die Gerinnenegativform 24 durch Ziehen an dem Kopplungskörper 32 von dem Schachtbodenteil 12 ablösen. Alternativ kann die Ziehvorrichtung die Gerinnenegativform 24 ortsfest halten und das Schachtbodenteil 12 von der Gerinnenegativform 24 abziehen.
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Nach dem Entschalen des Schachtbodenteils 12 kann das Hakenelement 54 wieder von dem Kopplungskörper 32 gelöst (abgeschraubt) werden, so dass die Gerinnenegativform 24 mit dem darin eingesetzten Kopplungskörper 32 für die erneute Verwendung zum Formen eines weiteren Schachtbodenteils vorbereitet ist. Alternativ kann der Kopplungskörper 32, insbesondere unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs, wieder aus der Gerinnenegativform 24 herausgedreht werden und an einer anderen Gerinnenegativform 24 befestigt werden.
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Zusammenfassend lässt sich der Kopplungskörper 32 des beschriebenen Ausführungsbeispiels leicht und zuverlässig auch an weniger festen Materialien, wie etwa Styropor, befestigen, da die Befestigungsmittel 34 einen helixartig gewundenen Stab umfassen. Durch die magnetischen Kopplungsmittel 42 kann eine besonders schnelle und einfache Verbindung mit dem Formkern 22 hergestellt werden, indem die Gerinnenegativform 24 einfach auf den Formkern 22 aufgelegt wird. Gleichzeitig erlauben die mechanischen Kopplungsmittel in Form einer Gewindebohrung 48 und eines darin einzuschraubenden Hakenelements 54 eine hohe Kraftübertragung zwischen einer Ziehvorrichtung und der Gerinnenegativform 24, um das Schachtbodenteil 12 zuverlässig zu entschalen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009017953 U1 [0004]
- EP 1627716 B1 [0006, 0007, 0007]
