DE2110495A1

DE2110495A1 - Verfahren und Vorrichtung zur taktmaessigen Herstellung von formgeschaeumten Bauwerken oder Bauwerksteilen

Info

Publication number: DE2110495A1
Application number: DE19712110495
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. B29f 1-02 Antrag
Original assignee: BUCHMANN GRETE
Current assignee: BUCHMANN GRETE
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1972-09-14
Also published as: FR2128618B1; FR2128618A1

Description

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21Τ1Κ95

Frau Grete Buchmann
Mannheim - Feudenheim
Am Bogen 31

Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfsanmeldung

Verfahren und Vorrichtung zur taktmäßigen Herstellung von formgeschäumten Bauwerken oder Bauwerksteilen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen zur fortlaufenden maschinellen, taktmäßigen Herstellung der Wände von Bauten oder ganzer Bauten aus Kunststoffen, welche - in Formen eingefüllt - unter Zugabe von Treibmitteln oder durch Reaktion mehrerer Komponenten miteinander, gegebenenfalls unter Wärmezuführung, aufschäumen oder sich aufblähen oder aus kleinen Teilen zu einer homogenen Masse versintern und unter Beibehaltung einer zell- und/oder porenförmigen Struktur aushärten oder erstarren.

Sie bezieht sich insbesondere darauf, daß zur fortlaufenden maschinellen Herstellung der Bauteile die die beiden Seiten der Wandflächen formenden Formwände nach Ausbildung eines oder mehre-

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rer Teilstücke zur Ausbildung weiterer Teilstücke benutzt werden, wobei sie sowohl die ebene oder gekrümmte Form der Wandflächen wie deren Abstand und Stellung zueinander als auch deren Oberflächenausbildung festlegen.

Weiter bezieht sie sich auf die Art der Halterung der Formwände in ihrer Arbeitsposition und auf die Art ihrer geführten Verbringung in eine andere Position.

Es ist bekannt, die Wände von Bauten an Ort und Stelle, beispielsweise unter Verwendung von aufschäumenden Zwei-Komponenten-Kunststoffen auf Polyurethanbasis, durch Ausfüllen von Schalungsteilen zu errichten. In ähnlicher Weise wie bei der Errichtung von Betonbauten werden dabei die Schalungsteile nach Ausbildung und Erstarren der Formmasse auf beiden Wandseiten abgenommen und für einen neuen Wandabschnitt wieder zusammengefügt.

Es ist weiter bekannt, runde Kuppelbauten unter Verwendung von schnell aushärtenden Reaktionsschäumen durch Öbereinanderlagern von Schaumschichten, die sich miteinander verbinden, herzustellen. Bei diesem Verfahren wird entweder die herzustellende Schaumstoffkuppel auf einer sich drehenden Basisplatte errichtet oder die die Schaummasse ausstoßende Vorrichtung wird an einer in der senkrechten Mittellinie der Kupple erstellten Achse befestigt, an der sie sich drehend rundum und nach oben bewegen läßt.

Der Nachteil der ersten Arbeiisweise besteht nun darin, daß mit ihr keine maschinelle Ausführung wie mit der zweiten Methode möglich ist, während es mit dieser Methode nicht möglich ist, beispielsweise langgestreckte Hallenbauten oder nicht runde, beispielsweise vieleckige, Kuppelbauten oder solche mit einer besonderen Oberflächengestaltung auszuführen.

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Erwünscht wäre daher ein Verfahren und Vorrichtungen, mit welchen unter Zuhilfenahme schablonenähnlicher Führungsteile, die den Grundriß und/oder das Querschnittsprofil eines Bauwerks festlegen, Bauten beispielsweise in einer langgestreckten Hallen- oder Kuppelform maschinell geformt hergestellt werden können.

Ausgehend von dem Vorteil, den Schaumkunststoffe bei ihrer Verarbeitung gegenüber den bekannten normalen Baustoffen wie beispielsweise Beton haben, nämlich in einer vergleichsweise sehr kurzen Zeit von wenigen Minuten erstarrend, die ihnen gegebene Form zu behalten, wurden dahingehend Überlegungen angestellt, daß es bei schneller Entformungsmöglichkeit von großem Vorteil ist, die für die Formgebung der Schaumstoffmasse erforderlichen Elemente mit Vorrichtungen zu kombinieren, die es einmal ermöglichen, die Formelemente maschinell zu betätigen, und die es weiter ermöglichen, den gewünschten Baugrundriß und die Bauform mit ihrer Hilfe so festzulegen, daß die Formelemente maschinell in die für die Einhaltung von Grundriß und Form erforderlichen Stellungen gebracht werden können.

Um dies zu erreichen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, nicht wie bei der oben genannten zweiten Methode kontinuierlich zu arbeiten, sondern fortlaufend taktmäßig ineinander übergehende Teilstücke von Bäüwerkswänden und Dachflächen zwischen wenigstens zwei gegenüberliegend angeordneten, beweglich geführten und in einer gewünschten Position feststellbaren Formwänden herzustellen.

Dies geschieht zweckmäßigerweise beispielsweise bei Verwendung von Polyurethanschaum so, daß wenigstens drei der offe·

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nen Querseiten zwischen diesen Formwänden zur Bildung eines Formkastens geschlossen werden, und zwar eine horizontale und eine vertikale Fläche durch die Randzonen des oder der bereits vorher hergestellten Teilstücke, während die dritte offene vertikale Fläche durch ein Verbindungswandstück, welches zwisshen die beiden Formwände eingeschoben wird oder an einer Wand fest angebracht ist, abgeschlossen wird.

Während der Ausbildung der Formmasse verbinden sich die Flächen der bereits vorher ausgeformten Teile, gegebenenfalls nachdem sie ebenfalls maschinell aufgerauht wurden, mit der frischen Schaummasse dann nahtlos.

Damit die Teilstücke beispielsweise automatisch fortlaufend hergestellt werden können, werden die den Formraum bildenden Wandschalen so an Trag- und Führungsvorrichtungen befestigt, daß sie die herzustellenden Teilstücke der Wandfläche zwischen sich einschließen und mechanisch sowohl zweidimensional, d.h. mittels Längs- und/oder Höhenverschiebung parallel- zur Wandfläche, als auch quer von dieser weg oder auf sie zu bewegbar sind. Mit der Festlegung der Längs- und Höhenverschiebung durch entsprechende auswechselbare Führungsteile kann dann der Grundriß und die Profilform eines Bauwerkes so festgelegt werden, daß beispielsweise mittels einer auf Schienen laufenden Portalkonstruktion gleichzeitig zwei 20 Meter auseinander liegende Wandteile in Hin- und Herbewegung gefertigt werden, wobei nach jeder Teilstückreihe die Formwände um ein vorbestimmtes Maß zur Fertigung einer neuen Reihe angehoben werden.

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Sollen die Wandteile beispielsweise ab einer bestimmten Höhe in Rund- oder Eckbogenform weitergeführt werden, so können an den vertikalen Portalstützen neue, die Bogenlinie bestimmende Führungsteile befestigt und mit diesen die Halterungen der Formwände geführt werden. In diesem Fall werden dann die vorher ebenen Formwände gegen in der Bogenlinie gewölbte,beispielsweise 2 Meter lange und in der Wölbung 50 cm breite Teile ausgewechselt.

Nach diesem Verfahren kann dann beispielsweise vollautomatisch in zwei Stufen mit je 2 mal 2 Formensätzen mit einmal ebenen und einmal gewölbten Flächen eine beliebig lange, an beiden Enden offene Halle hergestellt werden.

Zum Abschließen der Stirnseiten, beispielsweise mit je einer halben Kuppel, wird dann so verfahren, daß in der Mitte der Portalkonstruktion eine Drehachse mit einem dritten doppelarmigen Portalteil angebracht wird. Dieses Teil wird mit den Fußpunkten der beiden Arme auf zwei Kreisschienen geführt, von welchen eine außerhalb und eine innerhalb der herzustellenden Kuppelwand liegt. An den Tragarmen werden sodann die zwei der inneren und äußeren Kuppelwölbung entsprechenden und sich nach oben verjüngenden Formwandteile im Halbkreis geführt und damit beispielsweise die Wölbungsteilstücke eines Höhenabschnitts zuerst nebeneinander und nach Austausch der Formwände mit den neu zu fertigenden Teilstücken des nächsten Höhenabschnitts übereinander (und nebeneinander) nahtlos verbunden.

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Soll die Außen- oder Innenfläche eines Bauwarkes beispielsweise mit Profilrippen versehen werden, so kann das mit der Vorrichtung nach der Erfindung durch Verwendung profilierter Formwände erfolgen, die an den Tragkonstruktionen so beweglich befestigt sind, daß sie von der profilierten Fläche zuerst abgehoben und nach Weiterbewegung zur Fertigung des Anschlußteilstücks wieder angedrückt werden. Die Profilrippen der Formwandrandzone greifen dabei in die geformten Rippen der Randzone des gerade gefertigten Teilstücks ein, wodurch eine übergangslose Fortsetzung der Profile zwischen den Teilstücken erreicht wird.

In die Formmasse können Verstärkungsteile, Rohrleitungen oder tragende Konstruktionsteile in bekannter Weise mit eingeformt werden.

Zweckmäßigerweise werden die die Schaummasse erzeugenden Apparate und die Rohstoffe an den Formwand-Tragkonstruktionen so gelagert und befestigt, daß sie beim Fortgang der Arbeiten von Teilstück zu Teilstück mitgeführt werden können.

Die Erfindung wird anhand der Figuren in beigefügten Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 in Ansicht das Prinzip einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung zur Herstellung gerader Wandteile mit vertikalen Profilrillen mit einer Trag- und Führungsvorrichtung, an der beide Formwände beweglich befestigt sind.

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Figur 2 in Schnittzeichnung das Schema einer Portalkonstruktion zur gleichzeitigen Herstellung von zwei gewölbten Wandteilen eines freitragenden Hallenbaus und Benützung gewölbter Formwände, die an zwei getrennten Trag- und Führungsvorrichtungen angebracht sind.

Figur 3 in Draufsicht das Schema einer Portalkonstruktion zur Herstellung eines Kuppelbaus unter Benützung einer äußeren und einer inneren Trag- und Führungsvorrichtung. Die innere Vorrichtung ist dabei zur besseren Übersicht um 90° versetzt angeordnet.

In Figur 1 stellen dar:

1 und 2 zwei Führungsschienen zur Festlegung des Baugrundrisses, auf welchen die Plattform 3 mit den Rädern 4 läuft und mit den Rollen 5 gegen Kippbewegungen festgehalten wird.

Auf der Plattform 3 sind die Vierkant-Tragrohre 6 und 7 befestigt, auf welchen die Rollenführungsteile 8 mittels der Seile 9 und 10 und der Trommelwinde 11 auf- und abbewegt werden.

An den Führungsteilen 8 ist eine Stahlschiene 12 befestigt, auf welcher die beiden Preßluft- oder Hydraulikzylinder 13 und 14 aufgeschraubt sind, welche mit den Kolbenstangen 15 und 16 die Formwandplatte 17 tragen und quer zur Wandfläche hin und her bewegen.

An der Stahlschiene 12 sind weiter die Tragrohre 18 und 19 und an ihnen verschiebbar die Arme 20 und 21 befestigt, die ihrerseits zwei nicht dargestellte Arbeitszylinder halten, an deren Kolbenstangen die zweite Formwandplatte 22 befestigt ist.

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23 zeigt die Profilierung der Formplatte, die es erforderlich macht, daß die Formwand 17 rechtwinklig zur Teilstückfläche abgehoben werden kann.

24 und 25 zeigen die Halterungen zur Aufnahme der zwei Behälter mit den Reaktionskomponenten zur Herstellung von beispielsweise Polyurethanschaum, der mittels einer nicht dargestellten Misch- und Dosiervorrichtung in bekannter Art in die Schäumform eingebracht wird.

Positionen 26 und 27 zeigen zwei weitere Arbeitszylinder, an welchen ein Deckelteil (nicht dargestellt) angebracht werden kann, was dann erfrderlich ist, wenn mit einer Schaummasse gearbeitet werden soll, welche - wie beispielsweise treibmittelhaltige, vorexpandierte Polystyrolteilchen bei ihrer Ausbildung zur Formmasse Innendruck entwickeln. Bei Verwendung dieses Rohstoffes müßten die Formwände dann zur Ermöglichung der Einleitung eines Wärmemediums zweischalig und gegen den Formraum hin mit Austrittsöffnungen für das Wärmemedium versehen sein.

28 zeigt die Querformwand, welche in Arbeitsrichtung den Formkasten abschließt.

Zur Herstellung eines ersten Teilstücks wird auch die gegenüber liegende Wand beispielsweise durch ein vorgefertigtes Materialstück abgeschlossen. Hernach wirken die Randteile der hergestellten Teilstücke als Abschlußwände.

In Figur 2 stellen dar:

1 eine Portalkonstruktion von beispielsweise 15 Meter Höhe und 20 Meter Breite, welche mit den Fahrwerken 2 und 3 auf je zwei Parallelschienen geführt wird.

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An der Portalbrücke 4 ist in der Mitte die vertikale Haltevorrichtung 5 und an dieser die äußeren Bogenführungsteile 6 und 7 sowie die inneren 8 und 9 befestigt. Die Bogenführungsteile 6 und 7 werden an ihren unteren Enden 10 und 11 auf den Fahrwagen 2 und 3 und die Teile 8 und 9 auf zwei eigenen Wagen 12 und 13 gehalten.

In ähnlicher Weise,wie in Figur 1 dargestellt, sind an den Bogenführungsteilen, welche in diesem Falle aus je zwei in Arbeitsrichtung parallel angeordneten gebogenen Rohren von beispielsweise 100 nun Durchmesser bestehen, Führungsrohrstücke 14 und 15 sowie 16 und 17 von beispielsweise 1 Meter Länge mit gleichem Biegeradius, aber größerem Durchmesser angeordnet, welche mittels Abstandsrollen auf den Bogenführungs teilen 6, 7,8 und 9 auf und ab bewegt werden können.

An den Führungsrohrstücken sind dann wie in Figur 1 Arbeitszylinder und an deren Kolbenstangen die in diesem Falle gewölbten Formwandplatten 18, 19 sowie 20 und 21 befestigt, zwischen welchen die Formmasse, welche über die Leitungen 22 und 23 in den Formraum eingeführt wird, zur Ausbildung gelangt.

Nachdem eine Teilstückreihe in der gewünschten Länge hergestellt ist, werden die Formwandplatten dann beispielsweise mittels an den Führungsrohrstückeni4, 15, 16 und 17 angebrachten Preßluftzylindern (nicht dargestellt) um ein vorgegebenes Maß in der Bogenlinie zur Fertigung einer neuen Teilstückreihe angehoben.

An dem Tragstück 5 ist ein Formwandblech'befestigt, welches dazu dient, den beim Hochführen der gewölbten Formwände zwischen den beiden letzten Teilstückreihen frei bleibenden Raum nach unten abzuschließen, so daß er von oben aus geschäumt wird und damit die beiden Bogenwände vereinigt werden.

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In Figur 3 stellen dar:

1 eine Portalkonstruktion mit einer Mittelachse 2, die sieh auf dem Boden der herzustellenden Kuppel abstützt und an wlecher eine weitere Drehkonstruktion 3 gelagert ist. Beide Konstruktionen laufen mit ihren Fahrwerken 4 und 5 sowie 6 und 7 auf einer horizontalen Fläche im Kreise um die Achse, und zwar nicht wie gezeichnet, sondern in einer um 90° versetzten Stellung, so daß die Formwände 8 und 9 sowie 10 und 11 sich gegenüber stehen.

Mit dieser Vorrichtung wird dann jeweils eine Teilstückrunde mit dem einen Formenpaar in einem Niveau gefertigt, während das gegenüberliegende Formenpaar die darüber liegende Runde mit Formen fertigt, deren Flächen sich nach der Kuppelspitze hin verjüngen.

Die Befestigung, Führung und Bewegung der Formenwände werden dabei in ähnlicher Weise wie in Figur 1 und 2 beschrieben durchgeführt.

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur maschinellen Hersteliuna von ebenen oder profilierten, geraden oder gekrümmten Flächen, insbesondere für Wand- und Dachkonstruktionen von Bauten, unter Verwendung von Kunststoffen, die - in Formen eingefüllt - unter Zugabe von Treibmitteln oder mittels in ihnen bereits enthaltener Treibmittel oder durch Reaktion mehrerer Komponenten miteinander, gegebenenfalls unter Wärmeeinfluß, aufschäumen, sich aufblähen oder aus kleinen Teilen zu einer homogenen Masse versintern und unter Beibehaltung einer zell- und/oder porenförmigen Struktur mit oder ohne geschlossener glatter oder profilierter Außenhaut erstarren oder erkalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Flächen fortlaufend taktmäßig aus nahtlos ineinander übergehenden Teilstücken zwischen wenigstens zwei gegenüberliegend angeordneten, beweglich geführten glatten oder profilierten, ebenen oder gewölbten, in einer gewünschten Position feststellbaren Formwänden unter Abschluß von wenigstens drei der offenen Querseiten zwischen diesen Formwänden erfolgt, wobei nach Ausbildung eines Flächenteilstücks die Formwände mittels einer den Grundriß und die Gestalt der Flächen bzw. des Bauwerks festlegenden, nach einer Schablone geführten Bewegung zur Herstellung eines neben oder darüber anschließenden Teilstücks weitergeführt werden.

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2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Randzonen der gefertigten Teilstücke zwei der offenen Querseiten zwischen den JFlächenformwänden während der Ausbildung der Schaununasse eines neuen Teilstücks abschließen und dabei diese Randzonen mit dem neuen Teilstück verbunden werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Führung, Verstellung und Feststellung der Formwände an und mittels Formwand-Tragvorrichtungen erfolgt, welche die herzustellenden Teilstücke der Wandfläche zwischen sich einschließen und sowohl zweidimensional parallel als auch quer zu dieser Wandfläche bewegbar sind.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Formwände in die Teilstücke diese verbindende Armierungen und/oder Rohre und/oder Abdeckungen mit eingeformt werden.
5. Vorrichtung zur Herstellung von Bauwerken unter Anwendung des Verfahrens nach-Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Festlegung der Profilform eines Bauwerkes aus wenigstens einer beweglichen Tragkonstruktion besteht, an oder mit welcher wenigstens zwei Formwände wiederholbar einmal auf einer vertikalen, geneigten oder bogenförmigen Linie auf- und ab- oder auf einer horizontalen Linie im Kreise und einmal unabhängig davon parallel oder winklig aufeinander zu- oder voneinander wegbewegt werden können.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion für die Formwände zur Ausführung einer die Form des Grundrisses eines Bauwerkes bestimmenden geradlinigen, winkligen oder gekrümmten Bewegung mit-

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tels dreh- und/oder schwenkbarer Teile in und/oder außerhalb des Bauwerkes mit Halte- und Führungsvorrichtungen so verbunden ist, daß sie gerade an diesen entlang oder um diese herum bewegt werden kann.

oder vieleckigen
7. Vorrichtung zur Herstellung von runden/Kuppelbauten

unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer über oder im Scheitelpunkt der Kuppel angeordneten oder durch diese hindurchgeführten vertikalen Achse oder Drehvorrichtung besteht, an der mit Abstand zu der herzustellenden Kuppelaußen- oder -innenschale eine oder mehrere Tragkonstruktionen angeordnet und mit ihrem einen Ende so befestigt und abgestützt sind, daß sie sich mittels einer Rollenlagerung ihres anderen Endes auf einer horizontalen Stützvorrichtung im Kreis um den Scheitelpunkt der Kuppel drehen oder zur Herstellung eines Kuppelausschnitts hin und her bewegen lassen.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die die Außen- und Innenschale der Kuppel ausbildenden Formwände profilparallel nach der Kuppelinnenseite hin gewölbt sind und sich als ganzes Kuppelsegment oder als Teilstücke davon mit ihren Tragkonstruktionen im Kreis horizontal bewegen lassen.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß die Formwände an der Tragkonstruktion oder bei Benützung von zwei gegenüberliegend angeordneten Tragkonstruktionen an diesen so befestigt sind, daß die Halterungen der Flächenformwände außerhalb des Formraumbereichs liegen.

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10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausschäumen der Teilstücke erforderliche Formmasse und die zu ihrer Einbringung in den Formraum erforderliche Apparatur an der Formwand« tragkonstruktion befestigt ist und mit dieser mitgeführt wird.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-10 dadurch gekennzeichnet, daß die für den Arbeitsablauf erforderlichen Takte mittels einer Steuereinrichtung eingeleitet und weitergeführt werden.

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