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Schleuderverfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern
aus Beton oder ähnlichen plastischen 1Vlassen Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren; zum Herstellen von Konglomerat-Hohlkörpern, z. B. aus Beton oder Eisenbeton,
und auf eins Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Die Herstellung von Konglomerat-Hohlkörpern unter der Wirkung der
Fliehkraft ist bekannt. So wurden z. B. bereits am Anfang des Jahrhunderts Anordnungen
vorgeschlaben, bei denen .der Mörtel in durchlochte, mit aufsaugfähigem, durchlässigem
Stoff ausgekleidete Formen gegossen wurde. Dann wurde durch rasche Drehung ein rohrförmiger
Körper aus der Masse gebildet, wobei das Wasser nach. außen geschleudert wurde.
Die so erreichten Hohlkörper konnten sofort ausgeschalt werden. Ihre Qualität war
aber minderwertig, weil der Beton durch das zu rasche Entwässern, insbesondere an
der äußeren Schicht, für das richtige Abbinden zu trocken war und daher poröse Stellen
aufwies, während auf der Innenseite nach dem Erhärten und dem nachträglichen Wasserausscheiden
große Schwindriss.e entstanden. Dieses Verfahren konnte deshalb industriell nicht
mit Erfolg verwendet werden.
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Später hingegen wurden erheblich bessere Rohre mittels Fliehkraft
hergestellt, indem anstatt durchlässige, undurchlässige Formen verwendet wurden.
Die damit erreichte Qualität des. Hohlkörpers war gut, so daß diese Fabrikationsmethode
in allen zivilisierten Ländern zu bedeutender Entwicklung gelangt ist.
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Sie hat aber .einen sehr großen Nachteil; die Produkte müssen bis
zu 1a, oft sogar 48 Stunden in ihrer Form gelassen werden, d. h. bis der Mörtel
abgebunden hat und genügend erhärtet ist, um ohne Gefahr das Ausschalen ertragen
zu können. Dies bedingt eine große Anzahl kostspieliger Formen, welche auch durch
eventuelle Heizvorrichtungen nicht in dem erwünschten Maße vermindert werden kann.
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Die Erfindung verbindet nun die Vorteile des sofortigen Ausschalens
und der höchsten Qualität des Produktes miteinander. Dies wird dadurch erreicht,.
daß man, im Gegensatz zu den ursprünglichen Verfahren mit durchlässigen Formen verhindert,
daß am Anfang der Wasserverlust gegen außen zu intensiv ist, indem die Form zunächst
mit mäßiger Tourenzahl umläuft, wobei der Mörtel keine oder nur geringe Wassermengen
nach außen abgibt und sich vorverdichtet. Durch dieses Vorgehen wird auch die schädliche
Entmischung vermieden.
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Da diese Vorverdichtung bei geringem Wasserverlust gegen außen erfolgen
soll, so müssen die Tourenzahlen um so geringer
sein, je größer
die Durchlässigkeit der Formwand ist. Während dieser Vorverdiehtung sammelt sich
,das Wasser -im Innern des Hohlkörpers an. - Nach genügend fortgeschrittener Vorverdicfitung
erhält die Form eine mäglichst hohe Umdrehungsgeschwindigkeit, -so daß das im Innern
des Hohlkörpers angesammelte Wasser mit den noch darin schwebenden Teilchen zur
völligen Verstopfung .der Poren in den Formling eindringt und unter Zurücklassung
seiner Masseteilchen durch die bereits vorverdichtete Wandung hindurch aus der durchlässigen
Form hinausgeschleudert wird.
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Die erwähnte Vorverdichtung kann zweckmäßig dadurch noch gesteigert
werden; daß die Form neben der Umdrehung zeitweilig noch mehr oder weniger energischen
Erschütterungen ausgesetzt wird: Und zwar geschieht .dies am besten, indem bei fortschreitender
Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausschlag der Erschütterungen verkürzt und die Frequenz
derselben erhöht wird.
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So behandelte Hohlkörper können sofort nach dem Abbremsen der Maschine
ausgeschalt werden; ihre Qualität entspricht auch dem Höchsten, was bis jetzt überhaupt
in Beton erreicht worden ist. - Man kann für besondere Zwecke die _Qualität der
Hohlkörper dadurch noch beeinflussen, daß .der im Innern des vorverdichteten Hohlkörpers
angesammelten Flüssigkeit eine oder mehrere Flüssigkeiten oder Stoffe beigemengt
werden, die,die Abdichtung der Poren des Formlings verbessern oder sein Erstarren-beschleunigen.
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Die Vorrichtung zur Ausübung .des vorbeschriebenen Schleuderverfahrens,
.die mit verschiedener Geschwindigkeit umläuft und zweckmäßig das aufgegebene Gut
zeitweilig rüttelt, weist eine umlaufende, flüssigkeitsdurchlässige und im Innern
mit einer gleichfalls fliissigkeitsdurchlässigen Schicht ausgekleidete Forrn auf.
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Es ist wichtig, daß der Geschwindigkeitswechsel nicht zu früh einsetzt.
Dies wird am besten .dadurch verhindert, daß die Steigerung der Geschwindigkeit
vom Arbeiter unabhängig, mechanisch selbsttätig geregelt wird. Dasselbe gilt vom
Einsetzen, Regeln und Abstellen der Erschütterungen und ebenso von der Einführung
von Flüssigkeiten oder Stoffen, -die die Abdichtung der Poren des Formlings verbessern
oder sein Erstarren beschleunigen, in die Form. ' Die Zeichnung veranschaulicht
in schematischer Darstellung eine beispielsweise Ausführungsform der Maschine, welche
zur Herstellung von Konglomerat-Röhren, wie Betonröhren, aus Schlacken hergestellte
Röhren u. dgl.; dient.
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Abb. i ist eine Seitenansicht. Abb.. 2 zeigt, in größerem Maßstab,
einen Querschnitt nach II-II der Abb. i.
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Die Form z i ist in ihrer Längsrichtung in zwei Teile unterteilt,
welche aus durchlöchertem ,Blech hergestellt und an ihren Enden mittels abnehmbaren,
kreisförmigen Rollbahnen io miteinander verbunden sind. Die Form liegt mit ihren
Rollbahnen auf zwei Rollenpaaren i2 auf, welche gemeinsam von Wellen 13 paarweise
getragen werden. Eine dieser W_ elfen wird durch einen Elektromotor 1q, angetrieben.
Durch :die Reibungskraft zwischen den Rollbahnen und; den in Drehung versetzten
Rollen wird daher die Form mitgenommen. Im Innern der Form befindet sich eine nicht
dargestellte Auskleidung, z. B-. aus einem Jutehanf- oder einem Baumwollgewebe,
welches derart ausgebildet ist, daß es in Gegenwart von Zement das Wasser nur bei
einer höheren Drehzahl der Form wahrnehmbar austreten läßt. Die Auskleidung ist
mit der Form leicht abnehmbar verbundien.
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Ein Untergestell ig mit zwei lotrechten Rahmen 15 trägt die Wellen
13 und -den Motor, 1q.. Längs der lotrechten Rahmen können waagerechte Querbalken
16 lotrecht verschoben und in jeder beliebigen Stellung festgehalten werden.
Jeder der Querbalken 16 trägt zwei Rollen 17, welche auf .den Rollbahnen, io aufruhen
und somit ,die Lage der Form i i auf den Rollen i2 sichern'. Die gegenseitigen waagerechte
Entfernungen der Wellen 12 sowie der Rollen, 17 können je nach Größe der
betreffenden Form eingestellt werden (siehe strichpunktierte Angaben in Abb.2).
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Das Untergestell i9 ist an vier Punkte 2o aufgehängt und trägt ein
Gehäuse 2i, in welchem sich die- zur Erzeugung längs - und quer - gerichteter Erschütterungen
bestimmte Vorrichtung befindet. Diese kann z. B. aus Nocken bestehen oder aus rasch
umlaufenden, exzentrisch gelagerten Massen. Diese Vorrichtung sieht außerdem vor,
daß der Ausschlag und die Häufigkeit der erzeugten Erschütterungen oder Schwingungen
gesondert verändert werden können.
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Die Ausübung des neuen Verfahrens gestaltet sich mittels der beschriebenen
Vorrichtung wie folgt: Die Form-ii mitsamt ihrer Auskleidung wird auf die Rollen
i2 aufgebracht und die Rollen 17 auf die Rollbahnen io herabgelassen. Zum Schutz
gegen das austretende Wasser kann ein dieForm umgebender Schirm angeordnet werden.
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Alsdann werden der Motor 1q. und, .die die Erschütterungen erzeugende
Vorrichtung 2.1 derart .in Betrieb gesetzt, daß .die Form mit einer verhältnismäßig
kleinen Drehzahl umläuft und die mit einer gegebenen Häufigkeit
hervorgerufenen
Erschütterungen einen Ausschlag von z. B. 2 bis 3 mm aufweisen. Dann wird der Beton
in verhältnismäßig flüssigem Zustand entweder durch das eine Ende oder gleichzeitig
durch beide Enden in die Form gegossen.
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Wie schon angegeben, ist die Auskleidung der Form derart getroffen,
daß sie in Gegenwart von Zement das Wasser nur bei einer höheren Drehzahl der Form
wahrnehmbar austreten läßt. Unter diesen Verhältnissen wird der Beton durch die
Fliehkraft zwar gegen die Auskleidung und die Form angepreßt, aber das ursprünglich
überschüssige Wasser bleibt in der Masse, wodurch eine gegenseitige Bewegung des
Kieses, Sandes und der Zement- und Schlackenteilchen und deren geeignete Verteilung
begünstigt wird.
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Erhöht man die Drehgeschwindigkeit der Form etwas, so sondert sich
das überschüssige Wasser unter der Wirkung der Fliehkraft von den schwereren Teilchen
des Konglomerates ab, und da sein Großteil nicht durch die Auskleidung hindurchzutreten
vermag, fließt es gegen das Innere der in Bildung begriffenen Röhre.
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Während dieser ersten Herstellungsperiode wirken die Fliehkraft und
die Erschütterungen folgendermaßen: Unter dem Einfluß der Erschütterungen wird dein
Kies und .den verschieden großen Konglomeratteilchen die Möglichkeit gewährleistet,
ihre Lage zueinander zu verändern, bis sie im Röhrenquerschnitt günstig verteilt
sind, und dies auch dann, nachdem das Wasser zum größten Teil ausgeschieden ist
und der Beton ohne die Erschütterungen schon derart erstarrt wäre, daß eine Veränderung
der gegenseitigen Lage der verschiedenen Teilchen unmöglich würde, ohne daS der
Beton jedoch seine höchste Dichtigkeit bereits erreicht hat. Wie weiter oben erklärt,
werden die verschiedenen Teilchen durch die Erschütterungen in Bewegung gehalten,
so daß die Fliehkraft, auch wenn sie sehr gering ist, die Bestandteile des Betons
dicht aneinander bringt und dadurch die größtmögliche Dichtigkeit erzielt. Wenn
andererseits das Wasser während dieser ersten Herstellungsperiode nach außen entwiche,
so würden in diesem Fall die erreichte Verteilung und Sackung und somit die Dichtigkeit
der hergestellten Röhre beeinträchtigt.
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Gegen Ende dieser ersten Herstellungsperiode wird die die Erschütterungen
hervorrufende Einrichtung derart geregelt, daß die Größe ,der Ausschläge ab- und
ihre Häufigkeit zunimmt.
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Hat die Röhre die gewünschte Dichtigkeit erreicht, so werden .die
Erschütterungen ganz eingestellt, und die Drehgeschwindigkeit der Form i i wird
erhöht. Im Verlauf dieser zweiten Periode durchfließt das vorher ins Innere der
Röhre getriebene Wasser unter dem Einfluß der erhöhten Fliehkraft die Röhrenwände
und die Formauskleidung, welche sich aber einem Entfliehen der starren Teilchen
widersetzt, während das Wasser durch die Bohrungen der Form i i: hindurch gegen
den Schirm geschleudert wird. Dabei werden die feinsten Festkörperchen, welche das
Wasser mitführt, von diesem in die immer noch vorhandenen Poren der Röhre mitgenommen,
verstopfen dieselben und erhöhen hierdurch die Undurchlässigkeit der gesamten Röhre.
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Ist die Herstellung der Röhre beendigt, so werden der Motor 14 abgestellt,
die Rollen 17 sowie die Rollbahnen to entfernt, und es können dann die Form i i
mitsamt der Auskleidung und der darin befindlichen Röhre an einer beliebigen Stelle
zur vollen Erstarrung gelagert werden. Hierzu wird das Ganze etwa lotrecht aufgestellt
und die Form und deren Auskleidung abgeschält bzw. entfernt. Die Form kann dann
von neuem in die Maschine gebracht und eine neue Röhre hergestellt werden.
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Dank des Zusammenwirkens der Fliehkraft, der Erschütterungen und der
Entwässerung besitzt die Röhre sehr rasch eine derartige Festigkeit, daß die Auskleidung
aus der Form ohne Gefahr des Insichzusammensinkens der Röhre möglich ist, sobald
diese an ihre Lagerstelle gebracht wurde. Die Undurchlässigkeit dieser Röhre ist
größer als diejenige der auf einer anderen Weise hergestellten Röhren.
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Aus der vorstehenden Beschreibung eines beispielsweisen Verfahrens
zur Herstellung von Röhren geht hervor, daß die Fliehkraft und die Erschütterungen
während einer gewissen Zeitspanne gleichzeitig auf den Baustoff wirken bzw. die
Lage der Einzelkörperchen in der werdenden Röhre beeinflussen können, ohne daß aber
diese Gleichzeitigkeit bis zur Fertigstellung der Röhre durchzuhalten braucht.
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Bedient man sich einer aus gelochtem Blech hergestellten, nicht ausgekleideten
Form oder einer aus einem sehr feinen Drahtnetz gebildeten Form, so kann man feststellen,
daß die Durchlässigkeit .der Form sich im ersten Fall sehr unregelmäßig gestaltet,
und daß sie im angenommenen zweiten Fall zu groß ist, wodurch in beiden Fällen die
Qualität der hergestellten Röhre beeinträchtigt wird.
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Die Auskleidung dient hier hauptsächlich dazu, um einen bestimmten
Durchlässigkeitsgrad der Form sichterzustellen, um den hergestellten Gegenstand,
nachdem er der Form entnommen ist, gegebenenfalls zusammenzuhalten
und
beiläufig auch .dazu, um ein Anhaften des Baustoffes an der Form zu verhindern.
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Die Erschütterungen, welchen die Form i i unterworfen .wird, können
längs - oder quer - gerichtet sein; sie können auch in einem Winkel gerichtet werden,
was die Abnutzung der Maschine beträchtlich vermindert. Es können auch kombinierte
ErschÜtfierungen vorgesehen werden.
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Die Auskleidung kann auch anders als durch ein Gewebegebildet werden,
wenn nur dafür gesorgt wird, daß sie nur das Wasser, nicht aber auch die feinsten
festen Körperteilchen durchläßt. So kann. sie z. B. aus Papier hergestellt werden
oder aus einem anderen Faserstoff, welcher nach Zusatz einer Flüssigkeit in Breiform
auf ein Geflecht gelegt wird, oder aus einem für sich undurchlässigen Baustoff,
z. B. aus ganz dünnem Blech, in welchem durch Bearbeitung der Oberfläche schmale
Rinnen oder Ritzen eingebracht werden, ohne daß aber durch eine derartige Bearbeitung
Baustoff entfernt wird.
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Gleichzeitig mit der Entwässerung der werdenden Röhre kann man in
diese eine oder mehrere Flüssigkeiten oder Stoffe einbringen, welche entweder die
Erstarrung des Betons beschleunigen oder seine Undurchlässigkeit noch vergrößern.
Diese Zugabe kann selbsttätig erfolgen, sobald die Herstellung der Röhre entsprechend
weit fortgeschritten ist. Hierdurch ergibt sich eine Ersparnis an Arbeitsaufwand,
eine genauere gleichmäßigere Herstellung und durch die Vorausbestimmung des Momentes
der Zugabe der Flüssigkeit eine Ersparnis an dieser besonderen benötigten Flüssigkeit.
Wird diese z. B. unmittelbar ,dann eingeführt, nachdem bereits etwa drei Viertel
des befindlichen überflüssigen Wassers ausgetrieben sind, so wird eine bessere Wirkung
erreicht, als wenn man besagte Flüssigkeit zu früh oder zu spät einbringt.
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Anstatt dem allzu heftigen Ausspritzen des Wassers aus der umlaufenden
Form durch einen einfachen Schirm entgegenzuwirken, kann man diesen doppelwandig
gestalten, wobei das Wasser zwischen den zwei Wänden aufgenommen wird und durch
eine entsprechend bemessene Öffnung abfließt. In diesem Fall kann selbstverständlich
dieEntwässerung außer durch die Drehgeschwindigkeit der Form noch durch Veränderung
der Größe dieser Ausflußöffnung beeinflußt werden.
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Die Form i i kann auch verschiedentlich von dem gezeigten Ausführungsbeispiel
abweichen.
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Es wäre auch möglich-, die Erschütterungen unmittelbar der Form zu
erteilen, ohne daß das Untergestell i9 mitbewegt wird.
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An Stelle des vom Untergestell i9 getragenen Motors: 1q. könnte auch
ein von diesem ersteren unabhängiger Motor verwendet werden.
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Die Mittel, welche zum Eingießen der Baustoffe in die Form dienen,
können den Erschütterungen unterworfen sein oder auch nicht.
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Schließlich können auch Mittel vorgesehen werden, welche die Drehgeschwindigkeitsänderungen
der Form, die Veränderungen des Ausschlages und der Häufigkeit der Erschütterungen,
die etwaige Beigabe einer Flüssigkeit zur schnelleren Erstarrung oder zur Erreichung
einer höheren Undurchlässigkeit der Röhre selbsttätig in bestimmten Zeitabständen
hervorrufen.
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Die hergestellten Hohlkörper brauchen nicht durchaus Röhren zu bilden.
Ihr Querschnitt könnte auch anders als kreisförmig, er könnte z. B: vieleckig sein.
Es wäre auch möglich, die Röhren aus einem anderen Baustoff als Beton herzustellen.