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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bausteins
aus mindestens zwei Arten von Beton mit unterschiedlichen Rohdichten.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines
derartigen Verfahrens.
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Aus
der
EP 0 960 989 B1 ist
ein Verfahren zum Herstellen eines Bausteins aus Beton, insbesondere
eines Schalungs- oder Blocksteins, zur Erstellung von Bauwerken
bekannt.
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Aus
der Praxis bekannt ist es außerdem, dass Bausteine aus
Beton eine hohe Maßgenauigkeit erfüllen müssen
und dies im Allgemeinen durch eine mechanische Nachbearbeitung erreicht
wird. Dies gilt insbesondere für Plansteine und trocken
zu setzende Schalungs- oder Blocksteine. Die mechanische Nachbearbeitung
erfolgt dabei durch Fräsen oder Schleifen.
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Um
ein Fräsen des Bausteins mit herkömmlichen Werkzeugen
z. B. aus Hartmetall zu ermöglichen, muss ein Beton mit
einer niedrigen Rohdichte, wie z. B. Leichtbeton, gewählt
werden. Nachteilig bei Leichtbeton ist allerdings, dass dieser im
verarbeiteten Zustand im Bauwerk eine geringere Festigkeit und Härte
aufweist, wie zum Beispiel Normalbeton oder Schwerbeton. Ein Einsatz
von Normal- oder Schwerbeton eignet sich jedoch nicht, wenn der
Baustein mechanisch nachbearbeitet werden muss, da der Normal- oder
Schwerbeton aufgrund seiner Härte nicht mehr mit Hartmetallwerkzeugen
oder ähnlichem vernünftig bearbeitet werden kann.
Zur Bearbeitung von Normalbeton oder Schwerbeton sind im Allgemeinen
Diamantwerkzeuge notwendig, die hohe Kosten und eine geringe Bearbeitungsgeschwindigkeit
verursachen.
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Eine
Lösung dieses Problems ist aus der
EP 0 960 989 B1 bekannt.
Das aus der
EP 0 960
989 B1 bekannte Verfahren ermöglicht die Herstellung
eines Bausteines aus Schwerbeton, welcher an einer Oberseite oder
Unterseite mit einer Schicht aus Leichtbeton versehen ist. Der Baustein
weist somit eine hohe Festigkeit auf und lässt sich trotzdem
an der mit dem Leichtbeton versehenen Seite mechanisch nachbearbeiten,
wozu herkömmliche Werkzeuge z. B. aus Hartmetall ausreichend
sind bzw. mit Diamantwerkzeugen eine ausreichend schnelle Bearbeitung
möglich ist.
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Die
Herstellung eines Bausteins gemäß der
EP 0 960 989 B1 erfolgt
dadurch, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Beton mit der
hohen Rohdichte (Schwerbeton) in eine Form bis in den Bereich ihrer
Oberkante verfüllt und gerüttelt wird. Nachdem sich
durch die Rüttelung der Beton abgesetzt hat, wird ein Beton
mit einer niedrigeren Rohdichte (Leichtbeton) zwischen der Oberseite
des Betons mit der hohen Rohdichte und der Oberkante der Form aufgefüllt.
Der Beton mit der niedrigen Rohdichte bildet die Oberseite oder
Unterseite des Bausteins. Damit der Baustein maßgenau verlegt
werden kann, wird die durch den Beton mit der niedrigeren Rohdichte
gebildete Oberseite oder Unterseite des Bausteins mechanisch, vorzugsweise
durch Fräsen oder Schleifen, bearbeitet.
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Das
gemäß der
EP
0 960 989 B1 vorgesehene vollständige Verfüllen
der Form bis zu deren Oberkante mit einem Schwerbeton führt
zu einer gleichmäßigen Verfüllung der
Form, so dass der Schwerbeton, nachdem sich dieser durch das Rütteln
abgesetzt hat, eine wenigstens annähernd ebene Oberfläche
bzw. eine gleiche Dicke/Stärke aufweist. Dadurch ist es
möglich, dass die zweite Schicht aus dem Leichtbeton mit
einer gleichmäßigen/konstanten Stärke
bis zur Oberkante der Form aufgefüllt werden kann.
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Das
Verfahren nach der
EP
0 960 989 B1 ermöglicht die Herstellung eines
Bausteins mit einer Oberseite oder Unterseite aus Leichtbeton, ohne dass
der Baustein gekippt werden muss, so wie dies gemäß dem
vorhergehenden Stand der Technik, beispielsweise dem Verfahren nach
der
FR 1 521 840 A , notwendig
war.
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Bei
dem Verfahren nach der
EP
0 960 989 B1 zum Herstellen von Bausteinen aus Beton ist
vorgesehen, dass die Form, in welcher die Bausteine hergestellt
werden, sowohl oben als auch unten offen ist. Die untere Öffnung
wird dabei im Regelfall durch eine hochgenau gefertigte Palette,
beispielsweise eine Stahlpalette, verschlossen, so dass während der
Befüllung der Form mit Beton einerseits kein Beton entweichen
kann und andererseits die Unterseite des Bausteins eine hohe Maßgenauigkeit
erreicht.
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Es
sind jedoch auch Verfahren zum Herstellen von Bausteinen aus Beton
bekannt, bei denen die Unterseite der Form durch eine einfache Holzpalette oder
dergleichen verschlossen ist. Dies ist zwar verglichen mit einer
Stahlpalette günstiger, die Unterseite der Bausteine erhält
jedoch nicht die gleiche hohe Maßgenauigkeit wie bei einer
Stahlpalette.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Herstellen eines Bausteins aus Beton zu schaffen, durch das
der Baustein günstig herstellbar ist, eine hohe Härte
und Festigkeit aufweist und kostengünstig nachbearbeitet
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
von Anspruch 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen von Anspruch 16
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Dadurch,
dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Schicht eines Betons
mit einer niedrigeren Rohdichte in eine Form gefüllt wird,
erhält der Baustein auch an der Seite, die durch die Unterseite der
Form bzw. die Palette gebildet wird, eine Oberfläche bzw.
Schicht, die mit herkömmlichen Werkzeugen, z. B. aus Hartmetall,
mechanisch nachbearbeitet werden kann. Der Einsatz von teuren Diamantwerkzeugen
wird somit vermieden bzw. deren lange Bearbeitungszeit deutlich
verringert.
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Auf
die im ersten Verfahrensschritt aufgebrachte Schicht eines Betons
mit einer niedrigeren Rohdichte wird anschließend in einem
zweiten Verfahrensschritt ein Beton mit einer höheren Rohdichte in
die Form bis in den Bereich ihrer Oberkante verfüllt. Durch
die Befüllung des Betons mit der höheren Rohdichte
bis in den Bereich der Oberkante der Form wird eine gleichmä ßige
Verfüllung und somit auch eine im wesentlichen gleichmäßige
Dicke/Stärke der Schicht aus dem Beton mit der höheren
Rohdichte erreicht. Bereits während dem Verfüllen
des Betons mit der höheren Rohdichte bzw. vorzugsweise
danach kann dieser gerüttelt und/oder gestempelt werden.
Nachdem sich der Beton durch die Rüttelung und/oder Stempelung
abgesetzt hat, wird in einem dritten Verfahrensschritt der Beton
mit der niedrigeren Rohdichte zwischen der Oberseite des Betons mit
der höheren Rohdichte und der Oberkante der Form aufgefüllt.
Somit erhält der Baustein an zwei sich gegenüberliegenden
Seiten, welche die Oberseite und die Unterseite des Bausteins bilden,
eine Schicht aus einem Beton mit der niedrigeren Rohdichte, welche
einfach und kostengünstig bearbeitet werden kann, so dass
sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite eine hohe Maßgenauigkeit
erreichbar ist.
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Bei
dem Beton mit der niedrigeren Rohdichte an der Oberseite bzw. der
Unterseite muss es sich nicht um denselben Beton handeln, wesentlich
ist nur, dass der Beton jeweils eine niedrigere Rohdichte aufweist
als der Beton, welcher zwischen der Oberseite und der Unterseite
des Bausteins eingesetzt wird.
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Die
hohe Maßgenauigkeit des Bausteins wird in einem vierten
Verfahrensschritt durch eine mechanische Bearbeitung der Oberseite
und der Unterseite des Bausteins erreicht, so dass der Baustein maßgenau
verlegt werden kann. Die mechanische Bearbeitung der Oberseite und
der Unterseite erfolgt vorzugsweise durch Fräsen und/oder
Schleifen.
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Zum
Fräsen oder Schleifen der Oberseite und Unterseite des
Bausteins sind aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren einsetzbar.
Erfindungsgemäß kann sowohl vorgesehen sein, dass
die Oberseite und die Unterseite des Bausteins gleichzeitig gefräst
oder geschliffen wird, als auch dass zunächst eine Seite
bearbeitet wird und der Baustein anschließend um 180° geschwenkt
wird, damit die andere Seite bearbeitet werden kann.
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Dadurch,
dass der Baustein aus Beton mit unterschiedlichen Rohdichten und
daraus resultierend mit unterschiedlichen Eigenschaften gebildet ist,
können die jeweils vorteilhaften Merkmale der verschiedenen
Betonarten entsprechend eingesetzt werden. Durch einen Beton mit
einer hohen Rohdichte erhält der Baustein eine hohe Härte
und Festigkeit sowie ein hohes Gewicht. Darüber hinaus
ist Beton mit einer hohen Rohdichte, wie z. B. Normal- oder Schwerbeton,
günstiger als ein Beton mit einer niedrigeren Rohdichte,
wie z. B. Leichtbeton. Durch den Beton mit der niedrigen Rohdichte
wird eine kostengünstige Nachbearbeitung sichergestellt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es,
dass selbst wenn die Bausteine mit einer Form bzw. Formeinsätzen hergestellt
werden, die an ihrer Unterseite durch Holzpaletten abgedichtet sind,
die an die Holzpaletten angrenzende Seite des Bausteins in einfacher
und kostengünstiger Weise mit einer hohen Maßgenauigkeit
versehen werden kann.
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Wie
die Erfinder herausgefunden haben, wird die sich aus dem Beton mit
der hohen Rohdichte ergebende hohe Festigkeit und Härte
des Bausteins nicht dadurch beeinträchtigt, dass der Baustein
sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite eine Schicht
aus einem Beton mit der niedrigeren Rohdichte aufweist.
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Von
Vorteil ist es, wenn der Baustein in einer Ausgestaltung als Block-
oder Schalungsstein mindestens zu 90% – bezogen auf sein
Volumen – aus dem Beton mit der höheren Rohdichte
hergestellt wird.
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In
einer alternativen Ausgestaltung des Bausteines als Hohlblockstein
kann ein Teil, vorzugsweise der komplette Boden und die freiliegenden
Oberseiten der Stege aus Leichtbeton hergestellt werden. Wenn der
Boden mit einer Stärke von vorzugsweise bis zu 50 mm komplett
aus Leichtbeton gebildet ist, kann der Leichtbetonanteil des Hohlblocksteins
auf bis zu 50% steigen, da der Stegbereich im allgemeinen nur zu
20% aus Beton und zu 80% aus Lufthohlkammer gebildet ist. Der Boden
des Hohlblocksteins bildet nur während dessen Herstellung
die Unterseite des Bausteins bzw. grenzt an die Palette, durch welche
die Unterseite der Form gebildet wird, an. In bekannter Weise bildet
der Boden bzw. die geschlossene Bodenfläche des Hohlblocksteins
die Oberseite, wenn der Hohlblockstein verbaut wird.
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Erfindungsgemäß kann
ferner vorgesehen sein, dass der Beton mit der niedrigeren Rohdichte im
ersten Verfahrensschritt lediglich als dünne Schicht in
die Form gefüllt wird. Die Schicht kann beispielsweise
eine Stärke von 0,5 bis 5 cm, vorzugsweise 1 bis 3 cm,
aufweisen.
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Von
Vorteil ist es, wenn der im ersten Verfahrensschritt eingefüllte
Beton mit der niedrigeren Rohdichte vor Durchführung des
zweiten Verfahrensschritts gerüttelt und/oder gestempelt
wird. Durch das Rütteln und/oder das Stempeln wird eine
bessere/stabilere Unterlage zum Aufbringen des Betons mit einer
höheren Rohdichte geschaffen. Es wird auch vermieden, dass
der Beton mit der niedrigeren Rohdichte durch das Einbringen des
Betons mit einer höheren Rohdichte verdrängt wird.
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Erfindungsgemäß kann
ferner vorgesehen sein, dass der Baustein nach dem dritten Verfahrensschritt
gerüttelt und/oder gestempelt wird. Dadurch wird der Baustein
verdichtet bzw. verpresst und verfestigt.
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Von
Vorteil ist es, wenn der Beton mit der niedrigeren Rohdichte im
ersten Verfahrensschritt mittels einer Einfülleinrichtung
wenigstens annähernd gleichmäßig bzw.
eben und mit einer konstanten Stärke/Dicke in die Form
gefüllt wird.
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Ein
gleichmäßiges Verfüllen der Form mit dem
im ersten Verfahrensschritt einzubringenden Beton mit der niedrigeren
Rohdichte kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die
Einfülleinrichtung über eine obere Öffnung
der Form bewegt wird und während der Bewegung der Einfülleinrichtung
dosiert Beton in die Form verfüllt wird. Dabei kann vorgesehen
sein, dass die Bewegung der Einfülleinrichtung derart mit
der Abgabe von Beton synchronisiert ist, dass die Form mit einer
wenigstens annähernd gleichmäßig starken
bzw. dicken Schicht aus dem Beton mit der niedrigeren Rohdichte
befüllt wird.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, insbesondere zur Durchführung des ersten
Verfahrensschritts des Verfahrens, ist eine Einfülleinrichtung
ausgebildet, welche mit einer definierten Geschwindigkeit über eine
obere Öffnung einer zu befüllenden Form bewegbar
ist, wobei die Einfülleinrichtung Ausgabemittel bzw. Austragsorgane
aufweist, um während der Bewegung der Einfülleinrichtung
dosiert Beton in die Form auszugeben.
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Der
Einsatz von bekannten Füllwagen, welche an ihrer Unterseite
offen sind und über Rollen oder Schienen über
die obere Öffnung der Form bewegt werden, ist ungeeignet,
um eine gleichmäßige dünne Schicht auf
den Boden der Form bzw. die Palette, die den Boden der Form bildet,
aufzubringen. Der Füllwagen kann zwar mit einer vorgesehenen Menge
an Beton befüllt werden, sobald jedoch die Vorderkante
des offenen Bodens des Füllwagens die offene Oberseite
der Form erreicht hat, fällt der im Füllwagen
enthaltene Beton unkontrolliert, insbesondere gehäuft,
in die Form. Eine gleichmäßige Verteilung des
Betons bzw. eine gleichmäßige Ausbildung der unteren
Schicht lässt sich somit nicht erreichen. Daher kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass die Bewegung der Einfülleinrichtung derart mit
den Ausgabemitteln synchronisiert ist, dass in die Form im ersten
Verfahrensschritt wenigstens annähernd gleichmäßig
Beton mit der niedrigeren Rohdichte eingefüllt wird. Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung der Einfülleinrichtung
ergibt sich dadurch, dass die Ausgabemittel als Förderband
ausgebildet sind. Durch eine Förderband ist es in einfacher
Weise möglich, kontinuierlich Beton in die Form fallen
zu lassen. Ein Förderband ermöglicht außerdem
ein vorteilhaftes Zuführen des Betons, welcher als geschüttetes
Material vorliegt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ausgabemittel
als Vibrationseinheit ausgebildet sein, welches dafür sorgt,
dass kontinuierlich und gleichmäßig durch eine
entsprechende Vibration Beton in die Form gelangt. Die Einfülleinrichtung
mit der Vibrationseinheit kann dabei vorzugsweise als Vibrationsrinne
ausgebildet sein, wodurch eine gleichmäßige, kontinuierliche
Förderung des Betons gewährleistet ist.
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Besonders
bevorzugt lässt sich im ersten Verfahrensschritt der Beton
mit der niedrigeren Rohdichte als dünne Schicht in die
Form einbringen, wenn die Einfülleinrichtung zunächst
von einer Hinterkante der oberen Öffnung der Form bis zu
einer Vorderkante bewegt wird. Die Ausgabekante des Förderbandes
kann dabei annähernd bündig mit der Vorderkante
der oberen Öffnung der Form positioniert werden. Während
einer anschließenden Rückfahrbewegung der Einfülleinrichtung
von der Vorderkante zur Hinterkante der oberen Öffnung
der Form kann durch eine synchronisierte Bewegung des Förderbandes
oder eine Vibration der Vibrationseinheit Beton in die Form eingefüllt
bzw. verfüllt werden.
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Vorzugsweise
kann sich das Förderband mit der gleichen Geschwindigkeit
vorwärts bewegen, mit der sich die Einfülleinrichtung
zurück bewegt. Das Förderband kann vorzugsweise
als umlaufendes Förderband ausgebildet sein.
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Selbstverständlich
kann die mit einem Förderband oder einer Vibrationseinheit
versehene Einfülleinrichtung auch auf andere Art und Weise
betrieben werden, um ein dosiertes Einbringen von Beton in die Form
zu erreichen. Vorstellbar ist z. B. auch, dass das Förderband
oder die Vibrationseinheit Beton in die Form fördert, während
sich die Einfülleinrichtung von einer Hinterkante der oberen Öffnung der
Form bis zu einer Vorderkante bewegt.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass
die Einfülleinrichtung bzw. deren Ausgabemittel/Austragsorgan
von einer herkömmlichen Füllvorrichtung – welche
auch die vorbekannten Füllwagen befüllt – mit
Beton versorgt wird.
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Von
Vorteil ist es, wenn mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine Form befüllt wird, die eine Mehrzahl von
Formeinsätzen aufweist, die jeweils zur Ausbildung eines
Bausteins ausgebildet sind.
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Vorgesehen
sein kann dabei, dass die Form zwei bis dreißig, vorzugsweise
zwei bis zwanzig, Formeinsätze aufweist, die in jedem Verfahrensschritt
befüllt werden. Die Anzahl kann in Abhängigkeit
der Größe der herzustellenden Bausteine variiert werden.
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Von
Vorteil ist es ferner, wenn die danach hergestellten Bausteine gemeinsam
mechanisch nachbearbeitet werden.
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Eine
gleichzeitige Herstellung mehrerer Bausteine bzw. ein gleichzeitiges
Verfüllen einer Mehrzahl von Formeinsätzen pro
Verfahrensschritt lässt sich problemlos durch eine geeignete
Dimensionierung der Einfülleinrichtung, des Füllwagens,
der Mittel zum Rütteln der Formen oder der Verdichtereinheiten
(z. B. Stempel) und dergleichen erreichen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren abhängigen Ansprüchen.
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Nachfolgend
ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
prinzipmäßig dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einer Form die zwei zu befüllende Formeneinsätze
aufweist;
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2 eine
Darstellung gemäß 1, wobei sich
die Einfülleinrichtung an einer Vorderkante einer oberen Öffnung
der Form befindet;
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3 eine
Darstellung gemäß 1, wobei die
Form mit einer Schicht aus Beton mit einer niedrigeren Rohdichte
befüllt ist;
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4 eine
Darstellung gemäß 3, wobei zusätzlich
eine Schicht aus Beton mit einer höheren Rohdichte in die
Form eingebracht ist;
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5 eine
Darstellung gemäß 4, wobei durch
Rütteln und/oder Stempeln der Beton so verdichtet wurde,
dass sich dieser gesetzt hat;
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6 eine
Darstellung gemäß 5, wobei in
den durch das Stempeln und/oder Rütteln frei gewordenen
Bereich zwischen der Oberseite des Betons mit der höheren
Rohdichte und der Oberkante der Form ein Beton mit einer niedrigeren
Rohdichte aufgefüllt wurde;
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7 eine
Darstellung gemäß 6 während
dem Stempeln des Bausteins nach Durchführung des dritten
Verfahrensschritts; und
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8 eine
vergrößerte Darstellung eines fertigen Bausteins,
welche an seiner Oberseite und Unterseite eine Schicht aus Beton
mit einer niedrigeren Rohdichte aufweisen, wobei prinzipmäßig
eine Fräseinrichtung dargestellt ist, welche den Baustein bereits
an seiner Oberseite und Unterseite mechanisch nachbearbeitet hat.
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8 zeigt
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Baustein 1 zur Herstellung von Bauwerken. Im Ausführungsbeispiel
ist der Baustein 1 als Blockstein oder Schalungsstein ausgebildet.
Der Baustein 1 ist aus einem Beton 2 mit einer
hohen bzw. höheren Rohdichte und einem Beton 3 mit
einer niedrigen bzw. niedrigeren Rohdichte gebildet. Bei dem Beton 2 mit
der höheren Rohdichte handelt es sich im Ausführungsbeispiel
um einen Schwerbeton, beispielsweise um einen Beton mit einem Quarzanteil
und/oder einem Kiesanteil. Bei dem Beton 3 mit der niedrigeren
Rohdichte handelt es sich um einen Leichtbeton mit einem Gewicht
von maximal 1.400 kg/m3.
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Die
Außenwände des Bausteins 1 werden von
einer Oberseite 4, einer Unterseite 5 und Seitenwänden 6 gebildet.
Dabei sind die Oberseite 4 und die Unterseite 5 des
Bausteins 1 aus dem Leichtbeton 3 gebildet. Die
Schicht zwischen der Oberseite 4 und der Unterseite 5 (und
somit der größte Teile der Seitenwände 6 des
Bausteins 1) ist aus dem Schwerbeton 2 gebildet.
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Die
Oberseite 4 und die Unterseite 5 aus dem Leichtbeton 3 kann
mit herkömmlichen Werkzeugen 7 mechanisch bearbeitet,
z. B. gefräst oder geschliffen werden. Diese Maßnahme
ermöglicht es, einen exakt ausgeformten Baustein 1 mit
einer sehr hohen Maßgenauigkeit zu erzeugen. Somit können insbesondere
nach diesem Verfah ren hergestellte trocken zu verlegende Plansteine
oder Schalungssteine maßgenau versetzt werden.
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Um
die erforderliche Genauigkeit des Bausteins 1 durch entsprechende
Nachbearbeitung zu erreichen, ist es im Allgemeinen ausreichend,
wenn die aus dem Leichtbeton bestehenden Schichten als dünne
Schichten mit einer Stärke von ca. 10 mm +/– 5
mm hergestellt sind. Dadurch ist es möglich, dass der Baustein 1 insbesondere
in einer Ausgestaltung als Block- oder Schalungsstein zu mindestens
90% (Volumen) aus dem Schwerbeton 2 gebildet ist. Durch
den hohen Anteil von Schwerbeton mit der entsprechenden Festigkeit
und Härte lassen sich mit dem Baustein 1 dünne
Außenwände realisieren.
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Der
Baustein 1 kann auch mit einer nicht näher dargestellten
Isolierung, wie sie beispielsweise bei Schalungssteinen üblich
ist, versehen sein.
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1 zeigt
einen prinzipmäßigen Aufbau zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Ausführungsbeispiel
weist eine Form 8 zwei Formeinsätze 8a zur
Ausbildung jeweils eines Bausteins 1 auf. In die Form 8 bzw.
die Formeinsätze 8a ist Leicht- bzw. Schwerbeton
verfüllbar, um einen Baustein 1 aus mindestens
zwei Arten von Beton mit unterschiedlichen Rohdichten zu schaffen.
Die Form 8 bzw. die Formeinsätze 8a weisen
jeweils eine obere Öffnung 9 und eine untere Öffnung 10 auf.
Die untere Öffnung 10 ist im Ausführungs beispiel
durch eine Transportpalette 11, beispielsweise aus Holz, verschlossen.
Vorgesehen sind zudem Vibrationseinheiten 12, um die Transportpalette 11 bzw.
die Form 8 und den eingebrachten Beton 2, 3 zu
rütteln. Des weiteren sind Stempel 13 vorgesehen,
um den in die Form 8 eingebrachten Beton 2, 3 zu
stempeln bzw. zu verdichten.
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Zur
Befüllung der Form 8 sind im Ausführungsbeispiel
zwei Füllstationen 14 vorgesehen. Bei der Füllstation 14a handelt
es sich um eine herkömmliche Einheit aus einer Füllvorrichtung 15a,
die mit einem Trichter versehen ist, um einen Füllwagen 16 zu befüllen.
Nach der Befüllung des Füllwagens 16 kann die
Ausgabeöffnung der Füllvorrichtung 15a verschlossen
werden. Über nicht dargestellte Schienen oder Rollen kann
der Füllwagen 16 an der Oberseite der Form 8 entlang
geführt werden, so dass Beton 2 aus dem Füllwagen 16 durch
die obere Öffnung 9 in die Form 8 bzw.
die Formeinsätze gelangen kann.
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Die
Füllstation 14b weist ebenfalls eine Füllvorrichtung 15b mit
einem trichterförmigen Auslauf und einem Verschlussmechanismus
auf. Anstelle eines Füllwagens 16 ist jedoch eine
zur dosierten Ausgabe von Beton ausgebildete Einfülleinrichtung 17 vorgesehen.
Die Einfülleinrichtung 17 weist im Ausführungsbeispiel
ein als Förderband 18 ausgebildetes Ausgabemittel
auf, mit welchem dosiert und gleichmäßig Beton
in die Form 8 eingebracht werden kann. Die Einfülleinrichtung 17 ist
analog dem bekannten Füllwagen 16 so ausgebildet,
dass sie mit einer definierten Geschwindigkeit, beispielsweise über Rollen
oder Schienen, über die obere Öffnung 9 der Form 8 bewegt
werden kann. Während der Bewegung der Einfülleinrichtung 17 über
die obere Öffnung 9 der Form 8 gibt das
Förderband 18 dosiert Beton, im Ausführungsbeispiel
Leichtbeton 3, in die Form 8 bzw. die Formeinsätze 8a ab.
Die Versorgung des Förderbandes 18 der Einfülleinrichtung 17 erfolgt über
die Füllvorrichtung 15b.
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2 zeigt
eine Position der Einfülleinrichtung 17 vor Beginn
des Einfüllens von Leichtbeton 3 in die Form 8.
Hierzu ist die Einfülleinrichtung 17 zunächst
bis zu einer Vorderkante 9a der oberen Öffnung 9,
welche im Ausführungsbeispiel die von der Füllstation 15b am
weitesten entfernte Kante der Form 8 definiert, bewegt
worden.
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Die
Einfülleinrichtung 17 dient zur Durchführung
des ersten (und des dritten) Verfahrensschritts, wonach eine dünne
Schicht des Leichtbetons 3 in die Form 8 gefüllt
werden soll.
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Dadurch,
dass die Einfülleinrichtung 17 von der in 2 dargestellten
Position wieder zurück in die in 1 dargestellte
Position, d. h. zur Füllstation 15b, bewegt wird
und während dieser Bewegung das Förder band 18 synchronisiert
Leichtbeton 3 über dessen Ausgabekante 18a befördert
(siehe Pfeilrichtung in 2), gelangt gleichmäßig
Leichtbeton 3 in die Form 8 bzw. die Formeinsätze 8a.
Der Leichtbeton 3 fällt auf die Transportpalette 11 und
bildet dort eine dünne Schicht von 10 mm +/– 5
mm aus (siehe 3).
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In
der Füllstation 14b kann auf das Förderband 18 wieder
eine neue Menge Leichtbeton 3 aufgebracht werden. Im Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Füllvorrichtung 15b jeweils
so viel Leichtbeton 3 auf das Förderband 18 aufbringt,
wie zur Durchführung eines Ausbringvorgangs bzw. eines
Verfahrensschrittes notwendig ist.
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Im
Ausführungsbeispiel ist optional vorgesehen, dass nach
Durchführung des ersten Verfahrensschritts und vor der
Durchführung des zweiten Verfahrensschritts die eingebrachte
Schicht aus Leichtbeton 3 gerüttelt und/oder gestempelt
wird. Hierzu dienen die Vibrationseinheiten 12 und die
Stempel 13.
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4 zeigt
eine Darstellung nach Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen
Verfahrensschritts, wonach Schwerbeton 2 in die Form 8 bis
in den Bereich ihrer Oberkante (zeichnerisch dargestellt durch die
Vorderkante 9a bzw. Hinterkante 9b) verfüllt
wird.
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Zum
Einbringen des Schwerbetons 2 dient in bekannter Weise
der Füllwagen 16, welcher gegebenenfalls mit einem
Abstreifer versehen sein kann, um die Form 8 vorzugsweise
exakt bis zur Oberkante 9a, 9b zu verfüllen.
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Nach
bzw. gegebenenfalls bereits während dem Einfüllen
des Schwerbetons 2 kann dieser gerüttelt und/oder
gestempelt werden, wozu wiederum die Vibrationseinheiten 12 und
die Stempel 13 eingesetzt werden können. Durch
das Rütteln und/oder Stempeln wird der Schwerbeton 2 verdichtet,
wodurch sich das in 5 dargestellte Bild einstellt.
Der Beton 2 setzt sich ab und verdichtet sich. Der entstehende Freiraum
zwischen der Oberseite des Betons 2 und der Oberkante 9a, 9b der
Form 8 wird, wie in 6 erkennbar,
genutzt, um Leichtbeton 3 aufzufüllen. Das Einfüllen
des Leichtbetons 3 erfolgt dabei analog dem ersten Verfahrensschritt.
Die Einfülleinrichtung 17 kann in nicht näher
dargestellter Weise analog dem Füllwagen 16 mit
einem Abstreifer versehen sein, damit der Leichtbeton 3 möglichst
exakt bis zur Oberkante 9a, 9b der Form 8 verfüllt
werden kann und zudem die Oberfläche eben ist.
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Der
im dritten Verfahrensschritt aufgebrachte Leichtbeton 3 ist
als dünne Schicht von 10 mm +/– 5 mm ausgebildet.
Die durch den Leichtbeton 3 gebildeten Schichten an der
Oberseite 4 und der Unterseite 5 des Bausteins 1 können
grundsätzlich dieselbe Stärke aufweisen.
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Vorzugsweise
kann das Einfüllen des Betons 2, 3 so
erfolgen, dass die jeweilige durch den anderen Beton gebildete Unterschicht
noch feucht ist. Dadurch wird gewährleistet, dass eine
feste und stabile Verbindung zwischen den Betonschichten entsteht.
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Nach
dem kompletten Einfüllen des Leichtbetons 3 erfolgt,
wie 7 zeigt, eine Komprimierung der beiden Betonschichten 2, 3 durch
die Stempel 13 und gegebenenfalls durch Einsatz der Vibrationseinheiten 12.
Dadurch werden die Betonschichten 2, 3 in ihrer
Endstufe komprimiert und entsprechen somit den Ausmaßen
des in 8 (vergrößert) dargestellten
fertigen Bausteins 1. Durch das gemeinsame Verdichten entsteht
eine hoch belastbare Verbindung zwischen den unterschiedlichen Betonschichten.
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Wie
in 8 dargestellt, bilden die beiden Schichten aus
dem Leichtbeton 3 die Oberseite 4 und die Unterseite 5 des
Bausteins 1. Die Oberseite 4 und die Unterseite 5 werden
in einem vierten Verfahrensschritt derart mechanisch bearbeitet,
dass der Baustein 1 maßgenau verlegt werden kann.
Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Bearbeitung mittels
einem Fräswerkzeug 7. Alternativ kann auch ein
Schleifwerkzeug oder ein ähnliches Verfahren eingesetzt werden.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Fräs-/Schleifwerkzeug 7 zunächst
die Unterseite 5 eines oder mehrerer verfah rensgemäß hergestellter
Bausteine 1 bearbeitet. Anschließend werden die
Bausteine 1 einzeln oder gemeinsam gewendet, damit das
Fräs-/Schleifwerkzeug 7 auch die jeweils andere
Seite, im vorliegenden Fall die Oberseite 4, bearbeiten
kann.
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Alternativ
dazu können auch zwei Fräs-/Schleifwerkzeuge 7 vorgesehen
sein, die ein gleichzeitiges bzw. wendeloses Bearbeiten der Oberseite 4 und
der Unterseite 5 des oder der Bausteine 1 ermöglichen.
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Die
im Ausführungsbeispiel dargestellte Form 8 weist
zwei Formeinsätze 8a auf, welche jeweils zur Ausbildung
eines Bausteins 1 ausgebildet sind. Hiermit soll nur das
Grundprinzip verdeutlicht werden. Vorzugsweise kann in den einzelnen
Verfahrensschritten jeweils eine Form 8 mit einer Vielzahl von
Formeinsätzen 8a, vorzugsweise zwei bis dreißig,
befüllt werden. Die danach hergestellten Bausteine 1 können
möglichst gleichzeitig mechanisch nachbearbeitet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0960989
B1 [0002, 0005, 0005, 0006, 0007, 0008, 0009]
- - FR 1521840 A [0008]