EP0311145A2 - Method and apparatus for making vessels of cement open at at least one end, for instance of cement mortar and a reinforcement - Google Patents

Method and apparatus for making vessels of cement open at at least one end, for instance of cement mortar and a reinforcement Download PDF

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Abstract

In a method for making vessels from cement open at least at one end, for instance from cement mortar and a reinforcement which is added to the cement while it is wet, the mixture being introduced into a mould from which the vessel is removed with an outer wall having the smoothness of the formwork, provision is made according to the invention for glass fibres to be used as the reinforcement and added to the wet cement delivered under pressure in a free spray (50) as it is delivered, and for the mould (42) to be rotated upon itself on a plate (43) about a vessel axis passing essentially perpendicularly through the aperture area of the vessel, the mixture being introduced through the vessel aperture and the free spray (50) being swivelled and/or moved downwards in a perpendicular plane of the vessel in order to apply the mixture to the mould wall in layer upon layer of wet cement, whereupon the vessel is removed from the formwork as a self- supporting body. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von mindestens einseitig offenen Gefäßen aus Zement, gegebenen­falls aus Zementmörtel und aus einer Bewehrung gemäß dem Oberbegriff des Patentbegehrens.The invention relates to a method and a device for producing vessels open at least on one side from cement, optionally from cement mortar and from a reinforcement according to the preamble of the patent request.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung von witterungsbeständigen Gebrauchsgefäßen, welche eine ihrem jeweiligen Gebrauchszweck angepaßte Formgebung aufweisen. Gemäß der Erfindung können deswegen Blumenkübel, Pflanzschalen, Regentonnen, Müllgefäße oder ähnliche Gebrauchsgefäße her­gestellt werden, welche überwiegend im Freien aufgestellt und dort insbesondere dem Angriff der aggressiven Atmospäre ausgesetzt sind. Diese Gefäße können nach individuellen Entwürfen in vorgegebenen rotationssymmetrischen Formen ausgebildet werden. Ihre Witterungsbeständigkeit erhalten diese Gefäße aus dem Material, aus dem sie bestehen. Die Farbe der Gefäße ist ebenfalls witterungsbeständig, im übrigen aber weitgehend beliebig. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gefäße sind außen glatt und be­sitzen daher die hierauf beruhenden Vorteile. Dazu gehören insbesondere Schmutzabweisung, an­sprechendes Äußeres usw.The invention aims at the production of weather-resistant utensils which have a shape adapted to their respective use. According to the invention, therefore, flower pots, plant bowls, rain barrels, garbage containers or similar utility containers can be produced, which are predominantly set up outdoors and are there in particular exposed to the attack of the aggressive atmosphere. These vessels can be designed according to individual designs in predetermined rotationally symmetrical shapes. These vessels get their weather resistance from the material from which they are made. The color of the vessels is also weatherproof, but is largely arbitrary. The vessels produced by the method according to the invention are smooth on the outside and therefore have the advantages based thereon. This includes in particular dirt repellency, attractive appearance, etc.

Bei den erfindungsgemäßen Gefäßen handelt es sich um Hohlkörper, welche verhältnismäßig dünnschalig im Interesse eines möglichst geringen Gewichtes und eines dementsprechend günstigen Verhältnisses von Materialaufwand und Gefäßgröße sind. Anderer­seits wird von den Gefäßen dieser Art eine hohe Festigkeit verlangt, welche nicht nur gegen die spätere Belastung des Gefäßes mit seiner Füllung bestehen muß, sondern auch die Wider­standsfähigkeit gegen Stoß und Schlag beinhalten soll.The vessels according to the invention are hollow bodies which are relatively thin-skinned in the interest of the lowest possible weight and a correspondingly favorable ratio of material expenditure and vessel size. On the other hand, vessels of this type are required to have a high level of strength, which not only has to withstand the subsequent loading of the vessel with its filling, but should also include resistance to impact and shock.

Die Erfindung geht von vorbekannten Gefäßen aus Asbestzement aus. Hierbei verwendet man eine Mischung, in der dem Zement bzw. dem Zementmörtel das plattenförmige Mineral im vorbestimmten anteiligen Verhältnis zugesetzt wird. Meistens stellt man die Mischung in Freifall- oder Zwangsmischern her, wie sie auch für die Zube­reitung von Bitumen oder Mörteln benutzt werden. Die Mischung wird in mit einer Innenschalung versehenen Formen eingebracht und härtet im Formraum zwischen den Schalhäuten der Innen- und Außenschalung aus. Die Plattenform des Minerals führt zu schalungsglatten Innen- und Außenflächen, weil sich die Mineralpartikel in der nassen Mischung entsprechend orientieren und später wenigstens teilweise überlappen.The invention is based on previously known vessels made of asbestos cement. Here, a mixture is used in which the plate-shaped mineral is added to the cement or cement mortar in a predetermined proportion. Mostly, the mixture is made in free-fall or compulsory mixers, such as those used for the preparation of bitumen or mortar. The mixture is introduced into molds provided with an inner formwork and hardens in the mold space between the formwork skins of the inner and outer formwork. The plate shape of the mineral leads to smooth inner and outer surfaces because the mineral particles are in the wet Orient the mixture accordingly and later overlap it at least partially.

Die Mischung, aus der die vorbekannten Gefäße hergestellt werden, steht seit einiger Zeit im Verdacht, krebserregende Partikel unter dem Einfluß der Atmospärilien freizusetzen. Das Verfahren, nach dem solche Gefäße hergestellt werden, führt wegen der begrenzten Genauigkeit, mit der vielfach wiederverwendbare Formen mit einer Innen- und Außenschalung hergestellt werden können, zu relativ dicken Wandungen und Böden der Gefäße im Vergleich zu ihrer Größe, d. h. ihrer Flächenabmessungen bzw. ihres Rauminhaltes. Das ist wegen des Materialauswandes, aber auch aus Gründen des Gefäßgewichtes sowie häufig auch aus formgestalterischen Gründen unerwünscht.The mixture from which the previously known vessels are made has been suspected for some time of releasing carcinogenic particles under the influence of the atmospheres. The method by which such vessels are made leads to relatively thick walls and bottoms of the vessels compared to their size, i. H. their area dimensions or their volume. This is undesirable because of the material used, but also because of the weight of the container and often also for design reasons.

Es kommt hinzu, daß jedenfalls bestimmte Teile des Gefäßes einen inhomogenen Aufbau der Mischung zeigen, weil diese entweder bereits vor dem Einbringen in die Form nicht gleichmäßig ausge­fallen ist oder Entmischungen in der Form auf­getreten sind. Das ist aus Gründen ungleichmäßiger Festigkeit unerwünscht, verhindert aber häufig auch das Einformen von Ornamenten bzw. Teilen des Gefäßes, z. B. von Füßen. Diese Ornamente bzw. Gefäßteile sollen in der Regel auf den Gefäßwänden und zumeist außen erscheinen. Sie wirken mit ihren Außenflächen häufig sperrend bei der Entformung.In addition, certain parts of the vessel show an inhomogeneous structure of the mixture, either because the mixture has not turned out uniformly before being introduced into the mold or because segregation has occurred in the mold. This is undesirable for reasons of uneven strength, but often also prevents the molding of ornaments or parts of the vessel, e.g. B. of feet. These ornaments or Vessel parts should usually appear on the vessel walls and mostly outside. With their outer surfaces, they often have a blocking effect on demolding.

Dabei hat das vorbekannte Herstellungsverfahren noch einen weiteren Nachteil. Dieser besteht darin, daß erhöhte, in mancherlei Hinsicht aber auch vertiefte Formteile, insbesondere komplizierte Ornamente nur flach, wenn überhaupt, ausgeformt werden können, meistens aber überhaupt nicht bereits in der Form hergestellt werden können. Wenn solche Ornamente eine entsprechend komp­lizierte Formgestaltung aufweisen, müssen sie nachträglich auf das erhärtete Gefäß aufgebracht, z. B. aufgeklebt werden. Das ist nicht nur auf­wendig, sonder häufig auch unzweckmäßig im Hinblick auf spätere Ablösungserscheinungen.The previously known manufacturing process has yet another disadvantage. This consists in the fact that raised, but in some respects also deepened molded parts, in particular complicated ornaments, can only be shaped flat, if at all, but mostly cannot already be produced in the mold at all. If such ornaments have a correspondingly complicated design, they must be applied subsequently to the hardened vessel, e.g. B. be stuck on. This is not only time-consuming, it is also often unsuitable with regard to subsequent signs of detachment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vom gesundheitlichen Standpunkt unbedenkliche Gefäße bei sparsamem Materialeinsatz mit hinreichender Gestaltungsfreiheit herzustellen, welche leicht, jedoch ausreichend widerstandsfähig sind.The object of the invention is to produce vessels which are harmless from a health standpoint with economical use of materials and with sufficient freedom of design, which are light but sufficiently resistant.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kenn­zeichnenden Merkmalen der Patentansprüche.The invention solves this problem with the characterizing features of the claims.

Gemäß dem von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren verwendet man sogenannten Glasfaser­zement. Dieses Material ist für sich bekannt. Es besteht aus reinem Zement bzw. Zementmörtel und Glasfasern in geeigneter Länge und wird im wesentlichen nach einem von der Erfindung ab­weichenden Verfahren eingesetzt. Hierbei werden nämlich die mit einer speziellen Schlichte ver­sehenen, auf Länge geschnittenen Glasfasern in die Mischung eingebracht, bevor diese ausgebracht wird. Die Mischung wird daher ebenfalls in der Regel in den üblichen Freifall- bzw. Zwangsmi­schern zubereitet. Danach wird die Mischung entweder verspritzt. Das hat jedoch eine Orientierung der Fasern zur Folge, die für die Herstellung der angesprochenen Gefäße aus den eingangs genannten Gründen unzweckmäßig ist. Oder die Mischung wird nach ihrem Einbringen in einem zwischen einer Innen- und einer Außenschalung ausgebildeten Formraum gehärtet. Das bekannte Verfahren eignet sich nicht für dünnwandige Formkörper, weil die Glasfasern selbst dann, wenn sie eine geringe Länge aufweisen, sich in der eingebrachten Mischung nicht parallel zu den Formwänden ausrichten und sich daraus unan­sehnliche Außenflächen sowie ungeeignete Bewehrungen ergeben, die in dünnschaligen Körpern keine hinreichende Festigkeit entwickeln.According to the method proposed by the invention, so-called glass fiber cement is used. This material is known for itself. It consists of pure cement or cement mortar and glass fibers of a suitable length and is used essentially according to a method that deviates from the invention. This is because the glass fibers provided with a special size and cut to length are introduced into the mixture before it is applied. The mixture is therefore also usually prepared in the usual free-fall or compulsory mixers. Then the mixture is either sprayed. However, this results in an orientation of the fibers, which is unsuitable for the manufacture of the vessels mentioned for the reasons mentioned at the beginning. Or, after it has been introduced, the mixture is hardened in a mold space formed between an inner and an outer formwork. The known method is not suitable for thin-walled moldings, because the glass fibers, even if they have a short length, do not align parallel to the mold walls in the introduced mixture and result in unsightly outer surfaces and unsuitable surfaces Reinforcements result that do not develop sufficient strength in thin-shelled bodies.

Gemäß dem von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren wird der Zusatz der geschnittenen Glas­fasern, z. B. durch ein an einer Spritzdüse angeordnetes Schnitzelwerk vor oder nach dem Austritt des freien Strahles aus der Spritzdüse beim Auftreffen auf die Formwand zur Ausrichtung der Glasfasern im wesentlichen parallel zur Formwand und damit zu einer ausreichenden Bewehrung bei dünnschaligen Gefäßen. Hierbei können die Glasfasern bis zu 3 cm Länge aufweisen. Zement läßt sich als Weißzement oder unter Zusatz von Fe₂O₃-Farbe in der Mischung verwenden. Übliche Pflanzgefäße werden z. B. mit zwei bis fünf vorzugsweise drei Schichten hergestellt. Diese Gefäße werden aus den feucht in feucht aufge­spritzten Schichten aufgebaut, in denen sich die Glasfasern offenbar auch schichtweise gegen­seitig überdecken, wodurch einerseits eine aus­reichende Bewehrung erreicht und andererseits verhindert wird, daß die Glasfasern aus den Wänden vorstehen oder teilweise von außen sichtbar werden.According to the method proposed by the invention, the addition of the cut glass fibers, for. B. by a shredder arranged on a spray nozzle before or after the exit of the free jet from the spray nozzle when hitting the mold wall for aligning the glass fibers substantially parallel to the mold wall and thus to provide adequate reinforcement in thin-shelled vessels. The glass fibers can have a length of up to 3 cm. Cement can be used as white cement or with the addition of Fe₂O₃ color in the mixture. Common planters are z. B. with two to five, preferably three layers. These vessels are built up from the moist, sprayed-on layers, in which the glass fibers apparently also overlap each other in layers, whereby on the one hand sufficient reinforcement is achieved and on the other hand the glass fibers do not protrude from the walls or are partially visible from the outside.

Dieser Aufbau des Gefäßkörpers erfolgt ohne Innenschalung allein durch die Haftung der nassen bis feuchten Mischung auf der inneren Haut der Außenform. Diese Haut besteht dann entweder aus Stoff oder aus einem vorzugsweise mit Schalöl angestrichenen Metallblech. Die beim Spritzen erzielte Haftung erhält sich im feuchten Zustand der Mischung bis zu deren Härtung. Dadurch ist es möglich, kleine und große Gefäße dünn­schalig mit gleichmäßiger Wand- und Bodenstärke herzustellen, die allein nach Festigkeitserwägungen gewählt sind. Die sich hieraus ergebenden Schalen­körper sind wegen der hohen Festigkeit und der innigen Verbindung der Glasfasern an ihren Außenflächen mit dem Zement bzw. Mörtel außer­ordentlich dünn und deswegen elastisch, so daß sich trotz hoher Widerstandsfähigkeit leichte Gefäße ergeben. Solche dünnwandigen Schalen­körper fallen auch bei der Ausformung von erhabenen oder vertieften Gefäßteilen, wie sie sich u. a. bei außen angeordneten Ornamenten ergeben, gleichmäßig aus. Dabei können diese Ornamente im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eine ausreichende Stärke, d. h. Erhabenheit bzw. Vertiefung erhalten, weil außer der Dünnschaligkeit der Fortfall der Innen­schalung eine Teilbarkeit der Form ermöglicht, die ausreichend einfach ist, aber das Entformen unter Vermeidung von sperrend wirkenden Flächen vereinfacht.This structure of the body of the vessel takes place without inner formwork solely through the adhesion of the wet to moist mixture on the inner skin of the outer form. This skin then consists either of fabric or of a metal sheet, preferably coated with formwork oil. The adhesion achieved when spraying is maintained in the moist state of the mixture until it has hardened. This makes it possible to produce small and large vessels with thin skins and uniform wall and base thickness, which are selected solely on the basis of strength considerations. The resulting shell bodies are extremely thin and therefore elastic because of the high strength and the intimate connection of the glass fibers on their outer surfaces with the cement or mortar, so that despite the high resistance, light vessels result. Such thin-walled shell bodies also turn out to be uniform in the formation of raised or recessed vessel parts, such as those which arise, for example, from ornaments arranged on the outside. These ornaments can be given sufficient strength, ie sublimity or indentation, within the scope of the manufacturing method according to the invention, because apart from the thin-shelled form, the omission of the inner formwork enables the form to be divisible. which is sufficiently simple, but simplifies removal from the mold while avoiding surfaces with a blocking effect.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich daher Gefäße herstellen, die wegen der nicht krebserregenden Glasfasern für ihre Umgebung unbedenklich sind, jedoch in einfachen Formen hergestellt werden, die sich entsprechend häufig verwenden lassen. Die so hergestellten Gefäße ermöglichen gleichwohl komplizierte Formen, wie sie z. B. aus der Töpferei bekannt sind, insbesondere, da die Gefäße rotationssymmetrisch ausgebildet werden sollen.The process according to the invention can therefore be used to produce vessels which are harmless to their surroundings because of the non-carcinogenic glass fibers, but are produced in simple shapes which can be used correspondingly frequently. The vessels produced in this way nevertheless enable complicated shapes, such as, for. B. are known from the pottery, especially since the vessels are to be rotationally symmetrical.

Vorzugsweise werden die meisten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gefäße mit einer dauerhaften Einfärbung versehen, wie sie oben bereits beschrieben worden ist.Most of the vessels produced by the method according to the invention are preferably provided with a permanent coloring, as has already been described above.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der einzigen Figur ist im Längsschnitt die Herstellung eines rotationssymmetrischen Gefäßes nach dem erfindungsgemäßem Verfahren dargestellt. Bei dieser Ausführungsform benutzt man als Vorrichtung eine rotationssymmetrische Form (42), eine Dreh­ scheibe (43), welche sich beim Auftragen der beschriebenen Mischungsschichten in Richtung des Pfeiles (44) dreht. Zum Auftragen der Schichten wird ein Manipulator verwendet, der allgemein mit (45) bezeichnet ist. Sichtbar ist lediglich das äußere Ende (46) des Manipu­latorarmes, der einerseits senkrecht zur Ebene des Tisches (43) entsprechend dem Doppelpfeil (47) beweglich ist, der aber andererseits einen Kopf (48) besitzt. Dieser weist eine abgewinkelte Düse (49) auf, aus der der freie Strahl (50) austritt. Dieser ist ein Schnitzelwerk (51) zugeordnet, welches der Mischung kurz vor ihrem Austritt aus der Düse (49) die auf Länge ge­schnittenen Glasfasern zuführt. Der Kopf ist ca. 180 Grad entsprechend dem Doppelpfeil (52) im Rohrgelenk (53) schwenkbar. Entsprechend der nicht bezeichneten Pfeilrichtung ist es dadurch möglich, den Strahl senkrecht auf die nach außen gewölbten Teilflächen (54-56) der Form (42) zu richten. Dies ist die Voraussetzung für den Aufbau dünner Schichten, aus denen sich der Hohlkörper herstellen läßt, der beim Ausführungs­beispiel eine topfartige Form aufweist. Bei diesem Gefäß sind mit Blindböden versehene Aussparungen (57) vorgesehen, welche später Füße des Gefäßes bilden.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the single figure, the production of a rotationally symmetrical vessel according to the inventive method is shown in longitudinal section. In this embodiment, a rotationally symmetrical shape (42), a rotation, is used as the device disc (43), which rotates in the direction of arrow (44) when the mixture layers described are applied. A manipulator, generally designated (45), is used to apply the layers. Only the outer end (46) of the manipulator arm is visible, which is movable on the one hand perpendicular to the plane of the table (43) according to the double arrow (47), but which on the other hand has a head (48). This has an angled nozzle (49) from which the free jet (50) emerges. This is assigned a shredder (51) which feeds the cut glass fibers to the mixture shortly before it emerges from the nozzle (49). The head can be pivoted about 180 degrees in accordance with the double arrow (52) in the tubular joint (53). In accordance with the direction of the arrow, which is not shown, it is thereby possible to direct the beam perpendicularly to the outwardly curved partial surfaces (54-56) of the mold (42). This is the prerequisite for the construction of thin layers from which the hollow body can be produced, which has a pot-like shape in the exemplary embodiment. Recesses (57) are provided in this vessel with blind bases, which later form the feet of the vessel.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von mindestens einseitig offenen Gefäßen aus Zement, gegebenenfalls aus Zementmörtel und aus einer Bewehrung, die dem Zement in feuchtem Zustand zugesetzt wird, wobei die Mischung in eine Form eingebracht wird, aus der das Gefäß mit schalungs­glatter Außenwand entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewehrung Glas­fasern verwendet und dem unter Druck im freien Strahl (50) ausgebrachten feuchten Zement beim Ausbringen zuge­setzt werden, daß die Form (42) auf einer Scheibe (43) um eine die Öffnungsfläche des Gefäßes im wesentlichen senkrecht durchsetzende Gefäßachse um sich selbst gedreht wird, wobei die Mischung durch die Gefäßöffnung eingebracht und der freie Strahl (50) in senkrechter Ebene des Gefäßes geschwenkt und/oder abwärts bewegt wird, um die Mischung auf die Formwand in mehreren Schichten feucht in feucht aufzubringen, worauf das Gefäß als eigenstandsfester Körper entschalt wird.1. Process for the production of at least one-sided open vessels made of cement, optionally made of cement mortar and from a reinforcement, which is added to the cement in a moist state, the mixture being introduced into a mold from which the vessel with the smooth outer wall is removed, thereby characterized in that glass fibers are used as reinforcement and added to the moist cement which is applied under pressure in the free jet (50) during application, that the mold (42) on a disc (43) around a vessel axis which essentially penetrates the opening surface of the vessel itself is rotated, the mixture being introduced through the vessel opening and the free jet (50) being pivoted and / or being moved downward in the vertical plane of the vessel in order to apply the mixture to the mold wall in several layers, wet to wet, whereupon the vessel is more stable Body is removed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung Erdfarben, insbesondere Fe₂O₃-Eisenoxyd­farbe vor ihrem Ausbringen im Strahl (50) zugesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture earth colors, in particular Fe₂O₃ iron oxide paint is added before they are applied in the jet (50). 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Gefäßes abgerieben oder abgestrichen wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the inside of the vessel is rubbed or wiped off. 4. Vorrichtung zur Herstellung von Gefäßen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (42) auf einer um eine die Öffnungsfläche der Form (42) im wesent­lichen senkrecht durchsetzenden Achse drehbaren Scheibe (43) angeordnet ist und in die Formöffnung ein Manipulator (45) absenkbar ist, der an seinem freien Ende einen verschwenkbaren Kopf (48) mit einer Düse (49) aufweist, der ein Schnitzelwerk (51) zugeordnet ist und daß die Form (42) längs ihrer senk­rechten Mittelebene teilbar und ihre Hälften mit Formverschlüssen versehen sind.4. A device for the production of vessels according to claim 1, characterized in that the mold (42) is arranged on a disc (43) which rotates about an axis perpendicular to the opening surface of the mold (42) and passes through a manipulator () in the mold opening ( 45) can be lowered, which has at its free end a pivotable head (48) with a nozzle (49), which is associated with a chips (51) and that the mold (42) can be divided along its vertical central plane and its halves are provided with form closures are. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formboden und/­oder die Formwand blind endende Aus­sparungen (57) aufweisen.5. The device according to claim 4, characterized in that the mold base and / or the mold wall have blind ends (57).
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