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Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten bzw.
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Zerstören von bebauten bzw. befestigten Flächen mittels eines hydraulischen
Mediums BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bearbeitung bzw. Zerstörung von bebauten bzw. befestigten Flächen mittels eines
hydraulischen Mediums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. Patentanspruches
30.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Bearbeitung bzw.
Zerstörung von Bodenflächen angewandt.
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Versuche haben gezeigt, daß dabei Stahl-Armierungen nicht beschädigt
werden. Ferner treten bei der Bearbeitung von Bauwerks-Flächen, insbesondere an
Brücken, keine zerstörende Vibrationen oder Stöße auf. Das Verfahren eignet sich
insbesondere zur programmierten Bearbeitung derartiger Flächen.
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Zum besseren Verständnis sei daran erinnert, daß Beton kein homogenes
Material ist, sondern ein komplexes Multiphasen-System darstellt, das hauptsächlich
aus Bindemitteln und Zuschlägen (Sand und Kies) besteht, mit dem oft 10-fachen Volumen
an flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen (Wasser und Luft, die während der Misch-
und Gießphasen oder danach in den Beton gelangen). Versuche der Anmelderin haben
gezeigt, daß die Energie eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls bei der Bearbeitung
bzw. Zerstörung insbesondere von Betonflächen mit hoher Effizienz ausgenutzt werden
kann, wobei unter bestimmten Voraussetzungen auch eine relativ große Tiefenwirkung
erzielbar ist. Die zerstörende Wirkung eines Flüssigkeits-Strahls läßt sich nach
den Erkenntnissen der Anmelderin auf folgende drei Phänomene zurückführen: - Durch
Luftverdichtung in Mikrorissen: hierzu sei bemerkt, daß das Verfahren der Mikrospaltung
bis zum vollständigen Zusammenbruch in Mikrorißen des über bestimmte Grenzen, sowohl
statisch als auch durch Alterung, hinaus beanspruchten Betons führt, und zwar abhängig
von den Anfangs-Charakteristiken des Betons selbst.
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Dieses Mikroriß-Phänomen ist hauptsächlich bei durch mechanische
Belastung abgenütztem Beton sehr bedeutend und führt zu einem hohen Beton-Entfernungsgrad.
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- Durch direkten Aufprall auf die Zementmatritze: Dieses Phänomen
steht deutlich in Beziehung zu den Eigenschaften der Zementmatritze selbst und erlaubt
eine hohe Sensibilität des Entfernungsverfahrens in Bezug auf die Qualität des Betons.
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- Durch Kavitation bei extremer Instabilität der Flüssigkeitssäule
bzw. des Flüssigkeitsstrahls, die bzw. der auf das zu zerstörende bzw. abzutragende
Material gerichtet ist: Der vollständige Zusammenbruch wird praktisch durch eine
dauernde instabile Transition von lokalen Mikrogestalten von niedrigem Druck (Kavitationen)
realisiert, mit Druckerzeugungen in Mikrozonen mit hohen Druckspitzen, die sich
aus der effektiven Energie des Zusammenbruch-Systems und des vom Flüssigkeits-Strahl
selbst erzeugten Druckes ergeben. Auch der zerstörende Effekt dieses Phänomens ist
von den lokalen Eigenschaften des Betons abhängig.
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Um die höchste Energieübertragung zu erreichen, muß die Auflösung
der aus einer Düse kommenden Flüssigkeit so stark wie möglich vermindert werden,
d.h. die Auflösung des Flüssigkeitstrahls in kleine, von der Umgebungsluft stark
abgebremste Tröpfchen.
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Durch Studium der Stabilität eines aus einer Düse unter Hochdruck
kommenden Flüssigkeitsstrahls kann man genaue Kriterien für die Dimensionierung
und Funktion ableiten, nämlich hinsichtlich - der Geometrie der Düse bzw. Düsen
und - der Entfernung zwischen Düse und zu bearbeitende Stelle.
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Aus dem Zusammenhang zwischen den dynamischen Eigenschaften eines
Flüssigkeitsstrahls und der Wirksamkeit der oben ge-
nannten Phänomene
ergibt sich: - der Schwellenwert (z.B. für den Flüssigkeits- bzw.
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Strahl-Druck), der für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens
erreicht werden muß; und - das Gesetz, nachdem diese Wirksamkeit mit Erhöhung des
Strahl-Drucks als Funktion der inneren Eigenschaft des Betons (hauptsächlich Art
und granulometrische Kurve des Zuschlags) ansteigt.
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So wurde z.B. festgestellt, daß für einen normalen Beton mit R'bk
= 250 kg/cm² mit kalkartigem Fluß- Zuschlag und einer granulometrischen Kurve mit
maximalem Durchmesser von 25-30 mm der Schwellenwert für die Pumpeinheit bei 10
Watt 350 - 400 bar beträgt und dabei die Abtragungs-Effizienz etwa 1 - 2 dm3/h ist.
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Dieser Schwellenwert entspricht praktisch dem Höchstwert der normalerweise
zur Verfügung stehenden Einrichtungen, die für nachstehend erwähnte Vorgänge und
Hochdruck-Reinigungen vorgesehen sind. Er stellt jedoch den untersten Wert für das
erfindungsgemäße Verfahren dar.
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Es ist bekannt, daß im Restaurationsbereich von beschädigten Strukturen
(dieser Ausdruck wird im weitesten Sinne gebraucht) viele aus Betonstein hergestellte
und fast immer armierte, wenn nicht sogar vorgespannte Erzeugnisse bzw. Bauwerke
mehr oder weniger ausgedehnte Degradationen in den Betoncharakteristiken aufweisen.
Die Degradationen erstrecken sich in der Regel von der Oberfläche in das Innere
der Struktur und stellen eine Gefahr für das gesamte Bauwerk dar.
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Die Degradationen sind sehr häufig Umwelt-bedingt (Luftverschmutzung
und aggressive Flüssigkeiten, wiederholte Eisbildung und - Abtauung, hohe Temperaturen,
insbesondere bei Bränden, etc.). Außerdem entstehen Degradationen durch außergewöhnliche
Belastungen, z.B. durch Erdbeben oder heftige Stöße oder dergleichen.
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Die Erfindung läßt sich sehr umfaßend anwenden, insbesondere an Bauwerken
aus Beton, Zement, Mörtel oder dergleichen, wie Brücken, Tunnels, Denkmäler, etc.
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Es ist weiterhin bekannt, daß eine Beton-Struktur örtliche ¢'Ursprungsfehler"
aufweisen kann, d.h. Stellen mit unzureichenden Eigenschaften, bedingt durch eine
falsche Beton-Zusammensetzung oder ungenügende Stahl-Bewehrung.
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In all diesen Fällen ist ein Eingriff in die Beton-Struktur zur Instandsetzung
derselben notwendig.
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Bisher ist es zu diesem Zweck erforderlich, die renovierungsbedürftigen
Stellen einer Beton-Struktur zu zerstören und vollständig zu entfernen, um einen
Wiederaufbau zu ermöglichen.
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Bei brandbeschädigten Strukturbereichen müssen diese vollständig entfernt
werden. Es dürfen nur noch diejenigen Bereiche übrigbleiben, die eine ausreichende
mechanische Festigkeit aufweisen.
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Es ist unbedingt erforderlich, - die bestehenden und im zu entfernenden
Beton befindlichen Stahl- etc. - Bewährungen nicht zu beschädigen; - im übrigen
das beschädigte Betonmaterial vollständig zu
entfernen, so daß
nur noch unbeschädigte Bereiche übrigbleiben; und - die Entfernung des Betons möglichst
schonend auszuführen für die unbeschädigten Bereiche der Struktur, d.h. ohne zerstörende
Stöße und Vibrationen oder dergleichen.
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Bei der Entfernung beschädigter Betonteile muß also darauf geachtet
werden, daß die unbeschädigten Bereiche nicht beeinträchtigt werden, insbesondere
aus Gründen der Sicherheit für die Bauarbeiter (Einsturz-Gefahr etc.).
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch die bereichsweise Erneuerung
der Beton-Bewehrung.
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Natürlich muß darauf geachtet werden, daß das zur Wiederherstellung
verwendete Beton- bzw. Schüttmaterial am Restbeton haften bleibt. Bei Erstellung
einer monolithischen Struktur muß also unbedingt darauf geachtet werden, daß das
zur Instandsetzung verwendete Material an den Oberflächen des nicht abgetragenen
Betons haften bleibt, um keine Schnittstelle zwischen neuem und altem Material mit
"zusammenhangloser" Trennfläche zu erhalten. Im übrigen sollte das zur Instandsetzung
verwendete Material dieselben Schrumpf- und mechanischen Eigenschaften wie das Alt-Material
aufweisen, um die Bildung neuer Risse oder dergleichen zu vermeiden, insbesondere
im Bereich der Schnittstelle zwischen altem und neuem Material.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
eignen sich auch zum Eingriff in bestehende Beton-Strukturen, z.B. zur bereichsweisen
Entfernung von Beton, vor allem an Bauwerken aus Beton. Auch in diesem Falle ist
es notwendig, unter den genannten Bedingungen
zu arbeiten, d.h.
stoß- und vibrationsfrei und ohne Zerstörung bzw. Gefährdung des verbleibenden Teils
der zu bearbeitenden Struktur.
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Herkömmlich werden zu diesem Zweck mechanische Hammer-, Meißel- oder
Bohrwerkzeuge eingesetzt. Es wird auch mit Schleifscheiben bzw. Trennscheiben gearbeitet.
Der Einsatz dieser Werkzeuge hat die Nachteile, daß die Beton-Bewährungen sehr leicht
beschädigt werden können und daß es auch schwierig ist, zuverlässig beschädigten
Beton von unbeschädigtem Beton zu trennen. Außerdem ist die Arbeit mit diesen Werkzeugen
sehr staub- und geräuschintensiv und damit sehr gesundheitsgefährdend.
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Vor allemerfordert es viel Geschick des Bauarbeiters, die richtige
Tiefe beim Abtragen des Betonmaterials mit den genannten mechanischen Werkzeugen
einzuhalten. Dies ist auch eine Frage der körperlichen Konstitution, Konzentration
und Sensibilität des Bauarbeiters.
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Schließlich besteht beim Einsatz der genannten mechanischen Werkzeuge
die Gefahr, daß die ursprünglich unbeschädigte Betonstruktur zerstört wird. Es läßt
sich nicht vermeiden, daß im ursprünglich unbeschädigten Beton durch den Einsatz
der mechanischen Werkzeuge Risse entstehen, die dann später wieder beseitigt werden
müssen.
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Bei Entfernung größerer Bereiche beschädigten Betons werden sehr häufig
schwere Gewichte eingesetzt, die mittels eines Krans oder Baggers gegen die niederzureissende
Betonwand oder- Decke geschleudert werden. Dadurch besteht eine erhöhte Einsturzgefahr
für die Rest-Struktur.
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Das gleiche gilt bei Einsatz von großen Hämmern, insbesondere Vibrations-Hämmern,
oder - Meißeln. Beim Einsatz derartig großer Abbruch-Geräte ist die Gefahr einer
Be-
schädigung ursprünglich unbeschädigter Beton-Strukturen besonders
groß. Auch ist die Umgebung des Bauwerks dadurch erheblich gefährdet.
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Es gibt auch Abtragverfahren unter Verwendung von Flammen oder anderer
lokaler Wärmeerzeugung. Diese Verfahren werden bei Entfernung von dünnen Oberflächenschichten
angewandt. Es ist jedoch auch möglich, mehr oder weniger tiefe Schnitte durch Flemmen
bzw. Schmelzen oder Thermo-Schock auszuführen. Die dafür erforderlichen hohen Temperaturen
lassen sich mit Sauerstoff-Flammen oder mit Flammen erreichen, die mit Eisenstaub
oder Eisen-Aluminium gespeist sind. Zu diesem Zweck sind Sauerstoffgebläse oder
Einrichtungen zur ufuhr temperaturerhöhender Pulver, wie z.B. Hermitkostier-Pulver,
erforderlich. Man kann auch mit oxyazetylenischen oder sikkerosenischen Flammen
arbeiten. Auch ist der Einsatz von Mikrowellen zur lokalen Wärmeerzeugung bekannt,
wobei die Wärmung so stark sein muß, daß die Beton-Struktur brüchig wird.
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Die thermischen Bearbeitungsverfahren haben den Nachteil, daß starke
Degradationen im ursprünglich unbeschädigten Beton und Schäden an der Stahl-Bewährung
entstehen können.
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Bekannt ist auch der Einsatz von hydraulisch angetriebenen Brechwerkzeugen,
mittels denen die Beton-Strukturen zum Zwecke des Zerbrechens gepreßt oder gebogen
werden.
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Schließlich ist noch der Einsatz von Sprengstoff bekannt.
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Dadurch bedingte Gefährdung des ursprünglich unbeschädigten Betons
und der Umgebung ist augenscheinlich.
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Zur Vermeidung der genannten Nachteile der bekannten Verfahren wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen, beschädigte Beton-Strukturen durch einen Flüssigkeitsstrahl,
insbesondere Wasserstrahl, von hoher Intensität abzutragen.
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Zur Reinigung von Maschinen, Kesseln, chemischen Anlagen, Schiffsböden,
Gebäudewänden oder dergleichen bedient man sich ebenfalls eines Flüssigkeitsstrahls,
jedoch von wesentlich geringerer Intensität. Normalerweise wird zu diesem Zweck
mit einem Strahldruck von bis zu etwa 300 bar sowie mit einer Leistung von 30 -
40 kW gearbeitet, in einigen Fällen bis zu 150 kW. Der Flüssigkeitsstrahl wird von
einer Düse, die auf einer Lanze sitzt, erzeugt. Die Reinigung erfolgt durch einen
Arbeiter, der gegen Wasserspritzer durch einen wasserundurchlässigen Anzug und Helm
geschützt ist. Mitunter werden zur Reinigung der genannten Flächen auch Düsen verwendet,
die einen fächerartigen Strahl erzeugen. Diese Düsen werden über die zu reinigende
Fläche langsam hin- und herbewegt.
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Erfindungsgemäß soll ähnlich wie beim Reinigen von verschmutzten Flächen
zum Abtragen von Beton ein Flüssigkeitsstrahl verwendet werden, und zwar von hoher
Intensität. Damit ist es möglich, a) den Beton nach einer vorgegebenen Geometrie
zu schneiden oder zu lochen, b) bei homogenem Beton eine Oberflächenschicht bestimmter
Dicke abzutragen, oder c) bei nicht-homogenem oder vornehmlich an der Oberfläche
abgenutztem Beton in Abhängigkeit von der inneren Struktur desselben eine Schicht
unterschiedlicher Dicke abzutragen.
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d) Die Abtragung des Betons erfolgt also in Abhängigkeit der Materialeigenschaften,
e) ist wiederholbar, und
f) gleichbleibend während er gesamten
Bearbeitungszeit und die vorgegebene Arbeitsfläche, also nicht abhängig von der
Kraft und Konzentration des Bauarbeiters, sowie dies z.B. beim Arbeiten mit einem
Preßlufthammer der Fall ist. Die zurückbleibende Bruchfläche besitzt eine für die
Haftung neuen Betonmaterials ausreichend hohe Oberflächenrauhigkeit. Bewehrungen
f insbesondere Stahl-Bewehrungen, werden bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
nicht beschädigt; im Gegenteil, die Bewehrung wird gut gereinigt. Gefährliche 5stöße
oder Vibrationen werden auf das verbleibende Bauwerk nicht ausgeübt, so daß keine
Mikro- oder Makro-Risse entstehen, die die ursprünglich unbeschädigte Struktur gefährden
könnten.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich eine Materialabtragung
von etwa 1 - 1,5 dm3/h erreichen. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades hat man in Einfluß
von Zusatzstoffen im Druckmedium, vor allem Wasser, untersucht.
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Dabei wurde festgestellt, daß Sandzugaben in manchen Fällen zu einer
erheblichen Steigerung des Abtragungs-Wirkungsgrades führen.
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Eine weitere Verbesserung des Abtragungs-Wirkungsgrades läßt sich
durch Einsatz mehrerer Flüssigkeits- insbesondere Wasser-Strahlen erzielen, vor
allem dort, wo Beton unter Ausbildung von großen Schuppen abgetragen werden soll.
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Durch Anwendung von zwei Flüssigkeits-Strahlen, die konvergierend
verlaufend gegen die zu bearbeitende Fläche gerichtet sind, wird zum einen der beaufschlagte
Beton zerstört, zum anderen erfolgt eine Ablösung des zwischen den beiden Aufprallstellen
der Strahlen befindlichen Betons, der von den Strahlen selbst nicht beaufschlagt
wird.
Der Beton zwischen den beiden Aufprallstellen wird somit regelrecht herausgebrochen
und ausgeschwemmt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein oder mehrere Düsen zur
Erzeugung eines intensiven Flüssigkeits- insbesondere Wasser- Strahls, wobei die
Düsen hinsichtlich der gegenseitigen Entfernung voneinander, der Entfernung der
zu bearbeitenden Fläche und ihrer Neigung gegenüber dieser Fläche bzw. zueinander
einstellbar sind.
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Es wurde festgestellt, daß die zerstörende Wirkung der Flüssigkeits-Strahlen
aufgrund Luftverdichtung in den Mikrorissen, Kavitation, direktem Aufprall etc.
relativ schwach ist im Hinblick auf die "Zuschlagsstoffe", wie z.B. Steine oder
dergleichen, so lange die Intensität des Flüssigkeits-Strahls unter einem entsprechenden
Schwellwert liegt. Die zerstörende Wirkung ergibt sich daher vornehmlich aus den
lokalen Eigenschaften des Betons selbst. So lange der Flüssigkeits-Strahl auf ein
größeres Korn des Zuschlagmaterials gerichtet ist, ist die zerstörende Wirkung gering.
Sie ist jedoch sehr groß, wenn der Flüssigkeits-Strahl auf das die Zuschlagstoffe
bindende Material auftrifft. Aus diesem Grunde erhält man einen guten Wirkungsgrad,
wenn der Flüssigkeits-Strahl über die zu bearbeitende Fläche bewegt wird, so daß
Bindematerial getroffen und entfernt sowie die Zuschlagsstoffe unterspült werden.
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Vorzugsweise werden die Flüssigkeits-Strahlen rhythmisch bzw. oszillierend
bewegt, wobei die Amplitude sowie Frequenz variierbar sind, in Abhängigkeit von
dem zu bearbeitenden Material. Ein derartiger vorgegebener bzw.
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vorprogrammierter Bewegungsablauf der Flüssigkeits-Strahlen kann mit
einem Reinigungsgerät der oben genannten Art nicht erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch den Einsatz von Mitteln,
wenigstens eines so genannten Hydro-Zerstörers, realisiert, die - der Reaktionskraft
des Flüssigkeits-Strahls bzw. der Flüssigkeits-Strahlen standhalten, wobei - die
Düse bzw. Düsen hinsichtlich Neigung und Entfernung von der zu bearbeitenden Fläche
sowie voneinander bzw. zueinander einstellbar und - hinsichtlich des Bewegungsablaufes
vorprogrammierbar sind, so daß eine sich wiederholende, gleichbleibende und vorbestimmte
Bewegung der auf die zu bearbeitende Fläche gerichteten Flüssigkeits-Strahlen erhalten
wird.
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Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde durch Dauerversuche etc. bestätigt. Es wurden
zu diesem Zweck Vergleichsversuche durchgeführt, um die Qualität unterschiedlich
wiederhergestellter Strukturen festzustellen, wobei jeweils eine bereichsweise Abtragung
von Betonmaterial mittels eines Abbruchhammers, Kraushammers, Meißels etc.
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und des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander verglichen worden
sind. Dabei stellte sich ene deutliche Uberlegenheit der Hydro-Zerstörung gegenüber
den bekannten mechanischen Abtragverfahren heraus.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Bearbeitung
horizontaler Flächen, z.B. Brückendecken etc.
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Vorzugsweise ist das hydraulische Werkzeug von der übrigen Hydraulik-Einheit
getrennt angeordnet zum Zwecke der verbesserten Wartung und erhöhten Mobilität.
Es ist jedoch genausogut denkbar, die Gesamtanordnung als einheit-
liche
Baueinheit bereitzustellen.
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Vorzugsweise erfolgt die Hydro-Bearbeitung nach einem vorgegebenen
Programm, um die erwähnten zyklischen, ggf.
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rhyhtmischen Bewegungsabläufe der Flüssigkeits-Strahlen zu erhalten.
Der das hydraulische Werkzeug umfassende Hydro-Zerstörer steht zweckmäßigerweise
auf der zu bearbeitenden Fläche und ist auf dieser beliebig verfahrbar, um jedes
gewünschte Abtragungsmuster zu erhalten.
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Durch die gemeinsame und/oder individuelle Einstellung der Flüssigkeits-Strahlen
bzw. - Düsen läßt sich die Länge/Breite sowie Tiefe der Materialabtragung innerhalb
gewisser Grenzen einstellen. Vorzugsweise ist eine Fernsteuerung für den Hydro-Zerstörer
bzw. die hydraulischen Werkzeuge vorgesehen. Der Bewegungsablauf kann auch mittels
Sensoren gesteuert werden, z.B. optischen Sensoren, die auf eine auf der zu bearbeitenden
Fläche angebrachten Markierung reagieren.
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Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Hydro-Zerstör-Anordnung in schematischer
Seitenansicht; Figur 2 einen Teil der Hydro-Zerstör-Anordnung (Hydro-Zerstörer)
nach Figur 1 in Seitenansicht und vergrößertem Maßstab; Figur 3 den Hydro-Zerstörer
nach Figur 2 in Rückansicht (in Richtung des Pfeiles III in Figur 1); Figur 3A einen
Teil des Hydro-Zerstörers nach Figur 3 mit 2 sich parallel zueinander erstreckenden
Hydro-Düsen in Ansicht und vergrößertem Maßstab; Figur 3B den Teil des Hydro-Zerstörers
entsprechend Figur 3A, jedoch mit konvergierend angeordneten Hydro-Düsen; Figur
4 den Hydro-Zerstörer nach Figur 2 in Draufsicht; Figur 5 den Hydro-Zerstörer nach
den Figuren 2 und 4 in Rückansicht mit gegenüber dem Fahrgestell um etwa 90 Grad
verschwenktem Oberteil; Figur 6 den Hydro-Zerstörer nach Figur 5 in Draufsicht;
Figur 7 und Figur 8 schematische Darstellung der Hydro-Zerstörung mittels eines
Hyaro-Zerstörers nach den Figuren 2 - 6.
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Gemäß Figur 1 umfaßt die erfindungsgemäß ausgebildete Hydro-Zerstör-Anordnung
eine Pumpeinheit 10, bestehend aus einem Wagen 12, der auf der zu bearbeitenden
Fläche unmittelbar oder auf auf dieser Fläche verlegten Schienen verfahrbar ist.
Bei der zu bearbeitenden Fläche kann es sich z.B. um eine Betonbrücke handeln.
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Der Wagen 12 umfaßt eine Kabine 14 mit sämtlichen Bedienungs- und
Kontrolleinrichtungen, wie Druckmanometer, Zähler etc., und eine Transporteinheit
16 für die Antriebsmittel, wie hydraulische Pumpe, Antriebsmotoren, insbesondere
Elektromotoren und dergleichen. Von der Kabine 14 aus erfolgt die Bedienung eines
noch näher zu beschreibenden Hydro-Zerstörers 26. Der erforderliche Fluid-Druck
für den Hydro-Zerstörer 26 kann selbstverständlich auch von einer externen Druckwelle
stammen. Dies hängt von den jeweiligen Gegebenheiten an der Baustelle ab.
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Mit der Bezugsziffer 18 ist in Figur 1 eine Wasserleitung zur erwähnten
Pumpeinheit 10 gekennzeichnet. Die Wasserspeisung kann von einer lokalen Wasserquelle,
z.B. einem FluB, und/oder von einem Wasserbehälter erfolgen, in dem das Wasser vorzugsweise
unter erhöhtem Luftdruck steht.
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All diese Teile der Anordnung werden im einzelnen nicht beschrieben,
da sie mit herkömmlichen Mitteln ohne weiteres realisierbar und zum Teil auch bekannt
sind.
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Die auf dem Wagen 12, der auf Rädern oder Kufen (im Winter) 22 bzw.
24 verfahrbar ist, angeordnete Pumpeinheit 10 ist über eine vorzugsweise flexibel
ausgebildete Hochdruck-Leitung 20 mit dem bereits erwähnten Hydro-Zerstörer 26 verbunden,
der einen wesentlichen Teil der Gesamtanordnung bzw. für die Bearbeitung einer Fläche
S darstellt. Pfeil F zeigt in Figur 1 die bevorzugte Arbeitsrichtung des Hydro-Zerstörers
26 an. Die eigentliche Hydro-Zerstöreinheit ist auf einem Wagen 28 montiert, unter
dessen Haube 30 sich die
die entsprechenden Hydraulik-Einrichtungen
sowie Antriebsmittel für das Hydraulik-Werkzeug, befinden. Die Hydraulik-Zerstör-Einheit
ist in den Figuren 1 und 2 mit der Bezugsziffer 32 gekennzeichnet. Sie umfaßt vor
allem das Hydraulik-Werkzeug, das weiter unten noch näher beschrieben wird.
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Zum Zwecke der Bearbeitung der Fläche S wird der Wagen 28 nach einem
festgelegten Programm auf der Fläche S verfahren. Zu diesem Zweck steht der Wagen
28 auf 3 Rädern, und zwar 2 eine gemeinsame Achse aufweisende Räder 34 und 1 zentral
angeordnetes bzw. im Abstand von dieser gemeinsamen Achse zwischen den beiden Rädern
34 angeordnetes drittes Rad 36 (siehe insbesondere Figur 4). Der Wagen 28 weist
ferner vorzugsweise einen eigenen Antrieb (Motor) auf. Das zentrale Rad 36 ist lenkbar
an einem Radhalter 38 angeordnet, der vorzugsweise parallel zu der gemeinsamen Achse
der beiden Räder 34 am Wagen 28 hin-und herverschiebbar ist, und zwar längs eines
Linearlagers 40. Auf dem Wagen 28 ist ein Aufbau 30 um eine vertikale bzw. aufrechte
Achse A - A drehbar gelagert, wobei die Drehverbindung zwischen Aufbau 30 und Wagen
28 mit der Bezugsziffer 42 (Drehsattel) gekennzeichnet ist.
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Der Aufbau 30 ist also gegenüber dem Wagen 28 um die Vertikalachse
A - A verschwenkbar.
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Anhand der Figuren 2 - 6 soll die Zerstörung der Fläche S längs eines
Streifens 44 näher dargestellt werden. Der Streifen 44 ist in den Figuren 2 - 6
geradlinig dargestellt. Die Zerstörung der Fläche S kann jedoch auch längs einer
Kurve erfolgen. Die Zerstörung der Fläche S kann in Richtung des Pfeiles F in Figur
2 fortgesetzt werden bei entsprechendem Verfahren des Wagens 28 bzw. des Hydro-Zerstörers
26. Wie oben bereits dargelegt, kann die Bewegung des Wagens 28 auch vorprogrammiert
sein oder mittels
eines Sensors gesteuert werden. Die entsprechende
Steuereinheit ist in den Figuren mit der Bezugsziffer 46 strichpunktiert angedeutet.
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Das unter Druck-stehende Fluid (vorzugsweise Wasser) erreicht das
Hydraulik-Düsen 48 umfassende Hydraulik-Werkzeug über die Hochdruckleitung 20, deren
an den Hydro-Zerstörer 26 anschließende Teil in Figur 2 mit der Bezugsziffer 20'
und deren an die Düsen 48 mittelbar anschließende Teil mit der Bezugsziffer 20 "
gekennzeichnet ist. Der Leitungsteil 20" befindet sich in der Hydraulik-Einheit
32. Es wird dazu auf die Figuren 2 - 5 verwiesen.
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Die Hydraulik-Düse 48 ist an einem Düsenhalter 50 befestigt, der an
einem Träger 52 abgestützt ist. Die Halterung der Düse 48 ist so, daß sie in der
Höhe und Neigung gegenüber der zu bearbeitenden Fläche S verstellbar ist, und zwar
zusammen mit dem Leitungsabschnitt 20". Vorzugsweise sind mehrere Düsenhalter 50
am Träger 52 abgestützt und entsprechend regulierbar. Dadurch ist es möglich, beim
Bearbeiten der Fläche S die Fluid-Strahlen gemeinsam oder individuell, d.h. unabhängig
voneinander, auf die zu bearbeitende Fläche einzustellen, und zwar durch entsprechende
Regulierung der Düse bzw. Düsen.
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Vorzugsweise werden die Düse bzw. Düsen oszillierend bewegt und durch
eine Translationsbewegung längs einer geraden oder bogenförmigen Linie überlagert.
Man erhält dann eine Düsenbewegung, wie sie z.B. in den Figuren 4 und 6 mit der
Bezugsziffer 44 dargestellt ist. Die oszillierende Bewegung der Düse bzw. Düsen
kann eine schlichte Hin- und Herbewegung oder eine oszillierende Kreisbewegung sein.
Dadurch wird der zerstörende Effekt des grundsätzlich relativ schwachen Fluid-Strahls
erheblich erhöht. Durch die oszillierende Bewegung des Fluid-Strahls
erhält
man eine wirkungsvolle Unterstützung der Zuschlagspartikel im Beton.
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Zur zusätzlichen Erhöhung der zerstörenden Wirkung der Fluid-Strahlen
bzw. Düsen können diesen kreuzende oder bürstende Bewegungen aufgeprägt werden.
Zur Zerstörung bzw. Bearbeitung einer größeren Fläche von etwa1 m Breite und mehreren
m Länge auf einer Betonplatte, z.B. einer Betondecke einer Brücke, erfolgt die Bewegung
des beschriebenen Hydraulik-Werkzeugs vorzugsweise nach dem in Figur 7 schematisch
dargestellten Muster.
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Dementsprechend wird das Hydraulik-Werkzeug bzw. der Düsenhalter zwischen
A' und B' oszillierend bewegt und von C nach D verfahren. Der Wagen 28 bleibt dabei
stehen.
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Nach Erreichen des Punktes D wird der Wagen 28 verfahren, derart,
daß das Hydraulik-Werkzeug nach E gelangt. Dann wird bei stillstehendem Wagen das
Hydraulik-Werkzeug bzw.
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der Düsenhalter samt oszillierender Düsen wieder von E nach F verfahren,
usf.
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Zur Erweiterung des Aktionsradius des Hydro-Zerstörers 26 ist der
das Hydraulik-Werkzeug umfassende Aufbau 30 auf dem Wagen 28 um die aufrechte Achse
A - A verschwenkbar, wie sich durch Vergleich der Figuren 2 und 5 ergibt. Dadurch
kann die Bearbeitung der Fläche S auch seitlich vom Wagen 28 durchgeführt werden.
So ist es auch möglich, entsprechend Figur 8 den Wagen 28 bzw. den Hydro-Zerstörer
26 in Richtung F kontinuierlich zu verfahren, also nicht schrittweise wie im oben
im Zusammenhang mit Figur 7 beschriebenen Fall, um eine Bearbeitung bzw. Zerstörung
der Fläche S längs eines sich in Richtung des Pfeiles F bzw.
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in Verfahrrichtung des Hydro-Zerstörers 26 erstreckenden Streifens
zu erhalten, wobei die Breite dieses Streifens durch die oszillierende Bewegung
der Düsen bzw. des Düsen-
halters zwischen A und B bestimmt wird.
In den Figuren 7 und 8 sind die jeweils bearbeiteten bzw. zerstörten Bereiche der
Fläche S schraffiert dargestellt (Bereich S' in Figur 7), während die noch nicht
bearbeiteten bzw.
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zerstörten Flächenbereiche unschraffiert sind (Bereich S" in Figur
7).
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Die Bearbeitung eines Flächenstreifens mit der Breite L erfolgt in
Figur 7 durch eine Bewegung des Düsenhalters bzw. der daran befestigten Hydraulik-Düsen
längs der Linie C - D - E - F - G - H usf. Dieses Bewegungsmuster kann vorprogrammiert
sein, wobei der Düsenhalter bzw. die Hydraulik-Düsen längs der genannten Verfahrstrecke
eine oszillierende Bewegung zwischen A' und B' durchführen, wobei die Frequenz und
auch der Strahldruck jeweils an das zu bearbeitende Material angepaßt werden. Die
Programmierung des Wagens 28 erfolgt so, daß dessen Vorschub-Schritte D - E - F
- G usw. jeweils gleich groß sind.
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Die Frequenz der oszillierenden Bewegung des Düsenhalters bzw. der
Hydraulik-Düsen sowie der Strahldruck hängen selbstverständlich auch von der gewünschten
Bearbeitungstiefe ab. Das gleiche gilt für die Anzahl der eingesetzten Hydraulik-Düsen
sowie die Strahlrichtung derselben.
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Die Steuerung des Hydraulik-Werkzeuges sowie der Bewegung des Wagens
28 und damit des Hydro-Zerstörers 26 ist vorzugsweise am Aufbau 30 befestigt (Steuereinheit
46).
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Gemäß einer konkreten Lösung wird die zu demolierende Zone auf einem
Monitor abgetastet und in eine geeignete Wagen- und Düsen-Bewegung umgesetzt zum
Zwecke der optimalsten Bearbeitung.
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Anhand der Figuren 3A und 3B soll nunmehr das Hydraulik-Werkzeug näher
beschrieben werden. Die Variante nach Figur 3A umfaßt ein 2-Düsen-System, durch
das die Arbeits-
breite entsprechend vergrößert wirdq Die Arbeitsbreite
wird durch den Wirkungsbereich der beiden Düsen 48' und 48" bestimmt, die von entsprechend
zugeordneten Düsen haltern 50' und 50" gehalten werden. Die Düsenhalter 50', 50"
sind parallel zur bearbeitenden Fläche S sowie vextikal dazu verfahrbar. Ferner
kann den Düsen 481 und 48" die beschriebene Oszillationsbewegung aufgeprägt werden.
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Die beiden Düsen 48', 48" erstrecken sich bei der Aus führungsform
nach Figur 3A etwa parallel zueinander.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3B sind die Düsen 48', 48" in Richtung
zur zu bearbeitenden Fläche S hin konvergierend angeordnet, wodurch eine Fokusierung
der Fluid-Strahlen erhalten wird. Man erhält auf diese Weise eine relativ tiefe
Furche der zu bearbeitenden Fläche S.
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Die dabei erhaltene Furche ist durch die entsprechend den Düsen 48',
48" konvergierenden Seiten 44'. 44" seitlich begrenzt. Zwischen den beiden Düsen
48', 48" bildet sich ein etwa keilförmiges Teil, das in Richtung des in Figur 3B
nach oben weisenden Pfeiles abgelöst bzw. herausgeschwemmt wird.
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Nachstehend wird die Erfindung nochmals mit anderen Worten dargestellt,
und zwar wie folgt:
ZUSAMMENfASSUNG Gegenstand der Erfindung ist
eine Methode fur die Demoleerung von Erzeugnissen oder Strukturen aus Beton, der
das Prinzip zugrundeliegt, gemass dem ein flussiger Strahl mit starker Intensitãt,
der auf die zu behandeln de Flache gerichtet wird, in der Lage ist, eine selektiv
zerstõrbare und kontrollierbare mechanische Wirkung auszuuben, abhängig von den
lokalen inneren Eigenschaften, mittels Kontrolle der Parameter des Strahls, der
Richtung und Richtungsanderungen und der Behandlungsverfahren der Xydro-Demolierung.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Vorrichtungen und Komponenten fur die industrielle
Anwendung der Methode.
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Beschreibung Diese Erfindung bezieht sich auf eine besondere Methode
fur den Abriss oder die Abtragung des Betons von Erzeus nissen aus einfachem, armiertem
oder vorgespanntem Beton, spater Strukturen", im weitesten Sinne dieses Ausdruckes,
gennant.
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Diese Methode erweist sich dadurch als vortellhaft,well sie in keiner
Weise die bestehenden Armierungen beeintrachtigt, und ohne Stosse oder schock",
oder sensible Vibrlerungen in den Strukturen, auf die sie elnwirkt,ar beitet, den
entfernten Beton ganz lasst, und vorzugswet
se automattsch oder
programmierbar ist, dies alles im Anwendungsberelch oder in jenen Bereichen, die
hier auf gefuhrt werden, oder denen technologisch gleichstehen.
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Um die Kenntnis der behandelten technischen Probleme, die durch die
Erfindung gelost wurden, zu verbessern, sollte man darandenken, dass der Beton kein
homogenes Material ist, sondern ein komplexes Multiphase-System, das hauptsächlich
aus Bindungen und Zuschlägen (Sand und Kies) besteht, mit oft 10' im Volumen, von
flusslgen oder gasformigen Mitteln (Wasser und Luft, während der Misch- und Gussvorgånge,
oder in der darauf folgenden Periode eingedrungen sind).
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In den Laboren der Antragstellerin wurde ein Studium uber die phvsischen
Phänomene durchgefuhrt, durch welche die Energie (von einem pumpenden System, fur
die Speisung von wenigstens einem flussigen Strahl, geliefert) eine verteilende
Wirkung auf das System, auf welches der Strahl gerichtet ist, ausübt.
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Die Ergebnisse dieser Untersuchung konnen wie folgt zusammengefasst
werden, bzw. die zerstorende Wirkung erfolgt hauptsächlich gemäss drei Verfahren:
- Durch Luftverdichtung der Mikrorisse. Hierzu sei bemerkt, dass das Verfahren der
Mikrozerspaltung bis zum
vollstandien Zusammenbruch in Mikrorissen
des uber bestimmte Grenzen, sowohl statisch als auch durch Veraltung beanspruchten
Betons, fuhrt, abhängig von den Anfangs-Charakteristiken des Betons selbst. Dieses
Phanomen ist hauptsächlich bei, wegen mechanischem Stress, abgenutzten Beton sehr
wichtig und erlaubt eine hohe Sensibilität des Entfernungsverfahrend des Betons
während des Mikrorissverfahrens.
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- Durch direkten Anprall auf der Zementmatrize. Dieses Phänomen steht
deutlich in Funkton zu den Eigenschaften der Zementmatrize selbst und erlaubt eine
hohe Sensibilitat des Entfernungsverfahrens in Bezug auf die Quali tat des Betons.
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- Durch das Kavitationsverfahren, bei extremer Instabllität der Flussigkeitssaule,
die auf das zu demolierende Material gerichtet wird. Der vollständige Zusammenbruch
wird praktisch durch eine dauernde instabile Transition von lokalen Mikrogestalten
von niedrigem Druck (Kavitationen) realisiert, mit Druckerzeugungen von Mikrozonen
mit hohen Druckspitzen, die sich aus der effektiven Energie des Zusammenbruch-Systems
und des vom Strahl selbst erzeugten Druckes ergeben. Auch der zerstorende Effekt
dieses Verfahrens ist von den lokalen Eigenschaften des Betons abhangig.
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Um die hochste Energleubertragung zu erreichen, messen die atomisierenden
Phänomene der aus der Duse kommenden flussigkelt so stark als moglich vermindert
werden,bzw.
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die Bruchstuckbildung der flussigkeitssaule in kleine, schnell von
der Luft gebremste Tropfen.
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Aus der Studie uber die Stabilitat der flussigen Strahlen , die von
den Dosen bei Hochdruck erzeugt wurden, kann man genaue Ausmass- und Operativkriterien
- för die Geometrie der Du"se oder der Dusen - fur die Entfernung Döse - Ziel ableiten.
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Aus der Studie des Zusammenhanges zwischen den dynamischen Eigenschaften
des Strahls und der Wirksamkeit der einzelnen elementaren obgenannten Effekten geht
hervor, dass: - die Schwellenwerte (z.B. fur den Druck, der von der Pumpe geliefert
werden muss und die relative Leistung), durch die die Wirksamkeit des Abbruchverfthrens
belanglos wird.
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- das Gesetz, gemss dem diese Wirksamkeit, mit Erh5-hung der Kraft
des Strahles, in Funktion der inneren Eigenschaften des Betons (hauptsächlich Art
und granulometrische Kurve des Zuschlags). ansteigt.
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Es wurde z.B. festgestellt, dass fur einen normalen Beton mit R'bk
t 250 Kg.: cm2, mit kalkartigem Fluss-Zuschlag und einer granulometrischen Kurve
mit max. Durch messer 25-30mm, Schwellenwert för die Pumpeinheit bei 10 Watt, 350-400
bar, mit einer generellen Abruchefflziens von 1-2 dm3/h ist.
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Dieser Schwellenwert entspricht praktisch dem Hochstwert der normalerweise
zur Verfugung stehenden Einrichzungen, die för folgend erwahnte Vorgange und Hochdruck
reinigungen geplant und gebaut sind und stellt unterdes sen den Wert der unteren
Grenze fur die Technologie dieser Erfindung dar.
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Es ist bekannt, dass im Restaurationsbereich von beschädigten Strukturen
(der Ausdruck wird im weitesten Sinne gebraucht) viele aus Betonstein hergestellte
und fast : immer armierte, wenn nicht sogar vorgespannte Er-Zeugnisse, mehr oder
weniger ausgedehnte Degradationen in den Betoncharakteristiken aufweisen. Die Degradationen
gehen meistens von der Oberflache in die Struktur und sind manchmal sogar in die
Armaturen selbst schon eingedrungen oder gefahren dieselben.
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Das Degradationsphänomen kann von den agressiven Umweltsagenten hervorgerufen
worden sein, wie z.B. Atomos phãre und agressive Flussigkeiten, wiederholte Eisbildung
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Abtauung, hohe Temperaturen (Brand). Ausserdem kann die Struktur manchmal eine Reihe
von Degradatlonen aufweisen, weil sie aussergewõhnlichen Belastungen ausgesetzt
ist, z.B. Erdbeben, oder heftige Stsse oder anormale Belastungen, Rutsch und Anderes.
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Dieser Bereich der Ausnutzung der Erfindung erstreckt sich naturlich
auf Jede Struktur, die Beton, Zement, Mortel und ahnllches einschiiesst, z.B. Brücken,
Tunnel und Kunstschätze im allgemeinen.
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Weiterhin ist bekannt, dass eine Struktur örtliche 'Ursprungsfehler"
aufweisen kann, d.h. dass sie etliche Zonen mit unzureichenden Charakteristiken
aufweist, Beton mit falscher Dosierung, entweder wegen Betrug oder ungenögenden
Mengen an Eisen in der Bewehrung.
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Alle diese Falle sind Beispiele von Situationen in denen ein Eingriff
fur eine funktionelle Instandsetzung der Struktur in anormalen Situationen notwendig
wird.
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Die Phasen und die Bedingungen in denen sich der Vorbereitungseingriff
för die Renovierung aufteilt, verlan gen im allgemeinen vorwiegend die Zerstorung
und die Entfernung des Betons,der mechanische Charakteristiken, die unterhalb eines
festgesetzten Minimums liegen, aufweist.
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Bei Strukturen, die mehr oder weniger durch Feuer bebeschädigt wurden
(z.B. durch Brand oder Flussigkelt, welche die Oberfläche nass machte) muss der
gesamte bebeschädigte Beton entfernt werden1 um nur noch Jenen Beton ubrigzulassen,
der noch genügend mechanische Ei gen schaften aufweist.
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Deshalb ist es in diesem Arbeitsgang unbedingt notwendig: - die bestehenden
und im zu entfernenden Beton befindll chen Bewehrungen nicht zu beschädigen; - den
ganzen beschädigten Beton zu entfernen, da sonst die Instandsetzung auf einem nicht
geeigneten Material ausgeführt wird und daher die Wirksamkeit beeinträchtigt; -
dass der zuröckgebliebene Beton keinen Schaden durch die Entfernung erleidet, da
sonst die Instandsetzung oder jedenfalls die Fortsetzung des Eingriffes auf ei nem
nicht unversehrten Beton ausgeführt wird, mit an schliessender Beeinträchtigung
der Wirksamkeit des Eingriffes selbst, das Ganze ohne Stösse und Vibratonen beträchtlicher
Intensität in der Struktur und in der umliegenden Umgebung zu erzeugen.
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Denn dies wäre för die Struktur selbst schadlich und stellt oft auch
eine beachtliche Beeinträchtigung der Arbeitsumgebung dar (för das fur die Arbeiten
zustandige
Personal und fur diejenigen, die sich aus verschiedenen
Gründen in der Nähe des Eingriffes befinden, z.B.
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bei Renovierungen eines Gebåudes oder eines bewohnten Gebietes).
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Es kann auch eine eventuelle 'Resystemierung' der Bewehrungen, mit
Wiederherstellung der entfernten Teile und Schuttung geeigneten Materials, verlangt
werden.
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Naturlich muss das Schöttmaterial am restlichen Beton haften.Wenn
man ein monolithisches Gesamtwerk verlangt, muss man unbedingt, ausser gewissen
anti-schrumpf, mechanischen und anderen Eigenschaften des neu angebrachten Materials,
auch die oberflächlichen Eigenschaften des zurckgebliebenen Betons sicherstellen,
da sich sonst in der Schnittstelle zwischen dem Zneuen-alten Ma terlal* eine ZzusammenhangloseZ
Oberflache bilden kõnnte.
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Es konnen ausserdem die Strukturãnderungen von Bauwãnden aus Beton
vorausgesehen werden. Zuweilen ist es not wendig, auf Betonstrukturen einzugreifen,um
Schnitte zu machen, Sektionen von Beton zu entfernen, die Oberflachen fur Schüttungen
neuer Elemente vorzubereiten, u.a.
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Auch in diesem Fall ist es notwendig in den obenangegebenen Bedingungen
zu arbeiten, und zwar ohne Stosse und Vibrationen und ausserdem ohne die bereits
bestehenden Strukturen, den Beton oder anderes zu beschadigen.
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Wenn man sich kurz auf die zur Zeit eingesetzten Techniken, um aufzureissen,
zu schneiden, zu lockern, den Beton zu entfernen, bezieht, werden för sehr begrenzte
Eingriffe kleine Werkzeuge mit mechanischer Hammer-, Melssel- oder Botirwirkung
eingesetzt. Manchmal wird auch mit schnelldrehenden Schleifscheiben (Abrasion) gearbeitet.
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Alle diese Techniken haben, ausser dem Einsatz von viele len Arbeitskraften,
folgende Nachtelle: - die Bewehrungen zu beschadigen und/oder - wenig Sensibilltãt
und Zuverlässigkeit för die Entfernungen des beschädigten Betons zu haben und den
Beton einer vorbestimmten Qualität am Ort zu lassen.
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Die Arbeitsvorgänge sind von den Arbeitskräften abhangig; in gleichen
Strukturen wird daher ein Arbeiter mehr oder weniger tief gearbeitet haben, als
ein anderer. Diese Veränderlichkeit hängt nicht nur von den Arbeitskräften und ihrer
korperlichen Kraft und ihren Arbeitsrichtlinien ab, sondern auch von ihrer Mudigkeit,
Aufmerksamkeit und Fähigkeit, Sensibilität u.a..
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Ein weiterer Nachteil ist den restllchen Beton zu beschãdigen. Die
mechanischen Bewegungen und Schnitte las sen unvermeidbar einen Beton mit einer
Beschädigung öbrig, die von der zuröckgebliebenen Oberfläche mehr oder
weniger
tief ist, Je nach den inneren Charakteristiken des Betons (Bru"chigkeit, Art und
Dimensionen des Zuschlagmaterials, z.B. Eigenschaften des Bindemgrtels).
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Um eine gewisse Menge zu entfernen, werden normalerweise von Hand
betriebene Niederreisser verschiedenen, oft sehr schweren Gewichts oder schwere
auf Gelenkarmen von Baumaschinen montierte Hammer, auch Kraushammer oder manchmal
Kernbuchsen und Diamantsägen, eingesetzt.
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Die Schwierigkeiten sind die gleichen wie fu"r die kleinen Werkzeuge,
Jedoch dadurch verschãrft, dass die Arbeitsmaschinen grosser sind und somit mit
mehr Kraft ar beiten und nochmehr die Sensibilität zwischen dem abzutragenden und
nicht abzutragenden Beton, herabsetzen.
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Noch mehr tritt der durch Hämmern, Schneiden u.a. mehr oder weniger
beschädigte oberflächliche Zustand im zuruckbleibenden Beton hervor.
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Weitere Nachteile sind die starken Vibrierungen, denen die Struktur
ausgesetzt wird und die Stõrungen in der Umgebung des Bauplatzes.
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Manchmal werden Verfahren eingesetzt, welche die zerstörende Wirkung
von Flammen oder örtlicher Warmeerzeuv gung ausnutzen.
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Dies wird z.B. durch Entfernung von dunnen oberflächlichen Schichten,starker
õrtilcher Erwarmung, durch Sauerstofflamme oder ähnlichem, gemacht. Es werden auch
mehr oder weniger tiefe Schnitte und Abtragungen, durch Schmelzen oder Thermo-Schock,
mit Sauerstofflackel, wie oben, ausgefuhrt; die Flamme wird normalerweise mit Eisenstaub
oder Eisen-Alu gespeist, um die Temperatur zu erhohen (die Wirkung ist ahnlich wie
die der thermischen Sauerstoffgeblase.
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Die obigen Arbeiten werden durch Einsatz von Sauerstoffgeblaser und
speziellen Pulvern wie z.B.
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Thermit, oder oxyazetvlenische oder sikkerosenische Stichflammen gemacht
und/oder durch Einsatz von Mikrowellen, welche, indem sie starke unterschiedliche
Erwärmungen in der Struktur erzeugen, sie bis zum Bruch belasten. Die thermische
Arbeits weise hat folgende Nachteile: starke Degradation des zuruckbleibenden Betons
und starken Schäden an der Eisenwehrung.
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Weitere bekannte Svsteme sind der Einsatz von hvdraulischen Abbrechern,
es handelt sich hier um Ma schinen, die, indem sie die Strukturen pressen oder krummen,
sie zerbrechen. Die Demolierungen konnen mit Sprengstoff gemacht werden, aber diese
Technologien
sind nicht fur diese besondere, In den ersten Abschnitten beschriebenen Demolierungen
geeignet.
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Dies vorausgesetzt, ist das Basisprinzip auf dem die gegenständliche
Erfindung gestützt ist, ein Flüssigkeitsstrahl (z.8. Wasser) von angebrachter hoher
Intensität, der eine mechanisch zerstorende Wirkung ausübt.
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Es ist bekannt, dieses Prinzip ausnutzend, dass die Technologie in
der letzten Zeit einige Maschine nen herausgebracht hat, die bereits im Relnigungsbereich
arbeiten: z.B. Reinigung von Maschinen.
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Kesseln, chemischen Anlagen, Schiffsboden, Gebiuden, Wänden, neuzeitigen
Betonschuttungen, um die Oberflache aufzufrischen.
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Zu diesem Zweck wird ein Druck bis zu 300 bar, nor malerweise mit
einer Leistung von 30:40 KW benutzt, um in einigen Fallen bis zu 150 KW zu erreichen
Der Strahl ist normalerweise von einer Duse, die auf einer Lanze sitzt, erzeugt.
In fast allen Fällen wird sie von einem gegen Wasserspritzer durch einen wasserundurchlasstgen
Anzug und Helm geschutzten Arbeiter auf die Zü reinigenge Zone gerichtet.
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Es ist auch bekannt, dass manchmal fur besondere mechanische Reinigungen
eine Duse benutzt wird, die einen fächerartigen Spritzer erzeugt, auf elnem mechanischen
Arm montiert ist, eine langsame hin und her Bewegung hat und gleichzeitig vorruckt,
um eine gewisse Fläche zu reinigen.
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Gegenstand dieser Erfindung ist eine Methode, dle, indem sie das gesagte
Basisprinzip ausnutzt, einen Flussigkeitsstrahl als Demolitionsmittel benutzt, auf
dem Beton arbeitet, um: a) ihn gemäss bestimmter Geometrien zu schneiden oder zu
lochen b) oder, wenn er homogen ist, z.B. homogene (oberflächliche) Schichten in
einer gewunschten Tiefe fe, abzutragen - oder c) wenn nicht homogen, und wenn hauptsächlich
aussen abgenutzt, eine gewisse Schicht von unterschiedlicher Dicke - in Funktion
der inneren Charakteristiken - abzutragen, diese Abtragung d) in Funktion der Materialeigenschaften
festgelegt e) wiederholbar f) konstant fur die ganze Zeit und fur den gewãhlten
Arbeitsraum ist(und daher nicht in Funktion der Kraft und des Mudigkeitsgrades und
des Kriteriums
der einzelnen Arbeiter, die z.B. mit Presslufthammer
arbeiten), den zuruckbleibenden Beton mit einer hohen Oberflachenrauheit lassen
und ohne die an dem Arbeitsgang interessierten Bewehrungen zu beschidigen, im Gegenteil,
auf diese eine energische Reinigung ausubend, und insbesondere ohne Stosse oder
Vibrationen, die oft sehr gefährlich sind, in der Struktur aus-2ueben, und daher,
ohne dass sich Phanomene elner Mikrooder Makrozerspaltung verbreiten und hervorgerufen
werden und die Strukturen beanspruchen und Störungen auf der Flache erzeugen.
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Um die vorausgehende Beschreibung hinsichtlich der Technik zu vervollständigen,
bezieht man sich auf die bereits bekannten Elngriffstechniken mit Wasser unter Druck.
Im Laufe dieser Versuche wurden die von Lanzen erzeugten Hochdruckstrahlen Bohne
bestimmte Kriterien" auf die Betonflaehe gerichtet.
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Diese Zerstõrungen zeigten einen Wirkungsgrad an demoliertem Material
von max. 1-1,5 dm3/h. Wie bereits erwahnt, bezieht sich die Methode der Erfindung
auf eine umfassende, genaue und vorbestimmte Technologie, die dank eines spezifischen
Studium, dessen Ergebnisse vorher durch Beispiele
erläutert wurde,
festgelegt ist.
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Um dieses Studium zu vervollständigen wurden auch die zusätzlichen
Aspekte dieser Technologle uberpruft. Es wurde z.B. der Einfluss von Zusatzstoffen
im Wasser, um das Phänomen der Instabilität der Flussigkeitssãule zu vermindern
und die folgliche Zerstäubung, gepruft.
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Es wurde auch die Zugabe von Sand in den Strahl untersucht. Diese
Sandzugaben, die in besonderen Fällen eingesetzt werden, -sind naturlich logische
Vervollstandigungen der vorher aufgefuhrten und festgelegten Basistechnologle.
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Ausserdem wurde in Betracht gezogen, dass wenn man mit einem Beton
arbeitet, wo eine Zerstorung mit einem Wasserstrahl hauptsãchlich grosse Schuppen
entfernt, der Demolitionseffekt, indem die kombiniete Wirkung mehrerer Strahlen
eingesetzt wird, stark erhöht werden kann.
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Zwei Strahlen, die z.B. mit einem angebrachten Ein faliswinkel und
gegenseitigen Entfernungen der einzelnen Impaktpunkte zusammenlaufen (in Funktion
der dynamischen Eigenschaften des Strahls, der Betonart und der auszufuhrenden Demolitionsweise)
uben
auf den Beton nicht nur eine zerstorende Wirkung, sondern auch eine kombinierte
Demolitions wirkung aus, welche die Ablosung des Betons zwlschen den Aufprallflächen
der beiden oder mehreren Strahlen hervorrufen kann, da dieser Beton nicht direkt
von den Strahlen selbst angegriffen wird.
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Entsprechend einer wichtigen Charakteristik der Erfindung, die auch
zum Aspekt der Vorrichtung, oder Apparatur oder zu den Mitteln, die eingesetzt werden,
um die industrielle Anwendung der Methode zu realisieren, gehort, ist es angebracht,
dass die Hydro-Abbruchmaschine, dieser Ausdruck, wird später in Zusammenhang mit
den Phanomenen, die ausgenutzt werden, angewandt und benutzt, um die Mittel, Komponenten
oder Teile der Komponenten zu definieren, die fur die Ausfuehrung gemass der Erfindung
bestimmt sind das Hvdroabbruchverfahren auszufuhren, oder besser gesagt, der Dusen
tragenden Teil kann eine Vielfalt von Düsen mit der Mogllchkeit tragen, die gegenseitige
Entfernung zwischen denselben und den einzelnen Aufprallwinkeln auf der Strukturfläche,
auf der die Demollerung auszufuhren ist, einzustellenD Es wurde festgestellt, dass
die einzelnen gruradlegenden Verfahren, durch die der flüssige Strahl
oder
die flussigen Strahlen die zerstõrende Wirkung auf den Beton ausuben (Luftverdichtung
der Mikrorisse, Kavitationen, direkter Aufpralleffekt u.a.) eine schwache demolierende
Wirkung auf den sogenannten "ZuschlagstoffW haben und zwar z.8.
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auf die im Beton enthaltenen Steine, wenigstens bis man sich auf gewisse
Energiewerte des Strahls begrenzt; die zerstõrende Wirkung ist daher eine vorwiegende
Funktion der lokalen Eigenschaften des Betons selbst.
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Aus diesen Grunden, solange der flüssige Strahl ein grosses Korn des
Zuschlagmaterials trifft, ist die zerstõrende Wirkung schwach und wird praktisch
von der auf das Zuschlagmaterial gerichteten Flussigkeit ausgefuhrt, wahrend die
zerstörende Wirkung am Hõchsten ist, wenn der Strahl direkt die Bindung zwischen
Zuschlag und Zuschlag trifft.
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Man wird eine eindeutige Leistungssteigerung des Hydroabbruchverfahrens
haben, wenn man dem Strahl eine schnelle und fortwahrende Verschiebung auf der zu
demollerenden Flache gibt, da diese Verschiebung die Wirkung der Unterspulung des
Zuschlags seltens des Strahls selbst begunstigt.
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Eine wichtige Eigenschaft dieser Erfindung ist
dass
den zerstorenden Strahlen, wenn notig, eine vorzugsweise ritmische in der Weite
und Geschwindigkelt regulierbare Bewegung gegeben wird, um diese Unterspulungswirkung
zu begunstigen und besser auszunutzen.
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Aus der vorausgehenden Beschreibung geht deutlich hervor, dass die
Anwendung und die industrielle Verwertung der gegenständlichen Methode nicht angemessen
durch einen Arbeiter, der eine mit Dusen versehene Lanze, von der die Flussigkeit
ausgestrahlt und auf die Struktur gerichtet wird, in die Hand nimmt, realisiert
werden kann.
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Die Methode der Erfindung wird daher durch den Ein satz von Mitteln
(wenigstens eine Hvdro-Zerstorer-Einheit) vervollständigt und strukturell reallsiert,
um: - dem Reaktionsschub (der wegen der Leistung sehr hoch ist) des Strahls oder
der Strahlen stand zuhalten - der Duse oder den Dusen die zweckmässige geometrische
Trimmung zu geben (Neigung,Entfernungen, sowohl gemeinsam als auch auf die Struktur,
auf der man arbeiten will) - dem Strahl oder den Strahlen die nötigen korrekten(vorzugs«etse
programmierten und/oder automat
tischen) Bewegungen zu geben, um
entgultig, wlederholend und gleichbleibend einen vorbestimmten oder gewunschten
Wert auszufuhren.
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Die Ergebnisse der Erfindung, wie z.B. die Abtragung, die vollständige
Entfernung des beschadigten Betons, die Integrität des zuruckbletbenden Betons und
dessen Eignung fur eine monolitische Wiederher stellung der Strukturen, auf denen
der Eingriff ausgefuhrt wird und/oder auf denen die Renovierung ausgefuhrt werden
soll und/oder die Verbesserung der beschädigten Strukturen und/oder die eventuelle
Anderung der Strukturen, wurden von verschiedenen Forschungsanstalten sperimentell
durch statische und dvnamische Proben, Dauerversuche, direkte Zugversuche u.a. kontrolliert.
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Es wurden sperimentelle Proben gefahren, um die Qualitat der wiederhergestellten
Strukturen, auf denen eine teliweisige Abtragung mit verschiedenen Mitteln (Abbruchhammer,
Kraushammer, Meissel, u.a.) gemacht wurde, bzw die Technik, die mit dem Bereich
dieser Erfindung zu tun hat, zu verglelchen.
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Diese Vergleichsve7suche haben diedeutllche Oberlegenheit der Hvdrozersterung
gegenüber der indem
ren bekannten Demollerungs- und oder Abtragungs-Techniken
gezeigt.
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Ausserdem sind die weiter vorne beschriebenen Verwirklichungen der
Hvdrodemolition dieser Erfindung besonders fur Eingriffe auf aussehen approximativ
horizontalen blechen (z.B. auf Bruckenplatten) geeignet.
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Ausserdem ist deutlich, dass mit angemessenen, aber nicht wesentlichen
Anderungen, die zum Bereich der Erfindung gehören, die Hydrodemolitions-Vorrichtungen
so vorbereitet werden konnen, um auf Jeglicher Struktur, sowohl vertikal als schief,
arbeiten zu konnen. Ahnlicherweise kann die Hvdrozerstorungseinheit, anstatt strukturell
und mechanisch von der pumpenden Einheit, welche die Strahlen speist, und dies um
die Wartungsvorgänge und Eingriffe zu erleichtern,getrennt zu sein, mit anderen
Einheiten verbunden werden, um so eine einzige Maschine fur die HydrodemolitionU
zu bilden.
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Ausserdem konnen die Einheiten vorteilhaft mit Pro grammierern verbunen
werden, um die genannten zyklischen, eventuell rhytmischen, Variationen der Richtung
und der Art des Strahls oder der Strahlen i
zu bekommen. Fur eine
Demolierung, die oft ausgefuhrt werden muss, und zwar ein mehr oder weniger tiefer
und enger Schnitt, kann das die Strahlen betreffende Teil von der Srtuktur der Zerstõrereinheit
getragen werden, um es zweckmässig zu orientieren und so die seitliche Einheit gegenuber
der Vorschubrichtung des gesamten Hydrozerstõrereinheit darzustellen.
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In dieser Darstellung des Systems, indem der Hvdro zerstõrereinheit
und insbesondere dem gesagten Dusensystem eine schwenkende und zweckmässige weite
Bewegung gegeben wird, kann sich in der Struktur (z.B. in einer Platte) eine Grube
von indefinierter Länge und gewunschter Tiefe und Breite öffnen.
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Ausserdem konnen die beweglichen Teile der Einheit oder des Hydrozerstõrers
mit Fernsteuerungen und/ oder Sensoren verbunden werden, z.B. mit einem Monitor,
der das Zeichen in der zu demolierenden Zo'-ne zieht", damit der Hydrozerstorer
genau die von diesem Zeichen materialisierte Spur verfolgt.
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Diese und weitere spezifische Charakteristiken der Erfindung, insbesondere
bezugllch der Vorrichtung, welche die Mittel fur die Ausfuhrung der Methode materialisiert,
gehen eindeutig aus der folgenden Beschreibung eines Beispiels oder einer Ausfuihrungsvariante
der hauptsachlichen Komponenten dieser
Vorrichtung hervor, die
sich auf die funf beigesagten erläuternden und nicht einschränkenden Zeichnungen
bezieht, in denen: Die Fig. 1, der I. Tafel, schematisch von der Selte gesehen und
in verkleinerten Dimensionen (in einer mit den Dimensionen verträglichen Skala der
Umrlsse), die Gesamtheit der hauptsächlichen als Hydrozerstorer einzusetzenden Ausrustungen
fur die Ausfuehrung der Methode dieser Erfindung,darstellt: Die Fig. 2, der gleichen
I. Tafel, stellt schematisch und von der Seite gesehen und in einer grosseren Skala
den Hydrozerstörer in der mit III in Fig. 1 angegebenen Richtung, dar; - Die Fig.
3, der II Tafel, zeigt die Maschine in gedrehter Richtung gegenüber der in Fig.
2,Tafel I dargestelilten Position und in 3 wird die Vieisel) tigkeit der Düsen und
in 3 b etne besondere get metrlsche Darstellung der Vielfalt der Düsen,@ezelgt;
- Die Fig.4, der III Tafel, zelgt die Einheit Von hinten, die in den Fig. 3 und
4 abgebildete Ein hellt zeigt das System der Dusen seitlich geWenüber der Vorschubrichtung;
- Die Fig. 6, der IV Tafel, stellt in einer ähnlochen Ansicht, wie die der Fig.4,
in der gleichen Darstellung der Fig. 5, ein Teil der Maschine dar, um eine selektive
Arbelt und einen lokalisierten
Abbau zu bekommen; - Die Fig.7 und
8 der V Tafel stellen schematisch die Bewegungs- und Verschiebungssequenzen dar,
die vorzugsweise mit Programm ausgeführt werden, um Hydrozerstorungen auf selektiv
begrenzten Flächen zu machen und fur verschiedene Arbeitsweisen, mit wie in Fig.
2 und 6 schematisierten Komplexen.
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Mit besonderer Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen: in einem
tvpischen System oder Grube pe fur HYdrozerstorungen, wie in Fig. 1 schematisiert,
dieser Gruppe oder dieses System umfasst eine Pumpeinheit, mit 10 angegeben, die
aus einem Wagen 12 besteht, um au-f einer Fläche oder auf dieser Fläche aufgelegten
Schienen, z.B. eine Bruckenplatte, zugleitern.
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Dieser Wagen hat eine Kabine 14, in der sich ein Bediener befindet,
der die nötigen Kontrollen zur Verfugung hat (z.B. Manometer, Zahler, u.A.), und
einen Transporter 16, der die operativen Mittel enthält, mindestens eine Pumpe,
um in den notigen Druck- und Leistungsbedingungen zu arbeiten. Diese operativen
Mittel konnen von einem oder mehreren Motoren (nicht dargestellt), auch Elektromotoren,
betrieben werden, wenn in dem Gebiet die Anschlussmõglichkeit an ein Versorgungsnetz
oder an
eine z.B. in der Nähe des Arbeitsplatzes aufgestellte thermoelektrische,
eventuell mobile, Zentrale, fehlt.
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Mit 18 wird schematisch eine Leitung fur eine mehr oder weniger gezwungene
Wasserspelsung des Pumpsvstems dargestellt. Die Speisung kann von einer lokalen
Quelle abgeleitet werden, z.B. ein Fluss, und/oder aus einem vorzugsweise luftverdichteten
Behälter, um die Speisung des Pumpsvstems zu gewährleisten. Alle diese zusätzlichen
Teile und Zubehore werden nicht einzeln beschrieben, da diese individuell durch
die Anwendung gut bekannter technischer Kenntnisse, realislerbar sind.
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Durch mindestens eine Leitung 20, vorzugsweise fle xibel, Jedoch in
der Lage dem hohen Druck, der fur die Hydrozerstorungen benötigt wird, standzuhalten,
ist die Pumpeinheit 10 (deren Wagen 12 mit Radern und/oder Schlitten 22 bzw. 24
versehen ist, um dieser Einheit zu erlauben sich zu bewegen) mit der Zerstorereinheit,
mit 26 angegeben, die das andere essentielle Teil der Ausrustung darstellt, verbunden,
um auf der Flache S der zu behandelnden Struktur zu arbeiten. Mit dem Pfeil F wird
die Richtung (kritisch nicht notwendfg) der operativen Bewegung der genannten Zerstrereinheit
gezeigt.
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Diese Zerstõrereinheit, welche die 8enutzungseinheit des Komplexes
darstellt, ist auf einem Wagen 28 montiert, mit einer Haube oder Kasten 30 der z.B.
den Motor und die Apparaturen des Wagens enthalt. Die Funktionen des Wagens werden
von installierten oder getragenen Mitteln ausgefuhrt, z.B. in einem auf der Seite
der Zerstõrerelnheit angebrachten Komplex 32, alle strukturellen Komponenten, oder
hauptsächlich die wo mit dem Strahl oder Strahlen zu tun haben, da diese montiert
und befestigt sind (verschiebbar, wie weiter vorne hervorgeht) um den Beanspruchungen
insbesondere der Reaktion bei Hochdruck des Strahls oder der Strahlen, zu widerstehen.
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Die Zerstorer- oder Verbrauchereinheit 26 kann genauer in einigen
der Einzelheiten in Fig. 2, sowie in den anderen Figuren, beobachtet werden. Diese
Einheit 26, vom Wagen 28 getragen, muss auf der gesagten Fläche S verschiedene Bewegungen
in verschiedene Richtungen fahren. Zu diesem Zweck ist der Wagen 28 auf Adern montiert,
zweckmassig moto risiert, prinzipiell auf einem Dreirad-System, mit z.B. zwei seitlichen
Rädern 34 und einem zentralen Rad 36 (wie in Fig. 3). Dieses zentrale Rad 36 ist
lenkbar und wird von einer verschiebbaren Struktur 38 auf einem Komponenten 40,
vom Wagen selbst getragen,
um dem Rad 36 zu erlauben zu taummeln.
Aus serdem ist der Strukturkomplex vorteilhaft abgestutzt, z.B. mittels einem Drehstattel
42, oder gleichwertigem System, um Lasten standzuhalten, und um auf einer vertikalen
Achse A-A zu drehen, um die Orientierung der Gruppe 32 ändern zu konnen.
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In den Fig. 2 und 6, ist die genannte Einheit pradisponiert, um Schnitte
oder Demolierungen auf dem Streifen 44, Flache S, auszufuhren.Dieser Schnitt, der
naturlich nicht geradlinig sein kann, aber einen kurvenlinearen Verlauf hat, wird
durch die Ausnutzung des tragbaren Systems des Wagens erhalten, in Fig. 2 gut ersichtlich.
Der Schnitt kann sich offensichtlich sowohl in der Richtung F verlangern, in der
von der Einheit 26 eingestellten Bewegung,oder in irgendeiner Richtungskombination,
die Bewegung kann programmiert sein, sowie, wie be reits vorher gesagt, von einem
gesteuerten Sensor und/oder von einer in der zu demolierenden Zone vorgezeichneten
Spur.
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Die eigentlichen in der Apparatur fur die automatische Steuerung enthaltenen
Vorrichtungen konnen, z.B. vorteilhaft in der Zone 46 montiert werden, von einer
mit Punkten und Strichen begrenzten Kontur
gekennzeichnet, um
durch Beispiele die Merkmale der dargestellten Einheit zu erläutern.
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Die unter Druck stehende Flusslgkelt, welche die Einheit 26 durch
das Rohr 20 erreicht, dessen Ausgangsende fragmentarisch dargestellt und mit 20'in
Figur 2 angegeben ist, erstreckt sich durch die ge sagte Einheit, sowie das in der
Gruppe 32 enthaltene Ausgangsteil 20" und mit den verschiedenen Darstellungen der
verschiedenen Arbeitspositionen, erreicht zuletzt die Duse oder die DOsen 48 (nur
eine von diesen kann in den Fig. 2-3-4-5 beobachtet werden), um die gewünschte Demolierung
auszufuhren, insbesondere einen langen und engen Schnitt 44. Naturllch kann die
Maschine oder die fur die Ausfuhrung der Methode benõtigten Vorrichtungen, die hier
beschrieben und nur beispielsweise und nicht beschränkend dargestellt sind, zahlreichen
änderungen und Ergänzungen unterworfen wer den.
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Die Duse 48 z.B. und ghnlicherweise die anderen Düsen, in ähnlichen
Strukturen, sind auf Dusenhaltern 50 montiert, die von einem mechanischen System
52 gestutzt sind (einfachshalber nur in Fig. 2 aufgefuhrt, aber auch in den anderen
Figuren erkennbar)sind so gebaut, dass die gesagten Düsen
halter,
die ihrerseits Rohre auf der Verlangerung des Endabschnittes 20" der Hochdruck-Speiseleitung
sind, konnen einzeln in Hohe und Neigung aus der Entfernung, sowohl gegenseitig,
als auch hinsichtlich eines äusseren Anhaltspunktes reguliert werden, z.B. die Ebene
der Fläche S und ihre Vertikale. Dieses mechanische System 52 hat daher einen oder
mehrere Dusenhalter 50 in zweckmässig regulierbaren Positionen.
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Dieses System, nachdem man die gewünschte Gestaltung des Dusensystems
und der relativen Dusenhalter erreicht hat, vom mechanischen System 52 materialisiert,
ist so realisiert, dass die Strahlen in der operativen Demolierungsphase, mehrere
unter schiedliche und unabhängige Bewegungen machen kõnnen, Jede einzelne ist unabhängig
von der anderen regulierbar.
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- Dieser Düse, oder diese Dusen, kan eine schnelle Bewegung gegeben
werden (die als Schwenkung definiert werden kann), bzw. eine alternative Bewegung
kriesformige, oder noch besser schwingende Bwegung, um ein geometrisches Zentrum
herum. Die Spur dieser schwenkenden Bewegung wird z.B. in der Schnitt- oder Demolierungszone
44, in den Figuren 4 und 6 angegeben. Dieser Vorgang dient dem
regungslosen
Effekt abzuhelfen und zwar der schwachen Wirkung des demolierenden Strahls, wenn
dieser ein regungsloses Element trifft. Diese schnelle schwenkende Bewegung ist
genau diese wo am zweckmässigsten fur den Strahl ist, um den lokalen Vorgang der
Untersplung der Zuschlagskõrner zu erleichtern, dieser Vorgang wurde bereits vorher
angedeutet und ist eine Charakteristik der Erfindung.
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- Alternativ oder auch mit dieser ersten Bewegung kombiniert, konnen
der Duse oder den Dusen kreuzende - burstende Bewegungen gegeben werden, damit der
Zerstõrungseffekt die ganze Zone interessiert.
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Wenn z.B. in der Betonplatte einer Brucke eine bestimmte oberflächliche
Schicht demoliert werden soll, z.B. in einem begrenzten Rechteck mit vorbestimmten
Massen von einem Meter Breite und einer Länge, die der Grgsse des relativen Streifens
der oberflächlichen zu demolierenden Schicht entspricht, kann dieser Hydrozerstorungs-Vorgang
wie folgt, und unter Bezugnahme auf die Figur 7, ausge fuhrt werden.
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Schwenkend, gemass A und B', oder, wenn notwendig die Einheit - hauptsächlich
aber den Dusenhalterkopf - zweckmässig verschiebend, wird diesem eine
Bewegung
von C nach D gegeben, während der Support 28 stehen bleibt. Wlrd der Punkt D erreicht,
wird dem Wagen eine schnelle Vorschub-Bewegung gegeben, damit sich das Dusensystem
nach E verlagert. Mit dem Wagen 28, der wieder stillsteht, wird dem Dusenhalterkopf
eine schwenkende Bewegung längs der Bahn E-F gegeben, um dann neben der Flche S
weiterzuarbeiten.
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Da es sich bei einer oft auszufuhrenden Arbeit, um einen mehr oder
weniger tiefen, aber lang und engen Schnitt handelt, wurde die Maschine dieser Erfindung
realisiert, um der Spritzergruppe die MOglichkeit zu geben, durch besondere Scheiben(42
der Fig. 2 und 5) uber dem Support-Wagen 28 zu drehen, um so eine Zerstorer-Einheit
bzw. ein Dusensystem, seitlich, hinsichtlich der Richtung des Support-Schlittens
28, wie in Fig. 5, zu bilden.
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In dieser Darstellung, indem dem Support-Wagen elne nicht mehr ruckartige,
sondern eine durchgehende Bewegung gegeben wird,wle im vorher betrachteten Fall,
und dem Spritzkopf eine weite schwenkende Bewegung A-B (Fig.8), kann eine durchgehende
Ausgrabung von nicht definierter Länge und mit der gewollten Tiefe und Breite, gemacht
werden. In den Fig. 7 und 8 kann man bemerken, dass die oberflch
liche
zu demolierende Zone, in Ihrer Gesamtheit, von der gegebenen Lange L, in dem oberflächlichen
Teil S bereits gestrichelt und schon demollert, und der nicht gestrichelte Tell
SZ der noch zu demolierenden Zone entspricht.
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Die Arbeit wird fortgesetzt, indem dem Düsenhalter kopf eine andere
Bewegung F-G gegeben wird, um so einen weiteren "Schritt" zu machen, und von G geht
man nach H, und so Schritt um Schritt weiter, bis zur völligen oberflachilchen Demolierung
des gesamten ipotisierten Rechteckes.
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Die Schwenk-Geschwindigkeit, die "8urst"- Geschwin digkeit langs und
gemäss C-D,E-F,G-H, und so weiter, die Lange der Vorschub-Strecken D-E,F-G und so
weiter, sind alle gleich einzustellen, um der Maschine und vorzugsweise den gespeicherten
Automatisierungssystemen, die mit der Maschine selbst verbunden sind, in Funktion
der verschiedenen operativen Parametern, wie die Eigenschaften des Betons, die gewünschte
Tiefe, die entfernt werden soll, die Geometrie des dritten Spritzern, die Leistung
und den Druck des zu den Dusen gebrachten Wassers, selektiv zu geben.
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Ein zusätzlicher besonderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf
die Fuhrung des Wagens, während die Ausarbeitung der mehr oder weniger oberflächlich
zu demolierenden Fläche, in den Vorgängen mit Bezugnahme auf die Figur 7 beschrieben,
wird.
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Die Fuhrung dieses Wagens kann (wie bereits vorher gesagt) durch Verstärkersysteme
mit eigens auf dem Wagen des Hydrozerstörers installierten Wahler,gew steuert werden.
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Gemäss konkret spertmentierter technischer Lõsungen, wird ein Monitor
eingesetzt, der die gezogene Linie in der zu demolierenden Zone wsiehtM und võllig
automatisch auf den Antriebs- und Fuhrungselementen des Wagens arbeitet, und somit
erreicht, dass dieser genau während seiner Arbeit der Spur folgt.
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Diese Moglichkelten werden der Apparatur durch die beschriebenen Mittel
und die folJlichen technlschen Eigenschaften gegeben und die Vorgänge und die Hydrozerstörungsbedingungen
zeigen eine grosse Bedeutung fur die Ausuhrung und die industriel le Nutzung der
Erfindung selbst, und erlauben mit Sicherheit und Personaleinsparung zu arbeiten,
dies alles ohne aus dem Bereich der Erfindung auszutreten.
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Wenn man die Fig. 3A und 3B der Tafel II näher betrachtet, welche
die Varianten der Verwirklichung und den Einsatz des operativen Strukturkomplexes,
welches das System der Strahlen einschliesst, beispielhaft erläutern, bemerkt man
interessante und wichtige Effekte des Hydrozerstorungs-Systems.
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Die Variante der Verwirklichung in Figur 3A zeigt ein doppeltes Strahlen-System
(später weiter ausgefuhrt), das z.B. fur die Ausfuhrung einer Hvdro-Zerstorungs-Behandlung,
in der auf zwei parallelen und nebeneinanderstehenden Reihen gearbeitet wird, geeignet
ist. Diese beiden Verwirklichungsvarianten erlauben interessante und wichtige Effekte,die
durch dieses Hydro-Zerstõrungs-System verwirklicht werden, zu erhalten.
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In diesen Verwirklichungsvarianten schliesst das System zwei Dusen
(48' und 48") ein, die von den betreffenden Dsenhaltern 50' und 50" verschiebbar
und/oder sagomiert getragen werden, um den Dusen die gewunschte Distanzierung und
Orientlerung zu geben, und um eine kombinierte Aktion der Strahlen zu bekommen.
In der Variante der Fig. 3A wird beispielsweise ein distanzierter Support von hauptsächlich
(aber nicht kritisch) parallel stehenden Dusen, erläutert.
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Die Fig. 3B erlautert z.B. die Wirkung der konvergierenden Dusen 48'
und 48". In diesem Fall wird die Hydro-Zerstorungswlrkung ausgeubt, indem eine Furche
mit konvergierenden Seiten 44' und 44H ZW1-schen denen sich ein intermediarer Teil
44 cl Bev ton isoliert, der leicht in der vom Pfeil angegebenen Richtung entfernt
und von der Fläche S abgestossen werden kann, wenn das von den Dusen eingespritzte
Wasser ausläuft.
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Die Ausfuhrungs- und andere technisch gleichstehenden Varianten, die
den Fachleuten nach sorgfãltiger Betrachtung der obigen Ausfuhrungen klar und im
Patent enthalten sind, werden daher nicht im einzelnen aufgeführt und kommentiert.
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Mit der vorausgehenden Beschreibung sind die schematischen Modalitäten
fur einen Fachmann ausreichend klar, sowohl um das Patent zu verwirklichen, als
auch um die bedeutesten Charakteristiken beurteilen zu konnen, die von der originellen
und erfinderischen Koordinierung von teils bereits bekannten Elementen und Apparaturen
gekennzeichnet sind, die jedoch so kombiniert werden, um neue Ergebnisse mit noch
võllig unbekannten Mitteln in noch nutzlicher Weise zu erzielen, und einen beträchtlichen
noch nicht mit Einsatz von Elementen
oder Mitteln erreichten technischen
Fortschritt darstellen, und die mit dem Vermengen der Kenntnisse des Gemeingutes
zu tun haben.
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