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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen eines
Betonproduktes durch kontinuierliches Gleitgießen, bei dem die Betonmasse auf ein Bett
und in einen Zwischenraum zwischen dem Bett und einer Form extrudiert wird und
zwar mittels einer Gleitgießvorrichtung, die sich entlang des Bettes fortbewegt, und
bei dem die Masse verdichtet und in Gießrichtung nicht kontinuierliche
Vertiefungen in einer Oberflächenschicht des Produktes geformt werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Gleitgießvorrichtung zum Gießen eines
Betonproduktes mit in Gießrichtung nicht kontinuierlichen Vertiefungen, die eine Form
aufweist, Mittel zum Zuführen von Betonmasse in die Form, einen oder mehrere
verdichtende Vibratoren zum Verdichten der Betonmasse, einen
Antriebsmechanismus zum Antreiben der Zuführmittel und Vibratoren sowie zum Transportieren der
Form entlang des Gießbetts und Preßmittel, die eine während des Formens der
Vertiefungen in der Oberflächenschicht der Betonmasse in Gießrichtung stationär
angeordnete Preßoberfläche aufweisen.
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Die durch konventionelle Verfahren beim Gleitgießen erzeugte Oberfläche ist relativ
glatt. Die Glattheit der Oberfläche ist im allgemeinen auch eine gewünschte
Eigenschaft, wenn das zu gießende Produkt als solches als sichtbarer Teil einer Struktur
dient. In der Bauindustrie werden aber häufig Strukturen verwendet, bei denen die
gesamte Struktur von einem in einer Fabrik vorbereiteten Element und einem daran
anzuschließenden auf der Baustelle vorbereiteten Teil gebildet wird.
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Die gewünschte Funktion solcher Betonstrukturen erfordert es, daß die Bindung
des Elementes an das auf der Baustelle hergestellte Teil so stark wie möglich ist.
Um dies sicherzustellen, ist es vorteilhaft, daß Zapfenmuster oder Vertiefungen in
der Oberfläche des Elementes erzeugt werden. Das auf der Baustelle zu gießende
Teil füllt dann diese Vertiefungen und haftet auf dem in der Fabrik vorbereiteten
Element. Um ein gegenseitiges Verschieben der Teile der Struktur zu vermeiden,
müssen die Muster sowohl in Gießrichtung als auch quer dazu diskontinuierlich
sein, beispielsweise in Form quadratischer oder rechteckiger Vertiefungen. Eine
geeignete Verzapfungstiefe ist beispielsweise 1-20 mm.
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Ein bestimmtes Betonprodukt, bei dem die Verzapfungen besonders wichtig sind,
ist eine sogenannte Mantelplatte. Die Mantelplatte dient als Form, auf der eine für
die Gesamtdicke der Platte erforderliche Betonschicht gegossen wird. Die
Mantelplatte bleibt Teil der Struktur und die Traglastaufnahmefähigkeit erfordert eine
starke Verbindung zwischen den Teilen.
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Die notwendigen Zapfengruben waren früher generell so, daß das Produkt nicht
durch Gleitgießen sondern in einer Form auf der Baustelle gegossen wurde, deren
Boden Buckel aufweist. Die Buckel haben die Vertiefungen in der unteren
Oberfläche der Platte geformt. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist aber, daß die eine
Oberfläche der Platte oder die obere Oberfläche separat geglättet werden muß,
damit eine glatte Oberfläche auf der fertig bearbeiteten Platte sichtbar gemacht
wird. Dies resultiert in einem zusätzlichen Arbeitsschritt beim Plattengießen.
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Aus der finnischen Patentschrift 61652 ist außerdem eine Vorrichtung bekannt,
durch die Vertiefungen in den Seiten der Platte durch zwei aufeinanderfolgende
Räder geformt werden, deren Zähne die Vertiefungen in den Seiten der Platte
formen. Weil die Betonmasse zwischen den beiden Rädern verdichtet wird, muß
das nachfolgende Rad etwas kleiner sein als das zuerst operierende, und außerdem
müssen die Geschwindigkeiten der Räder mittels einer speziellen Gleitkupplung
synchronisiert werden, welche den geänderten Abmessungen der Platte Rechnung
trägt. Die Vorrichtung ist daher ziemlich aufwendig, und es ist schwierig, sie unter
allen Bedingungen zufriedenstellend in Betrieb zu nehmen.
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Die US-PS 3,740,176 und die finnische Anmeldung 878/71 beschreiben
Vorrichtungen, bei denen die Vertiefungen entweder mittels eines flexiblen Bandes
oder eines Zahnrades geformt werden. Bei beiden Vorrichtungen werden aber
Probleme durch die Verformung infolge der Verdichtung der Platte verursacht.
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Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Gießen eines Betonproduktes durch kontinuierliches Gleitgießen vorgeschlagen, bei
dem die Betonmasse auf ein Bett und in einen Zwischenraum zwischen dem Bett
und einer Form extrudiert wird und zwar mittels einer Gleitgießvorrichtung, die sich
entlang des Bettes fortbewegt, und bei dem die Masse verdichtet und nach dem
Verdichten in einer Oberflächenschicht des Produktes in Gießrichtung
diskontinuierliche Vertiefungen mittels Vibration geformt werden, um die
Oberflächenschicht in einen plastischen Zustand zu versetzen und die Vertiefungen in die auf
diese Weise plastifizierte Oberfläche zu pressen, dadurch gekennzeichnet, daß die
nach der Verdichtung auftretende Wirkung der Vibration ausreichend gering und so
gerichtet ist, daß die Oberflächenschicht nur bis in eine Tiefe plastifiziert wird, die
erforderlich ist, um die Vertiefungen einzupressen, während der Hauptbestandteil
des Produktes im verdichteten Zustand bleibt.
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Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine
Gleitgießvorrichtung zum Gießen eines Betonproduktes mit in Gießrichtung nicht
kontinuierlichen Vertiefungen vorgeschlagen, die eine Form, Mittel zum Zuführen von
Betonmasse in die Mulde, eine oder mehrere verdichtende Vibratoren zum Verdichten der
Betonmasse, zumindest einen plastifizierenden Vibrator, zum Plastifizieren einer
Oberflächenschicht der verdichteten Betonmasse, Preßmittel mit einer während des
Formens der Vertiefungen in der plastifizierten Oberflächenschicht in Gießrichtung
stationär angeordneten Preßoberfläche und einen Antriebsmechanismus aufweist,
um die Zuführmittel und Vibratoren anzutreiben und die Form entlang des Gußbetts
zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, daß die plastisch machenden
Vibratoren so angeordnet sind, daß die Wirkung der Vibration nach dem Verdichten
ausreichend gering und so gerichtet ist, daß die Oberflächenschicht nur bis in eine
Tiefe plastifiziert wird, die erforderlich ist, um das Einpressen von Vertiefungen zu
erlauben, während der Hauptteil des Produktes verdichtet bleibt.
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Die Vertiefungen werden durch Pressen geformt, das heißt ohne Betonmasse zu
entfernen. Die Gleitgießtechnik erfordert den Gebrauch von relativ trockener
Betonmasse, da das Produkt seine Form nach dem Verlassen der Gießform erhalten
muß. Das Einpressen ausreichender Vertiefungen in solch eine trockene Masse
nach dem Verdichten erfordert es, die Oberfläche wieder in einen plastischen
Zustand zu versetzen, aber nur bis zu einer Tiefe, wie gerade erforderlich, wodurch
der Zusammenhalt des gesamten Produktes nach dem Verlassen der Form nicht
gefährdet wird.
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Beim Formen der Zapfengruben während des Gießens einer Betonplatte werden
diese vorzugsweise in einer oberen Oberfläche der horizontalen Platte geformt.
Dann kann eine flache Stahlplatte als untere Oberfläche der Form dienen, und die
sichtbare Oberfläche kann vollständig glatt sein.
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Die Erfindung kann genauso auf das Formen von Zapfen in anderen Betonprodukten
angewandt werden, die durch Gleitgießen vorbereitet werden, wie etwa hohle
Platten, Balken oder Pfeiler.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die
beigefügte Figur beschrieben, die eine Seitenansicht einer Gleitgießvorrichtung
gemäß der Erfindung ist.
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Die Gleitgießmaschine besitzt einen Rahmen und einen Antriebsmechanismus 6,
der auch durch einen externen Antrieb ersetzt werden kann, sowie einen Trichter
und eine Formbox 1, durch die die Betonmasse in eine Gleitgießform fließt.
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Auf der oberen Oberfläche der Form befindet sich aus Sicht des Trichters 1 zuerst
ein Formbalken 2, an dem ein oder mehrere Vibratoren befestigt sind. Der
vibrierende Formbalken 2 verbessert den Fluß der Betonmasse in die Form.
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Daneben ist ein Verdichtungsbalken 3 angeordnet, der mit wirksameren Vibratoren
ausgestattet ist, als die vorhergehenden. Der Verdichtungsbalken 3 verdichtet das
Produkt zu seiner, mit Ausnahme der Zapfengruben, endgültigen Form .
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Daneben befindet sich ein druckausgleichender/glättender Balken 4, der auch mit
Vibratoren ausgestattet ist, die aber weniger wirksam sind als jene aus dem
Verdichtungsbalken 3. Der glättende Balken 4 hat zwei Aufgaben. Er glättet die
Oberfläche des vorzubereitenden Produktes und hindert auf der anderen Seite die
Oberfläche der Betonmasse daran, nach dem eigentlichen Verdichtungsbalken 3
aufzusteigen. Wenn das Aufsteigen auf diese Weise verhindert wurde, verbleibt der
zum Verdichten erforderliche Druck unter dem Verdichtungsbalken 3.
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Bei der in der Figur abgebildeten Anwendung werden die Vertiefungen von einer
zylindrischen Druckrolle 5 geformt, deren Oberfläche Buckel hat. Diese Buckel
pressen die entsprechenden Vertiefungen in die Oberfläche des Produktes. Die
zylindrische Druckrolle 5 kann durch ein endloses, um Rollen herum bewegtes Band
ersetzt werden, an dem Buckel befestigt sind, um die Zapfengruben einzupressen.
Die Rolle oder das Band laufen mit einer Geschwindigkeit um, die mit dem
Fortschreiten der Maschine synchronisiert ist, beispielsweise mittels eines Zahnriemens
oder einer Kette, so daß die Rolle oder das Band auf der Oberfläche des zu
gießenden Produktes rollen und gleichzeitig ein regelmäßiges Zapfenmuster in die
Betonoberfläche pressen. In diesem Zusammenhang bezieht sich Band, außer auf ein
gänzlich flexibles Band, auch auf eine raupenkettenartige Konstruktion, welche aus
miteinander verbundenen Platten besteht.
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Die Rolle oder das Band können ebenfalls durch eine stempelartige Presse ersetzt
werden, die mittels Kurbeln oder Hebeln oder auch hydraulisch betrieben werden
kann. Die Presse führt in Druckrichtung eine Hin- und Herbewegung zum Produkt
und davon weg aus. Außerdem ist die Bewegungsbahn des Gerätes so, daß es
nicht auf der Oberfläche des Produktes schleift, wenn sich die Maschine
fortbewegt, damit es ein scharfes Muster einpreßt. Das bedeutet einerseits, daß die
Presse während des Preßvorgangs bezüglich der Gießrichtung stationär auf der
Oberfläche des Produktes bleibt und sich dabei relativ zur Gießmaschine bewegt
und andererseits, zur selben Stelle bezüglich der Gießmaschine zurückkehrt, wenn
sie sich vom Produkt wegbewegt.
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Die Rolle 5 kann vibrieren, beispielsweise durch vibrierende Lagerbläcke, die die
Rolle unterstützen. Auf gleiche Weise wird die Vibration des Riemens durch
vibrierende Stützrollen des Bandes erzeugt. Wenn eine stempelartige Presse verwendet
wird, kann der Vibrator in der Presse selbst angeordnet werden.
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Die vibrierenden Wirkungen, sowohl des Zapfen-machenden Teils selbst als auch
des ausgleichenden Balkens 4, sind so gewählt, daß sie ausreichen, um die
Oberfläche der Platte wieder plastisch zu machen, aber nur bis zu einer solchen Tiefe,
daß das Zapfenmuster eingepreßt werden kann, ohne die Form der übrigen Platte
zu gefährden.
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Wenn das Verfahren angewandt wird, um Zapfengruben in einer hohlen Platte zu
erzeugen, wird die Oberfläche der Gleitgießform der Hohlplattenmaschine durch
den vorbeschriebenen Apparat ersetzt. In dem Hohlplattenextruder wird der
Massenstrom in die Gießform sowohl durch Schrauben als auch durch
Verdichtungsdorne hinter den Schrauben arrangiert. Solch eine Maschine ist zum Beispiel in der
finnischen Patentschrift 70821 beschrieben.
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Zusätzlich zum Erzeugen von Zapfenmustern auf der Oberfläche des Betonprodukts
können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung auch
Zapfenmuster auf der Seite eines Betonelements erzeugt werden, indem die
entsprechenden Vorrichtungen an den Seitenwänden der Gleitgießform installiert werden.