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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen
von Ausnehmungen in einer Fläche
eines Betonelementes.
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Dieses
Verfahren wird beispielsweise zum Bereitstellen von Schlitzen in
Hohlplatten eingesetzt, die aus Beton hergestellt werden, die noch
nicht ausgehärtet
sind, wie es in der vom Anmelder nicht neu veröffentlichten
niederländischen
Patentanmeldung 1013136 beschrieben wird. Solche Hohlplatten
werden zum Ausbilden einer Bodenfläche in einem Haus verwendet,
wobei Strom-, Entsorgungs- oder Wasserleitungen während des
Herstellungsverfahrens in den Schlitzen aufgenommen werden. Bei
diesem Verfahren ist vorteilhaft, dass die Bereitstellung einer zusätzlichen
Lage auf der Bodenoberfläche,
in der die Leitungen üblicherweise
angeordnet werden, entfällt.
Das Verlegen von Leitungen in einer solchen Lage ist zeitaufwändig und
bewirkt, dass sich die Höhe
der Bodenoberfläche
auf einen Stockwerk verändert,
was bei Sanierungsarbeiten und der Wiederverwendung des Bodens problematisch
ist.
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Ein
Problem beim Bereitstellen von Schlitzen in ungehärtetem Beton
während
der Fertigung ist die Ausführung
eines Schlitzes an der Oberfläche
der Hohlplatte, ohne die Bereiche neben dem Schlitz zu zerstören, und
die Ausführung
eines fehlerfrei definierten Schlitzes mit regelmäßigen, glatten
Wänden. Die
Zerstörung
der umgebenden Bereiche könnte
die Stärke
der Hohlplatte auf unannehmbare Weise herabsetzen. Unregelmäßige Wände des
Schlitzes sind problematisch beim Verlegen und Durchführen von Leitungen
und führen
zu Lastkonzentrationen unter einer Last, die die Stärke der
Hohlplatte herabsetzen können.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen,
bei dem ein Schlitz in einer Oberfläche aus einem ungehärteten Betonelement bereitgestellt
werden kann, ohne die anderen Bereiche des Betonelementes zu zerstören, und
bei dem eine gleichmäßige glatte
Wandoberfläche
des Schlitzes erhalten wird.
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Zu
diesem Zeck ist ein Verfahren der vorhergehend beschriebenen Art
erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch Schneiden ungehärteten
Betons, der aus der Oberfläche
eines ungehärteten
Betonelementes zu entfernen ist, durch ein Schneidemittel, in einer
Werkzeugbereitstellungsrichtung im Wesentlichen parallel zu der
Oberfläche
des Betonelementes,
Ableiten des ungehärteten Betons, der aus dem
Betonelement geschnitten wurde,
und Schneiden mit einem Schneidewerkzeug,
das mit zwei Schneidekanten bereitgestellt ist, die vor dem Schneidewerkzeug
angeordnet sind, wobei jedes Messer mit einer Seitenwand verbunden
ist, die sich in einer Werkzeugbereitstellungsrichtung nach hinten
erstreckt.
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Ebenfalls
ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
der vorhergehend beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass
das Schneidewerkzeug zwei in einem Abstand angeordnete Schneidekanten
umfasst, die an der Vorderseite des Schneidewerkzeugs angeordnet
sind, wobei jedes Messer mit einer Seitenwand verbunden ist, die
sich in einer Werkzeugbereitstellungsrichtung nach hinten erstreckt.
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Durch
Schneiden eines Schlitzes in die zu bearbeitende Betonoberfläche und
Ableiten der ausgeschnittenen Betonstücke wird ein sauber definierter
Schlitz mit gleichmäßigen Wänden erhalten,
ohne den ungehärteten
Beton zu zerstören,
der den Schlitz umgibt. Dadurch wird nach dem Aushärten des
Betons ein Betonelement erhalten.
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Die
Erfindung verkörpert
auch eine Werkzeugvorrichtung mit einer Schneidevorrichtung gemäß der Erfindung
und Verschiebemitteln, die mit der Schneidevorrichtung zum Verschieben
der Schneidevorrichtung relativ zu einem zu bearbeitenden Betonelement
verbunden sind.
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Die
französische Patentschrift Nr. 1,416,393 legt
eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Zellenbeton offen, der in eine
Form gegossen wird, die eine Welle umfasst, die mit Klingen ausgestattet
ist, wobei der Beton abgekratzt und zu einem Mischer geleitet wird.
Aus dem Mischer wird der abgekratzte Beton abgeleitet.
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Die
Erfindung wird weiter ausführlich
basierend auf einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben.
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1 ist
ein Seitenaufriss einer Werkzeugvorrichtung gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine Frontansicht der Werkzeugvorrichtung nach 1,
in der die hinteren Teile weggelassen wurden.
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3 ist
ein Seitenaufriss, teilweise im Querschnitt, eines Abschnitts der
Werkzeugvorrichtung nach 1.
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4 ist
ein Seitenaufriss, teilweise im Querschnitt, einer Schneidevorrichtung
gemäß der Erfindung.
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5 ist
die Draufsicht eines Grundrisses der Schneidevorrichtung nach 4.
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6 zeigt
eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung.
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1, 2 und 3 zeigen
eine Werkzeugvorrichtung 1 gemäß der Erfindung. Die Werkzeugvorrichtung 1 umfasst
einen Rahmen 10, der von Rädern 20 getragen wird,
die von einer Antriebseinrichtung 21 angetrieben werden.
Durch die Räder kann
die Antriebseinrichtung 21 die Vorrichtung 1 in der
mit X gekennzeichneten Richtung bewegen. Auf dem Rahmen 1 ist
ein Behälter 22 angeordnet,
der über
dem Rahmen durch Räder
beweglich ist und Entnahmemittel 27 zum Entnehmen von Zement
enthält.
Ebenfalls ist an dem Rahmen ein Wasserbehälter 23 angeordnet,
der mit einer Wasserpumpe (nicht gezeigt) ausgestattet ist, um Wasser
aus dem Behälter 23 zu
pumpen. Hinter den Behältern 22 und 23 ist ein
zweiter Behälter 24 ebenfalls
zum Entnehmen von Zement angeordnet.
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An
der Vorderseite der Werkzeugvorrichtung 1 sind zwei Säulen 30 angeordnet,
die durch einen Querträger 31 verbunden
sind. An dem Querträger 31 ist
eine Schneidevorrichtung 80 angeordnet. Die Schneidevorrichtung 80 ist
durch Träger 82 mit
einem länglichen
Rahmenteil 81 mit vier Führungsrädern 83 verbunden.
Die Führungsräder 83 sind
so angeordnet, dass sie sich relativ zu den Trägern 82 drehen und
mit dem Querträger 31 in
Eingriff stehen. Die Räder 83 sind
mit einer Antriebseinrichtung 88 (3) verbunden,
die geeignet ist, die Schneidevorrichtung 80 durch die
Führungsräder 83 entlang
dem Querträger 31 in
einer Richtung zu verschieben, die mit dem Pfeil Y angezeigt ist.
Der Querträger 31 ist weiter
mit einer Antriebseinrichtung 32 verbunden, die zum Verschieben
des Querträgers 31 und
dementsprechend der Schneidevorrichtung 80 in einer Richtung
angeordnet ist, die durch den Pfeil Z angezeigt ist.
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An
dem Rahmenteil 81 ist ein Elektromotor 84 angeordnet,
der eine angetriebene Welle mit mehreren Riemenscheiben 85 umfasst.
Durch mehrere Endlosriemen 86 sind die Riemenscheiben 85 mit den
Riemenscheiben 87 verbunden. Die Riemenscheiben 87 sind
relativ zu dem Rahmenteil 81 drehbar und mit einem Schneidekopf 140 verbunden,
so dass deren Drehung unterdrückt
wird. Der Schneidekopf 140 ist lager-befestigt, um relativ
zu dem Rahmenteil 81 drehbar zu sein, so dass der Motor 84 über die
Riemenantriebseinrichtung 85, 86 und die Riemenscheibe 87 den
Schneidekopf 140 dreht.
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4 und 5 zeigen
einen untersten Abschnitt der Schneidevorrichtung 80 genauer.
Eine im Wesentlichen rechteckige obere Platte 100 ist mit zwei
gegenüberliegenden Öffnungen 121 und 122 bereitgestellt,
in der Verbindungsmittel, nicht gezeigt, in Eingriff stehen, wobei
die Verbindungsmittel nach oben vorstehen und mit dem Rahmenteil 81 verbunden
sind. Neben einem ihrer Enden ist die obere Platte 100 mit
einer Ableitungsöffnung 101 bereitgestellt, und
an ihrem gegenüberliegenden
Ende ist sie mit einer Öffnung 102 bereitgestellt,
die sich zu der Kante der oberen Platte 100 erstreckt.
Unter der oberen Platte 100 ist eine Seitenwand 110 angeordnet,
die aus einer Platte besteht, die u-förmig gebogen ist. Dadurch ist
die Seitenwand 110 mit einer Rundung 111 und zwei
Enden 112 und 113 ausgestattet. Die Rundung 111 der
Seitenwand 110 ist neben der Ableitungsöffnung 101 angeordnet,
und die beiden Enden 112, 113 sind neben der gegenüberliegenden Kante
der oberen Platte 100 angeordnet. Die Enden 112, 113 sind
jeweils mit Schneidekanten bereitgestellt.
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Die
obere Platte 100 und die Seitenwand 110 begrenzen
einen Bearbeitungsraum, dessen vordere Seite mit einem Eingang 130 bereitgestellt
ist, der von den Schneidekanten 112 und 113 begrenzt
wird. Die auf diese Weise gebildete Platte 135 ist mit
zwei parallelen Seitenwänden
ausgestattet; die Erfindung ist nicht hierauf begrenzt, und die
Seitenwände
können
gegebenenfalls auch so aufgebaut sein, dass sie von der Öffnung zusammenlaufen.
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Vorzugsweise
ist die Platte 135 drehbar mit dem Rahmenteil 81 verbunden,
so dass die Platte relativ zum Querträger 31 drehbar ist.
Vorzugsweise umfasst das Tablett 135 zu diesem Zweck Drehmittel. Dadurch
kann die Platte Richtungsänderungen
wirksamer folgen.
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Über der
oberen Platte 100 ist ein Schneidekopf 140 angeordnet,
der mit drei Schneideklingen 141, 142, 143 bereitgestellt
ist, die durch die Öffnung 102 in
den Bearbeitungsraum vorstehen. Durch eine Antriebseinrichtung ist
der Schneidekopf 140 in der Richtung drehbar, die mit den
Pfeilen B angezeigt ist, wodurch die Schneideköpfe 141 bis 143 verschoben werden,
die in der Richtung B drehbar sind. Vorzugsweise sind die Schneideklingen 141 bis 143 an
dem Schneidekopf 140 so angeordnet, dass sie auswechselbar
sind.
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In
dem Schneidekopf 140 ist konzentrisch eine Wasserzuführung 150 angeordnet,
die zwei Wasserzuführungsleitungen 151 und 152 umfasst, die
jeweils in einer Sprühdüse 153 enden,
die in dem Raum zwischen den Schneideklingen 141 bis 143 angeordnet
ist. Die Zuführungsleitung 152 öffnet sich in
drei Ausgänge 154,
die in derselben Ebene angeordnet sind und in einem Winkel zueinander
stehen. Die Zuführungsleitung 151 öffnet sich
in zwei Ausgänge 155 und 156,
die über
den Ausgängen 154 angeordnet
sind. Die Sprühdüse 153 ist
gegenüber
der oberen Platte 100 drehbar. Die Leitungen 151 und 152 sind
mit der Leitung 26 verbunden, wobei diese Leitung mit dem
Wasserbehälter 23 verbunden
ist.
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In
einem anderen Aufbau nach der Erfindung, nicht gezeigt, ist die
Seitenwand 110 mit einer Bodenplatte entlang ihrer von
der oberen Seite 100 entfernten Seite bereitgestellt. Die
Kante der Bodenplatte, die neben den Enden der Seitenwand angeordnet
ist, ist mit einer Schneidekante bereitgestellt. Wenn es gewünscht ist,
kann das Verbindungsmittel, das von der Bodenplatte 100 nach
oben vorsteht, ausgelassen werden. In diesem Fall ist der Boden
mit der Bodenseite der Sprühdüse verbunden,
so dass das Tablett drehbar mit der Schneidevorrichtung verbunden
ist.
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Über die Öffnung 101 ist
eine Ableitungsleitung 160 in den Bearbeitungsraum eingeführt, wobei von
der Ableitungsleitung eine Ansaugöffnung 161 neben den
Schneideklingen 141 bis 143 angeordnet ist.
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Die
Werkzeugvorrichtung 1 umfasst weiter ein Steuersystem 200,
das in 6 gezeigt ist, das mit der Antriebseinrichtung 21, 32 und 88 und
mit dem Wasserzuführungsmittel 22,
dem Ableitungsmittel 27 und dem Elektromotor 84 verbunden
ist. Das Steuersystem 200 ist zum Steuern der Werkzeugvorrichtung 1 angeordnet.
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Eine
Anwendung der Erfindung wird im Folgenden anhand eines praktischen
Beispiels beschrieben. Beschrieben wird die
2. Auf eine
geeignete und bekannte Weise ist eine Hohlplatte
60 auf
einem Weg
50 ausgebildet. In diesem Beispiel ist die Hohlplatte
60 mit
mehreren Kanälen
61,
die sich über
die Länge
der Hohlplatte erstrecken, und mit einer Spannbeton-Verstärkung
62 bereitgestellt,
die in der Länge
zur Hohlplatte
60 ausgerichtet ist. Die Hohlplatte
60 ist
aus einem sogenannten trockengegossenen Zement ausgebildet, d. h.
aus einem Zement mit einem relativ niedrigen Wassergehalt. In einem
Rüttelvorgang
wurde der Zement der Hohlplatte
60 bereits verdichtet,
ist aber noch nicht ausgehärtet. Es
handelt somit und einen sogenannten Frischbeton. In diesem Stadium
ist die Hohlplatte
60 selbsttragend, trägt aber keine größeren Lasten.
Im Lauf der Zeit härtet
der Zement zu Beton aus, worauf die Hohlplatte
60 die für ihre Verwendung
erforderliche Stärke erreicht.
Die Geometrie der Hohlplatte
60 ist ausführlich in
der nicht neu veröffentlichten
niederländischen Patentanmeldung 1013136 des
Anmelders beschrieben.
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Der
Weg 50, auf dem die Hohlplatte 60 liegt, ist mit
angehobenen länglichen
Kanten 51 bereitgestellt, auf denen die Räder 20 der
Vorrichtung 1 angeordnet sind. Das Steuersystem 200 ist
zum Bewegen der Schneidevorrichtung 80 in den Richtungen
X, Y und Z durch Betätigen
der Antriebseinrichtung 21, 32, 88 ausgerichtet
und bewegt die Schneidevorrichtung 80 entsprechend entlang
eines festgelegten Weges relativ zur Hohlplatte 60. Auf
diese Weise ist eine Werkzeugbereitstellungsrichtung definiert,
entlang der die Schneidevorrichtung 80 geführt wird,
wobei die Richtung in der Zeichnung durch einen Pfeil A (5)
angezeigt ist.
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Durch
die Antriebseinrichtung 32 wird die Schneidevorrichtung 80 in
eine Höhe
bewegt, so dass die Öffnung 130 relativ
zur Hohlplatte 60 in der Höhe der Ausnehmung, die in der
Hohlplatte 60 auszubilden ist, angeordnet ist.
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Während des
Verschiebens der Schneidevorrichtung 80, schneiden die
Schneidekanten 112 und 113 in den ungehärteten Beton
der Hohlplatte 60 hinein und definieren dadurch die Form
der Wände der
auszubildenden Ausnehmung. Die untere Seite der Schneideklingen
definiert den Boden der Ausnehmung. Durch die Verschiebung in der
Werkzeugbereitstellungsrichtung A gelangt der geschnittene, ungehärtete Beton
in dem nachfolgenden Werkzeugbereitstellungsbereich der Schneideklingen 141 bis 143,
die von dem Steuersystem 200 gedreht werden. Durch die
Drehung der Schneideklingen 141 bis 143 wird der
ungehärtete
Beton verkleinert und im Schneidevorgang der Schneideklingen zu
kleinen Zementpartikeln vermahlen. Durch Zugabe mechanischer Kraft
zum ungehärteten
Beton wird der Zement wieder leicht flüssig.
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Wenn
der ungehärtete
Zement in kleine Partikel vermahlen wird, wird Wasser von dem Steuersystem 200 und
durch die Leitungen 26, 151 und 152 aus
dem Behälter 23 und
durch die Ausgänge 154 bis 155 in
den Bereich geführt,
der von den Schneideklingen 141 bis 143 umgeben
ist. Durch die Drehung der Schneideklingen 141 bis 143 wird
das auf diese Weise zugeführte
Wasser mit den vermahlenen Zementpartikeln zu einer Flüssigkeitsmasse
aus Zement, Zementpartikeln und Wasser vermischt.
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Die
gebildete Flüssigkeitsmasse
wird nachfolgend durch das Entnahmemittel 27, durch die
Entnahmeöffnung 161 und
die Leitungen 160 und 25 zu dem Betonbehälter 23 gepumpt.
Dadurch wird der aus der Betonoberfläche der Hohlplatte geschnittene ungehärtete Beton
abgeleitet, und die beabsichtigte Ausnehmung in der Betonoberfläche wird
durch das Verschieben der Schneidevorrichtung 80 entlang
des vorher festgelegten Weges ausgebildet.
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Da
das Tablett 135 drehbar relativ zu dem Rahmenteil 80 angeordnet
ist, ist die Öffnung 130 des
Tabletts bei Richtungsänderungen
drehbar, um dem Weg zu folgen.
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Da
die Öffnung 130,
die mit den Schneidekanten 112, 113 bereitgestellt
ist, die Form des in den oberen Abschnitt der Hohlplatte auszubildenden Schlitzes
schneidet, kann die Entnahme des Betons und dementsprechend die
Ausbildung des Schlitzes schnell und genau erfolgen, um eine glatte
und gleichmäßige Schlitzwand
zu erhalten.
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Obwohl
in diesem Beispiel die Schneidekanten zum Schneiden des Schlitzes
in den ungehärteten
Beton verwendet werden, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt; die
Erfindung stellt auch andere Vorrichtungen zum Schneiden eines Schlitzes
in den ungehärteten
Beton bereit, zum Beispiel einen Drahtrahmen, eine Wasserschneidevorrichtung
und mehrere Schneideklingen.
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Da
die Wände,
die hinter den Schneidekanten angeordnet sind, der jeweils aus der
Seitenwand und dem Boden gebildet sind, am ausgebildeten Schlitz
entlanggleiten, wird eine gleichmäßige Oberfläche des Schlitzes erhalten.
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Da
der Bearbeitungsraum, in dem der ungehärtete Beton vermahlen und mit
Wasser vermischt wird, von den anderen Teilen der Hohlplatte durch
die Wände
abgetrennt ist, ist die Gefahr, dass schlitzangrenzende Teile zerstört werden,
deutlich geringer.
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Zwar
wird in diesem Beispiel ein Messer zum Vermahlen des geschnittenen
Betons eingesetzt, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt; vielmehr
stellt die Erfindung auch andere Vorrichtungen zum Vermahlen von
Beton bereit, etwa Drehmesserklingen, einen Drehpropeller oder eine
Schnecke. Insbesondere stellt die Erfindung eine Ausführungsform
bereit, in der durch das Zuführen
eines Gemisches aus Wasser und Luft hinter der Schneidevorrichtung,
der zu entfernende Zement aufgebrochen wird und die so entstandene
Mischung entnommen wird.
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Obwohl
der herausgeschnittene Beton in diesem Beispiel vermahlen wird,
bevor er entfernt wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Erfindung
stellt auch ein Verfahren bereit, in dem der herausgeschnittene
Beton ohne Vermahlen, etwa durch einen Entnahme- oder Entladegurt
entsorgt wird.
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Die
Erfindung ist keinesfalls auf die Verwendung mit Spannbeton-Hohlplatten
beschränkt,
die hier beispielhaft genannt werden. Die Erfindung kann auch zum Bereitstellen
von Ausnehmungen in anderen Betonteilen bereitgestellt werden, die
aus trockengegossenem Zement, etwa für Wand- oder Fassadenelemente,
verwendet wird.