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Verfahren und Vorrichtung zur herstellung monolithischer raumzellen
aus Stahlbeton Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur erstellung von 15waumzellen
aus Stahlbeton, beispielsweise Stahlbetonfertiggaragen, bei denen in monolithischer
Ausführung eine Decke, ein gegebenenfalls mit einer oder mehreren Transportöffnungen
versehener Boden, zwei Längswände und eine Stirnwand miteinander verbunden sind,
durch Fertigung zwischen einer mehrfach verwendbaren Aussenschalung, die zum Entschalen
der Raumzelle in mehrere Teile auf lösbar ist, und einer schwach konisch gestalteten
Innenschalung, die beim Entschalen durch die offene Stirnseite der Raumzelle entfernt
wird.
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Zur Fertigung von Raumzellen der oben beschriebenen Art werden meist
sogenannte Schalwagen verwendet, die ein auf die zumeist vorher gegossene Bodenplatte
der Raumzelle auffahrbares starres Gerüst aufweist, an dem die Schaltafeln für die
Langswände, die Decke und die Stirnwand der Raumzelle derart befestigt sind, dass
die Innenschalung auf die lichten Abmessungen der Raumzelle eingestellt und beim
Entschalen so zusammengezogen werden kann, dass sich der Schalwagen aus der offenen
Stirnseite der Raumzelle herausziehen lässt.
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Derartige Schalungen sind relativ aufwendig. Ihre Bedienung ist entsprechend
zeitraubend und erfordert erhöhte Sorgfalt.
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Andererseits ist das Entschalen der Raumzelle problemlos, da die gesamte
Schalung in ihre Einzelteile auf lösbar ist.
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Das Entschalen von Stahlbetonraumzellen der eingangs angegebenen Ausbildung
ist bei Ven7endunq einer starren Innenschalung problematisch. Das beruht darauf,
dass die Abmessungen der Wände der Raumzelle sehr gering geworden sind.
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Die sehr geringen Wandstärken, die nur wenige cm betragen, entsprechen
andererseits den Anforderungen insbesondere an das Gewicht der Raumzelle, das möglichst
niedrig sein soll.
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Unter anderem hängt hiervon der Transport der Raumzelle mit Lastkraftwagen
ab. Die geringen Wandstärken und die Forderuhig nach möglichst früher Entschalung
der Raumzelle, deren Beton noch nicht vollständig erhärtet ist, kann infolge der
Adhäsionskräfte zwischen dem Beton und der Schalung zu Rissen oder noch grösseren
Zerstörungen an den Wänden der Raumzelle führen.
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Derartige Fehler treten insbesondere dort auf, wo Stahlbetonraumzellen
auf einer schwach konisch gestalteten Innenschalung hergestellt werden, die nicht
in ihre Einzelteile auflösbar ist. So ist cs bekannt, bei einer derartigen Schalung
die Raumzelle in der Schalung mit ihrer offenen Stirnseite
auf einem
Rahmen abzustützen, auf dem sich die Aussenschalung ihrerseits abstützt. Die Oeffnung
des Rahmens entspricht dem Querschnitt der Innenschalung, so dass der Rahmen mit
dem auf ihm ruhenden Baukörper oder die Innenschalung wenigstens um die Abmessungen
des Baukörpers rechtwinklig zur Rahmenebene bewegt werden können. Nach dem Entschalen
dient der Rahmen zugleich als Transportmittel für den betonierten Baukörper, bis
dieser seine endgültige Erhärtung erfahren hat.
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Es zeigt sich, dass in diesen vorbekannten Schalungen die hintere
Stirnwand des Raumkörners beim Entschalen häufig erheblich beschädigt wird. Offenbar
sind die Adhäsionskräfte zwischen der Stirnwandschalung und der noch nicht vollständig
erhärteten Stirnwand so stark, dass die Stirnwand zunächst durchgebogen wird und
dann reisst oder bricht. Bisher hilft man sich damit, Luft zwischen die Schalung
und die Raumzelle einzudrücken, weil bereits eine geringe Luftschicht zwischen der
Schalung und der Raumzelle genügt, um die Adhäsionskräfte aufzuheben. Dieses Verfahren
ist jedoch relativ aufwendig und erfordert grosse Sorgfalt. Es eignet sich daher
nicht für die anzustrebende Joassenfertigung von Stahlbetonraumzellen, für die diejenigen
Verfahren gedacht sind, welche eine frÜhzeitige Entschalung der Raumzelle ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bisher beim Entschalen
von Stahlbetonraumzellen von starren Innenschalungen angewandte Verfahren zu vereinfachen
und dafür zu sorgen, dass Beschädigungen der Stirnwand der Raumzelle vermieden werden.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Entschalen
der Raumzelle in der Stirnwand mehrere Durchbrechungen angebracht werden.
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Infolge dieser Ausbildung der Stahlbetonraumzelle strömt beim Entschalen
Luft durch die Durchbrechungen und gelangt auf diese Weise auf dem kürzesten Weg
zwischen die Schalung der Stirnwand und die betreffenden Teile der Raumzelle. Es
hat sich gezeigt, dass Raumzellen dieser Ausbildung bruchlos entschalt werden können,
ohne dass es der Aufwendung besonderer Aufmerksamkeit bedarf.
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Das erfindungsgemässe Verfahren hat daher den Vorteil, dass durch
eine sehr einfache, an der Raumzelle selbst zu treffende Massnahme die Serienfertigung
von Stahlbetonraumzellen wesentlich verbessert wird, weil es nicht mehr zur Produktion
von Ausschuss kommt, der früher infolge unsachgemässer Entschalung in Form gerissener
oder anderweitig beschädigter Raumzellen nahezu unvermeidlich war. Es zeigt sich
ferner, dass die Ausnehmungen, wenn sie geschickt angebracht werden, später wenigstens
zum Teil für den Gebrauch der Raumzelle nutzbar gemacht werden können. Beispielsweise
können Ausnehmungen im Bereich des Daches von Stahlbetonfertiggaragen zur Belüftung
des Garageninnenraumes benutzt werden.
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Zur Erzielung solcher Vorteile empfiehlt es sich, die Durchbrechungen
im Querschnitt rund zu gestalten und orthogonal zur Ebene der Stirnwand anzuordnen.
Insbesondere reicht es für die Zwecke der Entschalung aus, die Durchbrechungen so
anzuordnen, dass in jeder Ecke der Stirnwand eine Durchbrechung vorhanden ist.
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Bei Stahlbetonfertiggaragen können dann die im Bereich der oberen
Ecken der rückwärtigen Stirnwand angebrachten Durchbrechungen als Entlüftungsöffnungen
benutzt werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann erfindungsgemäss eine Vorrichtung
verwendet werden, die eine mehrfach verwendbare, in mehrere Teile auflösbare Aussenschalung,
eine Innenschalung und einen Rahmen aufweist, auf dem die Raumzelle in ihrer Schalungsstellung
ruhen kann und auf dem die Aussenschalung abgestützt ist, wobei der Rahmen oder
die Innenschalung wenigstens um die senkrecht zur Stirnwand gemessene Länge der
Raumzelle zwischen einer Schalungsstellung und einer Entschalungsstellung senkrecht
zur Rahmenebene beweglich sind und der Rahmen als Transportmittel für die betonierte
Raumzelle bis zu deren endgültiger Erhärtung geeignet ist.
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Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Sie haben den Vorteil, dass
die Raumzelle verhältnismässig kurz nach dem Eingiessen des Betons in die Schalung
bereits entschalt werden kann. Die nur vorerhärtete Raumzelle kann mit Hilfe des
Rahmens aus der Schalung entfernt werden und härtet auf dem Rahmen stehend aus.
Die Schalung kann während dieser Zeit für die Herstellung einer weiteren Raumzelle
verwendet werden. Insgesamt ergeben sich deshalb bei solchen Vorrichtungen erheblich
höhere Fertigungsleistungen als bei anderen vorbekannten Schalungen.
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Dazu gehören vor allem die sogenannten Schalwagen. Ein derartiger
Schalwagen besteht aus einem fahrbaren Gerüst, das auf die zumeist vorher hergestellte
Bodenplatte der Raumzelle verbracht wird und aus beweglichen Schaltafeln, die am
Gerüst gelagert sind und zum Formen der Decke, der beiden Längswände und der Stirnwand
dienen. Nach dem Auffahren des Schalwagens auf die Bodenplatte werden die Schåltafeln
auf das lichte Innenmass der Raumzelle gebracht. Die erstellung der Raumzelle erfolgt
bei dieser Vorrichtung mit annähernd waagrecht orientierter Decke. Die verhältnismässig
grosse Scheibe, die eine solche Decke bildet und die nur an drei Seiten unterstützt
ist, muss zur Vermeidung von Durchbiegungen oder Rissen
auf der
Schalung aushärten. Deshalb kann die Schalung erst nach einem wesentlich sehr späteren
Zeitpunkt für die Fertigung einer weiteren Raumzelle eingesetzt werden.
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Bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung kann das Entschalen
bei üblichem Betrieb jedoch erst erfolgen, wenn die verhältnismassig kleine und
an vier Seiten von den beiden Längswänden, der Decke und dem Boden unterstützte
Scheibe der Stirnwand so weit erhärtet ist, dass es nicht mehr zu Durchbiegungen
dieser Stirnwand kommen kann. Dazu ist zwar weniger Zeit als bei Verwcndung der
Schalwagen erforderlich, jedoch ist der Zeitaufwand noch immer beträchtlich.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung bzw. Schalung bietet den Vorteil,
dass beim Entschalen der noch weiche Beton insbesondere der Stirnrand nicht reissen
kann und-die Stirnwand bis zur endgültigen Erhärtung der Raumzelle keine Durchbiegungen
erfährt.
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Dies wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine
ubvorrichtung besitzt, welche durch die in der Stirnwand der mit dieser Wand auf
dem Rahmen und der Aussenschalung abgestützten Raumzelle vorgesehenen Durchbrechungen
auf die Innenschalung wirkt.
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Bei dieser Vorrichtung ist die offene Stirnseite der Raumzelle in
der Schalung nach oben orientiert. Die Stirnwand ruht dagegen auf dem Rahmen bzw.
der Aussenschalung und verbleibt in dieser Stellung so lange, bis der Beton endgültig
erhärtet ist. Da hierbei keine der Scheiben der Raumzelle, also weder die Decke,
die beiden Längswände, die Stirnwand noch der Boden auf Festigung beansprucht wird,
ist eine sehr frühzeitige Entschalung der Raumzelle möglich.
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Diese Entschalung wird auch dadurch ermöglicht, dass die Innenschalung
mit der Hubvorrichtung beim Entschalen der Raumzelle angehoben wird. Dieses Anheben
hebt die Adhäsionskräfte auf, die zwischen der Innenseite der Stirnwand und den
betreffenden Teilen der Innenschalung herrschen. Dabei strömt Luft durch die Durchbrechungen
in der Stirnwand und sorgt dafür, dass trotz der geringen Standfestigkeit des Betons
ein leichtes Ablösen der Raumzelle von der Innenschalung möglich ist.
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Die Innenschalung ist daher insbesondere starr und konisch ausgebildet,
so dass sie aus der offenen Stirnseite der Raumzelle entfernt werden kann.
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Die Durchbrechungen in der Stirnwand der Raumzelle sind bei einer
bevorzugten Ausführungsform wie oben erwähnt im Querschnitt rund und orthogonal
zur Ebene der Stirwand angeordnet; die Hubvorrichtung weist dann zylindrische Zapfen
auf, die durch die Durchbrechungen reichen.
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Die Eiubvorrichtung besteht zweckmässig aus einer Anzahl der Durchbrechungen
entsprechenden Zahl von hydraulischen Schubkolbengetrieben. Diese Schubkolbengetriebe
benötigen einen verhältnismässig geringen Hub, da ihre Aufgabe nur darin besteht,
die Adhäsionskräfte zwischen der Innenschalung und dem nur geringfügig erhärteten
Beton des Raumkörpers aufzuheben.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht eine wesentliche Verkürzung
der Verweilzeit der Raumzelle in der Schalung. Dadurch ist es möglich, die Schalung
besser auszunutzen und eine grössere Anzahl von Einheiten während einer Arbeitsschicht
zu produzieren. Es ist ferner wesentlich, das 4durch die vollflächige Unterstützung
der Stirnwand mit Hilfe eines Teils der Aussenschalung bis zur vollständigen Erhärtung
C0r Raumzelle Beschädigungen der Stirnwand vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist, dass sich im Gegensatz zur bisherigen Fertigungsweise
auf der Aussenseite der Stirnwand eine Sichtbetonfläche ausbildet. Dadurch entfallen
die bisher zur Erzielung einer einwandfreien Oberfläche an der Stirnwand zusätzlich
auszuführenden handarbeiten.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben.
Es zeigen: Fig. 1 im senkrechten Schnitt die Vorrichtung beim Absenkein des Rahmens,
Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung das Eingiessen des Betons in die
für die Fertigung einer Raumzelle fertig vorbereitete Schalung, Fig. 3 das Ausheben
der fertigen Raumzelle, Fig. 4 eine Ansicht des Rahmens und der darauf ruhenden
Raumzelle von unten, Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene Längsseitenansicht der
Raumzelle und Fig. 6 eine teilweise aufgebrochene Stirnseitenansicht der Raumzelle.
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Im Boden 1 einer nicht dargestellten iialle ist eine mit Spundwänden
2 gesicherte Grube 3 ausgehoben. Der Boden der Grube 3 ist mit einem Betonpfropfen
4 verschlossen. Längs der Spundwände 2 sind entsprechende Gerüste verlegt. Die Gerüste
bestehen aus senkrechten Stielen 5 und horizontalen Traversen 6-9. Jede der Traversen
trägt eine Konsole 10 zur Lagerung
eines Doppellenkers 11, dessen
Achsen 13-15 horizontal verlaufen.
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Die mittlere Achse 14 dient zum Anschluss eines sämtliche Doppellenker
eines Gerüstes verbindenden beweglichen, senkrechten Trägers 16. An diesem ist die
Kolbenstange 17 eines Schubkolbengetriebes 18 angelenkt, das seinerseits auf einer
Konsole 20 um eine Horizontalachse 21 beweglich gelagert ist.
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Die anderen Enden der Doppellenker 11 sind an ein Gerüst 22 angelenkt,
das auf seiner Innenseite Schaltafeln 23 für die beiden Längswände 25, 26 einer
Raumzelle 27 trägt. Die entsprechenden Schaltafeln zum Formen des Bodens 28 bzw.
der Decke 29 der Raumzelle 27 (vgl. Fig. 4) sind in den Figuren 1-3 nicht dargestellt.
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In die Oberseite 30 des Betonstopfens 4;.der den unteren Teil der
Grube 3 verschliesst (vgl. Fig. 2) ist eine Vertiefung 31 eingebracht. Die Vertiefung
31 wird von einem Rahmen 32 umgeben, der auf der Oberseite 30 des Betonstopfens
4 verlagert ist. In der Vertiefung 31 befinden sich Lager 33 für insgesamt vier
Schubkolbengetriebe 34. Diese Schubkolbengetriebe sind unter sich gleich ausgebildet,
so dass es genügt, eines dieser Schubkolbengetriebe näher zu erläutern.
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Jedes der Schubkolbengetriebe hat einen Zylinder 34', dessen Ende
35 von einer Lasche gebildet wird, die durch einen horizontalen Bolzen 36 mit der
Konsole 33 gelenkig verbunden ist. Der Zylinder 34' dient zur Aufnahme eines Kolbens
mit Kolbenstange 37, die an ihrem freicn Ende einen zylindrischen Zapfen 38 aufweist.
Der zylindrische Zapfen 38 stützt sich auf der Unterseite 39 einer starren und schwach
konisch gestalteten Innenschalung 40 ab.
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Die Innenschalung wird von dem Zapfen 38 gehalten und definiert mit
ihrer Stirnseite 39 in Verbindung mit einer Schaltafel 42 einen Hohlraum 43 für
die Stirnwand 44 (Fig. 4) der Raumzelle. Die Schaltafel 42 ruht ihrerseits auf einem
Rahmen 46, der sich in der Betriebsstellung der Teile der Vorrichtung auf dem Rahmen
32 abstützt. Der Rahmen 46 hat insgesamt vier Konsolen 48-51, die an der Aussenseite
von Rahmentraversen 52 bzw. 53 angeordnet sind. Die Ausbildung der Konsolen ergibt
sich insbesondere aus der Darstellung der Fig. 3.
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Danach hat jede der Konsolen ein kastenförmiges Hohlprofil 55, in
das zwei Bleche 56 bzw. 57 so eingeschweisst sind, dass sie in Richtung auf das
Innere des Kastens 55 konvergieren.
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Zu dem Rahmen 46 gehört eine Hubvorrichtung. Sie besteht aus einem
Rahmen 67, in dessen vier zecken Konsolen 68 angeordnet sind. Die Konsolen tragen
Rohre 69. In den Rohren sind Stangen 70 gelagert, deren obere Enden mit Schlüsselflächen
71 versehen sind. Die unteren Enden der Stangen 70 sind hairinerkopfartig mit Ansätzen
72 und 73 versehen.
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Wie Fig. 3 zeigt, kann durch Verdrehen der Stangen 70 in den Rohren
o9 jeder Hammerkopf 72, 73 so verdreht werden, dass er sich an den inneren Stirnseiten
74 bzw. 75 der Teile 5e und 57 abstützt.
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Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, die Rahmen 46 mit der
Aussenschalung 42 über ein Geschirr 80, das an einer nicht dargestellten Laufkatze
befestigt ist, in die Schalung abzusenken, wie Fig. 1 zeigt. Zu diesem Zeitpunkt
befindet sich die konische Innenschalung 40 ausserhalb der Grube 3.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Innenschalung
Schäkel
81 zur Anbringung eines Geschirrs 82, das seinerseits an einer Laufkatze befestigt
ist.
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Fig. 1 zeigt das Absenken des Rahmens 46 mit der Aussenschalung 42
für die Stirnseite der Raumzelle in die Grube 3 mit Hilfe des beschriebenen lIebezeuges.
Nach Auflegen des Rahmens 46 auf den Rahmen 32 werden die Schubkolbengetriebe 34
eingefahren. Hierauf wird die Innenschalung mit hilfe des Geschirrs 82 in die Grube
abgesenkt, bis sie mit ihrer Stirnseite 39 auf den Zapfen 38 der Kolbenstangen 37
der Schubkolbengetriebe 34 aufruht.
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Daraufhin werden die Schubkolbengetriebe 18 so beaufschlagt, dass
die Kolbenstangen 17 einfahren, wodurch sich die Träger 16 nach unten bewegen. Die
Gerüste 22 mit den Schaltafeln 23 der Aussenschalung gelangen derart auf den Rahmen
46 und dichten diesen an allen vier Seiten nach aussen ab. Gleichzeitig definieren
sie den Hohlraum zur erstellung der bis auf eine Stirnseite in sich geschlossenen
monolithischen Stahlbetonraumzelle. Die Bewehrung der Raumzelle wird zweckmässig
il Form eines Korbes hergestellt und vor dem Absenken der Innenschalung 40 eingebracht.
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Danach wird mit Hilfe eines Förderbandes 83 (Fig. 2) der Beton 84
in den Formhohlraum eingebracht, durch Rütteln verdichtet und im übrigen dafür gesorgt,
dass der gesamte Hohlraum mit Beton ausgefüllt ist. Nicht dargestellte Heizvorrichtungen
können zur Beschleunigung des Abbindevorganges eingesetzt werden.
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Zum Entschalen werden die Schubkolbengetriebe 18 (Fig. 3) in umgekehrtem
Sinne beaufschlagt. Dadurch bewegen sich die Trager 16 nach oben und entfernen die
Gerüste 22 mit den Schaltafeln 23 der Aussenschalung von dem nur teilweise erhärteten
Stahlbetonraumkörper.
Danach wird durch Beaufschlagen der Schubkolbengetriebe 34 die Innenschalung 40
so weit angehoben, dass sich sämtliche Aussenflächen der Innenschalung 40 von den
Innenflächen der Stahlbetonraumzelle ablösen. Ist das geschehen, so wird mit Hilfe
des Geschirrs 82 die Innenschalung ausgehoben. Nach Entfernung der Innenschalung
lässt sich unter Benutzung des Geschirrs 80 und des an diesem befestigten Hebezeuges
der Rahmen 46 mit der Schaltafel 42 und der auf dem Rahmen bzw. der Schaltafel aufruhenden,
nur vorerhärteten Stahlbetonraumzelle aus der Grube 3 ausheben.
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Der Rahmen 46 dient als Transportmittel für die betonierten Raumzellen
bis zu deren endgültiger Erhärtung. In der Zwischenzeit ist die Schalung bereit
zur Fertigung einer neuen Raumzelle.
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Die Zapfen 38 der Schubkolbengetriebe 34 definieren in der Stirnwand
44 der Stahlbetonraumzelle Durchbrechungen 93-93, die gemäss dem in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel rund und orthogonal zur Ebene der Stirnwand 44 angeordnet sind
Diese Durchbrechungen sind ausserdem so angeordnet, dass in jeder Ecke der Stirnwand
44 eine Durchbrechung vorhanden ist. Die im Bereich der Decke 29 liegenden Durchbrechungen
91 und 92 können zur Belüftung des Innenraums der Raumzelle verwendet werden. Die
Durchbrechungen 90 und 93 im Bereich des Bodens 28 der Raumzelle können durch nicht
dargestellte Kunststoffstopfen bzw. entsprechende Betonfertigteile später verschlossen
werden.
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Die Schubkolbengetriebe 34 bilden zusammen eine Hubvorrichtung. Ihre
Anzahl entspricht der Anzahl der Durchbrechungen 90-93. Die Schubkolbengetriebe
werden hydraulisch beaufschlagt.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Raumzelle entspricht einer Stahlbetonfertiggarage
und hat eine Decke 29, einen Boden 28, zwei Längswände 25, 26, sowie eine rückwärtige
Stirnwand 44. Alle Teile sind monolithisch ausgebildet. Die Garage ist schwach konisch
gestaltet, was in der Zeichnung der besseren Deutlichkeit halber übertrieben wiedergegeben
ist. In Wirklichkeit beträgt die Konizität nur wenige cm, gerechnet auf die Gesamtlänge
der Garage.
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Diese erfindungsgemässe Raumzelle bzw. Garage ist auf einer festen
Innenschalung hergestellt und hat eine verhältnismässig kleine Wandstärke, was durch
die gestrichelte Wiedergabe des lichten Querschnitts der Garage bei 161 angedeutet
ist.
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In der Stirnwand hat die Garage insgesamt vier Durchbrechungen 90-93.
Die Durchbrechungen sind im Querschnitt rund und.
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orthogonal zur Ebene der Stirnwand angeordnet. Sie sind ferner so
angeordnet, dass sich je eine Durchbrechung in jeder Ecke 110, 120, 130, 140 der
Stirnwand 44 befindet. Die unteren Durchbrechungen 90 und 93 können später durch
aus Kunststoff bestehende Stopfen oder anderweitig verschlossen werden. Die oberen
Durchbrechungen 91 und 92 kann man zur Belüftung des Garageninnenraumes verwenden.