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Antrag auf Erteilung eines Patents.
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Antragsteller: Dipl. Ing. Jens Jacobus, Bonn - Bad Godesberg.
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Titel : Arbeitsweise für die Fertigung von aus Steinen und Mörtel
bestehenden Bauteilen, sowie die für die Anwendung dieser Arbeitsweise notwendigen
Einrichtungen und die mit dieser Arbeitsweise/Einrichtungen hergestellten vorfabrizierten
Bauteile.
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Beschreibung: In der Bauwelt werden teilweise noch immer arbeitsintensive
Bauf methoden verwendet. Diese Baumethoden basieren au; der Fachkenntnis des Maurers,
der die Steine Stück für Stück beim vertikalen Hochziehen der Mauer aufeinanderlegt.
Mit dem Ziel, eine mehr industrielle als handwerkliche Baumethode verwenden zu können
wurden bereits viele Versuche unternommen. Man kennt vorfabrizierte Bauteile für
den ebäudebau, wie z. Bo Wandteile mit Fenstern und Türen ( die in ein Betonskelett
eingesetzt werden ), Duschzellen, Badezimmer, Küchen u.s.w. . Beim Bau von Gebäuden
wird auch Gebrauch gemacht von vorfabrizierten Betonteilen, worin Wasser-, Gas-,
und elektrische Leitungen aufgenommen sind, sowie Heizungsrohre/ Heizungselemente.
Der Anteil der mit vorfabrizierten Bauteilen ganz oder teilweise hergestellten Gebäude6
ist aber bis jetzt - gemessen am gesamten Bauvolumen auf diesem Sektor - relativ
gering geblieben.
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Die Ursachen hierfür mögen liegen in dem noch immer nicht beseitigtem
Zweifel, dass ein mit vorfabrizierten Teilen hergestelltes Gebäude eine kürzere
Lebensdauer hat als in konventioneller Arbeitsweise hergestallte Gebäude, oder weil
es sich gezeigt hat dass vorfabrizierte Bauteile doch nicht so preisgünstig hergestellt
werden konnten, wie es ursprünglich erwartet worden war ( letzte Berichte zeigen
dass der Preis für Gebäude aus vorfabrizierten Teilen relativsehr viel stärker steigt
als der konventionell hergestellter Gebäude ), oder weil es doch nicht geglückt
ist beim Entwurf von Gebeiden aus vorfabrizierten Bauteilen den individuellen Wünschen
des Bauherrn in solchem Masse gerecht zu werden wie dieses bem Entwurf
Entwurf
von in konventioneller Bauweise herzustellenden Gebauen möglich war und ist. Oft
bekam man deshalb eine graue Gleichförmigkeit von ganzen Bauprojekten. Wollte man
diese Gleichförmigkeit vermeiden, dann musste man dieses wieder mithilfe handwerklicher
Baumethoden tun, was relativ und absolut gesehen sehr teuer ist.
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Mit der Erfindung soll eine Baumethode eingeführt werden, bei welcher
auf zweckmässige Weise Bauteile aus Stein und Mörtel hergestellt werden können,
wobei die Vorteile des handwerklichen und des industriellen Bauens kombiniert werden.
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Der Erfingung gemäss werden Steine in einem vorher zu wählenden Verband
auf eine horizontale Fläche gesetzt. Danach werden die Fugen ganz oder teilweise
vergossen. Dieses Vergiessen geschieht aber auf eine Weise, dass die Steine ( vor
- und während des Vergiessens ) nicht durch Stifte/Latten oder dergl. mechanisch
positioniert oder festgehalten zu werden brauchen und dass das Vergessen so sauber
geschieht, dass nach dem Vergiessen keine weiteren Arbeitsgänge mehr ausgeführt
zu werden brauchen.
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Hiermit kann auf zweckmässige Weise, ohne grosse Fachkenntnis, ein
Bauteil gefertigt werden, dasi alle individuellen Wünsche zulässt. Türen, Fenster
und Leitungen aller Art können in das varzufabrizierende Mauerwerk eingepasst werden,
ohne dass nach der Fertigstellung des Bauteils noch extra Arbeitsgänge nötig wären.
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Sauberes Mauerwerk kann man erhalten ( Mauerwerk mit etwas zurückliegender
Fuge ) indem man auf die horizontale Fläche eine elastische Lage anbringt. Das erste
Trocknen des Mörtels nach dem Vergiessen erreicht man dadurch, dass auf die Oberseite
der elastischem Lage eine zweite Lage aus feuohtigkeitsabsorbierendem Materials
gelegt wird.
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Die Erfindung gibt weiterhin an, welche Einrichtungen notwendig sind
um die angegebene Baumethode anwenden zu können. Diese Einrichtungen bestehen u.a.
aus einer Palette, welche aus einer Tragfläche mit einem rund herum verlaufenden
Rand besteht. Auf der Oberfläche der Pallette befindet sich eine elastische Lage
und
eventuell auf dieser Lage eine Feuchtigkeit absorbierende weitere
Lage. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Ränder sind an der Aussenseite
mit Rädern/Rollen oder dergl. versehen.
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Die Arbeitsmethode und die zu ihrer Anwendung benötigtfien mechanischen
Einrichtungen werden anhand von Zeichnungen näher erklärt.
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Hierin zeigen: Fig. 1 eine perspektivische uarstellung einer Pallette
Fig. 2 eine schematische Widergabe eines Bauteils während des Wergiessens der Fugen
Fig. 3 eine Mörtel-Vergiesseinrichtung in vereinfachter Form Fig. 4 und Fig. 5 Hilfsteile
für das Zusammenstellen und das Transportieren der Bauteile Fig. 6 das Stapeln der
gefertigten dauteile.
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Das Fertigen eines Sauteils: Ein zu fertigendes Gebäude wird systematisch
in eine Anzahl Bauteile verteilt. Diese Bauteile werden einzeln gefertigt und danach
zusammengesetzt. Bei dieser Verteilung wird bereits die Lage der Türen, Fenster,
Kamine, Leitungen, der Platz für Steckdosen und für andere Anschlüsse wie z. S.
für Radiatoren, Waschbecken und dergl. berücksichtigt. Die grösstmöglichen Abmessungen
eines einzelnen Bauteils stimmen mit den Abmessungen der nutzbaren Oberfläche des
zu gebrauchenden Pallets ( Fig. 1 ) überein, können aber kleiner sein. Das Pallet
wird später beschrieben. Die in den einzelnen Bauteilen verlegten Leitungen werden
nach dem Zusammensetzen der verschiedenen Bauteile durch geeignete Kupplungselemente
miteinander verbunden. Danach brauchen Radiatoren, Waschbecken und dergl.
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nur noch auf den für sie bestimmten Plätzen befestigt und angeschlossen
werten.
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Für das Fertigen eines Bauteils muss man von einer Pallette Gebrauch
machen. Diese Pallette ist eine Art Tisch ( Fig. 1 ). Sie besteht hauptsächlich
aus einem tragenden Teil 2 der mit Rändern versehen ist. In Figur 1 ist nur ein
Rand 3 abgebildet. Der tragende Teil ist derart an zwei Seiten 4 und 5 gestützt,
dass Drehung um 900 um eine der Achsen durch die Punkte 4 oder 5 parallel zum Rand
3 möglich ist.
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Zwei der vier Ränder 3 sind mit Rädern/Rollen 6 versehen, derart,
dass die Pallette in gedrehter Lage weggerollt werden kann. Im Rand 3 ist eine Nut
7 angebracht, deren Funktion später erklärt werden
soll. Der tragende
Teil der Pallette 1 ist von einer elastischen Lage 8 bedeckt, deren Oberseite aus
einer Lage von feuchtigkeitsabsorbierendem Material besteht. Die Funktion der Lagen
8 und 9 wird später erklärt.
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Auf dem tragenden Teil 2 der Pallette 1 werden, in einem rechtwinkligen
Koordinatensystem, auf der elastischen Lage 9 Steine in dem gewünschten Verband
gelegt. Die Fugenbreite ist dabei derart, dass nebeneinander liegende Steine mit
maximalen Plustoleranzen eine genügend breite Fuge übriglassen. Normaliter ist diese
Fugenbreite 9 - 15 mm. Die Weise, wie die Steine positioniert werden, ist hier nicht
von Wichtigkeit. Dieses kann mit einer Positionierapparatur oder selbst mit der
Hand geschehen. Tür- und Fensterrahmen können ebenfalls im Koordinatensystem aufgenommen
werden, wie auch "Trassen" für Leitungen aller Art, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist.
Hier ist auf der Pallette 1 eine Anzahl von Steinen in parallelen Reihen lOa, lOb,
lOc, lOd u.s.w. gelegt. Ein Rohr 11 ist derart auf eine, zweckmässig verkleinerte
Reihe von Steinen gelegt, dass die Gesamthöhe der Steine lOd plus Rohr nicht grösser
ist als die normale Steinhöhe der Reihen lOa, lub .... . Rohr 11 ragt nach dem Fertigstellen
des Bauteils nicht über die Steine heraus.
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Das saubere$ horizontale Vergiessen von Mörtel in die Fugen zwischen
die Steine geschieht mithilfe einer Mörtelvergiesseinrichtung, die in Fig. 3 mit
12 angedeutet ist. Ohne diese Mörtelvergiesseinrichtung ist die Baumethode nicht
anwendbar. Die Unterseite dieser Einrichtung besteht aus einem Rohr 13. Der Querschnitt
des Rohres kann variieren und ist von verschiedenen Parametern abhängig, auch die
Form des Rohres kann variieren. Die Vergiesseinrichtung 12 wird derart über die
Oberseite der Pallette geführt, dass das Ende des Rohres 13 sich einige cm und dann
oberhalb der zu vergiessenden Fugen befindet, und - sich bewegend - dem Verlauf
der Fugen folgt.
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Das Bewegungsprinzip der Vergiesseinrichtung bzw. des Rohres 13 ist
wie folgt: Wenn man am Rand der Pallette 1 beginnt, dann läuft die Vergiesseinrichtung
12 erst über eine halbe Steinlage in einer Richtung, senkrecht zur Zeichnungsfläche
( Hauptrichtung ), dann ein kleines Stück - etwa eine halbe Steinbreite - nach links
oder rechts über eine Querfuge, dann nach rechts oder links zurück, wonach erneut
eine halbe Steinlage in der Hauptrichtung zurückgelegt wird.
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Wnn Leitungen, wie z. B. Rohr 11, Türen oder dergl. im Bauteil autgenommen
sind, dann wird das Bewegungsprinzip der Uergiesseinrichtung
12
diesen Besonderheiten angepasst.
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Die Uergiesseinrichtung 12 hat in der Hauptrichtung eine derartige
Geschwindigkeit, dass alle Fugen ungefähr 7/8 mit Mörtel getXllt sind. Von besonderer
Bedeutung ist das reibungslose Durchströmen des Mörtels durch Rohr 13. Ist die Geschwindigkeit
der Durchströmung intermittierend, zu langsam oder zu schnell, dann ist das Aussehen
des zu fertigenden Bauteils für das Auge unsauber und Nachbearbeitung wird erforderlich.
Um - neben der Wahl der geeigneten Viskosität -eine Steuermöglichkeit der Durchströmungsgeschwindigkeit
des Mörtels zu erhalten, sind eine Anzahl von Massregeln nötig. Diese werden in
Fig. 3 beschrieben.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird zwischen den Backsteinreihen lOa,
lOb ..., d.h. in den Fugen ein kleiner Hügel 14 von Schaumgummi gebildet, da die
Lage 8 durch das Gewicht der Steine örtlich eingedrückt wird. Beim Vergiessen des
Mörtels in der Fuge behält Hügel 14 ungefähr seine Form bei. Man erhält hierdurch
an der Unterseite die Ansicht von sauberem Mauerwerk mit etwas zurückliegender Fuge.
Hierzu trägt die Lage 9 bei, da diese dem Mörtel an der Unterseite eine gewisse
Menge Feuchtigkeit entzieht, Die Konsistenz des Mörtels gleicht hierdurch mehr dem
normalen Maurermörtel, der keine Neigung zum Fliessen zeigt - im Gegensatz zum hier
verwendeten Mörtel der eine andere Viskosität hat0 Die Viskosität des Giessmörtels
kann auch durch Zusatz einer geringen Menge von hierzu geeigneten Mitteln beeinflusst
werden. Das Wegfliessen des Giessmörtels unter die Steinreihen lOa, lOb ... wird
durch die Hügel und die Lage 9 verhindert.
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Die » Mörtel - Vergiesseinrichtung 12 wird schematisch in Fig. 3 erläutert.
Die Weise, wie die Vergiesseinrichtung hin- und herbewegt wird, wird der Deutlichkeit
halber weggelassen. Als Positioniereinrichtung kann hierzu jede dazu geeignete Einrichtung
verwendet werden. Die eigentliche Giesseinrichtung 12 besteht aus einem Fass 15,
an dessen Ende ein Trichter angebracht ist. Anschliessend an diesen Trichter 16
ist ein kleiner Trichter 17 derart angebracht, dass dieser in achsialer wichtung
nicht beweglich ist, aber rotatorische Bewegungen ausführen kann. Rohr 13 ist mit
Trichter 17 starr verbunden. Das Rotieren des Trichters 17 mit Rohr 13 ist nötig
um den glatten Fluss des Mörtels zu garantieren. Die Rotationbewegung wird vorzugsweise
hin- und zurückgehend ausgeführt.
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Zwischen den Trennflächen 10 der Trichter 16 und 17 können Mörtelteile
kommen, die grosse Reibung und zugleich starke Abnutzung verursachen0
Um
diese Schwierigkeiten au5zufangen wird im BetriebSzustand eine geeignete Flüssigkeit
unter Druck dem Spalt 18 zwischen den Trichtern 16 und 17, oder an der Stelle, wo
der Trichter 17 achsial im Trichter 16 gelagert ist, zugeführt. Einerseits soll
hiermit eine Schmierfunktion, andererseits ein Wegspülen von Mörtelteichen erreicht
werden.
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Mörtel hat die Eigenschaft sehr schnell auszufallen. Hierdurch könnten
sich die schwereren Bestandteile des Mörtels an der Stelle 19 Fig. 3 festsetzen
und das weitere reibungslose Durchströmen des Mörtels stören oder verhindern. Dieses
wird verhindert durch die Schleuse 20, die hauptsächlich aus einem zylinderförmigen
Oberteil 21 und der kegelförmigen Unterseite 22 besteht. Der Kegel 22 befindet sich
in geeignetem Abstand von der Trichterwandung 16 und 17. Sollte doch noch eine Verstopfung
durch Ausfallen des Mörtels stattfinden, so kann durch den Kanal 24 der Schleuse
20 durch Durchblasen von Flüssigkeiten oder Gasen oder mechanisch die Verstopfung
beseitigt werden. Der Abstand des Kegels zu den Trichterwandungen 16 und 17 ist
regelbar, weiterhin kann die Schleuse rotieren. Die Schleuse 2D kann mit Flügeln
versehen werden, die - wenn die Schleuse 20 rotiert - ein Ausfallen des Mörtels
verhindern oder erschweren.
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Das Zusammenfügen der vorfabrizierten Bauteile.
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Die genannte neue Baumethode ßann nur dann angewandt werden, wenn
zugleich ein Zusammenfügen von Bauteilen zu zweisteinschem Mauerwerk mit Luftraum
erfunden wird, weiterhin muss eine geeignete Transportmethode der zweisteinschen
Mauer mit Luftraum erfunden werden. Weiterhin muss
auch nociMathode erdacht werden, wie die Bauteile, bestehend aus zweisteinschem
Mauerwerk mit Luftraum zu einem Gebäude zusammengestellt werden können.
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Um die Bauteile zu einer zweisteinschen Mauer mit Luftraum zusammensetzen
zu können müssen die Bauteile starr miteinander verbunden werden.
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Die normalliter verwendeten Maueranker sind hierfür nicht brauchbar.
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Die Erfindung macht Gebrauch von mehrteiligen Piauerankern. In Fig.
4 ist eine Ausführungsart schematisch widergegeben. Im Prinzip besteht dieser Maueranker
aus 2 Teilen 24. Diese zwei Teile werden zu einem geeigneten Zeitpunkt miteinander
verbunden. Bei dieser Ausführungsart kann dieses Verbinden geschehen, indem die
zwei Mauerankerteile 24 mit einer Verdickung 25 versehen sind und am Ende 28 kegelförmig
zulaufen. Eine Hülse 26 ist auf einem Mauerankerteil festgepresst. Diese Hülse 26
läuft an ihrem Ende 27 trichterförmig zu. Sie kann die Werdikkung 25 und das konische
Ende 28 des anderen Mauerankerteils aufnehmen.
Danach kann mithilfe
einer geeigneten Z2ngejnañgenkombination die Hülse 26 mechanisch fest um den anderen
Mauerankerteil 24 geklemmt werden.
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Auch andere Verbindungen der beiden Mauerankerteile sind möglich,
z. B.
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durch Verdrillen der beiden Teile miteinander Jeder durch Verschweissen
beider Teile u.s.w.
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Beim Vergiessen der Fugen des horizontal liegenden Bauteils ( Fig.
2 ) wird ein Mauerankerteil 24 mittels geeigneter Vorrichtungen auf dem vorbestimmten
Platz in einer Fuge festgehalten und danach wird die Fuge mit Mörtel vollgegossen.
Danach kann der Mauerankerteil losgelassen werden. Für das Festhalten der einen
Mauerankerteile kann zO Bo eine einfache, über die Pallette 1 fahrende Vorrichtung,
die mit Klemmvorrichtungen ausgerüstet ist, verwendet werden.
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Das Zusammenfügen zweier Bauteile zu einem Bauteil, bestehend aus
zweisteinscher Mauer mit Luftraum, geschieht nach dem Abbinden des Mörtels von beiden,
auf der Pallette liegenden Bauteilen und zwar dadurch, dass die Palletten mit den
darauf liegenden Bauteilen um 90 in die richtige Richtung gedreht werden. Die Räder
6 unter den Rändern 3 von einer Pallette stehen, nach dieser Drehung, z.B. auf Schienen,
so dass beide Bauteile bequem und definiert aufeinander zu bewegt werden können.
Wenn der Abstand beider Bauteile etwa gleich der Breite des Luftraumes ist, können
die beiden liauerankerteile 24 ineinander geschoben werden. Dann werden sie auf
die oben erwähnte Weise mithilfe einer geeigneten Mehrfachzangen-Kombination miteinander
verbunden. Nach der Fertigstellung der genannten Verbindung ist ein Bauteil, bestehend
aus zweisteinscher Mauer mit Luftraum, fertig.
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Das Transportieren von einem, aus zwei Bauteilen zusammengestellten
Element geschieht mithilfe spezieller Brücken 30, wie sie in Fig. 5 angedeutet sind.
Diese Brücken bestehen ajs zwei Fussteilen 31 und einem Mittelteil 32, wobei letzterer
mit einem Gewinde oder Bajonettverschluss oder dergl. 33 versehen ist. Die Länge
des Mittelteils 32 stimmt mit der gewählten Luftspaltbreite überein und die beiden
Fußteile 31 haben eine Länge, die mit der Breite des gewünschten Steins übereinstimmt.
Die Brücken 30 werden in die Nuten 7 ( Fig. 1 ) der Ränder 3 der Pallette gebracht.
Nuttiefe und -Breite stimmen überein mit Dicke wnd Breite der Brücke 30, so dass
die Nuten 7 - die in regelmässigen Abständen in den Rändern 3 angebracht sind -
beim Vergiessen mit Mörtel nicht volilaufen oder auf andere Weise verschmutzen.
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Beim Aufeinander-zu Bewegen von zwei miteinander zu verbindenden Mauerhälften
werden,
bei einer der Hälften, die Brücken 30 entfernt. Die zur anderen Hälfte gehörige
Brücke 30 schiebt sich mit einem ihrer Fussteile 31 in die Nut 7 der anderen Pallette
und liegt derart unter der anderen Mauerhälfte.
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Durch z. 8. Anbringen von Stangen in die Oeffnungen 33 kann das zusammengestellte
Bauteil mithilfe eines Baukrans oder dergl. transportiert werden, oder mithilfe
eines geeigneten Transportmittels zum Bauplatz gebracht werden.
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Die Weise des Aufeinanderstapelns von Bauteilen wird in Fig. 6 schematisch
angedeutet. Der Raum zwischen den Brücken in Längsrichtung der sauer muss natürlich
mit Mörtel versehen werden.
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Mithilfe der oben beschriebenen Methode und den notwendigerweise zu
dieser gehörigen technischen Einrichtung kann ein Gebäude aus grossen vorfabrizierten
Bauteilen aufgebaut werden, wobei die Bauteile selbst auf industrielle Weise, dem
persönlichen Geschmack des Bauherrn vollkommen Rechnung tragend, ausserhalb des
dauplatzes und deshalb ungestört von z. 8. Wettereinflüssen gefertigt werden.
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