EP0390302A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von insbesondere marmorähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflächengüte - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von insbesondere marmorähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflächengüte Download PDF

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EP0390302A2
EP0390302A2 EP90250084A EP90250084A EP0390302A2 EP 0390302 A2 EP0390302 A2 EP 0390302A2 EP 90250084 A EP90250084 A EP 90250084A EP 90250084 A EP90250084 A EP 90250084A EP 0390302 A2 EP0390302 A2 EP 0390302A2
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EP
European Patent Office
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pressure
elements
gypsum
frame
mold base
Prior art date
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EP90250084A
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French (fr)
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EP0390302B1 (de
EP0390302A3 (de
Inventor
Michael Dipl.-Ing.Oec. Schmidt
Walter Dipl.-Ing. Ast
Wilfried Dr.-Ing. Flohr
Wilfried Dipl.-Ing. Rössing
Achim Rohse
Wolfgang Dr.-Ing. Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHMIDT, MICHAEL, DIPL.-ING. OEC
SCHULZ, WOLFGANG, DR.-ING.
Original Assignee
Bauakademie der DDR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/003—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by an elastic bag or diaphragm expanded by fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/021—Ram heads of special form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/40—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material
    • B28B7/44—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material for treating with gases or degassing, e.g. for de-aerating

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing plaster elements with decorati ven, high-quality visible surfaces that are widely used in the construction industry.
  • the plaster elements can be made in one color or marbled in various configurations, for example as flat or relief-like panels, as corner or column elements or as figurative bodies.
  • the method for removing excess water from freshly set gypsum bodies according to DE-AS 1771866 does not lead to any reduction in the pore space or to any high-quality visible surfaces.
  • an aqueous slurry of alpha-gypsum hemihydrate, sulphate metallurgical cement and aluminum sulphate is placed in a plate-shaped mold, defoamed by the application of vibrations during setting and demolded after the setting process.
  • the open mold consists of a base plate with a separable edge, which are detachably connected to each other.
  • several mixing containers can be connected to the individual molds via swiveling outlets.
  • the plaster tiles can be provided with a surface coating.
  • inorganic and / or organic fibers are provided in the tensile zone of the tiles. This shows that the vibration of an aqueous gypsum slurry in a form with smooth and non-porous inner surfaces is not sufficient to produce visible surfaces with a high surface quality.
  • the aim of the invention is to produce gypsum elements with decorative and high-quality visible surfaces industrially with little effort.
  • the invention has for its object to develop a method and an apparatus for the production of marble-like gypsum elements with visible surfaces of high surface quality, wherein the gypsum particles are concentrated in the area of the visible surfaces of the gypsum element, so that a high degree of growth of the crystallizing gypsum particles results, a simple loading the device with the mixture proportions and demoulding of the plaster element from the device is possible and a subsequent, complex visible surface treatment is not necessary.
  • a multilayer molding composition consisting of gypsum, water and, if necessary, color pigments is molded in a mold under pressure
  • a layer of dry gypsum powder of uniform thickness applied to this mixture. The even distribution can be supported by a short shaking process.
  • this molding compound is covered over the entire area with a hygroscopic and / or open-pore, less compressible material, by rigid and / or flexible pressure elements with simultaneous venting pre-compressed and then compressed with the exclusion of air.
  • An overpressure is preferably built up between 0.13 MPa and 0.5 MPa in the molding composition and the material covering it, the overpressure being able to be increased continuously up to the intended value or built up suddenly.
  • the size of the overpressure and the duration of its maintenance depend on the molding compound and / or the desired shape.
  • the molding compound itself can be sealed airtight in the side areas between the pressure element and the mold base.
  • the overpressure is built up in the closed form.
  • This has the additional advantage that the entire molding compound, including the edge areas, is exposed to the excess pressure in the same way.
  • the work steps up to building up the overpressure have to be carried out without delay.
  • the gypsum particles of the flowable layer of the molding compound are transported in the direction of the mold base and concentrate on and near the later visible surface of the gypsum element to be molded.
  • the components of the molding compound that are not required for recrystallization, such as air and excess water in the mold are transported in the direction of the pressure elements and are concentrated in the layer of gypsum powder and predominantly in the material covering the molding compound.
  • the pressure elements remain until solid end of the gypsum powder layer is at least partially pressurized so that no undesired deformation of the gypsum element occurs.
  • the plaster element is then released using the same pressure elements.
  • the visible surfaces of the gypsum element have a surface quality with high quality.
  • the steps carried out according to the claimed process in the sequence described under the specified conditions lead to an unexpected effect, so that apart from simple polishing, no further processing of the visible surfaces is required.
  • the solution according to the invention can be used for the effective industrial production of stucco marble.
  • the color pigments can be well distributed in the mixture to achieve a desired marbled color structure.
  • the water-gypsum ratio of the flowable mixture should be about 0.79. Gypsum is then applied to the flowable mixture powder evenly distributed in the amount that the water-gypsum ratio of the entire molding composition consisting of a flowable mixture and gypsum powder is about 0.25.
  • the device according to the invention for producing, in particular, marble-like gypsum elements with visible surfaces of high surface quality consisting of a lower part receiving the molding compound with a smooth and non-porous mold base and side walls and an upper part which can be locked by pressure and is vertically movable in the direction of the lower part, is thereby characterized that the upper part and the lower part are connected to an abutment, that the upper part is designed as a receptacle with pressure elements deflected at the top and bottom, the pressure element articulated on the head being supported on the abutment, in the end face of which faces the lower part, a protruding, circumferential surface Elastic seal is attached that the lower part consists of a dimensionally stable frame with an integrated separating frame, the elastic seal introduced by the end face of the frame facing the mold bottom nterteil is supported airtight on the mold base, that the mold base is movably arranged on the abutment and that a load distribution plate covering the entire configuration of the inner frame of
  • the upper part and the lower part can be locked airtight with each other via a seal.
  • the vent can be in the receptacle integrated and closed when the pressure element in the pressure element increases.
  • Several printing elements can be arranged on the receptacle.
  • the pressure elements are pressurizable cushions that are coupled to each other for control purposes.
  • the end faces of the partition frame connect to the mold base with sharp edges.
  • the facing side surfaces of the frame and the partition frame are wedge-shaped corresponding to each other.
  • the partition frame is locked in the frame during shaping - the partition frame is movable in the frame during demolding.
  • the side of the mold base facing the molding compound can be smooth or structured.
  • the load distribution plate is preferably sandwich-like.
  • the upper layer is a support layer for the actual direct transmission and consists, for example, of a metal plate. This is followed by an open-pore, less compressible layer.
  • a hygroscopic layer which in turn can consist of several partial layers, is arranged in direct contact with the molding compound.
  • the invention claims a method and the associated device for the production of, in particular, marble-like gypsum elements with visible surfaces of high surface quality in a wide variety of configurations.
  • marble-like gypsum elements with visible surfaces of high surface quality in a wide variety of configurations.
  • single-colored or marbled flat or relief-like plates, corner or column elements or figurative bodies can be produced by the method according to the invention.
  • this list does not claim to be complete.
  • the device in particular its elements, receptacle, load distribution plate, pressure elements and above all the mold base are designed in accordance with the plaster elements to be molded.
  • the solution according to the invention enables the production of gypsum elements with decorative and high-quality visible surfaces with little effort.
  • the device can be easily loaded with the mixture components. It is also possible to simply demold the plaster elements. Subsequent elaborate surface treatment is not necessary. If necessary, the visible surface can be polished with wax.
  • the use of complex visible surface seals is eliminated because the gypsum particles are concentrated in the area of the visible surfaces and there is a high degree of intergrowth of the crystallized gypsum particles.
  • the visible surfaces of the gypsum elements have a higher surface strength than previously known comparable products. The water absorption capacity of these areas is very low, from which there is an extensive field of application for the gypsum elements produced according to the invention.
  • elements for example plates, of small thickness can be produced, which can be attached by simple methods, for example by gluing.
  • the device consists of a lower part 3 receiving the molding compound 5 and an upper part 2 which is arranged to be vertically movable relative to the lower part 3 by the action of a force.
  • the upper part 2 and the lower part 3 are releasably connected to one another by a known spring-loaded locking device 2.7 and are connected to a common abutment 1, a box-shaped pressure vessel.
  • the upper part 2 is designed as a U-shaped receptacle 2.1, one or more pressure elements 2.2 being connected on the head side, which are connected to the abutment 1, and one or more pressure elements 2.3 being arranged on the bottom side.
  • the pressure line 2.4 for the pressure element 2.3 and a vent 2.5 are introduced into the receptacle 2.1.
  • the pressure elements 2.2 and 2.3 are pillows made of flexible material, which can be pressurized with a medium.
  • Air or other fluids can be used as the medium.
  • the pressure elements 2.2 and 2.3 are connected to one another in terms of control technology.
  • a protruding circumferential elastic seal 2.6 is attached, by means of which the upper part 2 and the lower part 3 are connected to one another airtight during the shaping.
  • the lower part 3 consists of the dimensionally stable frame 3.2 with an integrated separating frame 3.3.
  • the top view of the dividing frame consists of two L-shaped interlocking parts.
  • An elastic seal 3.4 is introduced into the end face of the frame 3.2 facing the mold base 3.1, as a result of which the lower part 3 is supported airtight on the mold base 3.1.
  • the separating frame 3.3 connects to the mold base 3.1 with sharp edges.
  • the separating frame 3.3 Due to the wedge-shaped corresponding side walls of the frame 3.2 and of the separating frame 3.3, the separating frame 3.3 is held locked during the shaping in the frame 3.2, while the separating frame 3.3 is movable in the frame 3.2 when the molded body is removed from the mold.
  • the mold base 3.1 is movably arranged on the abutment 1, and the side of the mold base 3.1 facing the molding compound 5, the later visible surface of the molded body, can be smooth or structured.
  • a load distribution plate 4 can be inserted between the upper part 2 and lower part 3, this covering the entire configuration of the inner configuration of the separating frame 3.3.
  • the sandwich-like plate has a metal plate 4.1, under which a perforated PVC plate 4.2 is arranged for the primary absorption of the excess air from the compressed molding compound 5.
  • the bottom layer is one or more hygroscopic nonwoven layers 4.3 for absorbing the excess water from the molding compound 5.
  • the upper part 2 and lower part 3 of the device are in the starting position separate from each other in the abutment 1 posi worked.
  • the mold base 3.1 mounted on rollers with the frame 3.2 arranged thereon with an integrated separating frame 3.3 was charged outside the abutment 1 with a molding compound 5 consisting of a flowable water-gypsum mixture 5.1 and a layer of dry gypsum powder 5.2 of uniform thickness applied thereover.
  • a molding compound 5 consisting of a flowable water-gypsum mixture 5.1 and a layer of dry gypsum powder 5.2 of uniform thickness applied thereover.
  • form-fitting corresponding means are formed.
  • the marbled structure in the visible area of the body to be molded can be achieved by adding color pigments in the mixture 5.1 or by previously applying pigments mixed with plaster and water to the mold base 3.1.
  • the molding compound 5 is covered with a load distribution plate 4 with a sandwich-like structure.
  • This plate has the layer structure mentioned above.
  • the load distribution plate 4 is placed on the molding compound 5. But it is also possible that parts of it are / are attached to the underside of the pressure element 2.1.
  • the pressure elements 2.2 and 2.3 which are coupled to one another via a control device, are now subjected to the pressure. Their pressurization is coordinated with one another by the control device in such a way that the pressure element 2.3 presses on the molding compound 5 via the load distribution plate 4, as a result of which the latter is vented via the vent 2.5 and at the same time pre-compressed (FIG. 2).
  • the pressure impressed on the molding compound 5 is maintained in full or somewhat reduced until the plaster element is dimensionally stable, so that no undesired deformation of the element occurs.
  • the property of the plaster elements that they are not immediately dimensionally stable due to the layer structure of the molding compound 5 can also be used in a targeted manner to shape the plaster elements.
  • the stucco marble slabs produced in this way have a high surface quality.
  • High abrasion resistance, high density and low pore volume, as well as high compressive and bending tensile strength make them comparable to natural marble.
  • the receptacle 2.1, the load distribution plate 4, the pressure elements 2.2 and 2.3 and the mold base 3.1 are designed accordingly.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gipselementen mit dekorativen, eine hohe Oberflächengüte aufweisenden Sichtflächen, die in der Bauindustrie eine breite Anwendung finden. Die Gipselemente können einfarbig oder marmoriert in verschiedenen Konfigurationen gefertigt werden. Erfindungsgemäß wird das durch ein Verfahren erreicht, bei dem eine mehrschichtige Formmasse (5), bestehend aus einem Wasser-Gips-Gemisch und trockenem Gipspulver, mit einem hygroskopischen und/oder offenporigen wenig kompressiblen Material in einer Form (3) abgedeckt und dann durch Druckelemente (2.2,2.3) bei gleichzeitigem Entlüften wasserverdichtet und anschließend unter Luftabschluß komprimiert wird. In der Formmasse (5) und dem sie bedeckenden Material wird ein Überdruck aufgebaut, der bis zum Erreichen der Formstabilität des Gipselementes mindestens teilweise aufrechterhalten bleibt. Danach wird das Gipselement mit Hilfe der Druckelemente (2.2,2.3) entschalt. Die enfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Oberteil (2) als Aufnahme (2.1) mit kopf- und bodenseitig angelenkten Druckelementen (2.2,2.3) ausgebildet ist. Das Unterteil (3) zur Aufnahme der Formmasse besteht aus einem formstabilen Rahmen (3.2) mit integriertem Trennrahmen (3.3) und stützt sich luftdicht auf dem Formboden (3.1) ab. Oberteil (2) und Unterteil (3) sind über eine Dichtung luftdicht miteinander verriegelbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­richtung zur Herstellung von Gipselementen mit dekorati­ ven, eine hohe Oberflächengüte aufweisenden Sichtflächen, die in der Bauindustrie eine breite Anwendung finden. Die Gipselemente können einfarbig oder marmoriert in verschie­denen Konfigurationen, zum Beispiel als ebene oder relief­artige Platten, als Eck- oder Säulenelemente oder als fi­gürliche Körper gefertigt werden.
  • Das Bestreben, Gipselemente mit hoher Festigkeit, insbe­sondere im Bereich der Sichtflächen, sowie mit hohem deko­rativen Effekt herzustellen, besteht seit langem.
  • Es sind verschiedene Methoden zur Herstellung von derarti­gen Gipselementen bekannt:
    - Verwendung hochwertiger Gipse
    - Zuführung von wenig Anmachwasser und Zusatz von chemi­schen Produkten, welche die Fließfähigkeit erhöhen
    - mechanisches Rütteln
    - Zuführung geringer Anmachwassermengen und Formgebung durch meist kurzzeitig ausgeprägte hohe Drücke mit Hilfe von Pressen, Walzen und Druckbändern
    - Absaugen des überschüssigen Wassers (DR-PS 99384)
    - Aufbringen einer Schicht pulverförmigen Gipses auf eine Naßschicht (DE-PS 1203655)
  • Bei den meisten Verfahren wird ein Wasser-Gips-Verhältnis verwendet, bei dem der Wasseranteil über dem Wert liegt, der notwendig ist, um den chemischen Vorgang der Rekri­stallisation beim Abbindeprozeß zu ermöglichen.
  • Die Wasser- und Lufteinschlüsse werden nur in geringem Ma­ße vor dem Abbindeprozeß aus der Formmasse entfernt, wo­ durch der Anteil der Poren im fertigen Gipselement relativ hoch ist und die Sichtflächen keine hohe Oberflächengüte aufweisen.
  • Auch das Verfahren zur Entfernung von überschüssigem Was­ser aus frisch abgebundenen Gipskörpern gemäß der DE-AS 1771866 führt zu keiner Verringerung des Porenraumes bzw. zu keinen qualitativ hochwertigen Sichtflächen.
  • Es ist auch schon versucht worden, wasserfeste Kacheln aus Gips herzustellen (DE-OS 3327336; DE-OS 3318364).
  • Verfahrensgemäß wird eine wässrige Aufschlämmung aus Al­pha-Gipshalbhydrat, Sulfathüttenzement und Aluminiumsulfat in eine plattenförmige Gießform gegeben, während des Ab­bindens durch Aufbringen von Vibrationen entschäumt und nach dem Abbindeprozeß entformt. Die offene Gießform be­steht aus einer Grundplatte mit teilbarem Rand, die lösbar miteinander verbunden sind. Zur Beschleunigung sind mehre­re Mischbehälter über schwenkbare Ausläufer mit den ein­zelnen Formen verbindbar. Die Gipskacheln können mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. Zur Erhöhung der Festigkeit ist es vorgesehen, in die Zugzone der Kacheln anorganische und/oder organische Fasern einzubringen. Hierbei zeigt sich, daß die Vibration einer wässrigen Gipsaufschlämmung in einer Form mit glatten und porenfrei­en Innenflächen nicht ausreicht, Sichtflächen mit hoher Oberflächengüte zu erzeugen.
  • Bei der Herstellung von Stuckmarmor werden an die Sicht­flächen besonders hohe Anforderungen gestellt.
  • Neben einer porenfreien. polierfähigen Oberfläche ist für diese Erzeugnisse die Festigkeit von entscheidender Bedeu­tung, um eine breite Anwendung zu gewährleisten. Gemäß DE-PS 808033 müssen nach dem Vorbereiten und Aufbringen einer farbigen, strukturierten Vorsatzschicht auf eine Tragschicht in bestimmter Reihenfolge mit Spezialmateria­lien und Spezialwerkzeugen Schleif-, Glätt- und Poliervor­gänge siebenmal und öfter wiederholt werden, um eine har­te, dichte und dem Naturmarmor ähnliche Oberfläche zu er­reichen. Selbst beim Einsatz maschineller Schleifvorgänge, welche nur bei ebenen Oberflächen möglich sind, liegt der Aufwand noch sehr hoch.
  • Beim Verfahren zur Herstellung von Platten und anderen Produkten mit marmorartigem Aussehen (DE-AS 2750702) wer­den kalziumhaltige Bindemittel mit einer bestimmten spezi­fischen Oberfläche zusammen mit Katalysatoren mit oder oh­ne Druckanwendung zum Abbinden gebracht. Nach dem Aushär­ten ist ebenfalls Schleifen, Kitten und Polieren erfor­derlich.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Stuckmarmor nach der DE-OS 2905609 sieht vor, Gipsmilch oder -brei in eine Hohlform mit glatter und harter Ober­fläche zu gießen, aus der der Gegenstand nach dem Erhärten entformt wird. Dieses Verfahren reduziert zwar den ar­beitsmäßigen Aufwand an Schleif-, Glätt- und Polierprozes­sen, weist aber hinsichtlich der erzielten Qualität der Sichtflächen ebenfalls Mängel auf. Für derartige Gegen­stände sind aufwendige Montageverfahren erforderlich.
  • Ziel der Erfindung ist es, Gipselemente mit dekorativen und eine hohe Oberflächengüte aufweisenden Sichtflächen mit geringem Aufwand industriell herzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von insbesondere marmor­ähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflä­chengüte zu entwickeln, wobei die Gipsteilchen im Bereich der Sichtflächen des Gipselementes konzentriert werden, so daß ein hoher Verwachsungsgrad der kristallisierenden Gipsteilchen entsteht, ein einfaches Beschicken der Vor­richtung mit den Gemischanteilen und Entformen des Gips­elementes aus der Vorrichtung möglich ist und eine nach­träglich, aufwendige Sichtflächenbehandlung nicht erfor­derlich ist.
  • Erfindungsgemäß wird zur Herstellung von insbesondere mar­morähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflä­chengüte, bei der eine mehrschichtige Formmasse, bestehend aus Gips, Wasser und erforderlichenfalls Farbpigmenten in einer Form unter Druck geformt wird, auf einen porenfreien glatten Formboden zuerst eine Schicht gleichmäßiger Dicke fließfähiges Wasser-Gips-Gemisch gegeben und danach auf dieses Gemisch eine Schicht trockenes Gipspulver gleichmä­ßiger Dicke aufgebracht. Das gleichmäßige Verteilen kann durch einen kurzen Rüttelprozeß unterstützt werden.
  • Unmittelbar im Anschluß daran wird diese Formmasse mit ei­nem hygroskopischen und/oder offenporigen, wenig kompres­siblen Material vollflächig abgedeckt, durch starre und/­oder flexible Druckelemente bei gleichzeitigem Entlüften vorverdichtet und anschließend unter Luftabschluß kompri­miert.
  • In der Formmasse und dem sie bedeckenden Material wird ein Überdruck vorzugsweise zwischen 0,13 MPa und 0,5 MPa auf­gebaut, wobei der Überdruck kontinuierlich bis zum vorge­sehenen Wert erhöht oder schlagartig aufgebaut werden kann. Die Größe des Überdruckes und die Zeitdauer seines Aufrechterhaltens sind von der Formmasse und/oder der an­gestrebten Formgebung abhängig. Das luftdichte Verschlie­ßen der Formmasse in den Seitenbereichen zwischen Drucke­lement und Formboden kann durch die abbindende Formmasse selbst erfolgen.
  • Es hat sich allerdings als günstig erwiesen, daß der Über­druck in der verschlossenen Form aufgebaut wird. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß die gesamte Formmasse, auch die Randbereiche, dem Überdruck in gleicher Weise ausge­setzt wird. Die Arbeitsschritte bis zum Aufbauen des Über­druckes haben ohne Verzögerung zu erfolgen. Durch die Druckausbreitung in der verschlossenen Form werden die Gipsteilchen der fließfähigen Schicht der Formmasse in Richtung Formboden transportiert und konzentrieren sich an und in der Nähe der späteren Sichtfläche des zu formenden Gipselementes. Gleichzeitig werden die für die Rekristal­lisation nicht erforderlichen Bestandteile der Formmasse wie Luft und überschüssiges Wasser in der Form in Richtung Drucklemente transportiert und konzentrieren sich in der Schicht aus Gipspulver und überwiegend in dem die Formmas­se abdeckenden Material. Nach Beendigung dieses Konzen­trationsprozessesbleiben die Druckelemente bis zum Erstar­ rungsende der Gipspulverschicht miindestens teilweise druckbeaufschlagt, damit keine unerwünschte Verformung des Gipselementes auftritt. Danach wird das Gipselement mit Hilfe derselben Druckelemente entschalt.
  • Überraschenderweise besitzen die Sichtflächen des Gipsele­mentes eine Oberflächengüte mit hoher Qualität. Die gemäß dem beanspruchten Verfahren in der beschriebenen Reihen folge durchgeführten Arbeitsschritte bei den angegebenen Bedingungen führen zu einem nicht zu erwartenenden Effekt, so daß bis auf ein einfaches Polieren keine weitere Bear­beitung der Sichtflächen erforderlich ist.
  • Auch das Komprimieren der Formmasse in der Form unter Luftabschluß ist als unüblich zu bezeichnen, da in der Formmasse noch Bestandteile wie überschüssiges Wasser und Lufteinschlüsse vorhanden sind, die in bisher bekannten Verfahren durch Druckeinwirkung aus der Formmasse heraus gepreßt, hier aber in die bedeckenden Materialien abge­führt werden.
  • Durch Zugabe von Farbpigmenten in das fließfähige Wasser-­Gips-Gemisch oder direkt in die Form läßt sich die erfin­dungsgemäße Lösung zur effektiven industriellen Herstel­lung von Stuckmarmor einsetzen.
  • Da das Wasser-Gips-Gemisch fließfähig ist, lassen sich die Farbpigmente zur Erzielung einer gewünschten marmorierten Farbstruktur gut in dem Gemisch verteilen. Das Wasser-­Gips-Verhältnis des fließfähigen Gemisches sollte etwa 0,79 betragen. Auf das fließfähige Gemisch wird dann Gips­ pulver in der Menge gleichmäßig verteilt, daß das Wasser-­Gips-Verhältnis der gesamten Formmasse bestehend aus fließfähigem Gemisch und Gipspulver, ca. 0,25 beträgt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von ins­besondere marmorähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflächengüte, bestehend aus einem die Formmasse aufnehmenden Unterteil mit einem glatten und porenfreien Formboden und Seitenwänden und einem durch Druck beauf­schlagbaren, in Richtung Unterteil vertikal beweglichen Oberteil, die miteinander verriegelbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil und das Unterteil mit ei­nem Widerlager in Verbindung gebracht sind, daß das Ober­teil als Aufnahme mit kopf- und bodenseitig abgelenkten Druckelementen ausgebildet ist, wobei sich das kopfseitig angelenkte Druckelement am Widerlager abstützt, in dessen dem Unterteil zugewandter Stirnfläche eine hervorspringen­de, umlaufende elastische Dichtung angebracht ist, daß das Unterteil aus einem formstabilen Rahmen mit integriertem Trennrahmen besteht, wobei durch die dem Formboden zuge­wandte Stirnfläche des Rahmens eingebrachte elastische Dichtung das Unterteil luftdicht auf dem Formboden abge­stützt ist, daß der Formboden beweglich auf dem Widerlager angeordnet ist und daß zwischen Oberteil und Unterteil ei­ne die innere Konfiguration des Trennrahmens vollflächig abdeckende Lastverteilerplatte eingelegt ist. Diese Last­verteilerplatte kann auch mit dem bodenseitigen Deckele­ment verbunden sein.
  • Das Oberteil und das Unterteil sind über eine Dichtung luftdicht miteinander verriegelbar. Die Entlüftung kann in die Aufnahme integriert und bei Druckerhöhung im Druckele­ment durch diese verschlossen werden.
  • An der Aufnahme können mehrere Druckelemente angeordnet sein.
  • Die Druckelemente sind druckbeaufschlagbare Kissen, die steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind.
  • Die Stirnflächen des Trennrahmens schließen scharfkantig an den Formboden an.
  • Die sich zugewandten Seitenflächen des Rahmens und des Trennrahmens sind keilförmig korrespondierend zueinander ausgebildet.
  • Während der Formgebung ist der Trennrahmen in Rahmen arre­tiert gehalten - während der Entschalung ist der Trennrah­men beweglich im Rahmen.
  • Die der Formmasse zugewandte Seite des Formbodens kann glatt oder strukturiert sein.
  • Die Lastverteilerplatte ist vorzugsweise sandwichartig ausgebildet. Die obere Schicht ist eine Stützschicht zur eigentlichen Direktübertragung und besteht zum Beispiel aus einer Metallplatte. Darunter schließt sich eine offen­porige, wenig kompressible Schicht an. In direktem Kontakt mit der Formmasse ist eine hygroskopische Schicht, die wiederum aus mehreren Teilschichten bestehen kann, ange­ordnet.
  • Die Erfindung beansprucht ein Verfahren und die dazugehö­rige Vorrichtung für die Herstellung von insbesondere mar­morähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflä­chengüte in den verschiedensten Konfigurationen. Zum Bei­spiel können einfarbige oder marmorierte ebene oder re­liefartige Platten, Eck- oder Säulenelemente oder figür­liche Körper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­stellt werden. Diese Aufzählung erhebt aber keinen An­spruch auf Vollständigkeit.
  • Die Vorrichtung, insbesondere ihre Elemente, Aufnahme, Lastverteilerplatte, Druckelemente und vor allem der Form­boden sind entsprechend den zu formenden Gipselementen ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Herstellung von Gipselementen mit dekorativen und eine hohe Oberflächengü­te aufweisenden Sichtflächen mit geringem Aufwand. Die Vorrichtung läßt sich einfach mit den Gemischanteilen beschicken. Es ist auch ein einfaches Entschalen der Gips­elemente möglich. Eine nachträgliche aufwendige Sichtflä­chenbearbeitung ist nicht erforderlich. Bei Bedarf kann die Sichtfläche mit Wachs poliert werden.
  • Die Anwendung von aufwendigen Sichtflächenversiegelungen entfällt, da die Gipsteilchen im Bereich der Sichtflächen konzentriert sind und ein hoher Verwachsungsgrad der kri­stallisierten Gipsteilchen besteht. Die Sichtflächen der Gipselemente weisen eine höhere Oberflächenfestigkeit als bisher bekannte vergleichbare Erzeugnisse auf. Die Wasser­aufnahmefähigkeit dieser Flächen ist sehr gering, woraus sich ein umfangreiches Anwendungsgebiet der erfindungsge­mäß hergestellten Gipselemente ergibt.
  • Da das gesamte Gipselement eine hohe Festigkeit besitzt, lassen sich Elemente, zum Beispiel Platten, von geringer Dicke herstellen, die durch einfache Verfahren, zum Bei­spiel durch Kleben, befestigt werden können.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei­spiel näher erläutert werden.
  • In den zugehörigen Zeichnungen wird die Vorrichtung in Schnittdarstellung während verschiedener Phasen des Her­stellungsprozesses dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1 die Ausgangslage mit gefüllter Form;
    • Figur 2 die Vorverdichtung der Formmasse;
    • Figur 3 die Komprimierung der Formmasse und
    • Figur 4 die Entschalung des geformten Gipselementes.
  • Die Vorrichtung besteht aus einem die Formmasse 5 aufneh­menden Unterteil 3 und einem Oberteil 2, das durch eine Krafteinwirkung vertikal beweglich zum Unterteil 3 ange­ordnet ist.
  • Das Oberteil 2 und das Unterteil 3 sind durch eine bekann­te federbelastete Verriegelung 2.7 lösbar miteinander ver­bunden und mit einem gemeinsamen Widerlager 1, einem ka­stenförmigen Druckbehälter, in Verbindung gebracht.
  • Das Oberteil 2 ist als U-förmige Aufnahme 2.1 ausgebildet, wobei kopfseitig ein oder mehrere Druckelemente 2.2, die mit dem Widerlager 1 verbunden und bodenseitig ein oder mehrere Druckelemente 2.3 angeordnet sind.
  • In die Aufnahme 2.1 sind die Druckleitung 2.4 für das Druckelement 2.3 sowie eine Entlüftung 2.5 eingebracht. Die Druckelemente 2.2 und 2.3 sind aus flexiblem Material bestehende Kissen, die mit einem Medium druckbeaufschlag­bar sind.
  • Als Medium können Luft oder andere Fluide verwendet wer­den. Die Druckelemente 2.2 und 2.3 sind steuerungstech­nisch miteinander verbunden.
  • In der dem Unterteil 3 zugewandten Stirnfläche der Aufnah­me 2.1 ist eine hervorspringende umlaufende elastische Dichtung 2.6 angebracht, durch die das Oberteil 2 und das Unterteil 3 während der Formgebung luftdicht miteinander verbunden sind. Das Unterteil 3 besteht aus dem formstabi­len Rahmen 3.2 mit integriertem Trennrahmen 3.3. Der Trennrahmen besteht in der Draufsicht aus zwei L-förmigen verzahnt ineinandergreifende Teile .
  • In der dem Formboden 3.1 zugewandten Stirnfläche des Rah­mens 3.2 ist eine elastische Dichtung 3.4 eingebracht, wo­durch das Unterteil 3 luftdicht auf dem Formboden 3.1 ab­gestützt ist. Der Trennrahmen 3.3 schließt scharfkantig an den Formboden 3.1 an.
  • Durch die keilförmig korrespondierend zueinander ausgebil­deten, sich zugwandten Seitenflächen des Rahmens 3.2 und des Trennrahmens 3.3 ist der Trennrahmen 3.3 während der Formgebung im Rahmen 3.2 arretiert gehalten, während der Trennrahmen 3.3 bei der Entschalung des geformten Körpers beweglich im Rahmen 3.2 ist.
  • Der Formboden 3.1 ist beweglich auf dem Widerlager 1 ange­ordnet, wobei die der Formmasse 5 zugewandte Seite des Formbodens 3.1, der späteren Sichtfläche des geformten Körpers, glatt oder strukturiert sein kann.
  • Zwischen Oberteil 2 und Unterteil 3 ist eine Lastvertei­lerplatte 4 einlegbar, wobei diese die innere Konfigura­tion des Trennrahmens 3.3 vollflächig abdeckt. Die sand­wichartige Platte weist als Stützschicht eine Metallplatte 4.1 auf, unter der eine PVC-Lochplatte 4.2 zur vorrangigen Aufnahme der überschüssigen Luft aus der verdichteten Formmasse 5 angeordnet ist.
  • Als unterste Schicht sind ein oder mehrere hygroskopische Vlieslagen 4.3 zur Aufnahme des überschüssigen Wassers aus der Formmasse 5 vorgesehen.
  • Die Wirkungsweise der an der konstruktiven Ausbildung der Vorrichtung beteiligten Einzelelemente wird in der Be­schreibung des Verfahrns zur Herstellung von Gipselementen mit marmorähnlichen Sichtflächen dargestellt.
  • Das Verfahren wird anhand der Herstellung von ebenen Stuckmarmorplatten beschrieben.
  • In Figur 1 sind Oberteil 2 und Unterteil 3 der Vorrichtung in Ausgangslage getrennt voneinander im Widerlager 1 posi­ tioniert. Der auf Laufrollen gelagerte Formboden 3.1 mit dem darauf angeordneten Rahmen 3.2 mit integriertem Trenn­rahmen 3.3 wurde außerhalb des Widerlagers 1 mit einer Formmasse 5 bestehend aus einem fließfähigen Wasser-Gips-­Gemisch 5.1 und einer darüber aufgebrachten Schicht trok­kenem Gipspulver 5.2 gleichmäßiger Dicke beschickt. Zur Positionierung des Rahmens 3.2 auf dem Formboden 3.1 sind formschüssige korrespondierende Mittel ausgebildet. Die marmorierte Struktur im Sichtbereich der zu formenden Kör­per kann durch Zusatz von Farbpigmenten im Gemisch 5.1 oder durch vorheriges Aufbringen von mit Gips und Wasser vermischten Pigmenten auf dem Formboden 3.1 erzielt wer­den.
  • Die Formmasse 5 wird mit einer Lastverteilerplatte 4 mit sandwichartigem Aufbau abgedeckt. Diese Platte weist den weiter oben genannten Schichtenaufbau auf. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, wird die Lastverteilerplatte 4 auf die Formmasse 5 gelegt. Es ist aber auch möglich, daß sie Teile von ihr an der Unterseite des Druckelementes 2.1 befestigt ist/sind.
  • Nun werden die Druckelemente 2.2 und 2.3, die über eine Regeleinrichtung miteinander gekoppelt sind, mit dem Druck beaufschlagt. Ihre Druckbeaufschlagung wird durch die Re­geleinrichtung derartig aufeinander abgestimmt, daß das Druckelement 2.3 über die Lastverteilerplatte 4 auf die Formmasse 5 drückt, wodurch diese über die Entlüftung 2.5 entlüftet und gleichzeitig vorverdichtet wird (Figur 2).
  • Mit weiterer Druckerhöhung wird die Entlüftung 2.5 durch das Druckelement 2.3 verschlossen, die Verriegelung 2.7 verschließt das Oberteil 2 mit dem Unterteil 3 und die Formmasse 5 wird luftdicht komprimiert (Figur 3).
  • Während dieser Formgebung erfolgt durch die Dichtung 2.6 zwischen Aufnahme 2.1 und Rahmen 3.2 ein luftdichter Ver­schluß, wodurch in der Form ein Überdruck, zum Beispiel 0,4 MPa, ausgebildet wird. Dieser Überdruck wird nun so­lange aufrechterhalten, bis sich die Gipsteilchen des fließfähigen Wasser-Gips-Gemisches 5.1 an bzw. in der Nähe des Formbodens 3.1 konzentriert haben und die für den Ab­bindeprozeß nicht erforderlichen Bestandteile der Formmas­se 5 wie Luft und überschüssiges Wasser in Richtung Last­verteilerplatte 4 transportiert werden.
  • Nach Beendigung dieser Konzentrationsprozesse wird der der Formmasse 5 aufgeprägte Druck in voller Höhe oder etwas vermindert bis zur Formstabilität des Gipselementes auf­rechterhalten, damit keine unerwünschte Verformung des Elementes auftritt. Die Eigenschaft der Gipselemente, daß sie, bedingt durch den Schichtenaufbau der Formmasse 5, nicht sofort formstabil sind, kann auch gezielt zur Form­gebung der Gipselemente genutzt werden.
  • Es erfolgt die in Figur 4 dargestellte Entschalung des Gipselementes. Im Druckelement 2.2 wird der Druck verrin­gert, während der Druck im Druckelement 2.3 unverändert bleibt. Dies hat zur Folge, daß der durch die Verriegelung 2.7 am nach oben bewegten Oberteil 2 befestigte Rahmen 3.2 ebenfalls nach oben bewegt wird. Die keilförmig sich zuge­wandten Seitenflächen von Rahmen 3.2 und Trennrahmen 3.3 und die bewegliche Befestigung des Trennrahmens 3.3 am Rahmen 3.2 bewirken, daß das aus der Formmasse 5 geformte Gipselement ohne Schwierigkeiten entschalt wird.
  • Die so hergestellten Stuckmarmorplatten weisen eine hohe Oberflächengüte auf. Hohe Abriebfestigkeit, hohe Dichte und geringes Porenvolumen, sowie hohe Druck- und Biegezug­festigkeit machen sie mit Naturmarmor vergleichbar.
  • Bei der Herstellung von Winkelelementen oder Elementen mit anderen Konfigurationen werden die Aufnahme 2.1 die Last­verteilerplatte 4, die Druckelemente 2.2 und 2.3 und der Formboden 3.1 entsprechend ausgebildet.
  • Der gesamte Herstellungsprozeß von Gipselementen mit mar­morähnlichen Sichtflächen kann automatisiert erfolgen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung von insbesondere marmorähn­lichen Gipslementen mit Sichtflächen hoher Oberflächengü­te, bei dem eine mehrschichtige Formmasse, bestehend aus Gips, Wasser und erforderlichenfalls Farbpigmenten in ei­ner Form unter Druck geformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf einen porenfreien, glatten Formboden (3.1) der Form zuerst eine Schicht gleichmäßiger Dicke fließfähiges Wasser-Gipsgemisch (5.1) gegeben und auf dieses Gemisch eine Schicht trockenes Gipspulver (5.2) gleichmäßiger Dik­ke aufgebracht wird, daß unmittelbar danach die Formmasse (5) mit einem hygroskopischen und/oder offenporigen wenig kompressiblen Material abgedeckt, durch starre und/oder flexible Druckelemente (2.2; 2.3) bei gleichzeitigem Ent­lüften vorverdichtet und anschließend unter Luftabschluß komprimiert wird, daß in der Formmasse (5) und dem sie be­deckenden Material ein Überdruck aufgebaut wird, daß die Gipsteilchen in der fließfähigen Schicht der Formmasse (5) in Richtung Formboden transportiert werden und sich am und in der Nähe des Formbodens (3.1) konzentrieren und gleich­zeitig die für die Rekristallisation nicht erforderlichen Bestandteile der Formmasse (5) wie Luft und überschüssiges Wasser in Richtung Druckelemente (2.2; 2.3) transportiert werden und sich in der Schicht aus Gipspulver (5.2) und überwiegend in dem die Formmasse (5) bedeckenden Material konzentrieren, daß nach Beendigung dieser Konzentrations­ prozesse bis zum Erreichen der Formstabilität des Gipsele­mentes die Druckelemente (2.2; 2.3) mindestens teilweise druckbeaufschlagt bleiben und daß das Gipselement mit Hil­fe der Druckelemente (2.2; 2.3) entschalt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Überdruck in der ver­schlossenen Form aufgebaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein Überdruck zwischen 0,13 MPa und 0,5 Mpa aufgebaut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Überdruck kontinuier­lich bis zum vorgesehenen Wert erhöht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Überdruck schlagartig aufgebaut wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Überdruck und die Zeit­dauer seines Aufrechterhaltens von der Formmasse (5) und/­oder der angestrebten Formgebung abhängig sind.
7. Vorrichtung zur Herstellung von insbesondere marmor­ähnlichen Gipselementen mit Sichtflächen hoher Oberflä­chengüte, bestehend aus einem die Formmasse aufnehmenden Unterteil mit einem glatten und porenfreien Formboden und Seitenwänden und einem durch Druck beaufschlagbaren in Richtung Unterteil vertikal beweglichen Oberteil, die mit­einander verriegelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Oberteil (2) und das Unterteil (3) mit einem Wi­derlager (1) in Verbindung gebracht sind, daß das Oberteil (2) als Aufnahme (2.1) mit kopf- und bodenseitig angelenk­ten Druckelementen (2.2; 2.3) ausgebildet ist, wobei sich das kopfseitig angeordnete Druckelement (2.2) am Widerla­ger (1) abstützt, in dessen dem Unterteil (3) zugewandte Stirnfläche eine hervorspringende umlaufende elastische Dichtung (2.6) angebracht ist, daß das Unterteil (3) aus formstabilen Rahmen (3.2) mit integriertem Trennrahmen (3.3) besteht, wobei durch die in die dem Formboden (3.1) zugewandte Stirnfläche des Rahmens (3.2) eingebrachte ela­stische Dichtung (3.4) das Unterteil (3) luftdicht auf dem Formboden (3.1) abgestützt ist, daß der Formboden (3.1) beweglich auf dem Widerlager (1) angeordnet ist und daß zwischen Oberteil (2) und Unterteil (3) eine die innere Konfiguration des Trennrahmens (3.3) vollflächig abdecken­de Lastverteilerplatte (4) eingelegt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Oberteil (2) und das Unterteil (3) über die Dichtung (2.6) luftdicht miteinan­der verriegelbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung (2.5) und die Aufnahme (2.1) integriert und bei Druckerhöhung im Druckelement (2.3) durch das Druckelement (2.3) selbstver­schließend ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckelemente (2.2; 2.3) an der Aufnahme (2.1) angelenkt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (2.2; 2.3) druckbeaufschlagbare Kissen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (2.2; 2.3) steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Trennrahmens (3.3) scharfkantig an den Formboden (3.1) an­schließen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zugewandten Seitenflächen des Rahmens (3.2) und des Trennrahmens (3.3) keilförmig korrespondierend zueinander ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 13 bis 14, da­durch gekennzeichnet, daß der Trenn­rahmen (3.3) während der Formgebung im Rahmen (3.2) arre­tiert gehalten ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 13 bis 15, da­durch gekennzeichnet, daß der Trenn­rahmen (3.3) während der Entschalung beweglich im Rahmen (3.2) ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die der Formmasse (5) zuge­wandte Seite des Formbodens (3.1) strukturiert ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Lastverteilerplatte (4) sandwichartig aufgebaut ist und aus einer Stützschicht, mindestens einer offenporigen, wenig kompressiblen Schicht und mindestens einer hygroskopischen Schicht besteht.
19. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Lastverteilerplatte (4) oder einzelne Schichten von dieser am Druckelement (2.3) befestigt sind.
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