WO2019030154A2 - Verfahren zur herstellung eines aushärtbaren, plattenförmigen lichtkörpers, werkzeug zur durchführung des verfahrens und nach dem verfahren hergestellter lichtleitkörper - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines aushärtbaren, plattenförmigen lichtkörpers, werkzeug zur durchführung des verfahrens und nach dem verfahren hergestellter lichtleitkörper Download PDF

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    • E04B2103/02—Material constitution of slabs, sheets or the like of ceramics, concrete or other stone-like material

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a curable plate-shaped light guide body, a tool for carrying out the method and a light guide body produced by the method.
  • the invention relates to a separate state of the art according to the subject matter of WO2016 / 150454A1.
  • FIGS. 19 to 25 show, in general, the production of a curable optical waveguide with an optical waveguide mat embedded in the material of the optical waveguide.
  • Another object of the invention is to propose a tool which is suitable for carrying out the method, and also a light guide body which has been produced by the method according to the invention and has been realized with the tool according to the invention.
  • the invention is characterized by a method according to the subject matter of claim 1.
  • the independent claim 5 a special G manticianmaschinen is proposed in the (bottom a number of grid-like slots is present, in which a plurality of forming dies are arranged raised and lowered. Furthermore, the subject of the independent claim 9 is characterized in that the light guide body consists of a hardenable concrete material in which the Uchtfeitermatte is reliably embedded and protected from breakage.
  • the light-conducting body according to the invention is produced in a casting process and a hardenable casting compound is used, this is understood in a preferred embodiment to mean that it is a hardenable concrete material
  • a hardenable concrete material other pourable, hardenable casting compounds are used, such.
  • polyurethane plastic or castable foamed plastics or polyamides or polyacrylics.
  • Other plastic compositions include P DMA plastics and the like
  • the most common method for producing concrete slabs is the hermetic process. It is suitable for thicker plates of about four to 12 cm thickness. The production is usually done on a rotary table press with mostly seven, sometimes only five stations. Two different types of concrete are used. The relatively low-viscosity facing concrete and the very dry rear concrete (or core concrete called) are two preferred casting materials. The facing concrete later forms the visible upper side of the slab and is individually designed with regard to color and grain size.
  • the facing concrete is first filled into a mold and distributed by Rüttein then the Hinterbeton (core concrete) filled and the entire filling (usually in two steps) compacted by pressing to produce a light guide in the manner of a concrete block. Due to the high pressure of up to 1,200 t, a part of the moisture migrates from the header to the rear concrete, which causes the two layers to bond homogeneously.
  • the raw slab or concrete paving stone is removed and placed on a pallet of metal, wood or plastic and placed in a warehouse so that the concrete can set.
  • a wet pressing method is claimed, which is similar to the hermetic method, but only a single type of concrete is used. As a result, very thin concrete slabs can be produced. Since the concrete is still relatively fluid during filling, most of the water must be able to escape from the mold during the pressing process.
  • Certain light guide plates are also cast in molds (eg made of polyurethane) and removed only after setting. It is a so-called wetcast method. To avoid shrinkage cracks during curing, it is provided in a variant of the invention that fibers are added to the concrete. One speaks then of fiber concrete. The fibers absorb the tensile stresses created during curing and make it possible to produce large plates.
  • the bottom of the mold is not smooth but has a pattern, it is imaged in relief on the finished concrete slab. In this way it is possible, for example, to produce different structures on the visible side of a Uchtleit body, in particular to achieve a sandstone-like appearance.
  • the manufactured light guide plates are processed immediately after removal from the press with a high pressure water jet. there The fine components of the concrete can be removed from the surface while the coarser grain is retained.
  • portions of the plate surface may also be blasted while others remain unprocessed
  • the shape of stamp should correspond in their profiling, their shape and in number to the plate-shaped Uchtleltelementen the light guide mat, which form the lattice-shaped light guide via associated L josst- and cross bars.
  • the invention provides that the forming dies in their profiling and in their dimensioning of the profiling and the number of plate-shaped optical fiber elements correspond and that in the first process step, first the upwardly extending through the bottom surface of the Gussausnaturalung in the Gussausnaturalung molding dies are raised to so to fill the Gussausnaturalung before their Verföllung with the casting material.
  • the intermediate space between the dies in the casting recess is filled up with a hardenable casting compound.
  • a hardenable casting compound is filled. It is a low-viscosity concrete, which is now evenly distributed between the tine-like or comb-like mold punches in the cast recess and so the bottom surface of the cast recess, z. B. up to a height of 1/5, fills
  • the light-conducting mat to be anchored in the casting compound is placed with its plate-shaped light-guiding elements on the end faces of the molding die raised in the casting recess and fixed there in a position-secured manner.
  • the position assurance can be provided by interlocking tongue and groove joints or by cams, which engage in associated recesses on the light guide.
  • the approximately piatt-shaped light guiding elements are secured in position on the end faces of the forming dies and held there.
  • the core concrete is poured, which is also distributed evenly between the tine or comb-like mold punches in the casting recess. It can still be used additional Ruttel or other distribution tools.
  • the crucial anchoring process of the fracture-sensitive optical fiber mat in the still liquid casting material is characterized in that the light guide mat is pressed onto the forming dies with a force acting on the light guide mat low pressing pressure while the forming dies are moved down from the slots of the bottom surface of the casting recess.
  • the forming dies form a leading template and a space clearance in the core concrete for penetrating the Kembeton Lichtleitiata the light guide mat, so that these light elements are pressed into spaces kept free of the dies in the core concrete and thus a shatter-proof anchoring of the entire fiber mat in Kembeton is possible.
  • the actual displacement work thus takes place through the forming dies.
  • the fracture-sensitive light-guiding elements and these connecting longitudinal and transverse webs do not have to carry out their own displacement work in the viscous core concrete, since this displacement work has been accomplished by the shaping dies running ahead of the light-guiding elements in the casting compound.
  • the elements of the light guide mat are thus simulated by the shaping of the forming die (copied) and the existing metal stamp die precede the press-in movement of the fiber mat in the core concrete, so that the forming dies form the placeholder for the penetrating into the ketone parts of the light guide mat.
  • the fracture-sensitive usually made of a thin transparent plastic material fiber optic mat break-proof anchored in viscous core concrete.
  • the parts of the light guide mat mounted on the end faces of the forming dies have also arrived on the bottom of the casting recess, they have also penetrated the thinner layer of the facing concrete. This completes the process of embedding the fiber-optic mat in the core and facing concrete. It is then the upper ram, which tracked the fiber mat the receding form punches, moved up.
  • the casting compound thus prepared is compacted with the embedded light guide mat up to a pressure of 1200 1, without causing the risk There is a risk that the break-sensitive parts of the optical fiber mat, which are now embedded in the core concrete, will break. This makes it possible for the first time to produce highly compacted concrete slabs and concrete paving slabs with embedded fiber-optic mats, something that was previously not possible.
  • a tool for carrying out the method is characterized in that a plurality of slots are arranged in grid-like manner in the bottom of the casting tool plate, which pass through the floor and in the slots a plurality of Forming stamp can be raised and lowered, wherein the number and the profile of the forming die the number and the profiling of the light guide corresponding to the light guide mat, so that each light guide of the light guide mat is associated with an approximately same shape die.
  • a manufactured according to the inventive method with the tool according to the invention light guide is therefore characterized by a hardenable concrete material by a Lichtleitermatte is embedded, the Lichtieiteiemente on the visible side are at least visible from the front and at the back of one or more iichtmaschineende elements are arranged.
  • steps 1 and 2 coincide.
  • the upper mold must be precisely adjusted to the injection molded part, so that the injection molded part does not break during the pressing and shaking process.
  • a light-conducting mat is fixed on the bottom of a casting mold, that in a second process step the casting mold is filled with a curable casting compound until the light-conducting mat is embedded in the curable casting compound, that in a third process step, the filling of the mold with the curable casting composition is continued until a supernatant of the casting over the embedded fiber mat is present and that in a fourth process step, a press plate is pressed onto the supernatant in the upwardly open casting recess of the mold and The supernatant while at least partially displaced and compacted the casting material thereby.
  • Such a method is particularly suitable for the single-layer concrete method and is based on the fact that the light guide mat is inserted into the mold with all the light guide channels (in which the light is introduced) down into the mold. It can also be provided on the mold bottom, a support structure or a holding profile according to the cleared light channels of the light guide mat, so that the light guide mat can be anchored correct position on the bottom of the mold and no incorrect installation is possible.
  • a negative mold preferably made of metal, is arranged on the bottom of the casting mold, onto which the light guide mat is slipped so as to achieve a positionally correct fixing at the bottom of the casting mold.
  • this negative form for fixing the light guide mat can also be omitted.
  • a dimensionally stable negative mold whose profile is complementary to the profile of the light guide mat, anchored to the bottom of the mold.
  • the casting mold is filled with a hardenable casting compound until the negative mold is embedded in the hardenable casting compound.
  • a third process step the filling of the mold with the curable casting composition is continued until a supernatant of the casting over the embedded negative mold is present, in a fourth step, a press plate is pressed onto the supernatant and the supernatant at least partially displaced and the casting material thereby compacted.
  • the cured casting material is removed from the mold, wherein in a sixth method step, the negative mold stuck in the cured casting compound is removed and further in a seventh process step in the resulting by the removal of the negative mold cavities of the cured casting compound a light ski mat is inserted.
  • this method is characterized in that the Lichtieitermatte is inserted only after the complete completion and curing of the plate-shaped material.
  • a - preferably made of metal - existing negative mold is provided, which is poured as a placeholder in the curable casting compound and removed after curing of the material from the cured plate material, so that the now vacant cavities are provided in the cured plate material for insertion of the optical fiber mat ,
  • the negative mold is thus provided as a placeholder, and in another embodiment of the invention, it may be provided that a so-called lost mold is used for pouring.
  • Such a lost shape is characterized by the fact that it remains in the hardened casting compound and is removed by certain physical measures after the curing process.
  • Such a lost shape may be formed, for example, as a wax model and is poured into the casting compound.
  • the casting compound is heated for a short time, so that the wax liquefies and drips out of the cavities, which are thus released for insertion of the optical fiber mat.
  • the cross bars of the optical fiber mat are removed in order to ensure a favorable pressing or insertion of the Lichtieitermatte in the vacant cavities in the cured plate material.
  • the negative mold which is preferably made of metal and which is the most prominent for the light guide mat to be inserted later, is still fastened on an additional, bottom-side holding profile of the casting mold.
  • the casting recess of a casting mold is filled with a curable casting compound
  • the light guide mat to be embedded in the casting compound is fixed to the underside of a mold to be pressed into the mold
  • a third Step of the forming die with the fixed at the bottom of the optical fiber mat enters the Gussaus supraung and thereby presses the fiber mat in the casting
  • a single-layer concrete method is preferred, with which it is possible to press the grid-like injection molding mat from above into the fresh concrete or another curable casting material.
  • a prerequisite is that the light-conducting rods of the light guide mat are rounded at the surface in order to better displace the passing concrete passing there.
  • the bottom of the mold has no hard, but a soft, elastic surface. This allows the rounded tip of the LichtJeitermatte be better pressed into the bottom of the mold. However, the water must be sucked off, so that after the pressing process, the fiber mat is not pushed up again.
  • the injection channels in the fiber-optic mat formed as an injection-molded part can either remain in the mold or they can also be removed beforehand.
  • the anchoring of a Hatteproffls at the bottom of the mold has the advantage that any cement slurry can not penetrate into the finely profiled channels of the optical fiber mat to the previously mentioned method according to the independent method claims, because this embraced by the bottom-side holding profile form-fitting and sealed are.
  • the use of an elastically deformable bottom as the bottom of the casting mold has the further advantage that the edges of the light-guiding elements resting on this base are pressed against the bottom while yielding to the soil, and thus cement grains on the edges are not removed from the edges of the light-conducting elements cover the light-emitting sides of the light-guiding elements.
  • the concrete is therefore displaced laterally from the light guide elements, in particular if they have circumferential, rounded edges. It is only necessary that the elastic ground yields by an amount of about 0.5 mm. This has the advantage, moreover, that after demoulding of the finished plate-shaped light guide body, the light-emitting surfaces of the light guide elements protrude an amount of about 0.5 mm from the hardened plate material of the plate and can thus be processed further. Such machining can be done by grinding, polishing or other means.
  • Figure 1 The top view of a light guide body made of a concrete material
  • FIG. 2 The plan view of a casting tool plate for producing a concrete paving stone according to FIG. 1
  • FIG. 3 Perspective partial representation of a light guide mat
  • Figure 4 section through the light guide mat of Figure 4 in the amount of a Lichtleiteiementes
  • Figure 5 A partial section through the upper part of the hermetic press showing the anchoring of the arranged in the upper steel counter-mold in the light guide
  • Figure 6 A schematic representation of the forming dies, which move in slots of the bottom of Gellotechnikmaschine 17 as a metal plate 42 in the vertical direction
  • Figure 7 A comparison with Figure 10 refined view showing a perspective view of the G mantechnikmaschineumble arranged therein, raised dies
  • Figure 8 section through the plate segment of a hermetic press in the raw state
  • FIG. 10 The process sequence proceeding with respect to FIG. 13, which shows that the facing concrete is also compacted with a press and a vibrating plate in the casting recess.
  • FIG. 11 The process step proceeding with respect to FIG. 14, which shows that the core concrete has now been poured onto the compacted facing concrete becomes
  • FIG. 12 The pressing-in process of the break-sensitive light-conducting mat by means of an upper punch on the forming punches preceding the scraping in the core concrete
  • FIG. 13 The workflow progressing with respect to FIG. 16, showing the press-fit process of the optical fiber mat into the cast recess
  • Figure 14 The representation of the finished trained Lichtleit analysess from the cured concrete material.
  • FIG. 15 a perspective view of a pressing plate of the embodiment of the method according to FIG. 16
  • FIG. 16 a schematic section through a casting mold with a section through the pressing plate according to FIG. 15
  • Figure 17 perspective view of the anchoring of the optical fiber mat on the bottom of the mold
  • FIG. 18 an embodiment modified from FIG. 17, in which an additional retaining profile is arranged at the bottom of the casting mold
  • FIG. 19 shows the perspective view of a press plate for using the method according to FIG. 20
  • FIG. 20 is a schematic section through the further method, showing a metallic negative mold and its anchoring in the casting recess of the casting mold Figure 21: the perspective view of the metal negative mold and its anchoring to the bottom of the mold
  • FIG. 22 an embodiment modified from FIG. 21, in which the negative mold is additionally anchored on a base-side holding profile in the casting mold
  • FIG. 23 a perspective view of a forming punch with a light-side mat attached to the underside
  • FIG. 24 the section through the arrangement according to FIG. 23
  • FIG. 25 the section through the casting mold, showing that the light guide mat shown in FIG. 24 is pressed into the casting compound on the underside of the forming punch
  • the figures 1 shows an embodiment of the formation of a light guide as a concrete slab in traffic. However, it can also be used as a facade panel for indoor and outdoor spaces.
  • one or more heat-insulating layers can still be arranged on the light-generating rear side.
  • FIG. 2 shows the plan view of the casting recess 18 of a casting tool plate 17, which is part of a multiple tool of a press 23, which is preferably designed as a rotary tabletop press
  • a plurality of grid-like slots 19 are provided, wherein the type, size and distribution of the slots corresponds to the light guide elements 4 used therewith.
  • Figures 3 and 4 are illustrations of a fiber mat, as described in its own PCT AnmekJung WO2016 / 150454A1 in the figures 8 and 9 there. Reference is made to the description there.
  • the optical waveguide mat 1 consists of a transparent, light-conducting plastic material, wherein the light-emitting light-guiding elements 4 have side surfaces 7 on which transverse webs 3 attach, which connect the parallel and mutually spaced light-conducting elements 4.
  • longitudinal webs 2 are provided, which are preferably formed as profile channels 10 and in which light bar 12 are clipped.
  • Each light channel 5 is accordingly filled by a light bar 12, which is designed as a profile rail and is clipped behind two opposing locking nubs 9 on the bottom side 8 of the Lichtieitiatas 4.
  • the numbers shown on the right in FIG. 4 are millimeter indications with regard to the height of the individual elements indicated there.
  • the light channel 5 consists of a transparent, lichtteitenden plastic material, this is the light in the direction of arrow 13 in the light guide 4 and the light is finally emitted in the direction of arrow 15 from the end faces 6 of the light guide 4.
  • These end faces 6 are the light-emitting surfaces in the light guide 21 in Figure 1.
  • the invention is not limited to plate-shaped light-guiding elements 4. These can have any profile shape, that is, they can be wavy, round profiled, circular, cylindrical or other Be formed catfish. They can also be designed as hollow profiles or solid material.
  • a hermetic press which operates as a clocked rotary table press.
  • a number of casting recesses 18 are arranged.
  • an inventive light-conducting body 21 is produced in each Gussaus supraung.
  • the press 26 consists essentially of a circulating in the round rotary table, at the periphery of a number of devices are arranged, such as. B. a task unit, a control panel and other functional elements such. As vibrators, brush tools and the like.
  • the casting recess 18 arranged in the casting tool plate 17 is approximately box-shaped, as shown in FIG. 7, and a plurality of slots 19 are inserted in the bottom 28 of the casting mold 27, through which the forming dies 32 of a lower die to be described later pass.
  • FIG. 5 shows a part of a method sequence which will be described in more detail later in FIGS. 8-14.
  • a steel press plate 29 is used in the upper tool 47, which has a plurality of short Garprofiie 30 which engage in the associated light channels 5 of the light guide mat 1 as possible without play, so as a Leadership of To enable fragile light ski mat 1 on the upper steel press plate 29.
  • FIG. 7, in conjunction with FIG. 8, shows the type and arrangement of forming dies 32 arranged in the lower die 46, which are displaceably arranged in the slots 19 in the bottom 28 of the casting mold 27 in the direction of arrows 31.
  • FIG. 8 A partial section of such a press is shown in Figure 8, where it can be seen that the raster-shaped forming dies 32, which pass through the slots 19 in the bottom 28 of the mold 27, are mounted on a common pressure plate 37 on a raised and lowered driven punch 38 are driven in the lower tool 46.
  • the press has an outside and an inside, the inside there are 44 and the outside with 45
  • the upper edge of the mold 27 is formed by a metal plate 42.
  • FIG. 9 now shows that in the region of a filling device 39, a relatively thin liquid facing concrete 36 is now filled via hoses 40 as the first casting compound in the direction of arrow 41 into the casting recess 18.
  • the shaping dies 32 are retained in their raised position in the casting recess 18, so that the relatively low-viscosity facing concrete 36 flows around the shaping dies 32.
  • the punch 38 in the lower tool 46 remains in the locked position.
  • the end faces of the forming dies 32 are then cleaned with a brush tool 54 and a reaming tool 53 is used.
  • the riveting dies 52 provided with the tine-shaped extensions are part of a vibrating plate 51.
  • the very viscous (earth-moist) ketone clay is now introduced as the second casting compound 56.
  • the core concrete is fed in a feed unit 58 as a second casting compound 56 via a conveyor belt 55 and filled in the direction of arrow 57 into the casting recess 18.
  • the application of brushes 54 and reamers 53 is again to achieve a favorable surface finish.
  • the layer protection consists of respectively arranged on the underside of the pressing plate 59 centering 62, which engage positively in the associated recesses which form the light channels 5 in the optical fiber mat 1.
  • the optical fiber mat 1 is secured to the lower surface of the press plate 59 held.
  • Additional holding means such as e.g. the application of a vacuum can be used.
  • jewePs light-emitting end face 6 of the light guide 4 is placed on the end faces 61 of the forming die 32 in the substation and held under slight pressure in the direction of arrow 49 by movement of the punch 48 in the direction of arrow 49.
  • FIG. 13 shows the final state of the press-in process, in which the optical waveguide mat 1 with its light-guiding elements 4 have arrived at the bottom side of the cast recess 18 and at the same time penetrated into the facing concrete 36.
  • the finished light guide body 21 is then removed from the mold according to FIG. 14 and is stored for the later setting process.
  • a precisely metered quantity of a very dry concrete is introduced into the casting recess 18 via the conveyor belt 55. Subsequently, the metal plate 42 and the mold dies 32 protruding out of the mold are again cleaned by means of a rotating brush 54 and a sponge.
  • the optical waveguide mat 1 is held in a positionally secured manner on the underside of the pressing plate 59.
  • this step is carried out by using an arm robot, wherein the existing of injection molding material light guide mat 1 by the light Lowering the punch 48 and a simultaneous negative pressure, which acts on the optical fiber mat 1, is attached.
  • the shaping punch 32 has the same recesses as the light guide mat 1 on the underside.
  • the underside of the fiber mat is the side in which the LED elements 20 make the lighting and where the cables are routed.
  • FIGS. 15 and 16 show the method steps for carrying out the method according to the subject matter of independent claim 11.
  • FIG. 15 shows a perspective view of a pressing plate 59, which is penetrated by a number of slots 19 which pass through the complete cross-section of the pressing plate 59.
  • the pressing plate 59 is shown in section in FIG. 16, and it can be seen that the width and the profile of the slots 19 approximately correspond to the profile of the light-guiding elements 4 of the light-conducting mat 1.
  • the light guide mat 1 is placed on the bottom side of the bottom 28 of the mold 27 and anchored there. Now, the casting material 66 is filled, until such time as a supernatant 67 above the light guide 4 in the mold 27 results.
  • the pressing plate 59 is moved in the direction of arrow 63 down, so that the light guide 4 partially penetrate into the slots 19 of the pressing plate 59, which is not necessary for the solution.
  • the underside of the press plate 59 is lowered into the mold 27 only by the amount of the projection 67 and the light guide elements 4 do not penetrate into the slots 19.
  • the slots 19 serve only for discharging the displaced supernatant 67 to the outside, wherein in addition water can be sucked out.
  • the pressing plate 59 is pressed with its slots 19 in the Gussaus supraung 18. It can also be shaken in addition to better compact the concrete.
  • the bottom 28 of the mold 27 is not rigid, but is formed elastically bendable.
  • the light guide plate 1 is not simply placed on the bottom 28 of the casting mold 27, but that a bottom-side profile 28 is present which is complementary to the profile of the réellesteckenden fiber optic mat 1. 17 and 18, the optical guide mat 1 is always placed in the correct position and secured against displacement on the floor 28 of the mold 27 and fixed there.
  • the holding profile 68 is preferably made of a metal or plastic material. In the formation of this retaining profile 68 is important that all profile parts are designed so that they engage positively in the associated, réellesteckenden profile cavities of the light guide mat 1 and there provide a seal against the ingress of cement slurry. For example, it can be seen from FIG. 18 that the channels 65 for the introduction of cables into the cast-in optical waveguide mat 1 and further negative molds 69, which form-fit the profanecate 10 of the light-guiding element 4, are present.
  • the light guide mat 1 is not placed in the casting recess 18 of the casting mold 27 at the bottom 28 and anchored there, but that instead a placeholder is introduced into the mold, which only after the curing of the plate-shaped casting material is removed from the casting compound.
  • a negative mold 70 which preferably consists of metal profiles, is present, which exactly corresponds to the profile of the optical waveguide mat 1.
  • plate parts 71 are likewise present which correspond to the later light-conducting elements 4 of the light-conducting mat 1. Likewise, all other placeholders are present, so that it is then possible for the cured plate to remove the negative mold 70 from the hardened plate material and insert the light guide mat 1 into the resulting cavities.
  • FIG. 21 shows such a negative profile 70 consisting of metal profiles, which in its profile shape corresponds exactly to the Uchtieiter mat 1 to be inserted later.
  • hollow sections 72 available, which are provided for the insertion of the later channels 10 of the light guide mat 1, and there are all other parts as well as such.
  • FIG. 21 shows that such a negative mold 70 can be anchored directly to the bottom 28 of the casting mold 27.
  • FIG. 22 shows that, for additional position assurance of the negative mold 70, a bottom-side retaining profile 68 can also be provided, onto which the negative mold 70 is attached and fixed there.
  • the pressing plate 59 is now moved downwards in the direction of the arrow 63 and the slots 19 are dimensioned such that they at least partially overlap the plate parts 71 of the negative mold 70 penetrate into the slots 19.
  • the curable composition 66 is pressed therewith, and thus results in a cured plate-shaped part, from which the negative mold 70 is then pulled out later, and then the light conductor mat 1 is inserted into the resulting cavities in the hardened plate part.
  • a so-called lost formwork can be used by the negative mold 70 is not made of a metal material, but for example, is designed as a wax model and is also poured into the casting compound in the manner described.
  • FIGS. 23 to 25 describe a method sequence according to the independent method claim 17, where it can be seen that suitable negative molds 29 for the releasable fastening of profile parts of the optical waveguide mat 1 are arranged on the underside of a forming punch 24. This is thus anchored on the negative mold 69, and according to Figure 24 is the so-equipped Shaping die 74 lowered into the mold 27 shown in Figure 25, which is already filled with the not yet cured casting 66 is.
  • the profile channels 10 of the optical fiber mat 1 and all other parts are rounded correspondingly to allow easy penetration into the molding compound 66. It is further preferred if the bottom 28 of the mold 27 is formed elastically bendable, because it can then bulge elastically convexly outward when placing and abutment of the end edges of the light guide 4 on the floor 28 and thus there is a displacement effect, because the As a result, sand grains and cement slurry settling on the end faces of the light-guiding elements 4 are displaced thereby.
  • the elastic shape of the bottom 28 that the light-emitting end faces 6 of the light guide 4 are kept free of sand and cement substrates during the Abbindevorgang and nacher slightly protrude from the cured plate and thus can be easily further processed.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21) im Gießverfahren, insbesondere zur Herstellung von Lichtleitkörpern (21) aus einem aushärtbaren Betonwerkstoff (36, 56), wobei eine Lichtleitermatte (1) in einer aushärtbaren Giessmasse (36, 56) eingebettet wird, und eine Gießform (27) mit einer vertieften und nach oben offenen Gussausnehmung (18) mit der noch nicht ausgehärteten Giessmasse (36, 56) befüllt wird, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Mehrzahl von in der Gussausnehmung (18) der Gießform (27) verschiebbar angeordneten Formstempel (32) bis auf mindestens die Ebene der Oberkante (43) der Gussausnehmung (18) vorgeschoben werden, 1. dass in einem zweiten Verfahrensschritt der Zwischenraum zwischen den Formstempeln (32) in der Gussausnehmung (18) mit einer aushärtbaren Giessmasse (36) aufgefüllt wird, 2. dass in einem fünften Verfahrensschritt die in der Giessmasse (36, 56) einzubettende Lichtleitermatte (1) auf die Stirnseiten (61) der in der Gussausnehmung (18) angehobenen Formstempei (32) aufgesetzt wird, 3. und dass in einem sechsten Verfahrensschritt die Lichtleitermatte (1) in die Giessmasse (36, 56) eingepresst wird, wobei mit der Einpressbewegung der Lichtleitermatte (1) in die Giessmasse (36, 56) die Formstempel (32) annähernd synchron nach unten aus der Bodenfläche der Gussausnehmung (18) heraus gefahren werden.

Description

Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren, ptettenförmlaen Lichtkörpers. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren hergestellter Llchtleltkörper Die (Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren plattenförmigen Lichtleitkörpers, ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens und ein nach dem Verfahren hergestellter Lichtleitkörper.
Die Erfindung bezieht sich auf einen eigenen Stand der Technik nach dem Gegenstand der WO2016/150454A1.
Die genannte Druckschrift offenbart einen Lichtleitkörper, der aus einer Spritzgussmatte besteht, in der Lichtkanäle eingearbeitet sind. In den Figuren 19 bis 25 ist aligemein die Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers mit einer im Material des Lichtteitkörpers eingebetteten Lichtleitermatte beschrieben.
Die Druckschrift gibt jedoch keine technische Lehre, wie es in einem industriellen Verfahren gelingen könnte, einen solchen aushärtbaren Lichtleitkörper nach dem Gegenstand der WO2016/150454A1 herzustellen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem es gelingt, den in der WO20167150454A1 beschriebenen Lichtleitkörper in industriellem Maßstab herzustellen.
Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Werkzeug vorzuschlagen und ferner einen Lichtleitkörper, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug verwirklicht wurde.
Zur Lösung der gestellten Aufgaben Ist die Erfindung durch ein Verfahren nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Nach dem unabhängigen Anspruch 5 wird eine spezielle Gießwerkzeugplatte vorgeschlagen, in deren (Boden eine Anzahl von rasterartig angeordneten Schlitzen vorhanden ist, in denen eine Vielzahl von Formstempel heb- und senkbar angeordnet sind. Ferner zeichnet sich der Gegenstand des unabhängigen Anspruches 9 dadurch aus, dass der Lichtleitkörper aus einem aushärtbaren Betonwerkstoff besteht, in dem die Uchtfeitermatte betriebssicher und bruchgeschützt eingebettet ist.
Wenn in der folgenden Erfindungsbeschreibung davon die Rede ist, dass der erfindungsgemäße Lichtleitkörper in einem Gießverfahren hergestellt wird und hierbei eine aushärtbare Gießmasse verwendet wird, so wird hierunter in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verstanden, dass es sich um einen aushärtbaren Betonwerkstoff handelt
Obwohl in der folgenden Beschreibung nur die Herstellung eines Lichtleitkörpers aus einem aushärtbaren Betonwerkstoff beschrieben wird, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt.
Es kann vorgesehen sein, dass statt eines aushärtbaren Betonwerkstoffes andere gießfähige, aushärtbare Gießmassen verwendet werden, wie z. B. Polyurethan- Kunststoff, oder gießfähige Schaumkunststoffe oder Polyamide oder Polyacryle. Als weitere Kunststoffzusammensetzungen kommen P DMA-Kunststoffe und dergleichen in Betracht
Lediglich der einfacheren Beschreibungen wegen wird nachfolgend die Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers in der Art eines Betonpflastersteins oder eine Betonplatte beschrieben, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist
Das gängigste Verfahren zur Herstellung von Betonplatten ist das Hermetikverfahren. Es eignet sich für dickere Platten von rund vier bis 12 cm Dicke. Die Herstellung geschieht meist auf einer Drehtischpresse mit meist sieben, manchmal auch nur fünf Stationen. Dabei werden zwei verschiedene Betonsorten verwendet. Der relativ dünnflüssige Vorsatzbeton und der sehr trockene Hinterbeton (oder Kernbeton genannt) sind zwei bevorzugte Gießwerkstoffe. Der Vorsatzbeton bildet später die sichtbare Oberseite der Platte und ist bezüglich Farbe und Körnung entsprechend individuell gestaltet Für den Hinterbeton (Kembeton) wird meist eine einheitliche Betonsorte verwendet Demnach wird zur Herstellung eines Lichtleitkörpers in der Art eines Betonsteins zunächst der Vorsatzbeton in eine Form eingefüllt und durch Rüttein verteilt Danach wird der Hinterbeton (Kernbeton) eingefüllt und die gesamte Füllung (meist in zwei Schritten) durch Pressen verdichtet. Durch den hohen Druck von bis zu 1.200 t wandert ein Teil der Feuchtigkeit aus dem Vorsatz- In den Hinterbeton, wodurch sich beide Lagen homogen verbinden. Nach dem Öffnen der Form wird die rohe Platte oder der Betonpflasterstein entnommen und auf eine Palette aus Metall, Holz oder Kunststoff gelegt und in ein Lager gebracht, damit der Beton abbinden kann.
Als zweites Herstellungsverfahren für die Herstellung des erfindungsgemäßen Lichtleitkörpers wird ein Nasspressverfahren beansprucht, das dem Hermetikverfahren ähnelt, wobei jedoch nur eine einzige Betonsorte verwendet wird. Dadurch können sehr dünne Betonplatten hergestellt werden. Da der Beton beim Einfüllen noch relativ dünnflüssig ist, muss während des Pressvorgangs der größte Teil des Wassers aus der Form entweichen können.
Bestimmte Lichtleiterplatten werden auch in Formen (z. B. aus Polyurethan) gegossen und erst nach dem Abbinden entnommen. Es handelt sich um ein sogenanntes Wetcast-Verfahren. Zur Vermeidung von Schrumpfrissen beim Aushärten ist in einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass dem Beton Fasern zugegeben werden. Man spricht dann von Faserbeton. Die Fasern nehmen die beim Aushärten entstehenden Zugspannungen auf und ermöglichen es, dadurch große Platten herzustellen.
Ist der Boden der Form nicht glatt sondern weist ein Muster auf, wird dieses auf der fertigen Betonplatte reliefartig abgebildet. Auf diese Weise kann man beispielsweise unterschiedliche Strukturen auf der Sichtseite eines Uchtleitkörpers erzeugen, insbesondere auch ein sandsteinähnliches Aussehen erreichen.
Durch das Einsprühen von zusätzlicher Farbe vor dem Einfüllen des Hinterbetons (Kernbetons) kann ein Marmoriereffekt erzielt werden.
Bei der Direktauswaschung werden die hergestellten Lichtleiterplatten sofort nach der Entnahme aus der Presse mit einem Hochdruck-Wasserstrahl bearbeitet. Dabei können die feinen Bestandteile des Betons an der Oberfläche entfernt werden, während die gröbere Körnung erhalten bleibt.
Kleidet man den Boden der Form mit Papier aus, das mit einem Abbindeverzögerer (z. B. Zucker) getränkt ist, so kann die Vorderseite der Platte nicht aushärten. Nach dem Abbinden des Betons können Papier und nicht ausgehärtete Betonreste durch Bürsten und mithilfe von Wasser entfernt werden. Man erhält so den klassischen Waschbeton.
Nach dem Abbinden können die als Betonsteine oder Betonptatten hergestellten Uchtleitkörper auf verschiedene Arten weiterbearbeitet werden. Die wichtigsten Möglichkeiten sind:
Schleifen,
Strahlen mit oder ohne vorheriges Schleifen. Durch die Verwendung von Matrizen können auch Teilbereiche der Plattenoberfläche gestrahlt werden, während andere unbearbeitet bleiben,
Rumpeln, also das maschinelle Abklopfen der Plattenoberfläche mit einer Art Hammer,
Bearbeitung der Kanten, z. B. durch das Anschleifen von Fasen,
Absäuem zum Entfernen von Zementresten oder der Erzielung einer größeren
Rauigkeit der Oberfläche,
Das Aufsprühen einer Beschichtung, um die Widerstandsfähigkeit gegen Verschmutzung und Witterungseinflüsse zu erhöhen.
Bei der Herstellung von Lichtleitkörpern aus einem gießfähigen Betonwerkstoff hat sich herausgestellt, dass es außerordentlich schwierig ist, die bruchempfindliche, in der Regel aus einem Gitterraster bestehende Kunststoff-Lichtleitermatte bruchsicher und lagengesichert in die Betonmasse einzubinden.
Es gab vielfältige Versuche der Anmelder, die bruchempfindliche Lichtleitermatte in der Gießform zu verankern und dafür zu sorgen, dass bei dem nachfolgenden hohen Pressdruck nach dem Einfüllen des Kernbetons die Lichteitermatte nicht auseinanderbricht. Erfindungsgemäß werden deshalb die Verfahrensschritte 1 bis 4 nach dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 ausgeführt. Wichtig ist, dass in der Gussausnehmung der Gießform eine Vielzahl von Formstempel heb- und senkbar angeordnet sind, wobei es bevorzugt wird, wenn die Formstempel durch zugeordnete Schlitze in der Bodenfläche der Gussausnehmung hindurchgeführt sind und somit höheneinstellbar in der Gussausnehmung angeordnet sein können.
Die Formstempel sollten in ihrer Profilierung, ihrer Formgebung und in ihrer Anzahl den plattenförmigen Uchtleltelementen der Lichtleitermatte entsprechen, die über zugeordnete Längst- und Querstäbe die gitterförmige Lichtleitermatte bilden. Somit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Formstempel in ihrer Profilierung und in ihrer Dimensionierung der Profilierung und der Anzahl der plattenförmigen Lichtleiterelemente entsprechen und dass in dem ersten Verfahrensschritt zunächst die sich durch die Bodenfläche der Gussausnehmung nach oben hin in die Gussausnehmung erstreckenden Formstempel angehoben sind, um so die Gussausnehmung vor deren Verföllung mit dem Gießwerkstoff auszufüllen.
Im zweiten Verfahrensschritt wird der Zwischenraum zwischen den Formstempeln in der Gussausnehmung mit einer aushärtbaren Gießmasse aufgefüllt. Dies wird in allgemeiner Form im Gegenstand des Anspruches 1 beansprucht, obwohl in einer Ausführungsform nunmehr vorgesehen ist, dass in diesem zweiten Verfahrensschritt als aushärtbare Gießmasse ein Vorsatzbeton eingefüllt wird. Es handelt sich um einen dünnflüssigen Beton, der sich nun gleichmäßig zwischen den zinkenartigen oder kammartigen Formstempeln in der Gussausnehmung verteilt und so die Bodenfläche der Gussausnehmung, z. B. bis zu einer Höhe von 1/5, ausfüllt
Wichtig ist nun, dass im dritten Verfahrensschritt die in der Gießmasse zu verankernde Lichtleitermatte mit ihren plattenförmigen Lichtleitelementen auf die Stirnseiten der In der Gussausnehmung angehobenen Formstempel aufgesetzt wird und dort lagengesichert fixiert wird. Die Lagensicherung kann durch ineinander eingreifende Nut-Federverbindungen oder durch Nocken vorgesehen werden, welche in zugeordnete Ausnehmungen am Lichtleitelement eingreifen.
Auf diese Weise werden die etwa piattenförmigen Lichtleitelemente lagengesichert auf den Stirnseiten der Formstempel aufgesetzt und dort gehalten.
Danach wird der Kernbeton eingefüllt, der sich ebenfalls zwischen den zinken- oder kammartigen Formenstempeln in der Gussausnehmung gleichmäßig verteilt. Es können noch zusätzliche Ruttel- oder andere Verteilwerkzeuge verwendet werden.
Wichtig ist nun, dass nach dem Einfüllen des Kernbetons auf die Stirnseiten der angehobenen Formstempel nunmehr die Lichtleitermatte mit ihren Lichtleitelementen auf die Stirnseiten der Formstempel aufgesetzt wird und dort lagengesichert fixiert wird. Danach erfolgt der entscheidende Verankerungsvorgang der bruchempfindlichen Lichtleitermatte in der noch flüssigen Gießmasse dadurch, dass mit einem auf die Lichtleitermatte wirkenden geringen Pressdruck die Lichtleitermatte auf die Formstempel gepresst wird und dabei gleichzeitig die Formstempel nach unten aus den Schlitzen der Bodenfläche der Gussausnehmung herausgefahren werden.
Somit bilden die Formstempel eine vorlaufende Schablone und eine Raumfreihaltung im Kernbeton für die in den Kembeton eindringenden Lichtleitelemente der Lichtleitermatte, so dass diese Lichtleitelemente in von den Formstempeln freigehaltenen Räumen im Kernbeton eingedrückt werden und dadurch eine bruchsichere Verankerung der gesamten Lichtleitermatte im Kembeton möglich ist. Die eigentliche Verdrängungsarbeit erfolgt also durch die Formstempel. Die bruchempfindlichen Lichtleitelemente und diese verbindenden Längs- und Querstege habe keine eigene Verdrängungsarbeit im zähflüssigen Kernbeton auszuführen, well diese Verdrängungsarbeit durch die den Lichtleitelementen in der Gießmasse voraus laufenden Formstempel verwirklicht wurde. Die Elemente der Lichtleitermatte werden also durch die Formgebung der Formstempel nachgebildet (kopiert) und die aus Metall bestehenden Formstempel laufen der Einpressbewegung der Lichtleitermatte in den Kernbeton voraus, sodass die Formstempel die Platzhalter für die in den Kembeton eindringenden Teile der Lichtleitermatte bilden.
Mit einem solchen Verfahrensablauf ist es erstmals gelungen, die bruchempfindlichen, in der Regel aus einem dünnen durchsichtigen Kunststoffmaterial bestehende Lichtleitermatte bruchgesichert im zähflüssigen Kernbeton zu verankern.
Sobald nun die Formstempel vollständig aus der Bodenfläche der Gussausnehmung herausgefahren sind, sind auch die auf den Stirnseiten der Formstempel angebrachten Teile der Lichtleitermatte auf dem Boden der Gussausnehmung angekommen, sie haben dabei auch die dünnere Schicht des Vorsatzbetons durchsetzt. Damit ist der Einbettungsvorgang der Lichtleitermatte im Kern- und im Vorsatzbeton beendet. Es wird dann der obere Pressstempel, der die Lichtleitermatte den zurückweichenden Formstempeln nachführte, nach oben gefahren.
Es kann in einer Weitenbildung der Erfindung noch zusätzlich vorgesehen sein - wie im allgemeinen Beschreibungsteil beschrieben - dass mit einer hohen Presskraft und einer zugeordneten Pressplatte die so hergestellte Gießmasse mit der eingebetteten Lichtleitermatte bis zu einem Druck von 1.200 1 verdichtet wird, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass die bruchempfindlichen, nunmehr Im Kernbeton eingebetteten Teile der Lichtleitermatte zu Bruch gehen. Damit ist es erstmals möglich, hoch verdichtete Betonplatten und Betonpflastersteine mit eingebetteten Lichtleitermatten herzustellen, was bisher noch nicht möglich war.
Ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass im Boden der Gießwerkzeugplatte rasterartig eine Vielzahl von Schlitzen angeordnet sind, die den Boden durchsetzen und das in den Schlitzen eine Vielzahl von Formstempel heb- und senkbar angeordnet sind, wobei die Anzahl und die Profilgebung der Formstempel der Anzahl und der Profilierung der Lichtleitelemente der Lichtleitermatte entsprechen, sodass jedem Lichtleitelement der Lichtleitermatte ein etwa formgleicher Formstempel zugeordnet ist. Mit einem solchen Werkzeug ist dafür gesorgt, dass die heb- und senkbaren Formstempel den Elementen der Lichtleitermatte beim Einpressen in den Kernbeton vorausiaufen, um so Ausnehmungen für die nachfolgend dort eindringenden Teile der Lichtleitermatte im Kernbeton zu schaffen. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug hergestellter Lichtleitkörper zeichnet sich deshalb durch einen aushärtbaren Betonwerkstoff aus, indem eine Lichtleitermatte eingebettet ist, deren Lichtieiteiemente an der Sichtseite mindestens stirnseitig sichtbar sind und an deren Rückseite ein oder mehrere iichterzeugende Elemente angeordnet sind.
Die Produktionsschritte laufen deshalb wie folgt ab:
1. Form mit ausgefahrenem Stempel mit Vorsatzbeton füllen und abstreifen
2. Form mit Kernbeton füllen und abstreifen. Falls eine einzige Betonart verwendet wird, fallen die Schritte 1 und 2 zusammen.
3. Auf der oberen Form wird die als Spritzgussteil ausgebildete Lichtleitermatte angebracht und auf die Form gepresst. Während des Pressvorganges bewegen sich die Formstempel nach unten, bis diese bündig mit dem Formboden abschließen.
Die obere Form muss genau auf das Spritzgussteil angepasst werden, damit das Spritzgussteil während dem Press- und Rüttelprozess nicht bricht.
Mit der vorliegenden Erfindung werden mehrere weitere Verfahren als erfindungswesentlich beansprucht, die Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 11, 14 und 15 sind.
Die genannten weiteren Erfindungsgegenstände sollen sowohl in Alleinstellung als auch in jeder beliebigen Kombination mit allen anderen unabhängigen Patentansprüchen untereinander Schutz genießen. Dies gilt auch für den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 , der in AHeinstellung und/oder in jeder beliebigen Kombination mit den weiteren unabhängigen Patentansprüchen 11 , 14, 15 Schutz genießen soll.
Nach dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 11 wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Lichtleitermatte auf dem Boden einer Gießform fixiert wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt die Gießform mit einer aushärtbaren Gießmasse solange aufgefüllt wird, bis die Lichtleitermatte in die aushärtbare Gießmasse eingebettet ist, dass in einem dritten Verfahrensschritt die Auffüllung der Gießform mit der aushärtbaren Gießmasse solange fortgesetzt wird, bis ein Überstand der Gießmasse über der eingebetteten Lichtleitermatte vorhanden ist und dass in einem vierten Verfahrensschritt eine Pressplatte auf den Überstand in die nach oben offene Gussausnehmung der Gießform gepresst wird und den Überstand dabei mindestens teilweise verdrängt und die Gießmasse dabei verdichtet.
Ein solches Verfahren eignet sich besonders für das Einschicht-Betonverfahren und beruht darauf, dass die Lichtleitermatte in die Gießform mit allen Lichtleiterkanälen (in denen das Licht eingebracht wird) nach unten in die Form eingelegt wird. Dabei kann auch am Formenboden eine Haltestruktur oder ein Halteprofil entsprechend den freizuhaltenden Lichtkanälen der Lichtleitermatte vorgesehen sein, damit die Lichtleitermatte lagenrichtig am Boden der Gießform verankert werden kann und keine Fehlmontagen möglich sind.
Anschließend wird Beton in die Gießform gefüllt. Der Befüilungsgrad ist um ca. 10 % höher als die Höhe der fertigen Platte. Anschließend wird eine Pressplatte mit durchgehend die Pressplatte durchsetzenden Ausnehmungen in die Gießform von oben her eingepresst und verdichtet den Betonwerkstoff.
Dabei kann zusätzlich abgerüttelt werden, um den Beton besser zu verdichten und Lufteinschlüsse zu vermeiden. Der überständige Beton auf den Lichtleitern wird nicht verpresst. Dieser überständige Beton wird über die die Pressplatte durchsetzende Schlitze nach außen abgeführt. Danach wird der nicht verpresste Beton (genau über der Lichtleitermatte) abgenommen und der plattenförmige Lichtleitkörper ist damit fertiggestellt.
In einer Erweiterung dieses Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass am Boden der Gießform eine Negativform, bevorzugt aus Metall, angeordnet ist, auf welche die Lichtleitermatte aufgesteckt wird, um so eine lagenrichtige Fixierung am Boden der Gießform zu erreichen.
Diese Negativform zur Fixierung der Lichtleitermatte kann jedoch auch entfallen.
Die Verwendung einer solchen Negativform ist Gegenstand des unabhängigen Anspruches 14, der sich von dem unabhängigen Anspruch 11 dadurch unterscheidet, dass zunächst die Lichtleitermatte am Boden der Gießform auf dem bodenseitig befestigten Halteprofil verankert wird, um so eine lagenrichtige Zuordnung der Lichtleitermatte in der aushärtbaren Gießmasse zu gewährleisten.
Nach dem Gegenstand des unabhängigen Anspruches 15 wird ein davon abweichendes Verfahren vorgeschlagen, welches sich von den übrigen Verfahren dadurch unterscheidet, dass zunächst auf eine Einbettung der Lichtleitermatte In der Gießform und eine nachfolgende Oberdeckung mit einer aushärtbaren Gießmasse verzichtet wird.
Stattdessen wird in einem ersten Verfahrensschritt eine formstabile Negativform, deren Profil komplementär zum Profil der Lichtleitermatte ist, auf dem Boden der Gießform verankert.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Gießform mit einer aushärtbaren Gießmasse solange aufgefüllt, bis die Negativform in die aushärtbare Gießmasse eingebettet ist.
In einem dritten Verfahrensschritt wird die Auffüllung der Gießform mit der aushärtbaren Gießmasse solange fortgesetzt, bis ein Überstand der Gießmasse über der eingebetteten Negativform vorhanden ist, wobei in einem vierten Verfahrensschritt eine Pressplatte auf den Überstand gepresst wird und den Überstand mindestens teilweise verdrängt und die Gießmasse dabei verdichtet. In einem fünften Verfahrensschritt wird die ausgehärtete Gießmasse aus der Gießform entformt, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt die in der ausgehärteten Gießmasse steckende Negativform entfernt wird und ferner in einem siebten Verfahrensschritt in die durch die Entfernung der Negativform entstandenen Hohlräume der ausgehärteten Gießmasse eine Lichtlettermatte eingesteckt wird.
Dieses Verfahren zeichnet sich im Unterschied zu den anderen Verfahren dadurch aus, dass die Lichtieitermatte erst nach der vollständigen Fertigstellung und Aushärtung des plattenförmigen Werkstoffes eingesteckt wird.
Dazu ist eine - bevorzugt aus Metall - bestehende Negativform vorgesehen, die als Platzhalter in die aushärtbare Gießmasse eingegossen wird und nach dem Aushärten des Werkstoffes aus dem ausgehärteten Plattenmaterial entfernt wird, so dass die nunmehr freigewordenen Hohlräume in dem ausgehärteten Plattenmaterial zum Einstecken der Lichtleitermatte vorgesehen sind.
Die Negativform ist also als Platzhalter vorgesehen, und in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine sogenannte verlorene Form zum Ausgießen verwendet wird.
Eine solche verlorene Form zeichnet sich dadurch aus, dass sie in der ausgehärteten Gießmasse verbleibt und durch bestimmte physikalische Maßnahmen nach dem Aushärtvorgang entfernt wird.
Eine solche verlorene Form kann beispielsweise als Wachsmodel ausgebildet sein und wird in die Gießmasse eingegossen. Zur Entfernung eines solchen Wachsmodel aus der Gießmasse wird die Gießmasse kurzzeitig erhitzt, so dass das Wachs sich verflüssigt und aus den Hohlräumen heraustropft, die sonach zum Einstecken der Lichtleitermatte frei werden.
Bei diesem Verfahren wird es bevorzugt, wenn die Querstäbe der Lichtleitermatte entfernt werden, um ein günstiges Einpressen oder Einstecken der Lichtieitermatte in die frei gewordenen Hohlräume in dem ausgehärteten Plattenmaterial zu gewährleisten. In einer Weiterbildung dieses Verfahrens kann es zusätzlich vorgesehen sein, dass die bevorzugt aus Metall bestehende Negativform, welche der Platzhafter für die später einzusteckende Lichtleitermatte darstellt, noch auf einem zusätzlichen, bodenseitigen Halteprofil der Gießform befestigt wird.
Damit wird diese Negativform nur auf ein bodenseitiges Halteprofil aufgesteckt und ist daher besonders lagengesichert. Schließlich wird nach dem Gegenstand des unabhängigen Anspruches 17 vorgeschlagen, dass mit einem einfachen Einpressvorgang die Lichtleitermatte in die mit einer ausladbaren Gießmasse befüllte Gießform eingepresst wird.
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt die Gussausnehmung einer Gießform mit einer aushärtbaren Gießmasse aufgefüllt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt die in die Gießmasse einzubettende Lichtleitermatte an der Unterseite eines in die Gießform einzupressenden Formstempefs fixiert wird, und dass in einem dritten Verfahrensschritt der Formstempel mit der an der Unterseite fixierten Lichtleitermatte in die Gussausnehmung einfährt und dabei die Lichtleitermatte in die Gießmasse einpresst
Auch hier wird ein Einschicht-Betonverfahren bevorzugt, mit dem es möglich ist, die gitterartige Spritzgussmatte von oben In den frischen Beton oder eine andere aushärtbare Gießmasse zu drücken. Dafür ist allerdings Voraussetzung, dass die lichtleitenden Stäbe der Lichtleitermatte an deren Oberfläche abgerundet sind, um den dort vorbei passierenden Beton besser verdrängen zu können.
Ferner wird es bevorzugt, wenn der Boden der Gießform keine harte, sondern eine weiche, elastische Oberfläche besitzt. Dadurch kann die abgerundete Spitze der LichtJeitermatte besser in den Formenboden gedrückt werden. Das Wasser muss jedoch abgesaugt werden, damit nach dem Pressvorgang die Lichtleitermatte nicht wieder hochgedrückt wird. Die Anspritzkanäle in der als Spritzgussteil ausgebildeten Lichtleitermatte können entweder in der Form verbleiben oder sie können auch vorher entfernt werden.
Es wird noch nachgetragen, dass zu den vorher genannten Verfahren gemäß den unabhängigen Verfahrensansprüchen die Verankerung eines Hatteproffls am Boden der Gießform den Vorteil hat, dass eventuelle Zementschlämme nicht in die feinprofilierten Kanäle der Lichtleitermatte eindringen können, weil diese von dem bodenseitigen Halteprofil formschlüssig umgriffen und abgedichtet sind. Die Verwendung eines elastisch verformbaren Bodens als Boden der Gießform hat den weiteren Vorteil, dass die an diesem Boden anliegenden Kanten der Lichtleitelemente unter Nachgeben des Bodens an diesen angepresst werden und somit auf den Kanten venbleibende Körner der Zementmasse von den Kanten der Lichtleitelemente abgetragen werden und nicht die lichtabgebenden Seiten der Lichtleitelemente bedecken.
Der Beton wird deshalb seitlich von den Lichtleitelementen verdrängt, insbesondere, wenn diese umlaufende, abgerundete Kanten aufweisen. Es ist lediglich erforderlich, dass der elastische Boden um einen Betrag von etwa 0,5 mm nachgibt. Das hat im Übrigen den Vorteil, dass nach dem Entschalen nunmehr des fertig gestellten plattenförmigen Lichtleitkörpers die lichtabgebenden Flächen der Lichtleitelemente einen Betrag von etwa 0,5 mm aus dem ausgehärteten Plattenmaterial der Platte herausragen und somit weiter bearbeitet werden können. Eine solche Bearbeitung kann durch Schleifen, Polieren oder andere Maßnahmen erfolgen.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentiich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Die Draufsicht auf einen Lichtleitkörper aus einem Betonwerkstoff
Figur 2: Die Draufsicht auf eine Gießwerkzeugplatte zur Herstellung eines Betonpflastersteins nach Figur 1
Figur 3: Perspektivische Teildarstellung einer Lichtleitermatte
Figur 4: Schnitt durch die Lichtleitermatte nach Figur 4 in Höhe eines Lichtleiteiementes
Figur 5: Ein Teilschnitt durch den oberen Teil der Hermetik-Presse mit Darstellung der Verankerung der im Oberteil angeordneten Stahl-Gegenform in den Lichtleitelementen
Figur 6: Eine schematisierte Darstellung der Formstempel, die sich in Schlitzen des Bodens der Gießwerkzeugplatte 17 als Metallplatte 42 in vertikaler Richtung bewegen
Figur 7: Eine gegenüber Figur 10 verfeinerte Darstellung, die eine perspektivische Darstellung der Gießwerkzeugplatte mit darin angeordneten, angehobenen Formstempeln zeigt
Figur 8: Schnitt durch das Plattensegment einer Hermetik-Presse im Rohzustand
Figur 9: Der gleiche Schnitt nach Figur 12 beim Einfüllen von Vorsatzbeton in die Gussausnehmung Figur 10: Der gegenüber Figur 13 fortschreitende Verfahrensablauf, der zeigt, dass auch der Vorsatzbeton mit einer Presse und einer Rüttelplatte in der Gussausnehmung verdichtet wird Figur 11 : Der gegenüber Figur 14 fortschreitende Verfahrensschritt, der zeigt, dass nunmehr auf den verdichteten Vorsatzbeton der Kernbeton eingefüllt wird
Figur 12: Der Einpressvorgang der bruchempfindlichen Lichtleitermatte durch einen oberen Stempel auf die als Schabtonen im Kernbeton vorauslaufenden Formstempel
Figur 13: Der gegenüber Figur 16 fortschreitende Arbeitsablauf mit Darstellung des Einpressvorganges der Lichtleitermatte in die Gussausnehmung
Figur 14: Die Darstellung des fertig ausgebildeten Lichtleitkörpers aus dem ausgehärteten Betonwerkstoff.
Figur 15: perspektivische Ansicht einer Pressplatte der Ausführung des Verfahrens nach Figur 16 Figur 16: schematisiert einen Schnitt durch eine Gießform mit Schnitt durch die Pressplatte nach Figur 15
Figur 17: perspektivische Darstellung der Verankerung der Lichtleitermatte auf den Boden der Gießform
Figur 18: eine gegenüber Figur 17 abgewandelte Ausführungsform, bei der ein zusätzliches Halteprofil am Boden der Gießform angeordnet ist
Figur 19: die perspektivische Ansicht einer Pressplatte zur Verwendung des Verfahrens nach Figur 20
Figur 20: schematisiert einen Schnitt durch das weitere Verfahren mit Darstellung einer metallischen Negativform und deren Verankerung in der Gussausnehmung der Gießform Figur 21 : die perspektivische Ansicht der aus Metall bestehenden Negativform und deren Verankerung am Boden der Gießform
Figur 22: eine gegenüber Figur 21 abgewandelte Ausführungsform, bei der die Negativform noch zusätzlich auf einem bodenseitigen Halteprofil in der Gießform verankert ist
Figur 23: perspektivische Ansicht eines Formstempels mit einer unterseitigen Befestigung einer Lichtleltermatte
Figur 24: der Schnitt durch die Anordnung nach Figur 23
Figur 25: der Schnitt durch die Gießform mit Darstellung, dass die in Figur 24 dargestellte Lichtleitermatte an der Unterseite des Formstempels in die Gießmasse eingepresst wird
Die Figuren 1 zeigt als Ausführungsbeispiel die Ausbildung eines Lichtleitkörpers als Betonplatte im Straßenverkehr. Sie kann jedoch auch als Fassadenplatte für Innen- und Außenräume verwendet werden.
Bei der Verwendung als Fassadenplatte können noch ein oder mehrere wärmedämmende Schichten auf der lichterzeugenden Rückseite angeordnet sein.
Der dort dargestellte betonsteinartige, plattenförmige Lichtleitkörper 21 ist beispielsweise in eine Straßenebene versenkt eingebaut und in der Oberseite 22 des Lichtleitkörpers 21 sind die lichtabgebenden Stirnseiten von dort eingebetteten Lichtleitelementen 4 sichtbar. Diese geben ein nach oben sichtbares Licht ab, welches an der Rückseite des Lichtleitkörpers 21 erzeugt wird. Die Figur 2 zeigt die Draufsicht auf die Gussausnehmung 18 einer Gießwerkzeugplatte 17, die Teil eines Mehrfachwerkzeuges einer Presse 23 ist, die bevorzugt als Rundtischpresse ausgebildet ist Im Boden der Gussausnehmung 18 sind eine Vielzahl von rasterartig angeordneten Schlitzen 19 vorgesehen, wobei die Art, Größe und Verteilung der Schlitze den später damit verwendeten Lichtleitelementen 4 entspricht. Die Figuren 3 und 4 sind Darstellungen einer Lichtleitermatte, wie sie in der eigenen PCT-AnmekJung WO2016/150454A1 in den dortigen Figuren 8 und 9 beschrieben wurde. Auf die dortige Beschreibung wird Bezug genommen. Allgemein kann gesagt werden, dass die Lichtleitermatte 1 aus einem durchsichtigen, lichtleitenden Kunststoffmaterial besteht, wobei die lichtabgebenden Lichtleitelemente 4 Seitenflächen 7 aufweisen, an denen Querstege 3 ansetzen, welche die parallel und Im gegenseitigen Abstand zueinander angeordneten Lichtleitelemente 4 verbinden.
Es ist auch möglich, die Querstege 3 zu entfernen, um eine Störung des nachfolgenden Pressverfahrens (siehe Figur 12) zu vermeiden.
In Querrichtung zu den Querstegen 3 sind Längsstege 2 vorgesehen, die bevorzugt als Profilkanäle 10 ausgebildet sind und in denen Lichtbalken 12 eingeklipst sind.
Jeder Lichtkanal 5 wird demnach durch einen Lichtbalken 12 aufgefüllt, der als Profilschiene ausgebildet ist und hinter zwei gegenüberliegende Rastnoppen 9 an der Bodenseite 8 des Lichtieitelementes 4 eingeklipst wird.
Die rechts in Figur 4 dargestellten Zahlen sind Millimeterangaben bezüglich der Höhe der einzelnen dort angegebenen Elemente. Nachdem auch der Lichtkanal 5 aus einem durchsichtigen, lichtteitenden Kunststoffmaterial besteht, gibt dieser das Licht in Pfeilrichtung 13 in die Lichtleitelemente 4 ab und das Licht wird schließlich in Pfeilrichtung 15 aus den Stirnseiten 6 der Lichtleitelemente 4 abgegeben. Diese Stirnseiten 6 sind in Figur 1 die lichtabgebenden Flächen im Lichtleitkörper 21.
Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf plattenförmige Lichtleitelemente 4 beschränkt ist. Diese können jede beliebige Profilform aufweisen, das heißt sie können gewellt, rundprofiliert, kreisförmig, zylindrisch oder in anderer Welse ausgebildet sein. Sie können auch als Hohlprofile oder als Vollmaterial ausgebildet sein.
Wichtig bei der Erfindung ist lediglich, dass die später zu beschreibenden Formstempel 32 im Unterteil 33 einer Presse der Dimension und der Profilgebung der Lichttettelemente 4 angepasst sind.
Zur Herstellung wird bevorzugt eine Hermetik-Presse verwendet die als getaktete Rundtischpresse arbeitet. Im Bereich von mehreren nebeneinanderliegenden Gießwerkzeugplatten 17 (siehe Figur 2) ist eine Anzahl von Gussausnehmungen 18 angeordnet. In jeder Gussausnehmung wird ein erfindungsgemäßer Lichtleitkörper 21 hergestellt.
Die Presse 26 besteht im Wesentlichen aus einem im Takt umlaufenden Rundtisch, an dessen Peripherie eine Anzahl von Vorrichtungen angeordnet sind, wie z. B. eine Aufgabe-Einheit, ein Steuerpult und weitere Funktionselemente wie z. B. Rüttler, Bürstenwerkzeuge und dergleichen mehr. Die in der Gießwerkzeugplatte 17 angeordnete Gussausnehmung 18 ist etwa - gemäß Figur 7 - kastenförmig ausgebildet und im Boden 28 der Gießform 27 sind eine Vielzahl von Schlitze 19 eingelassen, durch welche die später zu beschreibenden Formstempel 32 eines Unterwerkzeuges hindurchgreifen. Wie bereits ausgeführt, entspricht die Art, Profilgebung und der gegenseitige Abstand der rasterförmig verteilten Schlitze 19 der Art, der Profilgebung und der rasterartigen Verteilung der Lichtleitelemente 4 in der Lichtleitermatte 1.
Die Figur 5 zeigt einen Teil eines Verfahrensablaufes, der in den Figuren 8-14 später noch genauer beschrieben wird.
Wichtig ist nämlich, dass in dem in Figur 5 und 6 beschriebenen Verfahrensablauf eine Stahl-Pressplatte 29 im Oberwerkzeug 47 verwendet wird, die eine Vielzahl von kurzen Halteprofiie 30 aufweist, die in die zugeordneten Lichtkanäle 5 der Lichtleitermatte 1 möglichst spielfrei eingreifen, um so eine Führung der bruchempfindlichen Lichtlettermatte 1 an der oberen Stahl-Pressplatte 29 zu ermöglichen.
Die Figur 7 zeigt in Verbindung mit der Figur 8 die Art und Anordnung von im Unterwerkzeug 46 angeordneten Formstempel 32, die in den Schlitzen 19 im Boden 28 der Gießform 27 in den Pfeilrichtungen 31 verschiebbar angeordnet sind.
Dies wird auch aus der perspektivischen Darstellung in Figur 7 erkennbar. Somit sind die Formstempel 32, die hier rasterartig den Boden 28 durchsetzen, in ihrer angehobenen Stellung gezeigt. Ein Teilausschnitt einer solchen Presse ist in Figur 8 dargestellt, wo erkennbar ist, dass die rasterartig angeordneten Formstempel 32, welche durch die Schlitze 19 im Boden 28 der Gießform 27 hindurchgreifen, auf einer gemeinsamen Druckplatte 37 befestigt sind, die auf einem heb- und senkbaren angetriebenen Stempel 38 im Unterwerkzeug 46 angetrieben sind.
Weil die Presse eine Außen- und eine Innenseite hat, sind die dortige Innenseite mit 44 und die Außenseite mit 45 bezeichnet
Die obere Kante der Gießform 27 wird durch eine Metallplatte 42 gebildet.
Die Figur 9 zeigt nun, dass im Bereich einer Einfüllvorrichtung 39 nunmehr über Schläuche 40 ein relativ dünnflüssiger Vorsatzbeton 36 als erste Gießmasse in Pfeilrichtung 41 in die Gussausnehmung 18 eingefüllt wird. Hierbei sind die Formstempel 32 in ihrer angehobenen Stellung in der Gussausnehmung 18 beibehalten, sodass der relativ dünnflüssige Vorsatzbeton 36 die Formstempel 32 umfließt.
Nach Figur 10 erfolgt nun eine gleichmäßige Ebnung des Vorsatzbetons 36 in der Gießform 27 dadurch, dass in einem Oberwerkzeug 47 eine Pressplatte 59 mit kammartig vorstehenden Rüttelstempeln 52 vorgesehen ist, die genau lückenfüllend zwischen den noch angehobenen Formstempeln 32 nach unten in die Gussausnehmung 18 in Pfeilrichtung 49 fahren und auf dem Vorsatzbeton als ersten Gießmasse 36 aufsetzen und diesen verdichten.
Der Stempel 38 im Unterwerkzeug 46 bleibt dabei in arretierter Stellung. Nach erfolgter Verdichtung werden dann die Stirnseiten der Formstempel 32 mit einer Bürstenwerkzeug 54 gereinigt und es wird ein Reibewerkzeug 53 verwendet Die mit den zinkenförmigen Fortsätzen versehenen Rütteistempel 52 sind Bestandteil einer Rüttelplatte 51.
Nach erfolgter Ebnung des Vorsatzbetons als erste Gießmasse 36 erfolgt nun das Einfüllen des sehr zähflüssigen (erdfeuchten) Kembetons als zweite Gießmasse 56.
Dazu wird in einer Zuführeinheit 58 der Kernbeton als zweite Gießmasse 56 über ein Transportband 55 zugeführt und in Pfeilrichtung 57 in die Gussausnehmung 18 eingefüllt. Auch hier erfolgt wieder die Anwendung von Bürstenwerkzeugen 54 und Reibewerkzeugen 53, um eine günstige Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen.
In Figur 12 erfolgt der eigentliche Einpressvorgang der Lichtleitermatte 1, die mittlerweile lagengesichert an der Unterseite einer Pressplatte 59 befestigt wurde.
Die Lagensicherung besteht aus jeweils an der Unterseite der Pressplatte 59 angeordneten Zentriernocken 62, die in die zugeordneten Ausnehmungen, welche die Lichtkanäle 5 in der Lichtleitermatte 1 bilden, formschlüssig eingreifen. Damit Ist die Lichtleitermatte 1 lagengesichert an der Unterselte der Pressplatte 59 gehalten. Es können zusätzliche Haltemittel, wie z.B. das Anlegen eines Vakuums, verwendet werden.
Nunmehr wird durch Bewegung des Stempels 48 in Pfeilrichtung 49 die jewePs lichtabgebende Stirnseite 6 der Lichtleitelemente 4 auf die Stirnseiten 61 der Formstempel 32 Im Unterwerk aufgesetzt und unter geringfügigem Pressdruck in Pfeilrichtung 49 gehalten.
Die beiden Stempel 48, 38 machen nun eine gemeinsame (synchrone) Bewegungen in den Pfeilrichtungen 49, 60 nach unten, sodass die Formstempel 32 durch den Kernbeton 56 hindurchfahren und gleichzeitig die Vorlaufschablonen für die nachfolgend in gleicher Profilgebung und Anzahl angeordneten Lichtleitelemente 4 bilden. Somit müssen die Lichtleitelemente 4 keine eigene Verdrängungsarbeit im Kernbeton 56 ausführen und sind deshalb gegen Bruch geschützt. Die Figur 13 zeigt den Endzustand des Einpressvorganges, bei dem die Lichtleitermatte 1 mit ihren Lichtleitelementen 4 an der Bodenseite der Gussausnehmung 18 angekommen sind und dabei gleichzeitig auch in den Vorsatzbeton 36 eingedrungen sind. Es wird dann die Pressplatte 59 in Pfeilrichtung 49' nach unten ausgefahren und - in einer nicht näher dargestellten Ausführung - kann nunmehr zusätzlich ein hoher Pressdruck auf den Kernbeton mit einem geeigneten Presswerkzeug (siehe Figur 14) ausgeübt werden, um so den Zwischenraum zwischen den Lichtleitelementen 4 zu verdichten.
Es wird dann der fertiggestellte Lichtleitkörper 21 aus der Form gemäß Figur 14 entnommen und wird für den späteren Abbindevorgang gelagert.
Durch den anhand der Figur 10 beschriebenen Rüttelvorgang zum Abrütteln des Vorsatzbetons wird sichergestellt, dass der Vorsatzbeton gleichmäßig auf den gesamten Boden 28 der Gussausnehmung 18 verteilt wird. Damit ist sichergestellt, dass die schöne Seite immer gleichstark beim Endprodukt ist. Zuvor wird Jedoch die Oberfläche der Metallplatte und des aus der Form herausragenden Formstempels mittels einer rotierenden Bürste und eines Schwammes gereinigt
Auch in dem Verfahrensschritt nach Figur 11 wird eine genau dosierte Menge eines sehr trockenen Betons über das Transportband 55 in die Gussausnehmung 18 eingebracht. Anschließend werden die Metallplatte 42 und die aus der Form herausragenden Formstempel 32 wieder mittels einer rotierenden Bürste 54 und eines Schwammes gereinigt.
Anhand der Figur 12 wurde erläutert, dass die Lichtleitermatte 1 an der Unterseite der Pressplatte 59 lagengesichert gehalten wird. In einer bevorzugten Ausführnngsform erfolgt dieser Schritt durch Verwendung eines Armroboters, wobei die aus Spritzgussmaterial bestehende Lichtleitermatte 1 durch das leichte Herunterfehren des Stempels 48 und einem gleichzeitigen Unterdruck, welcher auf die Lichtleitermatte 1 wirkt, befestigt wird.
Wichtig Ist jedenfalls, dass der Formstempel 32 die gleichen Aussparungen hat wie die Lichtleitermatte 1 an der Unterseite. Die Unterseite der Lichtleitermatte Ist jene Seite, In der die LED-Elemente 20 die Beleuchtung herstellen und an der die Kabel verlegt werden.
Damit wird sichergestellt, dass auch bei einem sehr hohen Druck die Lichtleitermatte nicht zerbricht.
Für die Fixierung der Lichtleitermatte an der Unterseite der Pressplatte 59 ist keine eigene Arbeitsstation erforderlich. Beim Einpressen der Uchtleitermatte 1 in den Kembeton gemäß Figur 12 und 13 wird lediglich von dem Stempel 48 in Pfeilrichtung 49 ein geringer Druck aufgebracht, der nur dafür sorgt, dass die unteren, lichtabgebenden Stirnseiten 6 der Lichtleitelemente 4 satt und bündig auf den Stirnseiten 61 der Formstempel 32 aufsetzen. Danach erfolgt die vorher beschriebene synchrone Bewegung der beiden Stempel 38, 48 in den Pfeilrichtungen 49, 60.
Belm Herunterfahren der Formstempel 32 aus dem Boden der Gussausnehmung heraus besteht der Vorteil, dass sich nun die Feuchtigkeit des Vorsatzbetons in den Kernbeton eindringt, ohne dass das Spritzgussteil beschädigt wird und hierbei ein Abbindevorgang zwischen dem Vorsatzbeton und dem Kernbeton stattfindet Die dadurch entstandene Festigkeit des hergestellten Betonwerkstoffes Ist demnach gleich wie bei einer normalen, nicht durch Lichtleiterelemente durchsetzten Betonplatte.
Auf den vorher als zusätzlichen Arbeitsgang beschriebenen letzten Pressvorgang kann demnach verzichtet werden, weil die aus der Gussausnehmung 18 herausfahrenden Formstempel nunmehr für eine gleichmäßige Verteilung des Vorsatzbetons mit einer Abbindung im Kernbeton 56 sorgen. Nach dam Hochfahren der Pressplatte 59 im Oberwerkzeug 47 Ist das Produkt fertig. Es wird sofort die nächste Lichtleitermatte 1 in die Pressvorrichtung eingebracht und mittels Unterdruck fixiert. Zur Ausformung des fertiggestellten Lichtleitkörpers 21 wird die fertige Platte aus der Metallform über nicht näher dargestellte Stempel mit leichtem Druck nach unten gedrückt, wobei der fertiggestellte Lichtleitkörper auf eine andere Grundplatte aufgelegt wird und zur Weiterverarbeitung (trocknen, strahlen, Imprägnierung sowie Verpackung) über eine vollautomatische Anlage fährt.
In den Figuren 15 und 16 sind die Verfahrensschritte zur Ausführung des Verfahrens nach dem Gegenstand des unabhängigen Anspruches 11 dargestellt.
Die Figur 15 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Pressplatte 59, die von einer Anzahl von Schlitzen 19 durchsetzt ist, welche den vollständigen Querschnitt der Pressplatte 59 durchsetzen.
Die Pressplatte 59 ist in Figur 16 im Schnitt dargestellt, und es ist erkennbar, dass die Weite und das Profil der Schlitze 19 etwa dem Profil der Lichtleitelemente 4 der Lichtleitermatte 1 entsprechen.
Die Lichtleitermatte 1 ist bodenseitig auf dem Boden 28 der Gießform 27 aufgesetzt und dort verankert. Es wird nun die Gießmasse 66 eingefüllt, und zwar so lange bis sich ein Überstand 67 oberhalb der Lichtleitelemente 4 in der Gießform 27 ergibt.
Danach wird die Pressplatte 59 in Pfeilrichtung 63 nach unten bewegt, so dass die Lichtleitelemente 4 teilweise in die Schlitze 19 der Pressplatte 59 eindringen, was jedoch nicht lösungsnotwendig ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Unterseite der Pressplatte 59 nur um das Maß des Überstandes 67 in die Gießform 27 hineingesenkt wird und die Lichtleitelemente 4 nicht in die Schlitze 19 eindringen. In diesem Fall dienen die Schlitze 19 lediglich zur Abführung des verdrängten Überstandes 67 nach außen, wobei zusätzlich Wasser abgesaugt werden kann.
Es handelt sich bevorzugt um ein Einschicht-Betonverfahren, und der Befüllungsgrad der Gießform 27 ist um 10 % höher als die Höhe der fertigen Platte.
Anschließend wird die Pressplatte 59 mit ihren Schlitzen 19 in die Gussausnehmung 18 eingepresst. Es kann auch zusätzlich gerüttelt werden, um den Beton besser verdichten zu können.
Der im Bereich des Überstandes 67 auf den Lichtleitern ruhende Beton wird nicht verpresst. Danach wird der nicht verpresste Beton (genau Ober den Lichtleitern gelegen) abgenommen und der Stein ist fertig. Es kann in Übereinstimmung mit den später zu beschreibenden Ausführungsbeispielen auch vorgesehen sein, dass der Boden 28 der Gießform 27 nicht starr ist, sondern elastisch biegbar ausgebildet ist.
In einer Weiterbildung des unabhängigen Verfahrensanspruches 11 nach den Figuren 15 und 16 kann gemäß den Figuren 17 und 18 noch zusätzlich vorgesehen sein, dass die Lichtleiterplatte 1 nicht nur einfach auf den Boden 28 der Gießform 27 aufgelegt wird, sondern dass ein bodenseitiges Profil 28 vorhanden ist welches komplementär zu dem Profil der darauf aufzusteckenden Lichtleitermatte 1 ist. Damit wird gemäß Figur 17 und 18 die Lichtleitermatte 1 stets lagenrichtig und verschiebungsgesichert auf den Boden 28 der Gießform 27 aufgelegt und dort fixiert.
Das Halteprofil 68 besteht bevorzugt aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial. Bei der Ausbildung dieses Halteprofils 68 ist wichtig, dass alle Profilteile so ausgebildet sind, dass sie formschlüssig in die zugeordneten, aufzusteckenden Profilhohlräume der Lichtleitermatte 1 eingreifen und dort eine Abdichtung gegen Eindringen von Zementschlämme erbringen. So ist beispielsweise aus Figur 18 erkennbar, dass auch die Kanäle 65 für die Einführung von Kabeln in die eingegossene Lichtleitermatte 1 und weitere Negativformen 69, die den Profükanat 10 des Lichtleitelementes 4 formschlüssig abdichten, vorhanden sind.
Nach dem Gegenstand des unabhängigen Verfahrensanspruches 15 wird In einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass nicht die Lichtleitermatte 1 in der Gussausnehmung 18 der Gießform 27 am Boden 28 aufgelegt und dort verankert wird, sondern dass stattdessen ein Platzhalter in die Form eingebracht wird, der erst nach erfolgtem Aushärten der plattenförmigen Gießmasse aus der Gießmasse entfernt wird.
Zu diesem Zweck sieht das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 19 bis 22 vor, dass eine bevorzugt aus Metallprofilen bestehende Negativform 70 vorhanden Ist, die genau dem Profil der Lichtleitermatte 1 entspricht.
Es sind demnach ebenfalls Plattenteile 71 vorhanden, die den späteren Lichtleitelementen 4 der Lichtleitermatte 1 entsprechen. Ebenso sind auch alle anderen Platzhalter vorhanden, so dass es bei der ausgehärteten Platte dann möglich ist, die Negativform 70 aus dem ausgehärteten Plattenmaterial zu entnehmen und in die dann entstehenden Hohlräume die Lichtleitermatte 1 einzustecken.
Zu diesem Zweck zeigt die Figur 21 eine solche aus Metallprofilen bestehende Negativform 70, die in ihrer Profilform genau der später einzusteckenden Uchtieitermatte 1 entspricht.
Es sind demzufolge auch Hohlprofile 72 vorhanden, welche für das Einstecken der späteren Kanäle 10 der Lichtleitermatte 1 vorgesehen sind, und es sind alle anderen Teile ebenso vorhanden, wie z. B. ein Hohlprofil 73 für die spätere Verlegung eines Kabelkanals der Lichtleitermatte 1 und dergleichen mehr.
Die Figur 21 zeigt, dass eine solche Negativform 70 direkt auf den Boden 28 der Gießform 27 verankert werden kann. Die Figur 22 zeigt jedoch in Abweichung vom Ausführungsbeispiet nach Figur 21, dass zur zusätzlichen Lagensicherung der Negativform 70 auch ein bodenseitiges Halteprofil 68 vorgesehen sein kann, auf welches die Negativform 70 aufgesteckt und dort fixiert wird.
Damit ist stets eine lagengesicherte Befestigung der Negativform 70 auf dem Boden 28 der Gießform 27 gewährleistet.
Gemäß der Figur 20 wird nach der Befestigung der Negativform 70 auf dem Boden 28 der Gießform 27 nunmehr die Pressplatte 59 in Pfeilrichtung 63 nach unten bewegt und die Schlitze 19 sind so dimensioniert, dass sie mindestens teilweise die Plattenteile 71 der Negativform 70 übergreifen, die somit in die Schlitze 19 eindringen. Die aushärtbare Masse 66 wird damit gepresst, und es ergibt sich damit ein ausgehärtetes plattenförmiges Teil, aus dem später dann die Negativform 70 herausgezogen wird, und in die dadurch entstehenden Hohlräume im ausgehärteten Plattenteil wird dann die Lichtleitermatte 1 eingesteckt. Wie bereits in der allgemeinen Beschreibung erwähnt, kann auch eine sogenannte verlorene Schalung verwendet werden, indem die Negativform 70 nicht aus einem Metallmaterial besteht, sondern beispielsweise als Wachsmodel ausgebildet ist und ebenso in der beschriebenen Weise in die Gießmasse eingegossen wird. Nach erfolgter Aushärtung wird die ausgehärtete Ratte kurzzeitig einer Wärmeeinwirkung unterworfen, bis das Wachs aus den Hohlräumen heraustropft und in die nun freigewordenen Hohlräume kann die Lichtleitermatte 1 eingeschoben und dort verankert werden. Die Figuren 23 bis 25 beschreiben einen Verfahrensablauf nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch 17, wo erkennbar ist dass an der Unterseite eines Formstempels 24 geeignete Negativformen 29 zur lösbaren Befestigung von Profilteilen der Lichtleitermatte 1 angeordnet sind. Diese wird somit auf der Negativform 69 verankert, und gemäß Figur 24 wird der so ausgerüstete Formstempel 74 in die in Figur 25 dargestellte Gießform 27 abgesenkt, die bereits schon mit der noch nicht ausgehärteten Gießmasse 66 befüllt Ist.
Es kommt beim Absenken und beim Eindringen der Lichtleitermatte 1 in die Gießmasse 66 zu einem Verdrängungseffekt, so dass verdrängte Gießmasse und eventuell entstehendes Wasser abgesaugt und entfernt werden müssen.
Bei einem solchen Verfahren ist es zweckmäßig, wenn die umlaufenden Kanten der Lichtleftelemente 4 abgerundet sind, weil damit ein verbesserter Verdrängungseffekt der Gießmasse stattfindet.
Ebenso ist der Vereinfachung wegen nicht dargestellt, dass In dem Formstempel 74 eine Anzahl von Schlitzen vorhanden sein können, durch welche hindurch die verdrängte Gießmasse abgeführt wird.
Es kann im Übrigen vorgesehen sein, dass auch die Profilkanäle 10 der Lichtleitermatte 1 und alle anderen Teile entsprechend abgerundet sind, um ein leichtes Eindringen in die Gießmasse 66 zu ermöglichen. Es wird ferner bevorzugt, wenn der Boden 28 der Gießform 27 elastisch biegbar ausgebildet ist, weil er sich dann beim Aufsetzen und Anstoßen der stirnseitigen Kanten der Lichtleitelemente 4 auf den Boden 28 elastisch konvex auswärts wölben kann und damit kommt es zu einem Verdrängungseffekt, weil die sich an den Stirnseiten der Lichtleitelemente 4 absetzenden Sandkörner und Zementschlämme dadurch verdrängt wird.
Ebenso wird durch die elastische Formgebung des Bodens 28 dafür gesorgt, dass während des Abbindevorganges die lichtabgebenden Stirnseiten 6 der Lichtleitelemente 4 von Sand und Zementsubstraten freigehalten werden und nacher aus der ausgehärteten Platte geringfügig herausragen und somit leicht weiter bearbeitet werden können.
Egal nach welchem Fertigungsverfahren produziert wird, ist es immer möglich, die zu produzierenden Teile mit Überhöhe zu pressen und anschließend über eine Nachbearbeitung, wie Schleifen, Strahlen usw. die Oberfläche soweit zu reduzieren, dass die fertige Höhe nach dem Bearbeiten entsteht
Beim Pressen auf Überhöhe, d. h. die Füllhöhe ist ca. 20 % höher als die fertige Höhe, wird auf eine Überhöhe von ca. 10 % heruntergepresst und dann diese 10 % abgeschliffen.
Das ist natürlich auch mit einer nicht mit Löchern (Ausnehmungen wie in der Spritzgussform) versehenen Pressplatte möglich, d. h. dass die Platte einfach nur eben ist.
Zeichnunasleoende
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21) im
Gießverfahren, wobei
a. ) in einem ersten Verfahrensschritt eine Mehrzahl von in der Gussausnehmung (18) der Gießform (27) verschiebbar angeordneten Formstempel (32) bis etwa auf die Ebene der Oberkante (43) der Gussausnehmung (18) vorgeschoben werden, b. ) in einem zweiten Verfahrensschritt der Zwischenraum zwischen den
Formstempeln (32) in der Gussausnehmung (18, insbesondere zur Hersteilung von Lichtleitkörpern (21), mit einem aushärtbaren Betonwerkstoff (36, 56) ausgefüllt wird, c.) in einem dritten Verfahrensschritt die in der Giessmasse (36, 56) einzubettende Lichtleitermatte (1) auf das unterseitige Halteprofil (30) einer bewegbar
angetriebenen Pressplatte (29) aufgesetzt und dort fixiert wird,
d. ) in einem vierten Verfahrensschritt die Pressplatte (29) solange abwärts bewegt wird, bis die Stirnseiten (6) der Lichtleiterelemente 4) auf die Stirnseiten (23) der in der Gussausnehmung (18) angehobenen Formstempel (32) aufgesetzt wird, e. ) in einem fünften Verfahrensschritt die Lichtleitermatte (1) in die Giessmasse (36, 56) mit der Abwärtsbewegung der Pressplatte (29) eingepresst wird,
f. ) und wobei während der Ausführung des Verfahrensschrittes e.) mit der
Einpressbewegung der Uchtieitermatte (1) in die Giessmasse (36, 56) die
Formstempel (32) annähernd synchron nach unten aus dem Boden (28) der
Gussausnehmung (18) heraus gefahren werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Verfahrensschritt die in die Gussausnehmung (18) eingefüllte Giessmasse (36) abgerüttelt, geebnet und/oder verdichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Verfahrensschritt die erste Giessmasse (36) mit einer zweiten Giessmasse (56) aufgeschüttet wird, sodass sich ein Schichtaufbau der Giessmassen (36, 56) ergibt,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Giessmasse (36) ein Vorsatzbeton und dass die zweite Giessmasse (56) ein Kernbeton ist.
5. Giesswerkzeugplatte (17) zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21) Im Gießverfahren, insbesondere zur Hersteilung von Lichtleitkörpem (21) aus einem aushärtbaren Betonwerkstoff, wobei eine Lichtleitermatte (1) in einer in einer aushärtbaren Giessmasse (36, 56) eingebettet wird, und eine Gießform (27) mit einer vertieften und nach oben offenen Gussausnehmung (18) mit der noch nicht ausgehärteten Giessmasse (36, 56) befüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (28) der Gieswerkzeugplatte (17) eine Vielzahl von Schlitzen (19) rasterartig angeordnet sind, die den Boden (28) durchsetzen und dass in den Schlitzen (19) eine Vielzahl von Formstempeln (32) heb- und senkbar angeordnet sind.
6. Giesswerkzeugplatte (17) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstempel (32) auf einer Druckplatte (37) angeordnet sind, die von einem Stempel (38) verschiebbar angetrieben sind. 7. Giesswerkzeugplatte (17) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzahl und das Profil der Formstempel (32) der Anzahl und dem Profil der Uchtleiterelemente (4) der Lichtleitermatte (1) entspricht.
8. Giesswerkzeugplatte (17) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Giesswerkzeugplatte (17) Teil einer Rundtisch-Presse (24) ist, an deren Außenumfang einer Reihe von Bearbeitungsstationen angeordnet sind.
9. Lichtleitkörper (21) aus einem aushärtbaren Betonwerkstoff (36, 56) mit einer eingebetteten Lichtleitermatte (1), deren Lichtleitelemente (4) an der Sichtseite mindestens stirnseitig sichtbar sind und an der Rückseite ein oder mehrere lichterzeugende Elemente (12, 20) angeordnet sind.
10. Lichtleitkörper (21) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtseite des Lichtleitkörpers (21 ) aus einer Schicht aus Vorsatzbeton besteht und dass der übrige Körper aus einem Kernbeton besteht.
11. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21) im
Gießverfahren, wobei a. ) in einem ersten Verfahrensschritt eine Lichtleitermatte (1 ) auf dem Boden (28) einer Gießform (27) fixiert wird,
b. ) in einem zweiten Verfahrensschritt die Gießform (27) mit einer auehärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange aufgefüllt wird bis die Lichtleitermatte (1) in die aushärtbare Giessmasse (36, 56, 66) eingebettet Ist,
c. ) in einem dritten Verfahrensschritt die Auffüllung der Gießform (27) mit der aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange fortgesetzt wird, bis ein Überstand
(67) der Giessmasse über der eingebetteten Lichtleitermatte (1) vorhanden ist, d. ) und in einem vierten Verfahrensschritt eine Pressplatte (59) auf den
Überstand (67) gepresst wird und den Überstand mindestens teilweise verdrängt und die Giessmasse (36, 56, 66) dabei verdichtet, (Fig. 15, 16)
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, das« der Überstand (67) 10 % höher ist als die Höhe des fertigen Lichtleitkörpers (21).
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Überstands (67) durch die Pressplatte (59) durchsetzende Schlitze (19) abgeführt wird. 14. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21 ) im
Gießverfahren, wobei
a.) in einem ersten Verfahrensschritt ein formstabiles Halteprofil (68), das komplementär zum bodenseitigen Profil der Lichtleitermatte (1 ) ist, auf dem Boden (28) der Giessform (27) verankert wird
b.) in einem zweiten Verfahrensschritt die Uchtleitermatte (1 ) auf dem Halteprofil
(68) verankert wird
c.) in einem dritter Verfahrensschritt die Gießform (27) mit einer aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange aufgefüllt wird bis die Lichtleitermatte (1) in die aushärtbare Giessmasse (36, 56, 66) eingebettet ist,
d.) In einem vierten Verfahrensschritt die Auffüllung der Gießform (27) mit der aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange fortgesetzt wird, bis ein Überstand (67) der Giessmasse über der eingebetteten Lichtleitermatte (1 ) vorhanden ist e. ) in einem fünften Verfahrensschritt eine Pressplatte (59) auf den Überstand (67) gepresst wird und den Überstand mindestens teilweise verdrängt und die Giessmasse (36, 56, 66) dabei verdichtet, (Fig. 18, 19).
15. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Lichtleitkörpers (21) Im
Gießverfahren, wobei
a. ) in einem ersten Verfahrensschritt eine formstabile Negativform (69, 70), deren Profil komplementär zum Profil der Lichtleitermatte (1 ) ist, auf dem Boden (28) der
Giessform (27) verankert wird
b. ) in einem zweiten Verfahrensschritt die Giessform (27) mit einer aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange aufgefüllt wird bis die Negativform (69, 70) In die aushärtbare Giessmasse (36, 56, 66) eingebettet ist,
c.) in einem dritten Verfahrensschritt die Auffüllung der Giessform (27) mit der aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) solange fortgesetzt wird, bis ein Überstand (67) der Giessmasse über der eingebetteten Negativform (69, 70) vorhanden ist, d. )in einem vierten Verfahrensschritt eine Pressplatte (59) auf den Überstand (67) gepresst wird und den Überstand mindestens teilweise verdrängt und die
Giessmasse (36, 56, 66) dabei verdichtet, (Fig. 18, 19),
e. ) In einem fünften Verfahrensschritt die ausgehärtete Giessmasse (36, 56, 66) aus der Giessform (27) entformt wird,
f. ) in einem sechsten Verfahrensschritt die in der ausgehärteten Giessmasse (36, 56, 66) steckende Negativform (69, 70) entfernt wird
g.) und in einem siebten Verfahrensschritt in die durch die Entfernung der
Negativform (69, 70) entstandenen Hohlräume der ausgehärteten Giessmasse (36, 56, 66) eine Lichtleitermatte (1 ) eingesteckt wird, (Flg. 19-22).
16. Giesswerkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Negativform zweiteilig ausgebildet ist und aus einem am Boden (28) der Giessform (27) zu befestigenden Halteprofil (68) und dem darauf lösbar zu befestigenden Profil der Negatrvform (69, 70) besteht. 17. Verfahren zur Herstellung eines aushärtbaren Uchtleitkörpers (21 ) im
Gießverfahren, wobei
a.) in einem ersten Verfahrensschritt die Gussausnehmung (18) einer Giessform (27) mit einer aushärtbaren Giessmasse (36, 56, 66) aufgefüllt wird, b. ) in einem zweiten Verfahrensschritt die in die Giessmasse einzubettende Lichtleitermatte (1) an der Unterseite eines In die Giessform (27)
einzupressenden Formstempel (74) fixiert wird,
c. ) in einem dritten Verfahrensschritt der Formstempel (74) mit der unterseitig fixierten Lichtleitermatte (1 ) in die Gussausnehmung (18) einfährt und dabei die Lichtleitermatte (1) in die Giessmasse (36, 56, 66) einpresst.
18. Giesswerkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daee an der Unterseite des Formstempels (74) ein Halteprofil angeordnet ist, welches als Negativform (69) zum bodenseitigen Prof« der Lichtleitermatte (1) komplementär ist
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