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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Spaltanordnung für eine Blockspaltmaschine nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Betonblocks
nach dem Oberbegriff von Anspruch 13 und einen Betonblock nach dem
Oberbegriff von Anspruch 18. Insbesondere betrifft die Erfindung
Einrichtungen und Verfahren zur Herstellung von unregelmäßigen Strukturen
und eines Erscheinungsbildes von verwitterten oder felsartigen Kanten
an Mauerwerksblöcken
sowie Mauerwerksblöcke,
die sich aus solchen Einrichtungen und Verfahren ergeben.
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Solch
eine Spaltanordnung und solch ein Verfahren sind aus der
US 6321740 bekannt, und solch
ein Betonblock ist aus der
US
6050255 bekannt.
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Hintergrund der Erfindung
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Heutzutage
werden oftmals Betonmauerwerksblöcke
für Landschaftsbauzwecke
verwendet. Solche Blöcke
werden zum Beispiel dazu verwendet, Stützmauern zu schaffen, die von
vergleichsweise großen
Strukturen bis zu kleinen Baumringmauern und Gartenrandmauern reichen.
Betonmauerwerksblöcke
werden in Hochgeschwindigkeits-Produktionsanlagen
hergestellt und sehen in der Regel in hohem Maße gleichförmig aus. Dies ist bei einigen Landschaftsbauanwendungen
kein unerwünschtes Merkmal,
jedoch bei vielen Anwendungen, bei denen ein Bedarf an einem „natürlicheren" Aussehen des zum
Bau der Mauern und anderer Landschaftsbaustrukturen verwendeten
Materials besteht, ein Nachteil.
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Eine
Art und Weise, Mauerwerksblöcke
weniger gleichförmig
zu machen und ihnen ein „natürlicheres" Aussehen zu verleihen,
besteht in der Verwendung eines Spaltprozesses, um eine unregelmäßige Vorderseite,
die oftmals als die „Rustika-Fläche" am Block bezeichnet
wird, zu erzeugen. In diesem Prozess wird bei seiner üblichen
Durchführung
ein großes
Betonwerkstück,
das angemessen ausgehärtet
wurde, gespalten oder getrennt, um zwei Blöcke zu bilden. Die sich ergebenden
Blöcke weisen
Flächen
entlang der Spalt- oder Trennebene auf, die strukturiert und unregelmäßig sind.
Dieser Prozess des Spaltens eines Werkstücks in zwei Mauerwerksblöcke zur
Schaffung eines unregelmäßigen felsartigen
Aussehens an den freiliegenden Flächen der Blöcke wird zum Beispiel in der
US-PS 1 534 353 von Besser
gezeigt, das das manuelle Spalten von Blöcken unter Verwendung eines
Hammers und Meißels offenbart.
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Automatisierte
Einrichtungen zum Spalten von Blöcken
sind wohlbekannt und umfassen im Allgemeinen eine Spaltvorrichtung,
die einen Stütztisch und
gegenüberliegende,
hydraulisch betätigte
Spaltmesser umfasst. Ein Spaltmesser ist bei dieser Anwendung in
der Regel eine kräftige
Stahlplatte, die sich zu einer relativ schmalen oder scharfen Schneidmesserkante
verjüngt.
Die Messer sind in der Regel so angeordnet, dass die Schneidmesserkanten
die Ober- und Unterseite des Werkstücks in einer senkrechten Beziehung
zu diesen Flächen
in Eingriff nehmen, und sind in einer koplanaren Beziehung zueinander
angeordnet. Im Betrieb wird das Werkstück auf den Stütztisch
und zwischen die Messer bewegt. Die Messer werden in Eingriff mit
der Ober- und Unterseite des Werkstücks gebracht. Auf jedes Messer
wird eine zunehmende Kraft ausgeübt,
die die Messer aufeinander zu drückt.
Mit Zunahme der Kräfte
auf die Messer wird das Werkstück
allgemein entlang der Ausrichtungsebene der Messer geteilt (aufgespalten).
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Diese
Maschinen sind zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Blöcken nützlich.
Sie erzeugen eine unregelmäßige, felsartige
Oberfläche
auf den Blöcken.
Keine zwei Flächen,
die sich aus diesem Prozess ergeben, sind identisch, wodurch die
Blöcke ein
natürlicheres
Aussehen aufweisen als standardmäßige, nicht
gespaltene Blöcke.
Die Ränder
der sich aus dem industriestandardgemäßen Spaltprozess ergeben sind
jedoch im Allgemeinen wohl definiert, das heißt regelmäßig und „scharf", und die nicht gespaltenen Flächen der
Blöcke,
von denen Teile bei Landschaftsbauanwendungen manchmal zu sehen sind,
sind regelmäßig, „glänzend" und nicht strukturiert
und weisen ein „maschinell
erzeugtes" Erscheinungsbild
auf.
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Diese
Betonmauerwerksblöcke
können
so hergestellt werden, dass sie natürlicher aussehen, wenn die
regelmäßigen, scharfen
Ränder
an ihren Flächen
beseitigt werden.
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Ein
bekannter Prozess zur Beseitigung der regelmäßigen, scharfen Ränder an
Betonblöcken
ist der als Gussputzen bekannte Prozess. Bei diesem Prozess wird
eine relativ große
Anzahl von Blöcken in
eine Trommel geladen, die um eine allgemein horizontale Achse gedreht
wird. Die Blöcke
schlagen gegeneinander, wobei die scharfen Ränder abgeschlagen und die Ränder und
Flächen
der Betonblöcke
abgeplatzt und eingekratzt werden. Der Prozess ist weit verbreitet
zur Erzeugung eines verwitterten, „gebrauchten" Aussehens von Pflastersteinen
aus Beton verwendet worden. Diese Pflastersteine sind in der Regel
relativ kleine Betonblöcke.
Eine gebräuchliche Größe ist eine
Breite von 3,75 Zoll × Länge von
7,75 Zoll × Dicke
von 2,5 Zoll (Breite 9,525 cm × Länge 19,685
cm × Dicke
6,35 cm) bei einem Gewicht von ca. 6 lb (2,72 kg).
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Der
Gussputzprozess wird weiterhin heute bei einigen Stützmauerblöcken verwendet,
um ein verwittertes, weniger gleichförmiges Aussehen der Flächen der
Blöcke
zu erzeugen. Die Verwendung des Gussputzprozesses im Allgemeinen
und des Gussputzens von Stützmauerblöcken insbesondere ist
mit mehreren Nachteilen behaftet. Im Allgemeinen ist Gussputzen
ein kostspieliger Prozess. Die Blöcke müssen sehr fest sein, bevor
sie gussgeputzt werden können.
In der Regel müssen
die Blöcke
nach ihrer Herstellung mehrere Wochen lang sitzen, um eine ausreichende
Festigkeit zu erreichen. Dies bedeutet, dass sie, in der Regel auf
Holzpaletten, zu Würfeln zusammengefügt und für die erforderliche
Lagerzeit von der Fertigungsstraße weg transportiert werden müssen. Dann
müssen
sie zur Putztrommel transportiert, von der Palette abgeladen, mit
der Putztrommel behandelt und wieder zu Würfeln zusammengefügt und erneut
auf Paletten geladen werden. Die gesamte Behandlung außerhalb
der Fertigungsstraße
ist teuer. Darüber
hinaus kann es einen großen
Ausschuss von Blöcken
geben, die in der Putztrommel auseinander brechen. Die Gussputzvorrichtung selbst
kann ziemlich teuer sein und einen hohen Wartungsaufwand benötigen.
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Stützmauerblöcke können im
Gegensatz zu Pflastersteinen relativ komplexe Formen aufweisen. Sie
werden im Gebrauch in Lagen gestapelt, wobei jede Lage um einen
gleichmäßigen Abstand
von der darunter liegenden Lage zurückgesetzt ist. Des Weiteren
müssen
Stützwände in der
Regel zwischen den Lagen eine gewisse Scherfestigkeit aufweisen,
um Erddrücken
hinter der Mauer zu widerstehen. Eine gebräuchliche Art und Weise zur
Gewährleistung
eines (einer) gleichmäßigen Zurücksetzens
und Scherfestigkeit zwischen den Lagen besteht darin, an den Blöcken einen
integralen Positionier-/Scherkeil auszubilden. Gemeinhin nehmen
diese Keile die Form von Lippen (Flanschen) oder Nut- und Feder-Strukturen
an. Da Stützmauerblöcke in ihrer
Größe von ganz kleinen
Blöcken
(zum Beispiel von ca. 10 lb und mit einer Vorderseite, die eine
Fläche
von ca. 0,25 Quadratfuß aufweist)
bis zu ziemlich großen
Blöcken
mit einer Vorderseite eines ganzen Quadratfußes und mit einem Gewicht in
einem Größenbereich
von hundert lb reichen, können
sie auch gelocht sein oder verlängerte
Schwanzabschnitte aufweisen. Diese komplexen Formen können den
Gussputzprozess nicht überleben.
Positionierer werden abgeschlagen und Deckschalen erhalten Sprünge. Infolgedessen weisen
Stützmauerblöcke, die
einer Gussputzbehandlung unterzogen werden, in der Regel sehr einfache
Formen auf, sind relativ klein und besitzen keine integralen Positionier-/Scherkeile.
Stattdessen müssen
sie mit zusätzlichen
Stiften, Klammern oder anderen Vorrichtungen verwendet werden, um
ein Zurücksetzen
und eine Scherfestigkeit zu erzeugen. Durch die Verwendung dieser
zusätzlichen
Stifte oder Klammern wird die Herstellung von Mauern schwieriger
und teurer als im Falle von Blöcken
mit integralen Positionierern.
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Eine
andere Möglichkeit
zur Beseitigung der scharfen, regelmäßigen Ränder und zur Erzeugung einer
unregelmäßigen Fläche an einem
Betonblock ist die Verwendung einer Hammermühlen-Maschine. Bei dieser Art
von Maschine greifen rotierende Hämmer oder andere Werkzeuge
die Fläche
des Blocks an, um Stücke
davon abzuschlagen. Diese Maschinenarten sind in der Regel teuer
und erfordern Platz an der Fertigungsstraße, der in Blockanlagen, insbesondere
in älteren
Anlagen, oftmals nicht zur Verfügung
steht. Diese Möglichkeit
kann auch die Herstellung verlangsamen, wenn sie „inline" erfolgt, da sich der
Prozess nur so schnell bewegen kann wie die Hammermühle auf
jeden Block einwirken kann, und die Blöcke müssen in der Regel gehandhabt,
das heißt
umgewendet und/oder gedreht werden, so dass alle Ränder angegriffen
werden. Wenn der Hammermühlenprozess
außerhalb
der Fertigungsstraße
erfolgt, erzeugt er viele der oben bezüglich des Gussputzens beschriebenen
Mängel.
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Noch
eine weitere Möglichkeit
zur Erzeugung eines natürlicheren
Aussehens der Blockfläche und
zur Beseitigung von scharfen, regelmäßigen Rändern der Betonblöcke wird
in der eigenen, gleichzeitig anhängigen
US-Patentanmeldung mit der lfd. Nummer 09/884795 (eingereicht am
19. Juni 2001) und 09/691864 (eingereicht im Oktober 2000) und in der
US-PS 6 321 740 beschrieben.
Wie in diesen Schriften offenbart, wird eine Spaltanordnung mit mehreren
Vorsprüngen
bereitgestellt, die an mindestens einer Seite einer Spaltlinie angeordnet
sind, auf die ein durch die Spaltanordnung zu spaltendes Werkstück ausgerichtet
wird. Die Vorsprünge
sind so positioniert, dass sie das Werkstück beim Spalten in Eingriff
nehmen, um eine unregelmäßige Vorderseite und
einen unregelmäßigen oberen
und unteren Vorderrand am sich ergebenden Block zu erzeugen. Wie weiter
offenbart wird, können
die Vorsprünge
auf einer der beiden Seiten der Spaltlinie angeordnet und an einer
einzigen Spaltanordnung oder an jeder Spaltanordnung eines gegenüberliegenden
Paars Spaltanordnungen vorgesehen sein.
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Einzelheiten
anderer Blockform- und -teilmethodologie sind in der
US 6050255 zu finden.
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Ein
verbleibendes Problem liegt bei einer herkömmlichen Stützmauer mit zurückgesetzten
Lagen vor. Bei einer Stützmauer,
bei der jede Lage von der darunter liegenden Lage zurückgesetzt
ist, ist zwischen der Vorderseite jedes Blocks in der unteren Lage
und der Vorderseite jedes Blocks in der benachbarten oberen Lage
ein Teil der Oberseite jedes Blocks sichtbar. In der Regel sind
die sichtbaren Oberseitenteile regelmäßig und planar, wodurch das Erscheinungsbild
einer Leiste zwischen jeder Lage geschaffen wird. Durch die Leisten
sieht die Stützmauer
weniger natürlich
aus und man ist allgemein der Ansicht, dass sie das Erscheinungsbild
der Stützmauer
beeinträchtigen.
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Demgemäß besteht
Bedarf an Einrichtungen und an einem Verfahren, die die regelmäßige, planare
Blockoberseite, die sich nahe der Vorderseite befindet, beseitigen,
wodurch das Erscheinungsbild einer Leiste, wenn die Blöcke zu zurückgesetzten
Lagen gestapelt sind, minimiert wird. Die Ergebnisse sollten auf
eine Art und Weise erzielt werden, die die Fertigungsstraße nicht
verlangsamt, der Straße
keine kostspieligen Einrichtungen hinzufügt, keinen zusätzlichen
Platz an einer Fertigungsstraße
benötigt, nicht
arbeitsaufwendig ist und keine hohen Ausschussraten aufweist, wenn
Blöcke
mit integralen Positionierflanschen oder anderen ähnlichen
Merkmalen bearbeitet werden.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Einrichtungen und verwandte Verfahren zur Herstellung
von Betonmauerwerksblöcken.
Wenn mehrere Blöcke
gemäß der Erfindung
in einer Mauer mit einem Rücksprung
zwischen jeder Lage von Blöcken
in der Mauer verlegt werden, wird das Erscheinungsbild einer Leiste
zwischen den Blocklagen minimiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Spaltanordnung für eine Blockspaltmaschine
bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Blockspaltvorrichtung,
die eine Spaltlinie definiert und zum Spalten eines Werkstücks konfiguriert
ist, das in der Blockspaltmaschine in Ausrichtung auf die Spaltlinie angeordnet
ist, um mindestens einen Block mit einer unregelmäßigen Vorderseite
zu bilden; wobei die Spaltanordnung des Weiteren eine Vielzahl von Scheiteln
neben der Spaltlinie auf mindestens einer Seite davon umfasst, die
während
eines Spaltvorgangs eine Fläche
des Werkstücks
in Eingriff nehmen, wobei die Vielzahl von Scheiteln eine Vielzahl von
Scheiteln, die sich über
eine parallel zu der Spaltlinie verlaufende Strecke erstrecken,
was einem Großteil
der Länge
der Vorderseite des zu bildenden Blocks entspricht, und eine Vielzahl
von Scheiteln, die sich über
eine von der Spaltlinie weg verlaufende Strecke erstrecken, enthält, wobei
die Spitzen der Scheitel, die weiter von der Spaltlinie entfernt
liegen, weiter von dem Werkstück
entfernt sind, wenn sich die Spaltanordnung in ihrer Ruheposition
vor dem Spaltvorgang befindet; wobei die Vielzahl von Scheiteln
bei Betrieb der Blockspaltvorrichtung die Fläche des Werkstücks in Eingriff
nimmt, um die Werkstückfläche abzuschlagen
und aufzurauen und den Rand des Blocks am Schnittpunkt der Werkstückfläche und der
Vorderseite entlang einem Großteil
der Länge
der Vorderseite des mindestens einen Blocks während des Spaltvorgangs abzurunden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Spaltanordnung werden weiterhin durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2–12 offenbart.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Betonblocks mit einer unregelmäßigen Vorderseite,
einem abgeschlagenen und aufgerauten Oberflächenteil neben der Vorderseite
und einem abgerundeten Rand am Schnittpunkt der Oberseite des Blocks
und der Vorderseite, bei dem man eine erste Spaltanordnung bereitstellt,
die eine Blockspaltvorrichtung enthält; ein Betonwerkstück bezüglich der
ersten Spaltanordnung so anordnet, dass das Werkstück von der
ersten Spaltanordnung gespalten werden kann; und das Werkstück unter
Verwendung der Spaltanordnung in mindestens zwei Teile spaltet;
wobei die erste Spaltanordnung eine Vielzahl von Scheiteln neben
der Blockspaltvorrichtung aufweist, die zur Ineingriffnahme einer
Fläche,
entsprechend dem Oberseitenteil, eines entlang einer Spaltlinie
(SL) zu spaltenden Betonwerkstücks positioniert
sind, wobei sich die Scheitel über
eine Strecke, die allgemein parallel zur Spaltlinie verläuft, entsprechend
einem Großteil
der Länge
der Vorderseite des zu bildenden Blocks, und über eine von der Spaltlinie
weg verlaufende Strecke erstrecken, so dass die Scheitel die Werkstückfläche während eines Spaltvorgangs
neben einer und über
eine Strecke in Eingriff nehmen, die allgemein parallel zur Spaltlinie entlang
einem Großteil
der Länge
der Vorderseite des Blocks verläuft,
und über
eine Strecke, die von der Spaltlinie weg verläuft, um den Oberflächenteil abzuschlagen
und aufzurauen und den Rand des Blocks am Schnittpunkt der Oberseite
des Blocks und der Vorderseite abzurunden.
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Ein
Betonblock gemäß der Erfindung
umfasst einen Betonblock, der aus einem an einem geformten Betonwerkstück durch
mindestens eine Spaltanordnung in einer Blockspaltmaschine mit einer
Blockspaltvorrichtung zum Spalten des Werkstück entlang einer Spaltlinie
durchgeführten
Spaltvorgang zum Bilden mindestens eines Blocks mit einer unregelmäßigen Vorderseite
und einer Vielzahl von Scheiteln neben der Blockspaltvorrichtung
an mindestens einer Seite davon, die das Werkstück während des Spaltvorgangs in
Eingriff nehmen, stammt, wobei der Mauerwerksblock einen Blockkörper mit
einer Oberseite, einer Unterseite, einer sich zwischen der Ober-
und der Unterseite erstreckenden Vorderseite, einer sich zwischen
der Ober- und der Unterseite erstreckenden Rückseite und Seitenflächen zwischen
der Vorder- und der Rückseite;
und einem integral mit dem Block ausgebildeten und an der Unterseite
davon neben der Rückseite angeordneten
Positioniervorsprung umfasst; wobei der Schnittpunkt der Vorderseite
und der Unterseite einen unteren Rand definiert; wobei der Betonblock
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorderseite und mindestens
ein Teil des oberen Rands unregelmäßig sind, ein Teil der Oberseite
neben dem oberen Rand und der Vorderseite abgeschlagen und aufgeraut
ist und der obere Rand entlang einem Großteil der Länge der Vorderseite des Blocks
abgerundet ist, wobei sich der abgeschlagene und aufgeraute Oberseitenteil
und der abgerundete obere Rand aus der Vielzahl von Scheiteln, die
das Werkstück
beim Spaltvorgang in Eingriff nehmen, ergeben.
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Diese
und verschiedene andere Vorteile und Neuheitsmerkmale, die die Erfindung
charakterisieren, werden in den hier angehängten Ansprüchen besonders herausgestellt.
Zum besseren Verständnis der
Erfindung, ihrer Vorteile und Aufgaben, die durch ihre Verwendung
erreicht werden, sollte auf die Zeichnungen, die einen weiteren
Teil davon bilden, und auf die beigefügte Beschreibung Bezug genommen
werden, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer unteren Spaltanordnung der Erfindung
zur Verwendung in einer Blockspaltmaschine.
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2 ist
eine Draufsicht der unteren Spaltanordnung, die in Bezug auf ein
zu spaltendes Werkstück
gezeigt wird.
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3 ist
eine Endansicht der unteren Spaltanordnung und einer oberen Spaltanordnung,
die zum Spalten eines Werkstücks
positioniert sind.
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3A ist
eine Detail-Seitenansicht einer Unterlage, die die Stege und Täler der
Eingriffsflächen
definiert.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Mauerwerksblocks, der von einem
die obere und untere Spaltanordnung der in 3 dargestellten
Art verwendenden Werkstück
gespalten ist.
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5 ist
eine Seitenansicht des Mauerwerksblocks von 4.
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6 stellt
eine aus mehreren Blöcken
von 4 gebaute Mauer dar.
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7 ist
eine Endansicht der unteren Spaltanordnung und einer alternativen
Ausführungsform einer
oberen Spaltanordnung, die zum Spalten eines Werkstücks positioniert
sind.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines Mauerwerksblocks, der von einem
die obere und untere Spaltanordnung der in 7 dargestellten
Art verwendenden Werkstück
gespalten ist.
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9 ist
eine Seitenansicht des Mauerwerksblocks von 8.
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10 stellt
eine aus mehreren Blöcken
von 8 gebaute Mauer dar.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Die
Erfindung betrifft das Spalten von Betonmauerwerksblockwerkstücken zur
Erzeugung eines natürlicheren
Aussehens der Flächen
von Betonstützmauerblöcken, die
sich aus dem Spalten der Werkstücke
ergeben.
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Einrichtungen
und Verfahren, die eine natürlicher
aussehende Blockfläche
erzeugen und die regelmäßigen, scharfen
Flächenränder beseitigen, werden
in der eigenen, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung
mit der lfd. Nummer 09/884795 (eingereicht am 19. Juni 2001) und 09/691864
(eingereicht am 19. Oktober 2000) und in der
US-PS 6 321 740 beschrieben. Wie in
diesen Schriften offenbart, wird eine Spaltanordnung mit mehreren
Vorsprüngen
bereitgestellt, die an mindestens einer Seite einer Spaltlinie angeordnet
sind, auf die ein durch die Spaltanordnung zu spaltendes Werkstück ausgerichtet
wird. Die Vorsprünge
sind so positioniert, dass sie das Werkstück beim Spalten in Eingriff
nehmen, um eine unregelmäßige Vorderseite und
einen unregelmäßigen oberen
und unteren Vorderrand am sich ergebenden Block zu erzeugen. Ein typisches
Werkstück,
das gespalten wird, wird durch zwei Blöcke gebildet, die aus erdfeuchtem
Beton in einer einander gegenüberliegenden
Anordnung geformt sind, so dass ein Spalten des Werkstücks unregelmäßige Vorderseiten
an beiden Blöcken
erzeugt.
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Es
sei nunmehr auf die Figuren hingewiesen, in denen gleiche Teile
in mehreren Ansichten mit den gleichen Zahlen bezeichnet werden. 1 zeigt
eine erste oder untere Spaltanordnung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die untere Spaltanordnung 10 wird in einer Blockspaltmaschine
verwendet, die eine zweite oder obere Spaltanordnung 12 enthält, die
gegenüber
der unteren Spaltanordnung 10 positioniert ist (siehe 3).
Blockspaltmaschinen, die sich zur Verwendung der unteren Spaltanordnung
und oberen Spaltanordnungen 10, 12 eignen, um
die vorliegende Erfindung auszuüben,
können
von Lithibar Co. mit Sitz in Holland, Michigan, und anderen Maschinenherstellern
erhalten werden. Wenn auf die Spaltvorrichtung Bezug genommen wird,
beziehen sich die Begriffe „unten", „oben", „obere(r)" und „untere(r)" auf die Position
der Spaltanordnungen bezüglich
des Werkstücks
beim Spalten. Das Werkstück
ist vorzugsweise beim Spalten mit den „Lippen nach oben" ausgerichtet. Diese
Ausrichtung mit den „Lippen nach
oben" gestattet,
dass das Werkstück
flach auf die spätere
Oberseite des (der) sich ergebenden Blocks (Blöcke) gelegt wird, wenn er (sie)
in einer Mauer verlegt wird (werden).
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Die
Spaltanordnung 10 ist dazu ausgeführt, sich auf in der Technik
bekannte Weise durch eine Öffnung
in einem (nicht gezeigten) Stütztisch
nach oben zu bewegen, um während
des Spaltvorgangs ein oder mehrere Werkstücke 14 in Eingriff
zu nehmen, und sich nach Beendigung des Spaltvorgangs durch die Öffnung nach
unten zu bewegen, so dass die Spaltstücke aus der Spaltmaschine entfernt
werden und ein oder mehrere anschließende Werkstücke in Ausrichtung
auf die Spaltlinie SL (siehe 2) in der
Spaltmaschine positioniert werden können.
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Auf
die 1 und 3 Bezug nehmend, enthält die Spaltanordnung 10 in
der Darstellung einen Blockspaltvorrichtungshalter 16 mit
einer daran befestigten Blockspaltvorrichtung 18, die zusammen ein
Mittel zum Spalten des Werkstücks 14 bilden.
Bei der dargestellten Ausführungsform
umfasst der Halter 16 einen Messerhalter und die Blockspaltvorrichtung 18 umfasst
ein Spaltmesser. Zweckmäßigerweise
wird die Erfindung im Folgenden durch Bezugnahme auf den „Messerhalter 16" oder „Halter 16" und das „Spaltmesser 18" oder „Messer 18" beschrieben. Es
sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Halter 16 und die
Spaltvorrichtung 18 auch durch andere Strukturen gebildet
werden könnten
als die in den Figuren dargestellten. Des Weiteren könnte die
Blockspaltvorrichtung auch in Form von (unten beschriebenen) Vorsprüngen vorliegen.
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Das
Messer 18 enthält
eine mittlere Schneidkante 20. Wie aus 2 hervorgeht,
erstreckt sich die mittlere Schneidkante 20 parallel zur
Spaltlinie SL, entlang der das (die) Werkstück (Werkstücke) gespalten werden. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei der Spaltlinie SL um eine gerade Linie und die
sich ergebende Spaltfläche des
Blocks verläuft
infolgedessen allgemein planar. Die Spaltlinie könnte jedoch auch andere Konfigurationen
annehmen, wie zum Beispiel, falls gewünscht, gekrümmt sein. Der Messerhalter 16 enthält Eingriffsflächen 22a, 22b,
die sich vom Messer 18 nach außen erstrecken.
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Wie
in 3 zu sehen, enthält die obere Spaltanordnung 12 ebenfalls
einen Messerhalter 24 mit einem Messer 26, das
eine mittlere Schneidkante 28 enthält. Die mittlere Schneidkante 28 erstreckt sich
parallel zur Schneidkante 20 entlang der Spaltlinie SL.
Der Messerhalter 24 enthält Eingriffsflächen 30a, 30b,
die sich vom Messer 26 nach außen erstrecken.
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Die
Eingriffsflächen 22a, 22b, 30a, 30b erstrecken
sich von den Messern 18 bzw. 26 in einem relativ
flachen Winkel weg, so dass die Flächen 22a, 22b, 30a, 30b während eines
Spaltvorgangs das (die) Werkstück(e)
in Eingriff nehmen. Dieser Eingriff bricht die Spaltränder der
sich ergebenden Spaltstücke
auf willkürliche
Weise. Der unregelmäßige Spaltvorgang
kann nach Wunsch durch Platzieren von Werkstückeingriffsvorsprüngen an
den Eingriffsflächen 22a, 22b, 30a, 30b verstärkt werden.
Die Eingriffsflächen 22a, 22b, 30a, 30b sind
vorzugsweise in einem Winkel α zwischen
ca. 0° und
ca. 30° bezüglich der
Horizontalen, ganz besonders bevorzugt 23°, ausgerichtet.
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Die
Spaltanordnungen 10, 12 enthalten des Weiteren
Werkstückeingriffsvorsprünge 32, 34 an den
Eingriffsflächen 22a, 22b bzw. 30a, 30b,
die verstellbar und entfernbar sind. Auf diese Weise können die
gleichen Messeranordnungen zum Spalten von verschiedenen Werkstückkonfigurationen
durch Ändern
der Anzahl, der Position, des Abstands und der Höhe der Vorsprünge verwendet
werden. Die Vorsprünge 32, 34 werden
zur Einstellung vorzugsweise in entsprechende Gewindeöffnungen
in den Eingriffsflächen 22a, 22b, 30a, 30b geschraubt,
obgleich auch andere Höheneinstellmittel
eingesetzt werden könnten.
Während
eines Spaltvorgangs befinden sich die Vorsprünge, die Messer und die Messerhalter
jedoch in einer festgelegten Beziehung zueinander, wodurch sich
mit Bewegung des Messerhalters auch die dem Messer und dem Messerhalter
zugeordneten Vorsprünge
bewegen.
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Die
Vorsprünge 32, 34 sind
bei dieser Ausführungsform
vorzugsweise aus einem hartmetallbestückten Metallmaterial hergestellt.
Darüber
hinaus ist die Oberseite der Vorsprünge 32, 34 ausgezackt und
umfasst viele Pyramiden in einem Schachbrettmuster. Vorsprünge wie
diese können
von Fairlane Products Co. in Fraser, Michigan, erhalten werden. Es
versteht sich, dass auch die verschiedensten anderen Vorsprungoberseitenkonfigurationen
eingesetzt werden könnten.
Die Höhe
der Oberseite der Vorsprünge
liegt vorzugsweise ca. 0,040 Zoll (0,1 cm) unter den Schneidkanten 20, 28 der
Messer 18, 26. Die Vorsprünge können sich jedoch innerhalb
der Grundzüge
der Erfindung auch noch tiefer oder um eine gewisse Strecke über der
Oberseite der Messer 18, 26 erstrecken. Die gezeigten
Vorsprünge
weisen einen Durchmesser von ca. 0,75 Zoll (1,9 cm) bei 10 Gewindesteigung/Zoll
(3,94 Gewindesteigung/Zoll) auf und sind ca. 1,50 Zoll (3,81 cm)
lang. Es wird angenommen, dass Durchmesser zwischen ca. 0,50 Zoll
(1,27 cm) und ca. 1,0 Zoll (2,54 cm) vorzuziehen sind. Das in das
Gewinde eintretende lose Blockmaterial von dem Spaltvorgang in Kombination
mit der Vertikalkraft der Spaltschläge wird als dazu ausreichend
erachtet, die Vorsprünge
in ihrer Position zu verriegeln. Es könnten jedoch auch andere Mechanismen
verwendet werden, um die Vorsprünge
beim Spaltvorgang in ihrer Position bezüglich der Messer zu verriegeln.
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Die
Messer 18, 26 und die Vorsprünge 32, 34 sind
Verschleißstellen
während
des Spaltvorgangs. Die entfernbare Befestigung der Vorsprünge 32, 34 gestattet
ein Entfernen und Austauschen der Vorsprünge nach Bedarf aufgrund solch
eines Verschleißes.
Des Weiteren wird bevorzugt, dass die Messer 18, 26 entfernbar
und austauschbar sind, so dass sie mit Verschleiß der Messer ausgetauscht werden
können.
Die Messer 18, 26 können durch eine beliebige Anzahl
herkömmlicher
lösbarer
Befestigungstechniken, wie zum Beispiel Verschrauben der Messer
mit den Messerhaltern, an den jeweiligen Messerhaltern 16, 24 befestigt
sein, wobei jedes Messer lösbar
in einem im jeweiligen Messerhalter ausgebildeten Schlitz angeordnet
ist, wie in 3 gezeigt. Die Messer könnten auch,
falls gewünscht,
integral mit dem jeweiligen Messerhalter ausgebildet sein.
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Die
untere Spaltanordnung 10 enthält des Weiteren einstellbare
und entfernbare Werkstückeingriffsvorsprünge 36,
die sich von horizontalen Schultern 38 vertikal nach oben
erstrecken, wie in den 1–3 gezeigt.
Die Vorsprünge 36 sind ähnlich konstruiert
wie die Vorsprünge 32, 34,
obgleich die Vorsprünge 36 in
Abhängigkeit
von der gewünschten Wirkung,
die erreicht werden soll, größer oder
kleiner sein können
als die Vorsprünge 32, 34.
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Die
Abwinklung der Vorsprünge 32, 34 an den
Eingriffsflächen 22a, 22b, 30a, 30b der
Messerhalter 16, 24 gestattet, dass sich die Vorsprünge 32, 34 in
das (die) Werkstück(e)
bohren und Material in erster Linie neben dem unteren und dem oberen Rand
des sich ergebenden Blocks wegbrechen, ohne jedoch zu viel Material
wegzubrechen. Die untere Spaltanordnung 10 berührt in der
Regel das Werkstück 14,
nachdem die obere Spaltanordnung 12 mit ihrem Spaltvorgang
begonnen hat. Der anfängliche
Spaltvorgang der oberen Spaltanordnung 12 kann die sich
ergebenden gespaltenen Stücke des
Werkstücks 14 auseinander
drücken,
bevor die untere Spaltanordnung 10 und die abgewinkelten Vorsprünge 32 ihren
Spaltvorgang ganz beenden können.
Die vertikalen Vorsprünge 36 an
den Schultern 38 des Messerhalters 16 helfen dabei,
die gespaltenen Stücke
festzuhalten, damit die abgewinkelten Vorsprünge 32 ihren Spaltvorgang
beenden können.
Die vertikalen Vorsprünge 36 brechen
auch Teile der gespaltenen Teile neben den oberen Rändern des
(der) sich ergebenden Blocks (Blöcke)
weg.
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Die
Spaltanordnungen
10,
12 und ihre Merkmale, die
bisher beschrieben worden sind, werden in den US-Patentanmeldungen
mit der lfd. Nummer 09/884,795 und/oder 09/691,864 und/oder in dem
US-Patent 6,321,740 offenbart.
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Die
Vorsprünge 32, 34, 36 der
Spaltanordnungen 10, 12 sind so angeordnet, dass
das Material in erster Linie von Teilen des (der) sich ergebenden Blocks
(Blöcke)
weggebrochen wird, die seiner (ihren) oberen und unteren, linken
und rechten Ecke(n) entsprechen. (Wenn auf die sich ergebenden Blöcke Bezug
genommen wird, beziehen sich die Begriffe „oben", „unten", „obere(r)", „untere(r)" auf die Blöcke, wie
sie in einer Mauer verlegt werden.) Das Brechen der oberen und unteren
Ränder
zwischen den Vorderecken ergibt sich in erster Linie durch Eingriff
mit den Flächen 22a, 22b, 30a, 30b.
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Auf
die 1–3 Bezug
nehmend, kann das Aussehen des fertig gestellten Blocks auch dadurch
verbessert werden, dass die Eingriffsflächen 22a, 22b zwischen
den Vorsprüngen 32 modifiziert werden,
so dass die Eingriffsflächen 22a, 22b einen Teil
der Oberseite des Blocks in der Nähe der Vorderseite abschlagen
und aufrauen. Dadurch wird das Erscheinungsbild einer Leiste minimiert,
wenn die Blöcke
in zurückgesetzten
Lagen gestapelt werden. Die Oberflächenmodifikationen sollten
derart sein, dass sie dazu führen,
dass zusätzliches
Betonmaterial abgeschlagen wird, wenn die Eingriffsflächen 22a, 22b das
Werkstück
berühren,
um den Leistenbereich der Oberseite des Blocks aufzurauen. Die Oberflächenmodifikationen
umfassen vorzugsweise eine Vielzahl von Scheiteln, die an den Eingriffsflächen 22a, 22b zwischen
den Vorsprüngen 32 geformt
werden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
liegen die Scheitel in Form von mehreren Stegen 42 vor,
die sich parallel zur Schneidkante 20 des Messers 18 erstrecken,
wobei zwischen benachbarten Stegen 42 Täler oder Nuten definiert sind.
Wie in den 3 und 3A zu
sehen, stellen die abwechselnden Stege 42 und Täler die
Eingriffsflächen 22a, 22b mit
einem allgemein gezackten oder sägezahnförmigen Aussehen
bei Betrachtung vom Ende bereit. Die Stege 42 sind vorzugsweise
in Richtung zum Werkstück 14 abgewinkelt
und weisen vorzugsweise scharfe Spitzen auf. Als Alternative dazu
können
die Stege 42 abgerundete Spitzen aufweisen, obgleich der
sich ergebende Störungsvorgang
im Allgemeinen geringer sein wird als der bei Verwendung scharfer
Spitzen erzielte. Die Stege 42 und Täler können allein oder in Kombination
mit den Vorsprüngen 32, 36 verwendet werden.
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Die
Stege 42 erstrecken sich vorzugsweise von neben dem Messer 18 über die
gesamte Breite der Eingriffsflächen 22a, 22b und
für jedes
Werkstück 14 vorzugsweise
entlang im Wesentlichen der gesamten Länge der Eingriffsflächen 22a, 22b zwischen
den Vorsprüngen 32.
In Abhängigkeit
von dem gewünschten
Ergebnis, das an den sich ergebenden Blöcken erzielt werden soll, können sich
die Stege 42 nur entlang Teilen der Eingriffsflächen 22a, 22b zwischen
den Vorsprüngen 32 erstrecken.
Darüber
hinaus können
sich die Stege 42 in Abhängigkeit davon, wie viel der
Oberseite des Blocks abgeschlagen und aufgeraut werden soll, über Teile
der Breite der Eingriffsflächen 22a, 22b,
anstatt über
ihre ganze Breite erstrecken.
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Bei
der in den 1–3 dargestellten Ausführungsform,
sind die Stege 42 auf Unterlagen oder Tafeln 44 ausgebildet,
und mehrere der Unterlagen 44 sind nebeneinander aufgereiht
und am Messerhalter 16 befestigt, um die kontinuierlichen
Stege und Täler
der Eingriffsflächen 22a, 22b zu
bilden. Eine Seitenansicht einer Unterlage 44 wird in 3A gezeigt.
Die Unterlagen oder Tafeln 44 sind vorzugsweise aus Carbidmaterial
hergestellt. Unterlagen wie diese können von Fairlane Products
Co. in Fraser, Michigan, erhalten werden. Anstatt der Verwendung mehrerer
einzelner Unterlagen kommt auch in Betracht, dass eine einzige Platte
mit einer Länge,
die den mehreren Unterlagen entspricht, und darin ausgebildete Stege 42 und
Täler aufweist,
verwendet werden könnte.
Des Weiteren kommt in Betracht, dass statt der Verwendung der Unterlagen 44 die Stege
und Täler
auch direkt im Messerhalter 16 ausgebildet werden könnten.
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Als
Alternative zu den Stegen 42 könnten die Scheitel auch mehrere
Pyramiden aufweisen, die in einem Schachbrettmuster an den Eingriffsflächen 22a, 22b angeordnet
sind, ähnlich
der Oberseite der Vorsprünge 32, 34.
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Die
Unterlagen 44 sind Verschleißstellen beim Spaltprozess.
Deshalb wird bevorzugt, dass die Unterlagen 44 unter Verwendung
einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen
lösbaren
Befestigungstechniken, wie zum Beispiel Verschrauben der Unterlagen
mit dem Halter 16, entfernbar am Messerhalter 16 angebracht
werden. Es könnte
auch ein Klebstoff verwendet werden, solange der Klebstoff das Entfernen
der Unterlagen gestattet. Wenn die Unterlagen 44 in ihrer
Position angeordnet sind, liegt der Winkel α vorzugsweise zwischen ca. 15
bis 23 Grad zur Horizontalen (siehe 3). Der
höchste
Punkt der Unterlagen 44 kann entweder unter oder über der Schneidkante 20 des
Messers 18 liegen. Vorzugsweise liegt der höchste Punkt
der Unterlagen zwischen ca. 0,125 Zoll (0,3175 cm) unter und ca.
0,125 Zoll (0,3175 cm) über
der Schneidkante 20.
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Ein
sich durch Spalten des Werkstücks 14 unter
Verwendung der unteren und oberen Spaltanordnung in 3 ergebender
Block 50 ist in 4 und 5 dargestellt
und enthält
einen Blockkörper mit
einer allgemein planaren Oberseite 52, einer allgemein
planaren Unterseite 54, Seitenflächen 56 (von denen
nur eine Seitenfläche
in den 4 und 5 zu sehen ist), einer Vorderseite 60 und
einer Rückseite 62.
Darüber
hinaus ist die Vorderseite 60 des Blocks 50 durch
abgerundete Abschnitte 64, 66 mit den Seitenflächen 56 verbunden.
Aufgrund der Positionierung der Vorsprünge 32, 34 an
den Spaltanordnungen 10, 12 (am besten in 2 zu
sehen) werden die obere linke und rechte Ecke sowie die untere linke
und rechte Ecke des Blocks 50 an den abgerundeten Abschnitten 64, 66 während des
Spaltvorgangs weggebrochen.
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Der
Block 50 enthält
eine Positionierlippe oder einen integral an der Unterseite 54 neben
der Rückseite 62 und
vorzugsweise einen Teil davon bildenden Positionierflansch 68.
Die Lippe 68 bildet einen gleichförmigen Rücksprung für eine aus den Blöcken 50 hergestellte
Mauer. Bei der bevorzugten Konfiguration ist die Lippe 68 von
einer Seite des Blocks 50 zur anderen Seite durchgehend.
Die Lippe 68 braucht jedoch weder von einer Seite zur anderen Seite
durchgehend zu sein, noch braucht die Lippe 68 an der Rückseite 62 angrenzend
zu sein. Es könnte
auch eine andere Form von Vorsprung, der gleichwertig zur Lippe 68 zur
Positionierung der Blöcke funktioniert,
verwendet werden.
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Bei
dem Block nach den 4 und 5 müssen die
Ober- und die Unterseite 52, 54 nicht planar sein,
jedoch müssen
sie so konfiguriert sein, dass, wenn sie in Lagen verlegt sind,
die Ober- und Unterseite der Blöcke
in benachbarten Lagen allgemein parallel zueinander bleiben. Des
Weiteren ist die Vorderseite 60 jedes Blocks breiter als
die Rückseite 62,
was durch Abwinkeln mindestens einer der, vorzugsweise beider, Seitenflächen 56 erreicht
wird, so dass die Seitenflächen
näher zusammen
gebracht werden (konvergieren), wenn sie sich der Rückseite annähern. Solch
eine Konstruktion gestattet den Bau von Mauern mit Innenradius.
Es kommt auch in Betracht, dass die Seitenflächen 56 von einer
von der Vorderseite 60 nach hinten beabstandeten Position aus
konvergieren können.
Dadurch wird gestattet, dass benachbarte Blöcke kurz hinter der Vorderseite entlang
regelmäßigen Flächen, die
durch die Wirkung der Spaltvorrichtung, der Eingriffsflächen oder der
Vorsprünge
nicht geändert
worden sind, anstoßen,
was wiederum bedeutet, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass
feine Materialien hinter der Mauer durch die Fläche der Mauer heraussickern.
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Die
Vorderseite 60 des Blocks weist eine unregelmäßige, felsartige
Struktur auf. Darüber
hinaus sind auch ein oberer Rand 70 und ein unterer Rand 72 der
Vorderseite 60 infolge der Spaltanordnungen 10, 12 unregelmäßig.
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Des
Weiteren wird ein Teil 74 der Oberseite 52 des
Blocks 50 neben dem oberen Rand 70 und der Vorderseite 60 des
Blocks durch die Stege 42 an den Eingriffsflächen 22a, 22b der
unteren Spaltanordnung 10 abgeschlagen und aufgeraut. Der
abgeschlagene und aufgeraute Teil 74 hilft dabei, das Erscheinungsbild
einer Leiste, wenn mehrere ähnliche Blöcke 50 in
einer Mauer 100 mit einem Rücksprung zwischen jeder Blocklage
in der Mauer 100 (siehe 6) verlegt
werden, zu minimieren. Der obere Rand 70 des Blocks 50 ist
des Weiteren infolge der Stege und Nuten 42 leicht abgerundet.
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6 zeigt
eine aus mehreren der Blöcke 50 hergestellte
Mauer 100. Die Stege 42 und Täler an den Eingriffsflächen 22a, 22b der
unteren Spaltanordnung 10 erzeugen abgeschlagene und aufgeraute Teile 74 an
den Oberseiten 52 der Blöcke 50. Da jede Lage
von der Lage darunter zurückgesetzt
ist, ist ein Teil 80 der Oberseite 52 jedes Blocks 50 der
unteren Lage zwischen der Vorderseite 60 jedes Blocks 50 in der
unteren Lage und der Vorderseite 60 jedes Blocks in der
benachbarten oberen Lage sichtbar. Ohne die hier beschriebene Behandlung
ist der ganze Teil 80 gleichmäßig und planar, wodurch das
Aussehen einer Leiste zwischen jeder Lage erzeugt wird. Infolge
der Wirkung der Stege 42 sind jedoch die abgeschlagenen
und aufgerauten Teile 74 der sichtbaren Teile 80 unregelmäßig und
nicht planar, wodurch das Erscheinungsbild der Leiste minimiert
wird und die Mauer 100 und die Blöcke 50, aus denen
sie hergestellt ist, natürlicher
aussehen.
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Auf 7 Bezug
nehmend, enthalten die Eingriffsflächen 30a, 30b der
oberen Spaltanordnung 12 in der Darstellung Unterlagen
oder Tafeln 44. Die Unterlagen 44 sind vorzugsweise
mit den an der unteren Spaltanordnung 10 verwendeten Unterlagen identisch,
so dass die Eingriffsflächen 30a, 30b eine Vielzahl
von Scheiteln in Form abwechselnder Stege und Täler oder Nuten aufweisen. Die
Flächenmodifikationen
an den Eingriffsflächen 30a, 30b könnten sich
jedoch von den an den Eingriffsflächen 22a, 22b vorgesehenen
Flächenmodifikationen
unterscheiden. Die Verwendung von Scheiteln an der oberen Spaltanordnung 12 neben
jenen an der unteren Spaltanordnung 10 hilft dabei, die
Vorderseite des Blocks von oben nach unten abzurunden. Darüber hinaus sieht
die Vorderseite gleichförmiger
aus.
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Ein
Block 50',
der sich aus dem Spalten des Werkstücks unter Verwendung der unteren
und oberen Spaltanordnung in 7 ergibt,
wird in den 8 und 9 dargestellt.
Aufgrund der Spitzen an der oberen Spaltanordnung 12, wird
ein Teil 76 der Blockunterseite 54 neben dem unteren
Rand 72 abgeschlagen und aufgeraut, und der untere Rand 72 wird des
Weiteren leicht abgerundet, wie in den 8 und 9 dargestellt.
Eine Mauer 100',
die aus mehreren Blöcken 50' hergestellt
ist, wird in 10 dargestellt.
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Bei
beiden Blöcken 50 oder 50' kann die Vorderseite 60 gesprenkelt
oder buntscheckig sein, und die abgerundeten Abschnitte 64, 66 und
mindestens ein Teil der Seitenflächen 56 können leicht
strukturiert sein, wie in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der lfd.
Nummer 09/884,795 offenbart. Vorzugsweise ist die gesamte Länge der
Seitenflächen 56 leicht
strukturiert.
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Es
kann Fälle
geben, in denen es zufriedenstellend ist, dass ein Block mit nur
einem unregelmäßigen Rand
an der Vorderseite und mit nur einem abgeschlagenen und aufgerauten
Oberflächenteil
versehen ist. Deshalb kommt in Betracht, dass ein Werkstück auch
unter Verwendung einer einzigen der hier beschriebenen Spaltanordnungen
gespalten werden könnte.
Des Weiteren könnte
eine Spaltanordnung nur auf einer Seite der Spaltlinie Eingriffsflächenverbesserungen
sowie Vorsprünge
aufweisen, die nur auf einer Seite der Spaltlinie angeordnet sind.
Darüber
hinaus könnte eine
Spaltanordnung Eingriffsflächenverbesserungen
ohne Verwendung von Vorsprüngen
verwenden.
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Weiterhin
kommt in Betracht, dass ein Werkstück zu einem einzigen Block
und einem oder mehreren Abfallstücken
gespalten werde könnte.
In diesem Fall würden
für jede
Spaltanordnung die Eingriffsflächenverbesserungen
und die Vorsprünge (falls
verwendet) an der unteren und oberen Spaltanordnung auf der gleichen
Seite der Spaltlinie angeordnet sein.
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Des
Weiteren kommt in Betracht, dass die Spaltanordnungen ohne die Messer 18, 26 verwendet
werden könnten.