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Verfahren zum Herstellen abriebfester und druckfester Präzisionsabformkörper
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, nach dem äußerst formgenaue, abrieb-
und druckfeste Beton- oder Zementkörper hergestellt werden können, die als Negativ
eines unmittelbar abiormbaren oder eines besonders angefertigten Präzisionsunterlagskörpers
dessen genaue Gestalt und seinen Oberflächencharakter, z. B. poliert, narbig, wiedergeben.
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Zum Herstellen dieser Präzisionsabformkörper «erden bekannte Mittal
angewandt, jedoch in solcher Weise, daß erst dadurch Pr.äzisionsabformkörper entstehen
können, die zugleich genau und druckfest sind. Die bekannten Mittel sind das Schoopscbe
Metallspritzverfahren und die- Verwendung von Zement oder Beton, gegebenenfalls
mit Stahlumpanzerun!g.
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So ist bekannt, daß man Abformkörper herstellen kann, indem man auf
ein Urmodell, das als Positivkörper dient, Metalle aufspritzt, darunter auch Stahl,
und mach Entfernen des Urmodells einen Negativkörper erhält. Obwohl diesen Abformkörpern
die a:genschaften der Genauigkeit und Billigkeit schon seit Jahrzehnten nachgerühmt
wurden und die sehr teueren, durch Werkzeugmacher hergestellten Formen und Formwerkzeuge
ersetzen sollten, haben sie sich auf keinem Gebiet de-r Technik eingeführt, hauptsächlich
wegen der unzureichenden Festigkeitseigenschaften.
Um die Spritzzeit
herabzusetzen und dadurch weitere Verbilligung zu erzielen. sowie die Festigkeit
zu erhöhen, isst man auch dazu übergegangen, die Spritzschicht nur relativ dünn
aufzuspritzen und sie :durch Hintergießen mit Metallen zu verstärken. Durch dass,
Hintergießen wurde die Präzision der Abformung zerstört, außerdem gelang die inniger
Verbindung der Spritzschicht mit der Stützschicht nicht. Der Originalkörper konnte
nur durch Zerstörung entfernt werden und war nach Mißlingen der Arh:ei.t oder für
mehrfache Ab-Formungen nicht mehr verwendbar.
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Man hat auch vorgeschlagen, statt der bekannten., in der Gießereitechnik
angewandten Formplatten aus Gips, oder Steinmehl Abformkörper so herzustellen, da.ß
man zuerst mit gießereiüblichen Formstoffen, wie Formsand, ein Negativ eines Originals
anfertigt, dieses Negativ mit Meta11 ausspritzt und die so entstehende Haut: mit
Gips, oder sonst für die Formplatten verwendbaren Stoffen versteift. Das Ziel dieser
Verbesseruaig war nicht darin. erblickt, statt der bisherigen Gipsformplatten druckfeste
Körper zu gewinnen, ' sondern abiriebfeste Oberflächen. Auch konnte man nach diesem
Verfahren keine Präzisionsunterlagskörper gewinnen, weil durch die Anwendung former:eiüblicher
Mittel nur deren Genauigkeit erzielbar war. Auch bei diesem Vorschlag ist keine
Vorsorge getroffen, die verwandte Unterlage unzerstört zu erhalten.
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Das Ziel der Erfindung ist die Herstellung farmgenauer, abrieb- und
druckfester Präzisionsabformkö:rper. Dazu wird eine Kombination von Maßnahmen vorgeschlagen,
und zwar erstens ein Präzisionsunterlagskörper mit vorgegebenen Eigenschaften. Er
muß sowohl maßlich genau als auch von solcher Oberflächenbeschaffenheit sein, daß
die abriebfeste Stahlschicht an aillen Punkten der Oberflüche einerseits völlig
haftet, andererseits keine Verankerungen vorgesehen werden., so daß der Unterlagskörper
nur zerstört aus .dem fertigen Abformkörper ausgelöst werden könnte oder die Oberfläche
rauh abgeformt würde. Die erstrebte Oberflächenl.aftung mit überall satter Anlage
wird auch auf metallischen und glatten Oberflächen erreicht durch kühles, höchstens.
handwarmes Aufspritzen :der Stahlschicht hilfsweise nach vorausgespritzter hauchdünner
Metallschicht aus leichtschmelzenden Metallen, z. B.. Letternmetall oder Zinn. Wärmestau
beim Spritzvorgang ist durch Kühlung oder Unterbrechung des Spritzens hintanzuhalten..
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Als. geeignete Metallschicht für die Haftung erwiesen sich Unterlagskörper
aus leichtschmelzenden Metallen, wie Blei, Zinn u. <dgl. Erfindungsgemäß stellt
man eine Präzisionsunterlage, mit brauchbaren Hafteigenschaften. für die Abfö;rmung
so her, daß man einen Originalkörper, auch Urmodell genannt, präzise, z. B. handwerklich,
herstellt, diesen mit leichtschmelzendem Metall bespritzt und die Spritzschicht
durch volumbeistän,dige Massen, wie Steinmehl oder schnell erhärtenden. Zement,
versteift, wonach das Urmodell vorzugsweise unzerstört abgehoben wird. Die sich
jetzt darbietende Oberfläche, ist haftfähig für die neuerliche Abformung. Der so.
gewonnene Präzisionsunterlagskörper kann nunmehr ein- oder mehrmaliger Anfertigung
von Präzisionsabformkörpenn dienen, die untereinander völlig gleich sind. Auch sehr
große U rmodelte, z. B, im Autokarosseriebau oder im Großwerkzeugbau, können so
präzise abgeformt worden, weil die Spritzschicht körperlos dem Urmodell anhaftet
und an sich keine Schywindung zeigt. Durch die vorgeschlagene Verwendung volumbeständiger
Versteifungsmassen wird selbst bei meterlangen Ausmaßen ein maßgetreuer Präzisionsunterlagskörper
gewonnen, Mit Hilfe der haftfähigen Präzisionsu nterlagskörper und kühler, höchstens
handwarmer Metallspritzung ist die erste vorgeschlagene Maßnahme getroffen und ein
Metallüberzug auf dem Unterlagskörper allseits haftend, präzise und ohne gefährliche
latente Spannungen aufgebracht.
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Nunmehr erfolgt die zweite erfindungsgemäß erforderliche Maßnahme:
Es wird auf die Metallschickt nicht abgebundener Beton, vorzugsweise schnellbindender
Tonerdezement porenfrei aufgebracht und abbinden gelassen. Damit keine Deformationen
an der Spritzschicht durch Schrumpfung deis Betons entstehen, werden vorzugsweise
volumbeständige Expansionszemente mit kurzer Abbindezeit verwandt. Die Haftung des
Zements auf der Spritzschicht wird verbessert dadurch, daß deren oberste Lage eine
rauhe Stahl.spritzung erhält. In die Betonmasse können die üblichen Versteifungseisen
eingebettet werden. Nach dem Abbinden wird die Präzisionsiuiterlagge, sai sie einstückig
oder aus mehreren Teilen geostehend, aus dem Abforinkö:rper, vorzugsweise unzerstört,
ausgelöst. Map hat nunmehr den druckfesten, abriebfesten Präjzis:ionsabformkörper
gewonnen. Die Fähigkeit, Druckkräfte aufzunehmen, ist bekanntermaßen begrenzt durch
die Druckfestigkeit des angewandten Zements. Alle bekannten Maßnahmen zur Steigerung
derselben körn n hier Verwendung finden. In der Kombination Spritzschicht finit
abgebundenem Beton wird Abriebfe@stgkeit und Druckfestigkeit an allen Stellen dann
erreicht, sobald unter dar Spritzschicht keine Hohlräume oder größere Poren vorhanden
sind. Das wird erfindungs@gemäß durch das an sich bekannte Rütteln erreicht, wobei
die Rüttelung so zu erfolgen hat, daß Luftblasen und andere Porenbildner von der
Sprühschicht abwandern.
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Für jene Anwendungszwecke, bei denen druckfeste Abforrnkörper wegen
ihrer Genauigkeit und Abriebfestigkeit zur Anwendung kommen, ohne daß größere Bi%#re-
oder Zugbeanspruchungen auf die Körper einwirken, diese: vielmehr nur Druckkräfte
aufzunehmen haben, genügen die FestigkeitseigenschaftenJer Betonkörper an sich,
so z. B. bei Kopiermodellen. - für Abformfräsmaschinen, deren Taststift die Sprühschicht
auf Abrieb und Druck unter dem Teststift beansprucht. Bei höherer Biegebeanspruchung
der Abformkörper wird erfindungsgemäß ein den Betonkörper teilweise oder
ganz
umschließender Stahlpanzer vorgesehen., so daß der Betonkörper nur Druckkräfte aufzunehmen
braucht.
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Für manche Anwendungszwecke ist schnelle Temperaturerhöhung oder -abkühlung
der Spritzschicht erwünscht, z. B. bei der Anwendung für Spritzwerkzeuges. Für diese
Zwecke, kann in den Beton ein Rohrsystem eingelegt -,verden, damit von außen her
Kühl- oder Wärmemittel zugeführt werden können.
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Die Erfindung eröffnet ein vielseitiges Anwendungsgebiet. So gelingt
es, auf wirtschaftliche Weise Kopierfräsmodelle größter Ausmaße herzustellen. Eine
erfolgreiche Verwendung ergibt sich bei der Herstellung von Mehrfachformen an Stelle
von Metallformplatben. So können nach einem einzigen präzisen Urmodell und danach
erfindungsgemäß abgeformten Negativ als Präzisionsu@nterlagskörper völlig gleiche
Abformkörper hergestellt werden, die, auf normale Platten montiert, erheblich billiger
sind als die bis heute- hergestellten Mehrfachmodelle aus Metall. Auch kann man
Kaliberzapfen und ähnliche Tastmttel nach diesem Verfahren fertigen, wobei die Spritzschicht
außer der Abriebfestigkeit noch den Vorteil der Saugfähigkeit für Gleitmittel oder
Tuschierfarben in Dienst stellt. In der Kombination mit Umpanzerung können Raumformwerkzeuge
zur Verarbeitung von Kunststoffen, Gummi oder plastischen Massen hergestellt werden.
Im Bereich der Betonwaren ergeben sich Anwendungsfäfll:e dort, wo die bloße Betonoberfläche
zu ungenau oder nicht ausreichend abriebfest ist.