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(11) | EP 0 985 777 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Mauerstein und Verfahren zu seiner Herstellung |
| (57) Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Mauersteins (1),
insbesondere aus Ton oder Lehm, mit den Verfahrensschritten: a) Herstellung eines
Materialgemisches (2), insbesondere aus Ton und/oder Lehm unter Zugabe von Zusatzstoffen
wie beispielsweise Sägemehl, b) Pressen des Materialgemisches durch eine Strangpresse,
deren Spritzkopf (3) dem Profil des Mauersteins (1) entspricht, c) Ablängen einzelner
Mauersteine (1) als Teil des durch den Spritzkopf (3) Strangpresse gepreßten Materials
(2), wodurch ein Mauersteinrohling mit gewünschter Steinhöhe (H) hergestellt wird,
und d) Trocknen des Mauersteinrohlings. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Ablängung
der einzelnen Mauersteine (1) gemäß Schritt c) unter Einhaltung einer geringen Toleranz
(T) in der Weise erfolgt, daß eine Nachbearbeitung des Mauersteins (1) zur Erzielung
einer definierten Steinhöhe (H), insbesondere durch Schleifen, nicht erforderlich
ist. Damit werden Planziegel hergestellt, die keine Nachbearbeitung durch Schleifen
benötigen. |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mauersteins, insbesondere aus Ton oder Lehm, mit den Verfahrensschritten:
a) Herstellung eines Materialgemisches, insbesondere aus Ton und/oder Lehm unter Zugabe von Zusatzstoffen wie beispielsweise Sägemehl,
b) Pressen des Materialgemisches durch eine Strangpresse, deren Spritzkopf die dem Profil des Mauersteins entspricht,
c) Ablängen einzelner Mauersteine als Teil des durch den Spritzkopf der Strangpresse gepreßten Materials, wodurch ein Mauersteinrohling mit gewünschter Steinhöhe hergestellt wird, und
d) Trocknen des Mauersteinrohlings.
[0002] Des weiteren betrifft die Erfindung einen Mauerstein, der Hohlräume aufweist, die sich in Richtung der Höhe erstrecken.
[0003] Das genannte Verfahren und der Mauerstein sind bekannt. Die einzelnen Bausteine werden dabei häufig mit Nut und Feder ausgeführt, so daß sowohl die Ausrichtung einfacher als auch die Stabilität höher ist. Dabei erfolgt die Nut-Feder-gestützte Anordnung stets in der Art, daß sich die Nuten und Federn in der Lagerfuge befinden.
[0004] Verwendet werden dabei meist Bausteine, die zwecks Gewichts- und Materialeinsparung mit Hohlräumen versehen sind. Diese sog. Mehrkammersteine weisen mitunter eine Vielzahl von Luftkammern auf (z.B. 2, 4 oder 9 Kammern), die den Stcin nicht nur leichter machen und Material einsparen, sondern auch dic Wärmedämmung erhöhen. Die Abmessungen der Luftkammern ergeben sich dabei nach der DIN 18148, 18151 und 18153.
[0005] Zur Herstellung von Mauersteinen wird zunächst der Grundstoff aufbereitet. Hierzu erfolgt nach der Gewinnung des Tons bzw. des Lehms im Tagebau der Transport zur Zwischenlagerung in ein Sumpfhaus. Dort werden verschiedene Tonsorten gemischt. Durch die Lagerung wird eine gleichmäßige Durchfeuchtung und eine Homogenisierung erreicht. Die mechanische Aufbereitung des Tones, insbesondere das Zerkleinern, erfolgt in einem Kollergang. Anschließend werden die Grundstoffe in einem gewünschten Verhältnis gemischt und befeuchtet.
[0006] Bei der Herstellung hochwärmedämmender Ziegelsteine ist eine zusätzliche Porosierung erforderlich. Diese erfolgt durch Zugabe von Sägemehl. Die damit erzielte Feinporosierung, die die natürliche Kapilarität des gebrannten Materials in vollem Umfang erhält, bewirkt ein günstiges Austrocknungsverhältnis des Neubaus, d. h. eine rasche Verminderung der Baufeuchte, sowie eine gute Feuchtigkeitsregulierung bei der späteren Nutzung.
[0007] Die Formgebung der Stein-Rohlinge erfolgt durch Strangpressen. Dabei wird das Material durch einen Spritzkopf hindurchgepreßt. Anschließend werden einzelne Roh-Steine von einem Abschneider abgetrennt. Das so geformte Material kommt in den Trockner, der mit der Abwärme eines Tunnelofens betrieben werden kann. Die Trocknungszeit variiert je nach Format und Rohdichte und beträgt in der Regel 24 Stunden. Danach werden die getrocknen Rohlinge bei ca. 1.000 °C innerhalb von 30 bis 45 Stunden in einem Tunnelofen gebrannt. Die rückstandsfreie Verbrennung der genannten Porosierungsstoffe bewirkt die Feinporosierung.
[0008] Nach diesem Verfahren können genormte Ziegelsteine (DIN 105) hergestellt werden. Zur Erstellung eines Mauerwerks aus solchen Steinen wird zwischen den Steinreihen eine Mörtelschicht aufgebracht, wobei eine Mörtelschicht bis zu 12 Millimeter dick sein kann, wodurch Maßtoleranzen des Steins ausgeglichen werden können.
[0009] Daneben sind auch sog. Panziegel bekannt, die ebenfalls mit dem genannten Verfahren hergestellt werden können. Planziegel erlauben die Erstellung eines Mauerwerks, bei dem nur eine dünne Mörtelschicht von ca. 1 Millimeter zwischen den Steinreihen aufgebracht wird. Dies setzt eine sehr hohe Maßtoleranz der Steine voraus, so daß sich notwendigerweise dem dargestellten Verfahren eine Nachbearbeitung in Form eines Schleifvorgangs anschließt. Dadurch werden die Steine mit hoher Genauigkeit auf die notwendige Toleranz geschliffen.
[0010] Trotz des hohen Fertigungsaufwands von Planziegeln haben sich solche Steine durchgesetzt, da ein Mauerwerk in einfacher Weise recht genau erstellt werden kann.
[0011] Nachteilhaft bei dem genannten Verfahren ist, daß die Schleifbearbeitung ein teurer Fertigungsschritt ist, der nicht nur kapitalintensiv ist (es muß in entsprechende Schleifanlagen investiert werden), sondern der auch die Herstellzeit des Steins - und auch damit wieder die Kosten - erhöht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Schleifstaub zum einen eine Umweltbelastung darstellt und zum anderen häufig nicht von der Steinoberfläche entfernt werden kann, so daß der Mörtelverbund schlecht ist.
[0012] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Herstellverfahren für Mauersteine zu verbessern und dabei die genannten Nachteile zu eliminieren. Das Verfahren soll also kostengünstiger arbeiten und nicht die Belastung mit Schleifstaub bedingen, trotzdem jedoch preiswert hergestellte Steine hervorbringen, die als Planziegel verbaut werden können. Weiterhin soll ein als Planziegel verwendbarer Mauerstein geschaffen werden, der sich im Vergleich zu einem bekannten Planziegel dadurch auszeichnet, daß er eine verbesserte Wärme- und Schalldämmeigenschaft aufweist.
[0013] Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung hinsichtlich des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ablängung der einzelnen Mauersteine (1) unter Einhaltung einer geringen Toleranz (T) in der Weise erfolgt, daß eine Nachbearbeitung des Mauersteins (1) zur Erzielung einer definierten Steinhöhe (H), insbesondere durch Schleifen, nicht erforderlich ist.
[0014] Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß auf das nachgeschaltete Schleifen der Steine ganz verzichtet wird, daß die Tauglichkeit des Steins zum genau gefertigten Planziegel jedoch dadurch erreicht wird, daß die Ablängung unter hoher Genauigkeit erfolgt, so daß die benötigte Toleranz auch ohne Nachschleifen erreicht wird. Dabei wird eine Toleranz in den Steinabmessungen, insbesondere in der Höhe des Steins, von ca. ± 1,5 Millimeter angestrebt.
[0015] Diese Genauigkeit liegt zwar unter derjenigen der bekannten Planziegel, jedoch reicht sie aus, um die Steine mit einer Mörtelschicht von ca. 2 Millimetern zu vermauern.
[0016] Gemäß einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, daß zwecks Ablängen einzelner Mauersteine (1) eine Ablängvorrichtung (4) eingesetzt wird, die einen Trenndraht (5) aufweist, der während des Ablängvorgangs mit der Strangaustrittsgeschwindigkeit (v) mitbewegt wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Ablängvorrichtung (4) den Trenndraht (5) durch Einsatz an sich bekannter Mittel derart führt, daß sich eine Positionsgenauigkeit des Trenndrahtes (5) von weniger als 0,5 Millimeter, vorzugsweise weniger als 0,2 Millimeter, ergibt.
[0017] Für einen stabilen Fertigungsverlauf ist es weiterhin vorteilhaft, daß ein gleichförmiger Strömungsquerschnitt des Materialgemisches (2) über die gesamte Querschnittsfläche des Spritzkopfes der Strangpresse (3) eingehalten wird.
[0018] Der erfindungsgemäße Mauerstein, der vorzugsweise mit dem erläuterten Verfahren hergestellt werden kann, weist Hohlräume (6) auf, die sich in Richtung der Höhe (H) erstrecken. Er ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch
- eine Mauersteinhöhe (H), die dem benötigten Mauermaß angepaßt ist,
- wobei der Mauerstein (1) ohne Nachbearbeitung, insbesondere ohne Schleifbearbeitung, verbaut wird und
- wobei die Öffnungen (7) des Hohlraums (6) an der Oberfläche (O) des Mauersteins (1) Schnittgrate (8) aufweisen.
[0019] Die Schnittgrate können mittels des Trenndrahtes dadurch erzeugt werden, daß beim Ablängen der noch zähen Masse Material durch den Draht in den Bereich des Hohlraums hineingezogen wird. An sich wird dies im Stand der Technik als eher störend empfunden; beim nachträglichen Schleifen des Steins bei bekannten Planziegeln wird der Grat daher auch bewußt abgetragen.
[0020] Die Erfindung geht jedoch von der Erkenntnis aus, daß der Grat nutzbar gemacht werden kann, indem er beim Aufbringen von Mörtel hilft, die Hohlräume mit Mörtel möglichst völlig zu verschließen, so daß sich keine über die gesamte Mauerhöhe erstreckenden Hohlkammern bilden, die in nachteilhafter Weise einen Kamineffekt auslösen können und damit das Wärmedämmverhalten der Mauer negativ beeinflussen. Weiterhin wird damit nicht in nachteilhafter Weise die Schalldämmwirkung der Mauer verschlechtert. Die Schnittgrate erniedrigen also an der Oberfläche des Stein den effektiven Lochanteil.
[0021] Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, daß der Stein zwecks positionsgenauer Verbauung mit einem Leichtmauermörtel eine Mauersteinhöhe (H) von 123 Millimeter, 248 Millimeter oder 498 Millimeter aufweist mit einer Toleranz von höchstens ± 2,5 Millimeter, vorzugsweise ± 1,5 Millimeter.
[0022] Eine wesentliche Grundüberlegung der vorliegenden Erfindung ist also, daß der Stein mit veränderter Steinhöhe in neu definierter Toleranz gefertigt wird, wobei eine Nachbearbeitung durch Schleifen - wie im Stand der Technik - nicht stattfindet.
[0023] Die vorbekannten Planziegel sind zwar auch dem benötigtem Mauermaß angepaßt, jedoch wird deren Breite auf 124, 249 bzw. 499 Millimeter mit einer Toleranz von ± 1 Millimeter mittels Schleifen festgelegt. Die erfindungsgmäßen Steine haben indes vorzugsweise eine Mauersteinhöhe von 123 Millimeter, 248 Millimeter oder 498 Millimeter, wobei die Toleranz vorzugsweise ± 1,5 Millimeter beträgt. Damit ist ebenfalls eine Verarbeitung als Planziegel (mit dünner Mörtelschicht) möglich, jedoch ist keine Nachbearbeitung des Steins (Schleifen) erforderlich.
[0024] In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt:
- Fig. 1
- zeigt schematisch den Aufbau einer Herstellanlage für Mauersteine,
- Fig. 2
- stellt schematisch dreidimensional einen erfindungsgemäßen Mauerstein dar.
[0025] In Fig. 1 ist schematisch zu sehen, wie das Verfahren zur Herstellung eines Mauerstein arbeitet. In einem Mischbehälter wird ein Materialgemisch 2 gemischt. Dies kann Ton sein, der vorbereitet ist (s. oben) und mit Sägespänen zwecks Erzielung einer hohen Porosität des fertigen Steins versetzt ist. Das Materialgemisch wird einem Spritzkopf 3 zugeführt, der es mit einer Austrittsgeschwindigkeit v austreibt. Dabei wird über den Querschnitt des Spritzkopfes eine möglichst gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung angestrebt. Der Spritzkopf profiliert das Materialgemisch 2 derart, daß das Extrudat dem Querschnitt des gewünschten Steins entspricht.
[0026] Der Spritzkopf 3 nachgeschaltet ist eine Ablängvorrichtung 4 angeordnet. Diese ist in der Figur schematisch als Rahmen dargestellt, der vertikal beweglich ist. Er trägt einen Trenndraht 5, der von dem Rahmen gespannt wird. Der Rahmen wird in Schnittrichtung s abgesenkt, wodurch von dem extrudierten Profil ein Stück abgetrennt werden kann. Die Ablängung erfolgt derart, daß sich Stein-Rohlinge 1 mit der Mauersteinhöhe H ergeben.
[0027] Um eine hohe Genauigkeit des Schnitts des Trenndrahtes zu erreichen, wird die Ablängvorrichtung 4 im Moment des Ablängens mit der Strangaustrittsgeschwindigkeit v mitbewegt, so daß sich - trotz der weiteren Bewegung - ein gerader Schnitt ergibt.
[0028] Der so hergestellte Stein ist in Fig. 2 zu sehen. Die Ablängung des Stranges erfolgte in einer solchen Genauigkeit, daß die Steinhöhe H innerhalb einer geringen Toleranz T liegt, wobei eine Größenordnung von ± 1,5 Millimeter angestrebt wird. In diesem Fall kann der Mauerstein 1 ohne Nachbearbeitung (Schleifen) direkt als Planziegel verbaut werden, wobei eine Mörtelschicht von ca. 2 Millimetern vorgesehen werden kann.
[0029] Der Stein weist - wie in der Figur zu sehen ist - mehrere (in der Fig. 2 neun) Hohlräume 6 auf. Diese dienen nicht nur der Gewichts- und Materialersparnis, sie ermöglichen auch eine verbesserte Wärmeisolation. Durch das Abtrennen des Steins 1 mittels des Trenndrahtes 5 in Schnittrichtung s haben sich an der Oberfläche O des Steins 1 im Bereich der Öffnung des Hohlraums 6 Schnittgrate 8 ergeben.
[0030] Schnittgrate sind in der Regel eher unerwünscht; bei der Schleif-Nachbearbeitung gemäß dem Stand der Tecknik werden sie daher auch durch das Schleifen entfernt. Allerdings nutzt der erfindungsgemäße Stein die Grate bewußt: Der Grat stellt eine Stützte für den Mörtel dar, der bei der Vermauerung aufgetragen wird. Damit können leichter die Öffnungen 7 der Houhlräume 6 abgedeckt werden, so daß sich eine durchgehende Mörtelschicht ausbildet, die die Öffnungen 7 ganz verschließt.
[0031] Die Steine 1 sind auf Mauermaß abgelängt. Zwecks einfachem Verbauen der Steine sind sie auf 123 Millimeter, 248 Millimeter oder 498 Millimeter geschnitten, wobei eine Toleranz von höchstens ± 2,5 Millimeter, vorzugsweise von ± 1,5 Millimeter eingehalten wird. Damit kann eine positionsgenaue Verbauung mit einem Leichtmauermörtel erfolgen.
Bezugszeichenllste:
1. Verfahren zum Herstellen eines Mauersteins (1), insbesondere aus Ton oder Lehm, mit
den Verfahrensschritten:
daß die Ablängung der einzelnen Mauersteine (1) gemäß Schritt c) unter Einhaltung einer geringen Toleranz (T) in der Weise erfolgt, daß eine Nachbearbeitung des Mauersteins (1) zur Erzielung einer definierten Steinhöhe (H), insbesondere durch Schleifen, nicht erforderlich ist.
a) Herstellung eines Materialgemisches (2), insbesondere aus Ton und/oder Lehm unter Zugabe von Zusatzstoffen wie beispielsweise Sägemehl,
b) Pressen des Materialgemisches durch eine Strangpresse, deren Spritzkopf (3) dem Profil des Mauersteins (1) entspricht,
c) Ablängen einzelner Mauersteine (1) als Teil des durch den Spritzkopf (3) der Strangpresse gepreßten Materials (2), wodurch ein Mauersteinrohling mit gewünschter Steinhöhe (H) hergestellt wird, und
d) Trocknen des Mauersteinrohlings,
dadurch gekennzeichnet,daß die Ablängung der einzelnen Mauersteine (1) gemäß Schritt c) unter Einhaltung einer geringen Toleranz (T) in der Weise erfolgt, daß eine Nachbearbeitung des Mauersteins (1) zur Erzielung einer definierten Steinhöhe (H), insbesondere durch Schleifen, nicht erforderlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ablängen einzelner Mauersteine
(1) gemäß Schritt c) von Anspruch 1 eine Ablängvorrichtung (4) eingesetzt wird, die
einen Trenndraht (5) aufweist, der während des Ablängvorgangs mit der Düsenaustrittsgeschwindigkeit
(v) mitbewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Äblängvorrichtung (4) den
Trenndraht (5) durch Einsatz an sich bekannter Mittel derart führt, daß sich eine
Positionsgenauigkeit des Trenndrahtes (5) von weniger als 0,5 Millimeter, vorzugsweise
weniger als 0,2 Millimeter, ergibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichförmiger
Strömungsquerschnitt des Materialgemisches (2) über die gesamte Querschnittsfläche
des Spritzkopfes (3) der Strangpresse eingehalten wird.
5. Mehrkammerstein (1), insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 4, der Hohlräume (6) aufweist, die sich in Richtung der Höhe (H) erstrecken,
gekennzeichent durch
- eine Mauersteinhöhe (H), die dem benötigten Mauermaß angepaßt ist,
- wobei der Mauerstein (1) ohne Nachbearbeitung, insbesondere ohne Schleifbearbeitung, verbaut wird und
- wobei die Öffnungen (7) der Hohlräume (6) an der Oberfläche (O) des Mauersteins (1) Schnittgrate (8) aufweisen.
6. Mehrkammerstein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zwecks positionsgenauer
Verbauung mit einem Leichtmauermörtel eine Mauersteinhöhe (H) von 123 Millimeter,
248 Millimeter oder 498 Millimeter mit einer Toleranz von höchstens ± 2,5 Millimeter,
vorzugsweise ± 1,5 Millimeter aufweist.