DE4438664A1 - Verfahren zur Herstellung von Formteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einem Formmaterial, wie Beton oder derglei­ chen Material, unter Verwendung einer Formeinrichtung mit einem Formkern, einem den Formkern umgebenden äußeren Form­ mantel und einer Untermuffe, sowie unter Verwendung einer Obermuffe, das Verfahren umfassend die Schritte:

• a) Befüllen eines von der Formeinrichtung begrenzten Form­ hohlraums mit Formmaterial,
• b) Einpressen der Obermuffe in das eingefüllte Formmate­ rial,
• c) Entschalen des Formteils, und
• d) Aushärten des Formteils.

Bei derartigen im Stand der Technik bekannten Verfahren füllt eine Befüllungsanlage Beton in den offenen Formhohl­ raum (bei der folgenden Diskussion wird stets auf Beton als gebräuchlichstem Formmaterial Bezug genommen). Der Beton wird in dem Formhohlraum bspw. mittels einer Rütteleinrich­ tung verdichtet und mittels einer Verteilereinrichtung gleichmäßig im Formhohlraum verteilt. Es wird üblicherweise so lange Beton in den Formhohlraum eingeführt, bis dieser voll gefüllt ist. Durch Zurückziehen der Befüllungs- bzw. der Verteilereinrichtung wird die Form eben abgestreift, woraufhin die oberhalb des Formhohlraums angeordnete Obermuffe zur Ausbildung des oberen Formteilendes, auch Spitzende genannt, in den Formhohlraum eingepreßt wird. Darüber hinaus wird durch das Einpressen der Obermuffe auch die Länge des Formteils festgelegt, wobei das Formteil rohrförmige, kastenförmige oder eine beliebige andere gewünschte Gestalt aufweisen kann.

Übliche Streuungen von Prozeßparametern, wie Betonmischung, Korngröße, Wasserzementanteil und dergleichen, führen zu großer Streuung der Verdichtungsfähigkeit des Betons, was eine reproduzierbare Fertigung von Formteilen mit der ge­ wünschten Länge zumindest erheblich erschwert, wenn nicht gar unmöglich macht. Zusätzlich kann es vorkommen, daß das Spitzende nicht die gewünschte Oberflächen aufweist.

Zur Lösung dieser Problematik wurde in der DE 40 29 480 A1 vorgeschlagen, den Formkern bzw. den Formmantel zur Bildung einer Formraumerweiterung aus der Formeinrichtung auszufah­ ren, wobei der beim Einpressen der Obermuffe verdrängte Be­ ton in dieser Formraumerweiterung aufgenommen wird (siehe insbesondere Fig. 8 der DE 40 29 480 A1 und deren zugehö­ rige Beschreibung).

Um sowohl eine Bewegung des Formkerns als auch des Formman­ tels vorsehen zu können, müssen bei der zur Durchführung des bekannten Verfahrens eingesetzten Vorrichtung der Form­ mantel, der Formkern und die Untermuffe relativ zueinander beweglich ausgebildet sein. Die Verbindungsstellen zwischen Formmantel und Untermuffe sowie zwischen Untermuffe und Formkern weisen naturgemäß nur eine begrenzte Dichtheit auf, was bei der Herstellung der Formteile zwangsläufig zu Austritt von Beton aus dem Formhohlraum und zu Verschmut­ zung der Anlage führt. Bei Einsatz einer Rütteleinrichtung zur Unterstützung der Verdichtung des in den Formhohlraum eingefüllten Betons führen diese Verbindungsstellen über­ dies dazu, daß die direkte und ungestörte Übertragung der Schwingungen von der Rütteleinrichtung auf alle Teile der Formeinrichtung, nämlich Formkern, Untermuffe und Formman­ tel, wesentlich behindert wird und somit die gewünschte Verdichtungswirkung nicht erzielt wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches bei deutlich verminderter Verschmutzung der Fertigungsanlage eine reproduzierbare Fertigung von Formteilen mit der ge­ wünschten Länge gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß spätestens nach Befüllen des Formhohlraums wenigstens ein Verdrängungskör­ per in den Formhohlraum eingeführt wird und dieser Verdrän­ gungskörper vor dem Einpressen der Obermuffe wieder aus dem Formhohlraum entnommen wird. Durch Einsatz des wenigstens einen erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers wird der zur Ausformung des Formteilendes erforderliche Verdichtungsraum innerhalb des Formhohlraums geschaffen, so daß die Teile der Formeinrichtung nicht relativ zueinander bewegt werden müssen. Infolge der sich hieraus ergebenden Möglichkeit ei­ ner starren Verbindung von Formmantel, Untermuffe und Form­ kern kann die Dichtheit der Formeinrichtung stets zuverläs­ sig gewährleistet werden. Bei Einsatz einer Rütteleinrich­ tung stellt die starre Verbindung der Teile der Formein­ richtung darüber hinaus eine optimale Übertragung der von der Rütteleinrichtung ausgehenden Schwingungen auf Form­ kern, Untermuffe und Formmantel sicher.

Es sind im Stand der Technik Formeinrichtungen bekannt, bei denen der Formmantel beim Entschalen von dem fertigen Betonformteil nach oben abgezogen wird. Zur Erleichterung dieses Abziehvorgangs ist der Formmantel üblicherweise leicht konisch ausgebildet, wobei er sich nach oben hin, d. h. von der Untermuffe weg, verjüngt. Wird eine derartige Formeinrichtung zur Durchführung des aus der DE 40 29 480 A1 bekannten Verfahrens zur Herstellung von Betonformteilen verwendet, so ergibt sich aus einer Relativbewegung des Formmantels relativ zu dem in den Formhohlraum eingefüllten Beton je nach Bewegungsrichtung des Formmantels eine Ver­ größerung bzw. Verkleinerung des Formraumvolumens. In je­ dem Fall resultiert aber aus einer derartigen Volumenände­ rung eine Bewegung des Betons im gesamten Formhohlraum.

Sind nun vom Formkern her Steigeisen in den Formhohlraum eingebracht, so kann die Bewegung des Betons im Bereich der Steigeisen zum Abreißen des Betons führen, was zur Folge hat, daß die Steigeisen nicht mehr zuverlässig in den Beton eingebettet sind, so daß die Dichtigkeit und Festigkeit des Betonformteils nicht gewährleistet ist.

Darüber hinaus ist es üblich, vom Formmantel her sogenann­ te Transportanker in den Formhohlraum einzubringen. Diese Transportanker sind zur Befestigung von Stahlseilen beim Be- und Entladen von Lastkraftwagen mittels eines Krans oder dergleichen bestimmt. Damit bei dem Verfahren gemäß der DE 40 29 480 A1 der Formmantel relativ zum eingefüllten Beton bewegt werden kann, müssen die Halterungsmittel, wel­ che zum einen die Transportanker im Beton festlegen und zum anderen die Griffmulden zum Ergreifen der Transportanker ausbilden, herausgenommen werden, bevor die Obermuffe ein­ gepreßt wird. Beim Einpressen der Obermuffe besteht daher die Gefahr einer Verlagerung der Transportanker im Beton sowie einer Deformation der Griffmulden.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Relativbewegung des Formmantels relativ zu dem in den Formhohlraum einge­ füllten Beton vermieden wird, werden sowohl Steigeisen als auch Transportanker zuverlässig in den Beton eingebettet und ferner die Griffmulden ordnungsgemäß ausgebildet.

Die Möglichkeit einer Nachrüstung bereits bestehender Anla­ gen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einfacher Weise dadurch bereitgestellt werden, daß we­ nigstens ein Verdrängungskörper von dem offenen Ende des Formhohlraums her in diesen eingeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, den wenigstens einen Verdrängungskörper vom Formmantel oder vom Formkern her in den Formhohlraum einzu­ führen. Grundsätzlich ist es sogar denkbar, den wenigstens einen Verdrängungskörper von der Untermuffe her in den Formhohlraum einzuführen, auch wenn dies im Hinblick auf die vorstehend diskutierten weiteren Vorteile des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens nicht bevorzugt ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der bzw. alle Verdrängungskörper im Bereich des offenen Endes des Formhohlraums angeordnet werden. Im Bereich dieses offenen Endes wird, wie vorstehend erwähnt, das Spitzende des Formteils ausgebildet. Durch Einsatz die­ ser bevorzugten Weiterbildung können Bewegungen des Formma­ terials in dem Formhohlraum auf diesen Bereich beschränkt werden und unerwünschte Verschiebungen des Formmaterials im übrigen Formhohlraum vermieden werden.

Wenn der wenigstens eine Verdrängungskörper mittels eines pneumatisch oder/und hydraulisch oder/und elektromotorisch oder/und mechanisch betätigbaren Kraftgeräts in den Form­ hohlraum eingeführt wird, kann das erfindungsgemäße Her­ stellungsverfahren automatisiert durchgeführt werden. Hier­ bei ist es beispielsweise möglich, den wenigstens einen Verdrängungskörper mittels eines Einlegeroboters in den Formhohlraum einzuführen. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, eine zum Einführen des wenigstens einen Verdrängungskörpers vorgesehene Einführeinrichtung als Teil einer Befüllungseinrichtung zum Befüllen des Form­ hohlraums mit Formmaterial auszubilden. Letztere Variante hat den weiteren Vorteil, daß der wenigstens eine Verdrän­ gungskörper mit geringem technischem Aufwand in den Form­ hohlraum eingeführt und aus diesem wieder entnommen werden kann.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann we­ nigstens ein Verdrängungskörper verwendet werden, dessen Gestalt an eine gewünschte Ausbildung des Formteils ange­ paßt ist. Hierdurch kann mit Hilfe des Verdrängungskörpers bereits eine Vorformung des Spitzendes des Formteils er­ zielt werden, so daß die Formmaterialverschiebungen beim Einpressen der Obermuffe in den Formhohlraum so gering wie möglich gehalten werden können.

Durch Verwendung einer Mehrzahl von nicht miteinander zu­ sammenhängend ausgebildeten Verdrängungskörpern kann das erfindungsgemäße Verfahren sehr flexibel eingesetzt werden. Eine gleichmäßige Gestaltung des Formhohlraums über den ge­ samten Umriß des Formteils kann durch Verwendung eines ringförmigen Verdrängungskörpers erzielt werden.

Ferner kann ein Verdrängungskörper mit in Umfangsrichtung variierendem Querschnitt verwendet werden. Diese Verfah­ rensvariante ermöglicht es, auf lokale Besonderheiten des Formhohlraums zu reagieren, insbesondere auf die jeweils gewünschte Wandstärke des Formteils oder auf in den Form­ hohlraum eingebrachte Bewehrungselemente oder Steigeisen.

Dadurch, daß eine Steuereinrichtung aus ihr zugeführten Be­ triebsparameter-Informationen den Wert des in dem Formhohl­ raum einzubringenden Volumens an Verdrängungskörpern be­ stimmt, kann das Verdrängungskörpervolumen der Verdichtbar­ keit des Formmaterials präzise angepaßt werden.

Ein in dem Formhohlraum von einem Verdrängungskörper vorge­ gebenen Volumens verdrängtes Volumen kann beispielsweise durch Änderung der Einführtiefe des Verdrängungskörper in den Formhohlraum variiert werden. Es ist jedoch auch mög­ lich, das Volumen eines Verdrängungskörpers variablen Volu­ mens zu verändern. Dies geschieht in letzterem Fall bevor­ zugt mittels eines radial expandierbaren, insbesondere aufblasbaren, Verdrängungskörpers.

Wenn das in die Formeinrichtung eingefüllte Formmaterial mittels einer Rütteleinrichtung verdichtet wird, so kann hierdurch die vom Eigengewicht des Formmaterials herrüh­ rende Verdichtungswirkung effektiv unterstützt werden.

Der wenigstens eine Verdrängungskörper kann nach dem Ein­ führen in den Formhohlraum bis zu seiner Entnahme relativ zur Formeinrichtung stationär gehalten werden. Mittels der erfindungsgemäßen Verdrängungskörper können in dem in den Formhohlraum eingefüllten Formmaterial Hohlräume gebildet werden, welche das zum Einpressen der Obermuffe erforder­ liche Verdrängungsvolumen bereitstellen. Hierbei kann der wenigstens eine Verdrängungskörper erst dann aus dem Form­ hohlraum entnommen werden, wenn eine Befüllungseinrichtung zum Befüllen des Formhohlraums mit Formmaterial aus dem Be­ reich oberhalb der Formeinrichtung entfernt worden ist.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, in dem in den Form­ hohlraum eingefüllten Formmaterial Bereiche vermindert er Formmaterialdichte auszubilden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der wenigstens eine Verdrängungskör­ per aus dem Formhohlraum entnommen wird, bevor eine Befül­ lungseinrichtung zum Befüllen des Formhohlraums mit Form­ material aus dem Bereich oberhalb der Formeinrichtung ent­ fernt worden ist. Beim Zurückziehen der Befüllungseinrich­ tung werden dann die in dem verdichteten Formmaterial im Formhohlraum vorgesehenen Hohlräume mit nicht verdichtetem Formmaterial gefüllt, so daß sich ein Bereich verminderter Formmaterialdichte ergibt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den wenigstens einen Verdrängungskörper nach dem Einführen in den Formhohlraum relativ zur Formeinrichtung zu bewegen. Durch die von dem sich bewegenden Verdrängungs­ körper ausgehende Rührwirkung wird eine Verdichtung des ei­ gefüllten Formmaterials verhindert, so daß sich im Bereich des sich bewegenden Verdrängungskörpers wiederum ein Be­ reich verminderter Formmaterialdichte ergibt.

Grundsätzlich kann die Obermuffe bis zum Aushärten des Formteils auf diesem verbleiben. Die Obermuffe kann jedoch auch nach Beendigung des Einpreßvorgangs und vor dem voll­ ständigen Aushärten des Formteils wieder abgehoben werden.

Zur Herstellung von Formteilen mit reproduzierbarer Form­ teillänge wurde in der DE 40 29 480 A1 ferner ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem nach dem Befüllen des Formhohl­ raums mit Formmaterial und Verdichten des Formmaterials, beispielsweise durch Rütteln, durch Relativbewegung von Formmantel, Untermuffe und Formkern zwischen der an die Formeinrichtung angenäherten Obermuffe und beispielsweise dem Formkern eine Öffnung geschaffen wird, durch welche beim Einpressen der Obermuffe in den Formhohlraum über­ schüssiger Beton aus dem Formhohlraum austreten kann. Nach Erreichen der gewünschten Formteillänge wird diese Öffnung durch erneute Relativbewegung der Teile der Formeinrichtung wieder geschlossen. Auch dieses "Austrags-Verfahren" weist die von der Relativbewegbarkeit der Teile der Formeinrich­ tung herrührende Nachteile auf. Es stellt sich daher auch im Hinblick auf dieses Verfahren die vorstehend angegebene erfindungsgemäße Aufgabe.

Nach einem unabhängigen erfindungsgemäßen Gedanken wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Obermuffe mit wenigstens einer Öffnung eingesetzt wird, welche bei Drehung der Obermuffe in Umfangsrichtung des Formteils in einem Austragsdrehsinn Formmaterial aus dem Formhohlraum austrägt, während sie bei Drehung der Obermuffe in einem dem Austragsdrehsinn entge­ gengesetzten Glättungsdrehsinn das Formmaterial glättet. Die Öffnung kann hierbei auf der dem Formmaterial zugewand­ ten Seite der Obermuffe an ihrem bei Drehung im Glättungs­ drehsinn nachlaufenden Rand eine Glättungsfläche und an ih­ rem bei Drehung im Austragsdrehsinn nachlaufenden Rand eine Austragsfläche aufweisen.

Bei dem Verfahren gemäß diesem unabhängigen erfindungsgemä­ ßen Gedanken macht man sich die Tatsache zunutze, daß beim Einpressen der Obermuffe unter Drehung im Glättungsdrehsinn zumindest bis zum Erreichen des Soll-Einpreßdrucks das Formmaterial zwar über einen größeren Volumenbereich ver­ dichtet, aber nur im unmittelbaren Kontaktbereich zwischen Formmaterial und Obermuffe merklich komprimiert wird. In diesem Kontaktbereich führe die geringe Elastizität des Formmaterials, insbesondere Betons, dazu, daß trotz des ausgeübten Einpreßdrucks kein Formmaterial aus der Öffnung austritt, sondern dieses sich nur geringfügig in die Öff­ nung hineinwölbt, bevor es von der Glättungsfläche erfaßt wird. Bei Drehung im Austragsdrehsinn hingegen werden fort­ schreitend geringe Mengen Formmaterials von der Oberseite des Formteils abgeschabt und aus dem Formhohlraum ausgetra­ gen.

Das ausgetragene Formmaterial kann dem Formhohlraum beim nächsten Befüllungsvorgang wieder zugeführt werden. Zum Einsatz des Verfahrens gemäß dem unabhängigen erfindungs­ gemäßen Gedanken braucht bei einer bestehenden Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen lediglich die Obermuffe aus­ gewechselt zu werden.

Zur Herstellung von Formteilen kann bei dem Verfahren gemäß dem unabhängigen erfindungsgemäßen Gedanken beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: Nach Befüllen des Formhohl­ raums mit Formmaterial wird die Obermuffe unter Drehung im Glättungsdrehsinn in den Formhohlraum eingepreßt und dann gegebenenfalls die Obermuffe unter Drehung im Austragsdreh­ sinn weiter in den Formhohlraum eingepreßt. In letzterem Fall wird die Obermuffe erst nach erneuter Drehung im Glät­ tungsdrehsinn von dem Formteil abgehoben. Die Umkehr des Drehsinns der Obermuffe kann beispielsweise dadurch ausge­ löst werden, daß der Soll-Einpreßdruck der Obermuffe er­ reicht wird, bevor das Formteil die gewünschte Länge auf­ weist. Durch Umkehr des Drehungssinns kann dann das über­ schüssige Formmaterial aus dem Formhohlraum ausgetragen werden. Abschließend wird die Obermuffe zur Erzielung der gewünschten Oberflächenqualität des Formteils wieder im Glättungsdrehsinn gedreht.

Festzuhalten ist, daß eine Drehung der Obermuffe keinen zu­ sätzlichen, die Herstellung der Formteile verkomplizieren­ den Verfahrensschritt darstellt, da die Obermuffe auch bei herkömmlichen Verfahren zur Erzielung der gewünschten Ober­ flächenqualität des Formteils gedreht wird.

Festzuhalten ist ferner, daß die Verfahren gemäß den beiden unabhängigen Gedanken auch in Kombination miteinander ein­ gesetzt werden können. Bei einem derartig kombinierten Ver­ fahren kann beispielsweise auf die Überwachung der Prozeß­ parameter, Betonmischung, Korngröße, Wasserzementanteil und dergleichen verzichtet werden, das Verdrängungskörpervolu­ men über einen längeren Zeitraum, beispielsweise einen ge­ samten Fertigungstag konstant gehalten werden und die er­ forderliche Endeinstellung der Formteillänge durch Austrag geringer Formmaterialmengen vorgenommen werden. Das kombi­ nierte Verfahren hat demgemäß den Vorteil einfacher Prozeß­ steuerung, da der Einpreßdruck der Obermuffe ohnehin über­ wacht und gesteuert wird und darüber hinaus die ausgetra­ gene Formmaterialmenge gering gehalten wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus einem Formmaterial, wie Beton oder dergleichen Material, umfas­ send: eine einen Formhohlraum begrenzende Formeinrichtung mit einem Formkern, einem den Formkern umgebenden äußeren Formmantel und einer Untermuffe, eine an die Formeinrich­ tung annäherbare und von dieser entfernbare Obermuffe und eine Befüllungseinrichtung zum Befüllen des Formhohlraums mit Formmaterial.

Wie sich bereits aus der vorstehenden Diskussion ergibt, stellt sich auch bei einer derartigen Vorrichtung die er­ findungsgemäße Aufgabe. Diese Aufgabe wird bei einer Vor­ richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie wenigstens einen in den Formhohlraum einführbaren und aus diesem wieder entnehmbaren Verdrängungskörper umfaßt. Hin­ sichtlich der Vorteile dieser Vorrichtung sei auf die vor­ stehend dargelegte Diskussion des erfindungsgemäßen Verfah­ rens verwiesen.

In den abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen und be­ vorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben, bezüglich deren Vorteile auf die vorstehende Diskussion des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen wird.

Nach einem unabhängigen Gedanken wird diese Aufgabe bei ei­ ner Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Obermuffe wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß bei Drehung der Ober­ muffe in Umfangsrichtung des Formteils in einem Austrags­ drehsinn Formmaterial aus dem Formhohlraum ausgetragen wird, während bei Drehung der Obermuffe in einem dem Aus­ tragsdrehsinn entgegengesetzten Glättungsdrehsinn das Form­ material von der Obermuffe geglättet wird.

Hierbei kann die Öffnung auf der dem Formmaterial zugewand­ ten Seite der Obermuffe an ihrem bei Drehung im Glättungs­ drehsinn nachlaufenden Rand eine Glättungsfläche aufweisen, welche mit der Unterseite der Obermuffe einen stumpfen Win­ kel bildet. Ferner kann die Öffnung auf der dem Formmate­ rial zugewandten Seite der Obermuffe an ihrem bei Drehung im Austragsdrehsinn nachlaufenden Ende eine Austrags-Fläche aufweisen, welche mit der Unterseite der Obermuffe einen spitzen Winkel bildet. Somit kann durch einfache Ausgestal­ tung der Ränder der wenigstens einen Öffnung die gewünschte Funktion der Öffnung, nämlich Glätten oder Austragen, in Abhängigkeit vom Drehsinn der Obermuffe erzielt werden.

Bevorzugt ist die Öffnung länglich ausgebildet, wobei sie beispielsweise in Radialrichtung der Obermuffe verlaufen kann. Bevorzugt ist es jedoch, daß die Öffnung unter einem Winkel zur Radialrichtung verläuft, hierdurch kann infolge der größeren Angriffsfläche am Formteil ein schonenderer Abtrag von Formmaterial sowie ein sanfteres Glätten des Formmaterials erzielt werden.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung einen Nachrüstbausatz zum Nachrüsten einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Verdrängungskörper bzw. zum Nachrü­ sten mit einer erfindungsgemäßen Obermuffe.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Im einzelnen stellen dar:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der mit Beton ge­ füllten Formeinrichtung zur Erläuterung verschie­ dener Möglichkeiten der Einführung von Verdrän­ gungskörpern in den Formhohlraum;

Fig. 3, 4 und 5 Teilschnittansichten weiterer Ausfüh­ rungsmöglichkeiten von Verdrängungskörpern in ei­ ner Ansicht entsprechend dem in Fig. 2 mit der Linie III-III angedeuteten Schnitt;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform von Verdrängungskörpern;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 einer Formeinrichtung mit vollständig eingepreßter Obermuffe;

Fig. 8 und 9 zwei geschnittene Teilansichten zur Erläu­ terung weiterer Möglichkeiten der Einführung von Verdrängungskörpern in den Formhohlraum;

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 zur Erläuterung der Ausbildung von Hohlräumen bzw. von Bereichen geringer Formmaterialdichte in dem in den Form­ hohlraum eingefüllten Formmaterial;

Fig. 11 eine geschnittene Teilseitenansicht einer Vorrich­ tung gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfin­ dung, bei welcher die Obermuffe Öffnungen auf­ weist;

Fig. 12 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils P in Fig. 11 auf die Obermuffe der Vorrichtung gemäß Fig. 11;

Fig. 13a und 13b zwei Detailansichten zur Erläuterung der Ausbildung der Öffnung der Obermuffe, sowie deren Austragsfunktion (Fig. 13a) und deren Glät­ tungsfunktion (Fig. 13b); und

Fig. 14 eine geschnittene Seitenansicht ähnlich Fig. 2 zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform einer Formeinrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Be­ tonformteilen 12 dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine in einem Fabrikhallenboden 14 versenkte Formeinrichtung 16 auf, die einen Formmantel 18, einen Formkern 20 und eine Untermuffe 22 umfaßt. Der Formmantel 18, der Formkern 20 und die Untermuffe 22 legen zusammen einen Formhohlraum 24 fest. Eine Obermuffe 26 kann mittels einer Hubeinrichtung 28 zwischen einer in Fig. 1 dargestellten angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung (siehe beispiels­ weise Fig. 7) in einer zur Achse A der Formeinrichtung 16 im wesentlichen parallel verlaufenden Richtung bewegt wer­ den (siehe Doppelpfeil B in Fig. 1). Die Untermuffe 22 kann durch eine Hubeinrichtung 30 in einer zur Achse A der Formeinrichtung 16 im wesentlichen parallel verlaufenden und in Fig. 1 durch den Doppelpfeil C angedeuteten Rich­ tung höhenverstellt werden. Schließlich sind auch der Form­ mantel 18 und der Formkern 20 im wesentlichen parallel zur Achse A mittels in Fig. 1 nicht dargestellter Hubeinrich­ tungen höhenverstellbar ausgebildet, wie durch die Doppel­ pfeile D und E angedeutet ist. Somit können der Formmantel 18, der Formkern 20 und die Untermuffe 22 grundsätzlich un­ abhängig voneinander höhenverstellt werden.

In Fig. 1 erkennt man ferner eine Beschickungseinrichtung 32, beispielsweise ein Förderband, zum Zuführen von Beton 34 zum Formhohlraum 24, eine Verteilereinrichtung 36 zum gleichmäßigen Verteilen des von der Beschickungseinrichtung zugeführten Betons, sowie einen schematisch dargestellten Roboter 38 zum Einführen und Entnehmen von Verdrängungskör­ pern 40 in den Formhohlraum 24 und aus diesem heraus. Die Beschickungseinrichtung 32 und die Verteilereinrichtung 36 bilden zusammen die Befüllungseinrichtung.

Bevor an Hand der Fig. 2 bis 9 verschiedene Möglichkei­ ten der Ausbildung des bzw. der Verdrängungskörper 40 dis­ kutiert werden, soll im folgenden an Hand von Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Einsatz der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung 10 am Beispiel der Herstellung von Beton­ rohren 12 erläutert werden:
Der Fertigungsprozeß beginnt damit, daß man die Hubeinrich­ tung 30 für die Untermuffe nach oben bis auf die Höhe des Fabrikhallenbodens 14 hochfährt und auf diese Hubeinrich­ tung 30 eine Untermuffe 22 mit der dem unteren Ende 12a der zu fertigenden Betonrohre 12 entsprechenden Gestalt auf­ bringt. Dann fährt man die Hubeinrichtung 30 zusammen mit der Untermuffe 22 wieder in Fig. 1 nach unten, und zwar bis in eine der Länge L (vergleiche Fig. 7) des zu ferti­ genden Betonrohrs 12 entsprechende Position. Diese Stellung ist in Fig. 1 dargestellt.

Nun werden der Formmantel, die Hubeinrichtung 30 für die Untermuffe 22 und der Formkern starr miteinander verbunden, wie dies in Fig. 1 durch den Riegel 42 schematisch darge­ stellt ist. Nun bringt der Roboter 38 die Verdrängungskör­ per 44 in den oberen Bereich 24a des Formhohlraums 24 ein, und anschließend werden die Beschickungseinrichtung 32 und die Verteilereinrichtung 36 im wesentlichen parallel zum Fabrikhallenboden 14 längs des Pfeils F in Fig. 1 von links über die Formeinrichtung 16 in die in Fig. 1 darge­ stellte Stellung gebracht.

Nun wird der Formhohlraum 24 mittels der Beschickungsein­ richtung 32 mit Beton 34 befüllt, wobei die Verteilerein­ richtung 36 für eine gleichmäßige Verteilung des Betons im Formhohlraum 24 sorgt. Die Verteilereinrichtung 36 weist hierzu ein Verteilerkreuz 46 auf, welches mittels eines Motors 48 um eine zur Achse A der Formeinrichtung 16 im wesentlichen parallel verlaufende Achse gedreht wird, wie dies in Fig. 1 mittels des Pfeils R angedeutet ist. Eine vorzugsweise im Formkern 20 angeordnete Rütteleinrichtung 50 versetzt die gesamte Formeinrichtung 16 in Vibration und sorgt dafür, daß sich der Beton 34 im Formhohlraum 24 setzt und verdichtet.

Ist der gesamte Formhohlraum 24 mit Beton 34 gefüllt, so werden die Beschickungseinrichtung 32 und die Verteilerein­ richtung 36 in Richtung des Pfeils F in Fig. 1 nach links zurückgefahren, wobei eine Gummischürze 36a, die am Vertei­ lerkasten 36b der Verteilereinrichtung 36 befestigt ist, den in den Formhohlraum eingefüllten Beton bündig mit der Oberseite des Formmantels 18 abstreift. Nun entnimmt der Roboter 38 die Verdrängungskörper 40 aus dem Formhohlraum 24.

Anschließend bewegt die Hubeinrichtung 28 die Obermuffe 26 in Fig. 1 nach unten (untere Pfeil spitze des Doppelpfeils B) und preßt die Obermuffe 26 in den Beton im Formhohlraum 24 ein, wodurch das obere Ende 12b des Formteils 12, auch Spitzende genannt, ausgebildet wird.

Das Volumen der Verdrängungskörper 40 wird gemäß dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von Prozeßparame­ tern, wie Betonmischung, Korngröße, Wasserzementanteil und dergleichen, derart gewählt, daß sich bestenfalls exakt bei Erreichen der Soll-Länge L (siehe Fig. 7) des Betonform­ teils 12 ein Soll-Einpreßdruck der Hubeinrichtung 28 ein­ stellt. Da Unterlängen der Betonrohre 12, d. h. unterhalb dieser Soll-Länge L liegende Endfertigungslängen der Beton­ rohre, keinesfalls zu tolerieren sind, wird man üblicher­ weise das Volumen der Verdrängungskörper 40 etwas kleiner bemessen, als es dieser Soll-Länge L entsprechen würde. Da­ durch wird beim Einpressen der Obermuffe 26 in den Formhohl­ raum 24 der Soll-Druck der Hubeinrichtung 28 kurz vor Er­ reichen der Soll-Länge L erhalten. Durch geringfügiges Er­ höhen des Drucks der Hubeinrichtung 28 und weiteres Ver­ dichten, beispielsweise unter Zuhilfenahme der Rüttelein­ richtung 50, wird der in den Formhohlraum 24 eingefüllte Beton 34 dann weiter verdichtet, bis sich die gewünschte Soll-Länge L einstellt.

Die Hubeinrichtung 28 wird dann zusammen mit der Obermuffe 26 wieder nach oben (obere Pfeilspitze des Doppelpfeils B in Fig. 1) aus dem Formhohlraum 24 herausgefahren, die Un­ termuffe 22 samt dem auf ihr ruhenden Betonformteil 12 nach Lösen der Verriegelung 42 nach oben aus der Formeinrichtung 16 ausgefahren und schließlich das Betonformteil 12 samt Untermuffe 22 von einer nicht dargestellten Transportein­ richtung, beispielsweise einem Gabelstapler, zu einem La­ gerplatz gefahren, wo es bis zum vollständigen Aushärten verbleibt.

Festzuhalten ist, daß auch die Obermuffe 26 von der Hubein­ richtung 28 gelöst und wie die Untermuffe 22 bis zum voll­ ständigen Aushärten des Betonformteils 12 an diesem ver­ bleiben kann. Hinsichtlich der Verdrängungskörper 40 sei an dieser Stelle festgehalten, daß sie anstatt mittels des Ro­ boters 38 auch von einer Bedienungsperson von Hand in den Formhohlraum 24 eingeführt und aus diesem entnommen werden können.

Das Einführen/Entnehmen der Verdrängungskörper 40 von Hand bzw. mittels des Roboters 38 hat den Vorteil, daß bereits bestehende herkömmliche Fertigungsanlagen in einfacher Weise mit Hilfe eines Nachrüstbausatzes zu einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung nachgerüstet werden können. Dieser Nachrüstbausatz umfaßt im einfachsten Fall lediglich die Verdrängungskörper 40 sowie deren Halterungsmittel an der Formeinrichtung 16, er kann jedoch zusätzlich auch den Ro­ boter 38 umfassen. Weitere Beispiele für den Lieferumfang eines derartigen Nachrüstsatzes ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfin­ dungsgemäßen Verdrängungskörper 40.

In Fig. 2 sind verschiedene Möglichkeiten der Zuführung von Verdrängungskörpern in den Formhohlraum 24 dargestellt. So kann der Verdrängungskörper 40A von dem offenen Formrau­ mende der Formeinrichtung 16 her in den Formhohlraum 24 eingeführt und aus diesem wieder entnommen werden (Doppel­ pfeil G), kann der Verdrängungskörper 40B vom Formkern 20 her in den Formhohlraum 24 eingeführt und wieder aus diesem entnommen werden (Doppelpfeil H) und kann der Verdrängungs­ körper 40C vom Formmantel 18 her in den Formhohlraum 24 eingeführt und wieder aus diesem entnommen werden (Doppel­ pfeil J). Zur Vermeidung von Verschiebungen des Betons 34 im Formhohlraum 24 beim Einpressen der Obermuffe 26 ist es bevorzugt, die Verdrängungskörper im Bereich des oberen Formraumendes 24a vorzusehen, wie dies in Fig. 2 für die Verdrängungskörper 40A, 40B und 40C dargestellt ist.

In den Fig. 3 bis 5 sind grobschematisch, d. h. ohne Dar­ stellung der Halterungsmittel für die Verdrängungskörper oder der Kraftgeräte zu deren Einführung bzw. Entnahme ver­ schiedene Ausführungsmöglichkeiten von Verdrängungskörpern dargestellt, die alle unabhängig voneinander und auch in Kombination miteinander bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Betonformteilen eingesetzt werden kön­ nen.

In Fig. 3 ist ein ringförmiger Verdrängungskörper 140 in den Formhohlraum 24 eingeführt, der auf seinem gesamten Um­ fang einen konstanten Querschnitt aufweist. Der ringförmige Verdrängungskörper 140 eignet sich insbesondere zur Zufüh­ rung vom offenen Ende der Formeinrichtung 16 her, wie dies an Hand von Fig. 2 für den Verdrängungskörper 40a be­ schrieben worden ist.

In Fig. 4 ist ein Verdrängungskörper 240 dargestellt, der in Umfangsrichtung durchgehend, jedoch mit variierendem Querschnitt ausgebildet ist. So weist der Verdrängungskör­ per 240 gemäß Fig. 4 Abschnitte 240a größeren Querschnitts und Abschnitte 240b und 240c geringeren Querschnitts auf. Eine nach radial innen offene Ausnehmung 240d, die von den Abschnitten 240a größeren Querschnitts und dem Abschnitt 240b geringeren Querschnitts gebildet wird, dient zur Auf­ nahme beispielsweise von Steigeisen oder in den Formhohl­ raum 24 eingebrachten Bewehrungselementen 52, beispiels­ weise aus Baustahl. In analoger Weise dient eine nach ra­ dial außen offene Ausnehmung 240e, die von den Abschnitten 240a größeren Querschnitts und dem Abschnitt 240c geringe­ ren Querschnitts gebildet wird, zur Aufnahme beispielsweise von Transportankern 53. Diese Transportanker 53 werden relativ zur Formeinrichtung mittels Haltevorrichtungen 55 festgelegt, welche spätestens beim Entschalen von den Transportankern 53 abgenommen werden. Auch der Verdrän­ gungskörper 240 gemäß Fig. 4 eignet sich insbesondere zur Einbringung vom offenen Ende des Formhohlraums 24 her, d. h. entsprechend dem Verdrängungskörper 40A gemäß Fig. 2.

In Fig. 5 ist eine Mehrzahl von Verdrängungskörpern 340 dargestellt, welche miteinander nicht zusammenhängend aus­ gebildet sind. Auch die Verdrängungskörper 340 ermöglichen das Vorsehen von Bewehrungselementen 52 im Formhohlraum 24. Die Verdrängungskörper 340 eignen sich zur Zuführung vom offenen Ende des Formhohlraums 24 her (entsprechend dem Verdrängungskörper 40A gemäß Fig. 2), vom Formkern 20 her (entsprechend Verdrängungskörper 40B gemäß Fig. 2) und vom Formmantel 18 her (entsprechend Verdrängungskörper 40C ge­ mäß Fig. 2).

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist der vorzugsweise ringförmig ausgebildete und vom offenen Ende der Formeinrichtung 16 her zugeführte Verdrängungskörper 440 an seiner dem Formkern 20 zugewandten Begrenzungsfläche 440a eine der Innenumfangsfläche 26a der Obermuffe 26 ent­ sprechende Ausbildung auf. Mit Hilfe dieses Verdrängungs­ körpers 440 wird der in den Formhohlraum 24 eingefüllte und mittels der Rütteleinrichtung 50 verdichtete Beton 34 der Gestalt der Obermuffe 26 entsprechend vorgeformt, was zur Minimierung der Verschiebung des Betons 34 im Formhohlraum 24 beim Einpressen der Obermuffe 26 beiträgt.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Betonformteilen 12 darge­ stellt, bei welcher ein ringförmiger Verdrängungskörper 540 am Verteilerkasten 36b der Verteilereinrichtung 36 angeord­ net ist. Kraftgeräte 54, von denen in Fig. 8 lediglich ei­ nes dargestellt ist, sind mittels Halterungsplatten 54a am Verteilerkasten 36b befestigt. Stellglieder 54b der Kraft­ geräte 54, bspw. Kolbenstangen 54b eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 54, sind am oberen Ende des Verdrän­ gungskörpers 540 angelenkt. Die Kraftgeräte 54 sind mit einer Steuereinrichtung 56 verbunden, welcher über ihre Eingänge 56a, 56b und 56c von nicht dargestellten Sensoren Momentanwerte der Prozeßparameter, beispielsweise Betonmi­ schung, Korngröße, Wasserzementanteil und dergleichen, zu­ geführt werden. In Abhängigkeit von diesen Parametern be­ stimmt die Steuereinrichtung 56 das im Formhohlraum 24 zu verdrängende Volumen zur Erzielung der gewünschten Länge L des Betonformteils 12 (siehe Fig. 7). Die Steuereinheit 56 gibt ein dem zu verdrängenden Volumen entsprechendes Signal an die Kraftgeräte 54 aus, welche dann mit Hilfe ihrer Stellglieder 54b den Verdrängungskörper 540 so weit in Richtung des Pfeils M in den Formhohlraum 24 hineinfahren, bis das von der Steuereinrichtung 56 bestimmte zu verdrän­ gende Volumen in dem Formhohlraum 24 verdrängt worden ist. Die übrigen Teile der Vorrichtung sowie die übrigen Schrit­ te des Herstellungsverfahrens entsprechen jenen der vorste­ hend beschriebenen Ausführungsformen, auf deren Beschrei­ bung hiermit Bezug genommen wird.

Festzuhalten ist, daß jede beliebige Art von Kraftgerät eingesetzt werden kann, beispielsweise hydraulisch, pneuma­ tisch, elektrisch bzw. elektromotorisch, mechanisch oder auch auf sonstige Art und Weise betätigte Kraftgeräte. Festzuhalten ist ferner, daß die der Steuereinrichtung 56 über ihre Eingänge 56a, 56b und 56c zugeführten Parameter­ werte, der Steuereinrichtung 56 auch von einer Bedienungs­ person von Hand, beispielsweise über eine Tastatur, einge­ geben werden können. Schließlich kann die Variation des verdrängten Volumens auch mittels Verdrängungskörpern vari­ ablen Volumens erzielt werden. Dies können beispielsweise aufblasbare, insbesondere nach Art von Fußballblasen oder dergleichen radial aufblasbare, Verdrängungskörper sein, denen von einem von der Steuereinrichtung gesteuerten Kom­ pressor Druckluft zugeführt wird.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform eignet sich ebenfalls zur Nachrüstung, da der aus Kraftgerät(en) 54, Verdrängungskörper 540 und gegebenenfalls Steuereinrichtung 56 bestehende Nachrüstsatz in einfacher Weise am Verteiler­ kasten 36b der Verteilereinrichtung 36 angebracht werden kann.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Betonformteilen dargestellt, bei welcher der Verdrängungskörper 640 fest am Verteilerkreuz 146 der Verteilereinrichtung 36 angeordnet ist. Der bzw. die Verdrängungskörper 640 wird bzw. werden während des Befüllungsvorgangs des Formhohlraums 24 mit Be­ ton 34 fortwährend mit dem Verteilerkreuz 146 im Formhohl­ raum 24 bewegt. Die Verdrängungskörper 640 haben daher die Wirkung eines Rührwerks, das durch seine Rührfunktion ver­ hindert, daß sich der eingefüllte Beton 34 im oberen Be­ reich 24a des Formhohlraums 24 verdichten kann. Bei Einsatz der sich im Formhohlraum 24 stetig bewegenden Verdrängungs­ körper 640 ergibt sich somit in dem der Rührfunktion unter­ worfenen Teil des Betons ein Bereich geringerer Betondich­ te, der erst bei Einpressen der Obermuffe 26 in den Form­ hohlraum 24 verdichtet wird. Dieser Bereich geringerer Be­ tondichte stellt das zum Einpressen der Obermuffe 26 in den Formhohlraum 24 erforderliche Volumen bereit. Um die Ver­ teilereinrichtung 36 in Richtung der Pfeile F, F′ (siehe Fig. 1) bewegen zu können, ist bei der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 9 das Verteilerkreuz 146 im wesentlichen parallel zur Achse A des Formkerns 20 in Richtung des Doppelpfeils N höhenverstellbar ausgebildet.

An Hand von Fig. 10 soll eine weitere Möglichkeit disku­ tiert werden, wie im oberen Bereich 24a des Formhohlraums 24 ein Bereich 58 geringer Betondichte ausgebildet werden kann.

Ist beispielsweise der Verdrängungskörper 40A gemäß Fig. 2 nach oben aus dem Formhohlraum 24 herausgezogen worden, so verbleibt an seiner Stelle in dem Beton 34 ein Hohlraum 60. Ist der Verdrängungskörper 40A (siehe Fig. 2) beispiels­ weise an der Verteilereinrichtung 36 befestigt, wie dies vorstehend an Hand des Verdrängungskörpers 540 gemäß Fig. 8 beschrieben worden ist, so wird beim Zurückziehen der Verteilereinrichtung 36 in Richtung des Pfeils Q (entspre­ chend dem Pfeil F′ gemäß Fig. 1) Beton 34 mittels der Gum­ mischürze 36a der Verteilereinrichtung 36 in diesen Hohl­ raum 36 eingefüllt. Da dieser zuletzt eingefüllte Beton nicht verdichtet ist, bildet der mit diesem Beton befüllte Hohlraum 60 den Bereich 58 geringer Betondichte.

Im folgenden wird an Hand der Fig. 11 bis 13 ein weite­ res erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Beton­ formteilen 12 erläutert, mit welchem sich gewünschte Längen der Betonformteile 12 präzise ausbilden lassen.

Gemäß diesem Verfahren wird eine Obermuffe 726 eingesetzt, welche wenigstens eine Öffnung 762 aufweist, die es ermög­ licht, den in den Formhohlraum 24 eingefüllten Beton 34 wahlweise zu glätten bzw. geringe Mengen dieses Betons aus dem Formhohlraum auszutragen. Zur Erzielung dieses Effekts ist die Öffnung, wie in Fig. 13a und 13b dargestellt, zur Oberfläche 34a des Betons 34 schräg durch die Obermuffe 726 verlaufend ausgebildet. Die Öffnung 762 weist insbeson­ dere eine Austragsfläche 764 auf, welche mit der Unterseite 726b der Obermuffe 726 einen spitzen Winkel α bildet, sowie eine Glättungsfläche 766, welche mit der Unterseite 726b der Obermuffe 726 einen stumpfen Winkel β bildet. Bei Dre­ hung der Obermuffe 726 in einem in Fig. 13a durch den Pfeil X dargestellten Austragsdrehsinn greift die von der Austragsfläche 764 und der Unterseite 726b der Obermuffe 726 gebildete Spitze 768 nach Art einer Rasierklinke in den Beton 34 ein und trägt geringe Mengen dieses Betons durch die Öffnung 762 nach oben aus, wie dies in Fig. 13a darge­ stellt ist.

Wird die Obermuffe 726 hingegen in dem in Fig. 13b durch den Pfeil Y dargestellten Glättungsdrehsinn gedreht, so wird die Oberfläche 34a des Betons 34 durch die Glättungs­ fläche 766 nach Art einer Maurerkelle geglättet. Aufgrund der geringen Elastizität des eingefüllten Betons 34 tritt hierbei zumindest bis zum Erreichen des Soll-Drucks der Hubeinrichtung 28 (siehe Fig. 1) kein Beton durch die Öff­ nung 762 nach oben aus. Vielmehr wird der eingefüllte Beton im Formhohlraum 24 von der Obermuffe 726 weiter verdichtet. Aufgrund des von der Obermuffe 726 auf die Betonoberfläche 34a ausgeübten Drucks kann es lediglich hinter der Spitze 768 zu einer geringfügigen Aufwölbung des Betons 34 kommen, wie dies in Fig. 13b mit gestrichelter Linie 34b angedeu­ tet ist.

Die Öffnungen 762 sind vorzugsweise länglich ausgebildet und können, wie in Fig. 12 dargestellt ist, in Radialrich­ tung der Obermuffe 726 verlaufen (siehe Öffnung 762a) oder zu dieser Radialrichtung einen Winkel δ einnehmen (siehe Öffnung 762b). Der "schräge" Verlauf der Öffnung 762b hat aufgrund der größeren Angriffsfläche der Öffnung auf der Oberfläche 34a des Betons 34 den Vorteil schonenderen Ab­ trags des Betons.

Bei der Fertigung von Betonformteilen 12 unter Verwendung einer Obermuffe 726 mit Öffnungen 763 wird wie folgt vorge­ gangen:
Nach Befüllen des Formhohlraums 24 mit Beton 34 wird die Obermuffe 726 unter Drehung im Glättungsdrehsinn Y von der Hubeinrichtung 28 (siehe Fig. 1) in den Formhohlraum 24 eingepreßt und verdichtet hierbei den Beton 34. Wird der Soll-Druck der Hubeinrichtung 28 erreicht, bevor das Beton­ formteil 12 die gewünschte Länge L (siehe Fig. 7) erreicht hat, so wird der Drehsinn der Obermuffe 726 umgekehrt und die Obermuffe 726 wird unter weiterer Druckausübung mittels der Hubeinrichtung 28 unter Drehung im Austragsdrehsinn X weiter in den Formhohlraum 24 eingepreßt. Hierbei wird so lange Beton 34 durch die Öffnungen 762 aus dem Formhohlraum 24 ausgetragen, bis sich die gewünschte Länge L des Beton­ formteils 12 eingestellt hat. Hierauf wird der Drehsinn der Obermuffe 726 erneut umgekehrt und die Betonoberfläche 34a unter Drehung im Glättungsdrehsinn Y endgeglättet. Ist die­ ser abschließende, der Erzielung der gewünschten Endquali­ tät des Betonformteils 12 dienende Glättungsvorgang abge­ schlossen, so kann die Obermuffe 726 mittels der Hubein­ richtung 28 von dem fertigen Betonformteil 12 abgehoben werden. Der ausgetragene Beton 34 wird bei der Fertigung des nächsten Betonformteils 12 wieder in den Formhohlraum 24 eingeführt und trägt somit nicht zur Verschmutzung der Fertigungsanlage bei.

Festzuhalten ist, daß auch eine Kombination der beiden er­ findungsgemäßen Verfahren mit Vorteil eingesetzt werden kann. Durch die Möglichkeit des Materialaustrags kann näm­ lich auf eine kontinuierliche Überwachung der Prozeßparame­ ter verzichtet werden und über einen längeren Zeitraum, beispielsweise einem Tag oder mehr, mit festem Verdrän­ gungskörpervolumen gearbeitet werden. Wird aufgrund eines im Hinblick auf die gewünschte Formteillänge L sicherheits­ halber zu gering gewählten Verdrängungskörpervolumens der Soll-Druck der Hubeinrichtung 28 erreicht, deutlich bevor man die gewünschte Formteillänge L erhalten hat, so braucht nicht für relativ lange Zeit ein erhöhter Druck ausgeübt zu werden, sondern es wird einfach die überschüssige Beton­ menge mittels der Austragsfläche 764 der Öffnungen 762 der Obermuffe 726 aus dem Formhohlraum 24 entnommen. Dies führt zu beträchtlicher Zeitersparnis bei der Fertigung der Be­ tonformteile bei gleichzeitig geringstem technischem Auf­ wand.

Nachzutragen ist noch, daß die mit Öffnung 762 versehene Obermuffe 726 ebenfalls in Form eines Nachrüstbausatzes be­ reitgestellt werden kann, mit dessen Hilfe eine bereits be­ stehende Anlage in eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Betonformteilen nachgerüstet werden kann.

Die Öffnungen 762 sind vorzugsweise zwischen 20 mm und 80 mm, vorzugsweise etwa 50 mm, breit und weisen auf halber Länge einen Winkel δ von etwa 15° bis 45°, vorzugsweise etwa 30°, zur Radialrichtung auf.

In Fig. 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formeinrichtung dargestellt, wobei entsprechende Teile mit analogen Bezugszeichen versehen sind wie in den Fig. 1 und 2, jedoch vermehrt um die Zahl 800.

Die Formeinrichtung 816 unterscheidet sich von der Formeinrichtung 16 beispielsweise gemäß Fig. 2 dadurch, daß der Formmantel 818 mit seinem unteren Ende 818a auf der Untermuffe 822 aufsteht. Der Formmantel 818 kann mittels einer (nicht dargestellten) Hubeinrichtung gegen die Unter­ muffe 822 gepreßt werden, um so eine starre Verbindung der Bestandteile der Formeinrichtung 816 zu sicherzustellen. Somit ist gewährleistet, daß die von einer im Formkern 820 angeordneten Rütteleinrichtung 850 ausgehenden Vibrationen vom Formkern 820 über die Untermuffe 822 auch auf den Form­ mantel 818 übertragen werden und so für eine gleichmäßige Verdichtung des in den Formhohlraum 824 eingefüllten Betons 834 sorgen. In Fig. 14 ist ferner die Hubeinrichtung 830 für die Untermuffe 820 dargestellt.

Bei Einsatz der in Fig. 14 dargestellten Formeinrichtung 816 wird beim Entschalen des fertigen Betonformteils 812 nach Abheben der Obermuffe 826 der Formmantel 818 nach oben von dem Formteil 812 abgezogen, bevor dieses zum Abtrans­ port von der Hubeinrichtung 830 auf die Höhe des Fabrika­ tionshallenbodens angehoben wird. Der Formmantel 818 ist zur Erleichterung des Abziehens leicht konisch ausgebildet, wobei er sich nach oben hin leicht verjüngt.

Bezüglich der Beschreibung weiterer Einzelheiten der Form­ einrichtung 816 sowie deren Einsatz bei dem erfindungsge­ mäßen Verfahren sei auf die vorstehende gegebene Beschrei­ bung der Fig. 1 bis 13b verwiesen.

Claims (51)

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen (12) aus einem Formmaterial (34), wie Beton oder dergleichen Material, unter Verwendung einer Formeinrichtung (16) mit einem Formkern (20), einem den Formkern (20) umgebenden äuße­ ren Formmantel (18) und einer Untermuffe (22), sowie unter Verwendung einer Obermuffe (26), das Verfahren umfassend die Schritte:

• a) Befüllen eines von der Formeinrichtung (16) begrenz­ ten Formhohlraums (24) mit Formmaterial (34),
• b) Einpressen der Obermuffe (26) in das eingefüllte Formmaterial (34),
• c) Entschalen des Formteils (12), und
• d) Aushärten des Formteils (12), dadurch gekennzeichnet, daß spätestens nach Befüllen des Formhohlraums (24) wenigstens ein Verdrängungskör­ per (40) in den Formhohlraum (24) eingeführt wird und dieser Verdrängungskörper (40) vor dem Einpressen der Obermuffe (26) wieder aus dem Formhohlraum (24) entnom­ men wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (40A) von dem offenen Ende (24a) des Formhohlraums (24) her in diesen einge­ führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (40C) von dem Formmantel (18) her in den Formhohlraum (24) einge­ führt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (40B) von dem Formkern (20) her in den Formhohlraum (24) eingeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. alle Verdrängungskörper (40A, 40C) im Bereich des offenen Endes (24a) des Form­ hohlraums (24) angeordnet wird bzw. werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungs­ körper (540) mittels eines pneumatisch oder/und hydrau­ lisch oder/und elektromotorisch oder/und mechanisch be­ tätigbaren Kraftgeräts (54) in den Formhohlraum (24) eingeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (40) mittels ei­ nes Einlege-Roboters (38) in den Formhohlraum (24) ein­ geführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß eine zum Einführen des wenigstens einen Ver­ drängungskörpers (540; 640) vorgesehene Einführeinrich­ tung (54; 146) als Teil einer Befüllungseinrichtung (32/36) zum Befüllen des Formhohlraums (24) mit Form­ material (34) ausgebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (440) mit einer an eine gewünschte Ausbildung des Form­ teils (12) angepaßten Gestalt verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von nicht miteinander zusammenhängend ausgebildeten Verdrängungskörpern (340) eingesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Verdrängungskörper (140) verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdrängungskörper (240) mit in Umfangsrichtung variierendem Querschnitt (240a, 240b) verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (56) aus ihr zugeführten Betriebsparameter-Informationen den Wert des in dem Formhohlraum (24) einzubringenden Volumens an Verdrängungskörpern (540) bestimmt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Formhohlraum (24) von einem Verdrängungskörper (540) verdrängtes Volumen durch Änderung der Einführtiefe des Verdrängungskörpers (540) in den Formhohlraum (24) variiert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Formhohlraum von einem Verdrängungskörper verdrängtes Volumen durch Änderung des Volumen des Verdrängungskörper variiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial expandierbarer, insbesondere aufblasbarer, Verdrängungskörper verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Formeinrichtung (24) eingefüllte Formmaterial (34) mittels einer Rüttelein­ richtung (50) verdichtet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungs­ körper (40) nach dem Einführen in den Formhohlraum (24) bis zu seiner Entnahme relativ zur Formeinrichtung (16) stationär gehalten wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in den Formhohlraum (24) eingefüllten Formmaterial (34) Hohlräume (60) gebildet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (40) erst dann aus dem Formhohlraum (24) entnommen wird, wenn eine Be­ füllungseinrichtung (32/36) zum Befüllen des Formhohl­ raums (24) mit Formmaterial (34) aus dem Bereich ober­ halb der Formeinrichtung (16) entfernt worden ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in den Formhohlraum (24) eingefüllten Formmaterial (34) Bereiche (58) verminder­ ter Formmaterialdichte gebildet werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (40) aus dem Formhohlraum (24) entnommen wird, bevor eine Befül­ lungseinrichtung (32/36) zum Befüllen des Formhohlraums (24) mit Formmaterial (34) aus dem Bereich oberhalb der Formeinrichtung (16) entfernt worden ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (640) nach dem Einführen in den Formhohlraum (24) rela­ tiv zur Formeinrichtung (16) bewegt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Obermuffe (26) bis zum Aushär­ ten des Formteils (12) auf diesem verbleibt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Obermuffe (26) nach Beendigung des Einpreßvorgangs und vor dem vollständigen Aushärten des Formteils (12) wieder abgehoben wird.

26. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ge­ gebenenfalls dem Kennzeichen eines der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Obermuffe (726) mit wenigstens einer Öffnung (762) eingesetzt wird, welche bei Drehung der Obermuffe (726) in Umfangsrich­ tung des Formteils (12) in einem Austragsdrehsinn (X) Formmaterial (34) aus dem Formhohlraum (24) austrägt, während sie bei Drehung der Obermuffe (26) in einem dem Austragsdrehsinn (X) entgegengesetzten Glättungsdreh­ sinn (Y) das Formmaterial (34) glättet.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Obermuffe (726) unter Drehung im Glättungsdrehsinn (Y) in den Formhohlraum (24) eingepreßt wird und, daß gegebenenfalls die Obermuffe (726) unter Drehung im Austragsdrehsinn (X) weiter in den Formhohlraum (24) eingepreßt wird, wobei die Obermuffe (726) in diesem Fall erst nach erneuter Drehung im Glättungsdrehsinn (Y) von dem Formteil (12) abgehoben wird.

28. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus einem Formmaterial (34), wie Beton oder dergleichen Material, umfassend:

• - eine einen Formhohlraum (24) begrenzende Formein­ richtung (16) mit einem Formkern (20), einem den Form­ kern (20) umgebenden äußeren Formmantel (18) und einer Untermuffe (22),
• - eine an die Formeinrichtung (16) annäherbare und von dieser entfernbare Obermuffe (26), und
• - eine Befüllungseinrichtung zum Befüllen des Form­ hohlraums (24) mit Formmaterial (34), dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner wenigstens einen in den Formhohlraum (24) einführbaren und aus diesem wieder entnehmbaren Verdrängungskörper (40) umfaßt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (40) nach dem Einführen in den Formhohlraum (24) relativ zur Formeinrichtung (16) stationär angeordnet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungskörper (640) nach dem Einführen in den Formhohlraum (24) relativ zur Formeinrichtung (16) beweglich angeordnet ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein von dem offenen Ende (24a) des Formhohlraums (24) her einführbarer Verdrän­ gungskörper (40A) vorgesehen ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein von dem Formmantel (18) her einführbarer Verdrängungskörper (40C) vorgese­ hen ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein von dem Formkern (20) her einführbarer Verdrängungskörper (40B) vorgese­ hen ist.

34. Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. alle Verdrängungskörper (40) im Bereich des offenen Endes (24a) des Formhohl­ raums (24) angeordnet ist bzw. sind.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einführen des wenigstens einen Verdrängungskörpers (540) ein pneumatisch oder/und hydraulisch oder/und elektromotorisch oder/und mecha­ nisch betätigbares Kraftgerät (54) vorgesehen ist.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einführen des wenigstens einen Verdrängungskörpers (40) ein Einlege-Roboter (38) vor­ gesehen ist.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Einführen des wenigstens einen Verdrängungskörpers (540; 640) vorgesehene Ein­ führeinrichtung (54; 146) Teil der Befüllungseinrich­ tung (32/36) ist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (640) an einem Verteiler­ kreuz (146) der Befüllungseinrichtung (32/36) angeord­ net ist.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Verdrängungs­ körper (440) eine an eine gewünschte Ausbildung des Formteils (12) angepaßte Gestalt aufweist.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz einer Mehrzahl von Ver­ drängungskörpern (340) diese nicht miteinander zusam­ menhängend ausgebildet sind.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (140) ringförmig ausgebildet ist.

42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (240) in Umfangsrichtung variierenden Querschnitt (240a, 240b) aufweist.

43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (56) vorge­ sehen ist, welche aus ihr zugeführten Betriebsparame­ ter-Informationen den Wert des in dem Formhohlraum (24) einzubringenden Volumens an Verdrängungskörpern (540) bestimmt.

44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rütteleinrichtung (50) vorge­ sehen ist zum Verdichten des in die Formeinrichtung (16) eingefüllten Formmaterials (34).

45. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 28 und gegebenenfalls dem Kennzeichen eines der Ansprüche 28 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß in der Obermuffe (726) wenigstens eine Öffnung (762) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß bei Drehung der Obermuffe (726) in Umfangsrichtung des Formteils (12) in einem Austragsdrehsinn (X) Formmaterial (34) aus dem Form­ hohlraum (24) ausgetragen wird, während bei Drehung der Obermuffe (726) in einem dem Austragsdrehsinn (X) ent­ gegengesetzten Glättungsdrehsinn (Y) das Formmaterial (34) von der Obermuffe (726) geglättet wird.

46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (762) an ihrem bei Drehung im Glät­ tungsdrehsinn nachlaufenden Rand auf der dem Formmate­ rial (34) zugewandten Seite (726b) der Obermuffe (726) eine Glättungsfläche (766) aufweist, welche mit der Un­ terseite der Obermuffe (726) einen stumpfen Winkel (β) bildet.

47. Vorrichtung nach, Anspruch 45 oder 46, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (762) an ihrem bei Drehung im Austragsdrehsinn (X) nachlaufenden Rand auf der dem Formmaterial (34) zugewandten Seite (726b) der Ober­ muffe (726) eine Austragsfläche (764) aufweist, welche mit der Unterseite (726b) der Obermuffe (726) einen spitzen Winkel (α) bildet.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (762) länglich ausge­ bildet ist.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (762a) in Radialrichtung verläuft.

50. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (762b) unter einem Winkel (ö) zur Radi­ alrichtung verläuft.

51. Nachrüstbausatz zum Nachrüsten einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 28 mit wenigstens einem Verdrängungskörper mit den Verdrängungskörpermerkmalen gemäß dem Kennzeichen eines der Ansprüche 28 bis 44 bzw. einer Obermuffe mit den Obermuffenmerkmalen gemäß dem Kennzeichen eines der Ansprüche 45 bis 50.