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Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Gegenständen aus einer formbaren
Masse Es ist bekannt, zur Herstellung von Gußstücken, z. B. Betonrohren, eine Gußform
zu verwenden, die aus einem äußeren, festen Formteil und einem darin angebrachten
Gummischlauch besteht, der mit Luft aufgeblasen oder mit einem anderen Druckmittel
zur Bildung eines im wesentlichen festen Kerns gefüllt werden 'kann. Nachdem das
Gießmaterial in eine solche Form gefüllt worden und darin genügend hart geworden
ist, wird das Druckmittel aus dem Gutnmischlauch entfernt, der dann aus der Höhlung
des gegossenen Gegenstandes herausgezogen wird. Bei der Verwendung einer derartigen
Gußform können glatte Betonflächen erhalten werden. Diese Gußfortn bildet bei dem
bekannten Verfahren eine ge@@@lu@liche, stillstehende Form während der Gießarbeit,
bei der die Gußmasse in gewöhnlicher Weise zwischen Kern und Außenform gebracht
wird. Zur Herstellung von langen, rohrförmigen Gegenständen mußte hierbei die Gießarbeit
wie bei jeder anderen stillstehenden Form schrittweise durchgeführt werden, wobei
die Form für jeden neuen Rohrabschnitt zunächst entleert, um eine gewisse Strecke
vorbewegt und dann wieder gefüllt werden mußte.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die technische und wirtschaftliche
Verbesserung der Gießarbeit durch die Verwendung einer beweglichen, mit einer Hülle
aus Gummi oder anderem biegsamen Baustoff versehenen Gußform, an deren Stirnseite
die Gußmasse auf ihren endgültigen Platz im gegossenen Gegenstand angebracht wird.
In
erster Linie bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Formung von Gegenständen
aus Beton oder anderen formbaren Massen, bei dem die Formung mittels eines hohlen
Formkörpers erfolgt, der einen Füllstoff, z. B. Luft oder Wasser, enthält und eine
wenigstens teilweise biegsame Wand hat. Das Verfahren nach der Erfindung besteht
zunächst darin, daß eine Formungsfläche für die zu formende Masse fortlaufend dadurch
gebildet wird, daß ein zur Formung zunächst unwirksamer Teil der biegsamen Wand
des Formkörpers an einem in der Formungsrichtung vorn liegenden Ende des Formkörpers
in einen zur Formung wirksamen Teil übergeht, wobei der für die Formung unwirksame
Teil des Formkörpers in der besagten Richtung vorwärts bewegt wird, während die
wirksame Formungsfläche den gegossenen Baustoff, ohne an diesem abzugleiten, berührt.
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Durch dieses Formverfahren wird eine im weiten Sinne kontinuierliche
Formung erzielt. Die Vorteile sind u. a.: Vermeidung der Trennung der Formmasse,
leichtes Austreiben der Luft und evtl. überschüssigen Wassers aus der Formmasse
durch stirnseitige Bearbeitung der Masse und leichtes Vorspannen von etwaigen Bewehrungen.
Ebenso läßt sieh beim Verfahren nach der Erfindung eine glatte Formfläche ohne Gießgrate
oder andere Unregelmäßigkeiten zwischen den aufeinanderfolgenden Abschnitten einer
z. B. langen Rohrleitung erzielen, und die sonst erforderliche Zeit zur Formabschälung
und erneuten Aufführung der Gießform wird dadurch vermieden, daß der Formkörper
kontinuierlich vorgeschdben werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Einrichtung zur Durchführung
des angegebenen Verfahrens. Diese Einrichtung besteht aus einemhohlen, Füllstoff
enthaltenden Formkörper, der mit einer Wand versehen ist, die wenigstens teilweise
aus Gummi oder einem anderen biegsamen Baustoff besteht. Die Einrichtung gemäß der
Erfindung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß das in der Formungsrichtung
vorn liegende Ende des Formkörpers während der Formung eine rohrförmige biegsame
Außen- und Innenwand hat, die kontinuierlich ineinander übergehen, und daß der Formkörper
eine geschlossene Wand an seinem hinteren Ende besitzt und daß Mittel vorgesehen
sind, die den Formkörper während der Formung in der Formrichtung dadurch bewegen,
daß Teile der Innenwand zur Außenwand hin oder umgekehrt vorgeschoben werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Einrichtung nach
der Erfindung sind unter Hinweis auf einige Ausführungsbeispiele in der Zeichnung
im folgenden näher erläutert.
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Fig. i a, 11) und i c zeigen ein Beispiel eines vorzugsweise
für die kontinuierliche Formung von langen, rohrförmigen Gegenständen verwendeten
Formkörpers in einer Seitenansicht, einer Endansicht und einem Querschnitt; Fig.
2 a und 2 b sind Längs- und Querschnitte eines Formkörpers, der einen mit einem
festen, rohrförmigen Teil verbundenen biegsamen Teil enthält und der in erster Linie
als Form bei der Herstellung von Rohren u. dgl. im großen Maßstab in Fabriken verwendbar
ist; Fig. 3 a und 3 b zeigen in einem Längsschnitt und in einer Seitenansicht einen
Formkörper, der mit einem Behälter verbunden und ebenfalls für die Herstellung von
Rohren u. dgl. im großen Maßstab verwendbar ist; Fig. 4 ist ein mehr ins einzelne
gehender Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel für die Massenherstellung von
Rohren; Fig. 5 a und 5 b veranschaulichen in einem Längs-und Querschnitt ein Ausführungsbeispiel
zum Formen einer aus Beton bestehenden Abzugskanalröhre an Ort und Stelle; Fig.
6a und 6b zeigen in einem Längs- und Querschnitt ein Ausführungsbeispiel zum Formen
einer teilweisen Betonverkleidung in einem Felstunnel; Fig. 7 a und 7 b veranschaulichen
in einem Längs-und Querschnitt ein Beispiel zum Formen einer vollen Betonsäule;
Fig.8 zeigt in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum
Formen von Tunnels u. dgl.
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Der Formkörper gemäß den Fig. i a, i b und i c bildet eine geschlossene,
gefüllte, zylindrische Hülle i, die, während sie sich kontinuierlich weiterbewegt,
mit ihrer Formfläche 13 in unbewegliche, nicht gleitende Berührung mit einer
formbaren Masse dadurch gebracht werden kann, daß beispielsweise ihr eines Ende
einem Druck ausgesetzt wird. Hierbei ;geht der innere unentfaltete Teil ia allmählich
und stetig in den entfalteten Teil ib über. Man kann sich diesen Formkörper aus
einem Stück eines gewöhnlichen Gummirohres hergestellt denken, dessen offene Enden
gestülpt und miteinander verbunden sind, worauf der dadurch eingeschlossene Raum
z. B. mit Druckluft oder Wasser gefüllt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 a und 2 b besteht der
Formkörper aus einer biegsamen Hülle, deren Enden durch einen festen, knierohrförmigen
Teile miteinander verbunden sind, der mit einer Rolle 3 versehen ist, über die der
innere unentfaltete Teil der Hülle laufen kann, der gegebenenfalls durch ein Band,
eine Stange oder eine andere Einrichtung teilweise ersetzt werden kann.
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Bei dein Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 a und 31> ist nur ein
Ende der Hülle i mit dem Behälter 2 zu einer geschlossenen Kammer verbunden, während
am anderen Ende der Hülle ein biegsamer Draht 4 od. dgl. angreift, der beispielsweise
auf einer mit Kurbel 5 versehenen Rolle 3 aufgewickelt werden kann. Natürlich kann
auch die Hülle selbst um die Rolle gewickelt oder in anderer Weise vorbewegt werden.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 4 sind die Hülle, das Knierohr und die
Rolle wie in den Fig. 2 a und 2 b bezeichnet. Hier wie in Fig. 2 a und 2 b kann
das Knierohr natürlich durch ein gerades Rohr ersetzt werden. Die Enden a und b
sind durch einen über die Rolle 3 laufenden, biegsamen Draht 4 verbunden. 6 und
7 bezeichnen zwei Zylinderrohre, deren Innendurchmesser dem des zu formenden
Rohres
entspricht. Der Zylinder 6 wird von dem Rohrstück 8 umgeben und ist mit diesem und
dem einen Ende der Hülle i am Flansch 9 des Rohrknies befestigt. Ebenso ist das
andere Ende der Hülle t zusammen mit dem Zylinderrohr 7 im Flansch 9' mit dem Knie
2 verbunden.
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Die formbare Masse wird nach und nach einer als Vorformungsglied ausgebildeten
Führungskappe i i zugeführt, die das vordere Ende der Hülle umgreift und dazu dient,
den vorderen Teil der formbaren Masse durch Vibration zu bearbeiten. Die Kappe i
i wird durch ein Zugmittel 12 unter kontinuierlichem stirnseitigem Gießen vorwärtsbewegt
und hierbei über Führungseinrichtungen 13 in der äußeren Formwand i o geführt, während
gleichzeitig die Hülle laufend vorwärts bewegt wird, dadurch, daß ein Druck auf
(las im offenen Rohr 6 liegende Ende der Hülle ausgeübt wird. Für diesen Zweck wird
ein Druckmittel, z. B. Wasser, durch einen im geschlossenen Rohr 8 befindlichen
Füllstutzen 14 eingeleitet. Die durch die Hülle und das Knierohr begrenzte geschlossene
Kammer ist gleichfalls mit Wasser gefüllt, das durch ein Ventil 15 eingebracht wird.
Um die Erhärtung der Formmasse zu beschleunigen, kann das Wasser mittels eines Heizelementes
16 erhitzt werden. Nachdem das Betonrohr geformt und sein oberes Ende durch einen
Verschlul3deckel od. dgl. abgeschlossen worden ist, kann die formbare Masse auf
einfache Weise durch Erhöhung des Druckes im Formkörper zusammengedrückt werden.
Eine ringförmige Bewehrung 17, deren Ringelemente hinreichend eng zueinander liegen,
kann bei einer gegenüber dem Druck des Formkörpers elastischen oder in anderer Weise
nachgiebigen Ausbildung der Außenform io eine Vorspannung dadurch erhalten, daß
einfach der Druck im Formkörper erhöht wird. Die Verdichtung und Vorspannung kann
bei diesem Verfahren selbstverständlich auch nach Formung eines Rohres in anderer
Weise vorgenommen werden, z. B. zwischen festen inneren und äußeren Formen oder
mit Hilfe eines Führungsringes, der ungefähr die gleiche Länge wie die des Rohres
besitzt. Auch die Vorspannung längs verlaufender l;ewehrung kann erreicht werden
z. B. durch Verankerung dieser Bewehrung an einem Enddeckel, der mit dem Formkörper
zusammenwirkt. Zur Aufnähme von beliebigen radial und längs verlaufenden Vorspannungskräften
können hinreichend eng gewundene, spiralig geformte Bewehrungen verwandt werden,
die in den Stiften 18 besonderer Endringe i9 verankert oder an anderen Fixpunkten
außerhalb der geformten Masse befestigt werden.
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Die Rohre können sogleich einer Prüfung auf Wasserdichtigkeit durch
Einpressen von Wasser od. dgl. in das Rohr über eine in dem obenerwähnten Deckel
vorgesehene Öffnung unterworfen werden, der zu diesem Zweck mit einem Gummiring
oder einer anderen zwischen Deckel und Rohrende eingelegten Dichtungsmasse zu versehen
ist. Durch gleichzeitiges Öffnen des Stutzens 14 wird die Hülle i vom geformten
Rohr abgeschält, das sich zunehmend mit Wasser füllt. Kurz bevor die Hülle i vollständig
abgeschält ist, wird der Stutzen 14 geschlossen, so daß der Formkörper selbst das
untere Rohrende abdichtet. Der gewünschte Probedruck wird dann aufgesetzt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 a und 5 b erfolgt die
Formung in einer Außenform i o, in die die während der Formung sich vorbewegende
Hülle i eingelegt wird. Der Beton wird durch einen am Scheitel der Außenform offenen
Teil 2o eingebracht, während die Vorbewegung der Hülle durch eine Stange 21 erfolgt,
die in der Öffnung des Innenteils der Hülle i durch Reibung festgehalten wird. Das
Zurückziehen der Stange kann z. B. durch Schlagen oder Vibrieren der Stange erfolgen.
Durch Einleiten von Druckluft zwischen Stange und Hülle kann dies erleichtert werden.
An dem in der Verformungsrichtung vorn liegenden Ende der Hülle ist ein aus einer
Ringführung i i bestehendes Verformungsglied vorgesehen, das den Formkörper übergreift
und zusammen mit diesem mittels einer Zugeinrichtung 22 vorbewegt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.6a und 6 b bildet die Hülle
i eine innere Form, während eine Felswand die äußere Form darstellt. Die Betonmasse
wird zwischen diesen Formen am besten im Bereich des Vorderteils des Formkörpers
zugeführt, der nach und nach vorwärts bewegt wird. Hierzu dient ein endloses Seil
21, das durch die Öffnung der Hülle geführt ist. Der Formkörper i ist entsprechend
der Höhe der herzustellenden Auskleidung mit Wasser und zum übrigen Teil mit Luft
gefüllt und wird im geeigneten Abstand von der Felswand durch Betonblöcke 23 od.
dgl. gehalten, die in der Masse eingebettet sein können. Der Formkörper kann auch
in einer gänzlich frei schwimmenden Weise in der Betonmasse geführt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7.a und 7 b wirkt die Hülle
i als eine äußere Form. Die formbare Masse wird stirnseitig an einem Vorformungsblech
i i eingebracht, das entsprechend geformt ist und zusammen mit der Hülle i beim
Formungsprozeß bewegt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist die' Hülle rund um einen
Kern 24 angeordnet, der vorn in einen Führungsring i i übergeht und an beiden Enden
mit zwei ringförmigen Ansätzen 25 versehen ist. Durch ein Ventil. 26 kann
zwischen dem Kern 24 und der Hülle i Luft od. dgl. eingeleitet werden, wodurch die
Hülle vom Kern gehoben und die Reibung vermindert wird. Auf diese Weise können Formkörper
und Kern parallelbewegt werden, z. B. indem das hintere Ende ,der Einrichtung einem
Druck ausgesetzt wird. Die Reibung zwischen Hülle und Kern kann auch durch Rollkörper,
besondere Schmierung des Kerns od. dgl. vermindert werden.
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Der Formkörper kann in Verbindung mit einem Vorformungsglied, das
dem gewünschten Formungsquerschnitt angepaßt ist, vorzugsweise als Innenform bei
der Formung irgendwelcher geschlossener oder offener Gegenstände verwendet werden.
Ebenso können analoge Einrichtungen auch als Außenform bei der Formung rohrförmiger
Gegenstände, voller Säulen u. dgl. verwendet werden.
Gleichartige
Verfahren und Einrichtungen, wie sie in den Zeichnungen für vertikale Formung erläutert
wurden, können auch bei anderen mehr oder weniger horizontalen Formungen und auch
vorteilhaft bei offenen Querschnitten, wie Kanälen, Balken u. dgl., verwendet werden.
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Durch einen hohen Druck des Füllstoffes zusammen mit einer fortschreitenden
stirnseitigen Formung kann ein kontinuierliches Zusammendrücken der geformten Masse
und ein kontinuierliches Vorspannen einer hinreichend geschlossenen, ringförmigen
Bewehrung erreicht werden, wie z. B. bei der Formung des Abzugsrohres in Fi.g. 5
a. In diesem Fall muß die äußere Form nachgiebig und in geeigneter Weise gänzlich
geschlossen sein, und die Formmasse sollte mittels einer rotierenden Schnecke oder
einer anderen Zuführungseinrichtung frontal zugeführt werden. Bei der kontinuierlichen
Formung von Rohrleitungen u. dgl. an Ort und Stelle kann die Außenform zweckmäßig
auch als gleitende Form ausgebildet sein, so daß bei fortschreitender Formung laufend
Füllmaterial um die Leitung nachgeschüttet werden kann. In Verbindung mit einer
zweckmäßigen Fülleinrichtung für die Formmasse kann die Erfindung auf diese Weise
zur vollkontinuierlichen Formung mit gleichzeitiger Vorspannung von Rohrleitungen
verwendet werden, ohne erst Gräben schneiden zu müssen.
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Besonders bei Tunnels oder anderen Bauten, bei denen das abgetragene
Material quer durch den Formkörper zu schaffen ist, oder wo der vordere Arbeitsplatz
aus anderen Gründen von hinten zugänglich sein muß, wird der Formkörper im allgemeinen
einen rohrförmigen festen Kern umgeben, wie dies z. B. in Fig. 8 gezeigt ist.
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Der Formkörper kann auch für die Ausfüllung von Sprüngen und die gleichzeitige
Einführung einer kleinen Vorspannung in alte bewehrte Betonrohrleitungen verwendet
werden. In diesem Fall werden die Sprünge durch Einführung einer Hülle, z. B. gemäß
Fig. r, in die Leitung erweitert und die Masse wird in die Sprünge am vorderen Ende
des Formkörpers eingespritzt.
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Die Hülle kann aus irgendeinem mehr oder weniger elastischen Material
hergestellt sein, das hinreichend fest ist, um den Füllstoff zu behalten und die
Entwicklung der Formfläche der Hülle im Sinne der Erfindung zu ermöglichen. Wenn
der Formkörper in der Querrichtung elastisch ist, kann er einer aufeinanderfolgenden,
durch das Verformungsglied zu bewirkenden Änderung folgen, was z. B. bei Krümmungen
in Eisenbahntunnels wichtig ist. Eine solche Änderung kann auch durch einen Formkörper
mit nicht zylindrischer, beispielsweise konischer Form erreicht werden. In jenem
Fall, wo ein Formkörper für die kontinuierlich° Formung und Vorspannung bei großen
langen Gegenständen, z. B. Tunnels, bestimmt ist, 'kann es zweckmäßig sein, den
Formkörper elastisch nachgiebig in der Querrichtung auszubilden, während er in der
Formungsrichtung zur Aufnahme der Enddrucke mit biegsamen Drähten bewehrt sein kann.
Die aufeinanderfolgende Entwicklung der Formfläche kann auf verschiedene Weise erreicht
werden, z. B. kann der Formkörper durch einen Druck von hinten oder stirnseitiges
Ansaugen bewegt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der innere unentfaltete
Teil des Formkörpers durch die vom Druck des Füllstoffes erzeugte Reibung von einer
Stange od. dgl. mitgenommen wird. Die Reibung 'kann unter anderem durch Einleiten
von Druckluft an der Berührungsfläche des Formkörpers mit der Stange beliebig vermindert
werden. Der Formkörper kann nach Belieben durch irgendeine geeignete Führungseinrichtung
geführt werden.
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Das Füllmaterial im Formkörper kann aus irgendeinem Antifriktionsmaterial
bestehen, das neben Luft, Wasser, anderen Gasen und mehr oder weniger zähen Flüssigkeiten
auch ein festes Material enthalten kann, wie bei einem Ausführungsbeispiel, wo das
Füllmaterial aus einem festen, rohrförmigen Metallkern besteht, der mit Seife od.
dgl. geschmiert ist und gleichzeitig eine Führungseinrichtung für den Formkörper
bildet. Im allgemeinen kann der Druck von dem Formkörper auf die Formmasse durch
Vermehrung oder Verdampfung des Füllstoffes bewirkt, aber auch auf andere Weise
erreicht werden, z. B. durch Anordnung der Hülle auf einem konisch oder auf andere
Weise sich verjüngenden Kern oder durch Anordnung eines rohrförmigen, sich verjüngenden
Kernes im Füllmaterial, wobei ein steigender Druck durch mechanische Mittel erreicht
wird, indem ein Ende des Kernes einer äußeren Kraft ausgesetzt wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Ausdrücke Formmasse
und formbare Masse auch auf eingespritzte und überhaupt solche Massen, die in der
durch die Form gegebenen Lage von dem Augenblick an beständig bleiben, da der Formkörper
von der Masse entfernt wird.
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Die Erfindung kann allgemein in einem sehr großen Umfang bei der Formung
von inneren oder äußeren Formflächen sowohl bei der Aufführung an Ort als auch bei
der Herstellung in Erzeugungsstätten verwendet werden.