Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelements

Abstract

 Dargestellt und beschrieben wird ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Bauelements mit den folgenden Schritten

• Auskleiden einer Form (1) mit einer Trennfolie (4),
• Aufbringen einer Bindemittel enthaltenden Masse (5) auf die Trennfolie (4),
• Trocknen der Masse (5) und
• Ausschalen der Masse (5) aus der Form (1).

Ferner wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelements mit einer Form (1) zur Aufnahme der zur Herstellung verwendeten, bindemittelhaltigen Masse (5) beschrieben, wobei die Form (1) Poren (2) aufweist, an die eine Unterdruckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren und eine Herstellungsvorrichtung für ein Bauelement.

[0002] In der Bauindustrie ist es bekannt, Bauelemente durch Gießverfahren herzustellen. Diese Gießverfahren bestehen im wesentlichen aus dem Füllen einer Mehrwegform mit einer Masse, dem Trocknen der Masse und dem Ausschalen des nach dem Trocknen vorhandenen festen Gegenstandes aus der Form. Ein derartiges Verfahren weist den Nachteil auf, dass die Mehrwegform nach jedem Gießvorgang gereinigt und gegebenenfalls poliert werden muss, da beim Ausschalen Reste der Masse oder anderer Verunreinigungen in der Form verbleiben. Ferner ist nachteilig, dass aus der Form herausgelöste (ausgeschalte) Gegenstände zum weiteren Transport mit Schutzmitteln, beispielsweise Dämmmaterial, umgeben werden müssen, um Transportschäden zu vermeiden. Durch diese zusätzlichen Arbeitsschritte wird die Herstellung eines transportfertigen Bauelements aufwendig. Außerdem besteht der Nachteil, dass die meist raue Kontur der Oberfläche der Form zu einer rauen Oberfläche des gegossenen Bauelements führt, so dass Bauelemente mit glatter Oberfläche nur durch Nachbearbeiten der Oberfläche erzeugt werden können. Besonders wenn Massen mit gefärbten Bindemitteln verwendet werden, die auf der Oberfläche der getrockneten Masse eine Farbstruktur, beispielsweise eine Marmorierung, hinterlassen, führt das Nachbearbeiten dieser Oberflächen zu einem Verlust der feinen Farbstrukturen.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Herstellungsverfahren und eine einfache Herstellungsvorrichtung für Bauelemente bereitzustellen.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements mit den folgenden Schritten gelöst:

• Auskleiden einer Form mit einer Trennfolie
• Aufbringen einer Bindemittel enthaltenden Masse auf die Trennfolie
• Trocknen der Masse und
• Ausschalen der Masse aus der Form.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0006] Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sieht vor, dass die Form mit einer Trennfolie ausgekleidet wird. Dadurch wird ein Kontakt zwischen der Masse und der Form verhindert. Ein Verbleiben getrockneter Restmasse an der Form beim Ausschalen des Gegenstandes wird vermieden. Dadurch entfällt ein Nachreinigen der Form nach dem Herstellungsprozess. Ferner wird durch die Folie erreicht, dass das Bauelement nach Entfernen der Folie eine glatte Oberfläche aufweist. Die gegebenenfalls raue Kontur der Oberfläche der Form erzeugt bei genügend starker Folie keine raue Oberfläche der trocknenden Masse. Dadurch kann ein Nachbearbeiten, beispielsweise Glätten, der Oberfläche entfallen, so dass Farbstrukturen auf der Oberfläche, wie sie sich beispielsweise bei gefärbtem Bindemittel in der Masse ergeben, erhalten bleiben. Außerdem kann die Trennfolie nach dem Ausschalen als Transportschutz haftend an dem Bauelement belassen werden und erst am Einbauort entfernt werden.

[0007] Die Trennfolie kann aus beliebigen Kunststoff- oder Schaumstoffmaterialien bestehen. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyvinylacetat (PVA) und/oder Polyvinylcarbonat (PVC). Geeignete Schaumstoffe sind beispielsweise Polyurethan-Schaumstoffe wie Styropor®.

[0008] Der Verfahrensschritt des Auskleidens der Form dient dem Abdecken der Teile der Oberfläche der Form, die ohne Einsatz der Folie in Kontakt mit der Masse kommen würden. Bei Verwendung einer über die formgebenden Bereiche der Form hinausragenden, großen Trennfolie kann diese als besonders guter Transportschutz verwendet werden, in dem das hergestellte Bauelement für den Transport vollständig, gegebenenfalls mehrfach, mit der Trennfolie umgeben.

[0009] Beim Aufbringen der Masse auf die Trennfolie kann die Form vollständig mit der Masse gefüllt werden. Dadurch werden selbstständige Bauelemente geschaffen. Beispielsweise kann eine zylindrische, mit Trennfolie ausgekleidete Form vollständig mit Masse gefüllt werden, so dass mit dem Trocknen der Masse eine Säule entsteht.

[0010] Das Trocknen kann bei Umgebungsbedingungen erfolgen. Die Trockenzeit hängt von der Zusammensetzung der Masse ab. Sie kann bis zu 48 Stunden betragen. Zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses können aber auch Hilfsmittel, wie beispielsweise Heizelemente, verwendet werden, die die Masse nach dem Aufbringen auf die Trennfolie erwärmen.

[0011] Das Ausschalen dient der Entnahme des getrockneten Gegenstandes aus der Form. Hierzu werden die herkömmlichen Methoden angewandt. Beispielsweise wird eine geteilte Form eingesetzt.

[0012] In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Herstellungsverfahren eingesetzt, um bestehende Gegenstände, insbesondere Platten, zu beschichten. Dies kann aus Gründen der Erneuerung der Oberfläche bereits verwendeter Gegenstände erfolgen. In diesem Fall wird der Gegenstand mit einer dünnen Schicht Masse beschichtet. Das Herstellungsverfahren kann jedoch auch dazu verwendet werden, bestehende Gegenstände mit einer besondern Oberflächenschicht zu versehen. Beispielsweise um der Oberfläche des Gegenstands eine besondere Farbstruktur zu geben oder um der Oberfläche besondere mechanische Eigenschaften zu geben. Außerdem kann das Verfahren verwendet werden, um aus Platten besonders konturierte Gegenstände zu schaffen, beispielsweise Stuckelemente fest mit einer Platte zu verbinden. Hierfür wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der zu beschichtende Gegenstand zumindest teilweise in die Masse eingebracht. Bei Verwendung einer Platte kann diese flach auf die in der Form befindliche Masse aufgelegt werden. Hierdurch werden beispielsweise Bauelemente mit an Platten haftenden Stuckelementen hergestellt. Der Gegenstand, beispielsweise eine Treppenstufe, kann jedoch auch in die Form eingedrückt werden. Hierfür kann es zweckmäßig sein, eine Form zu verwenden, die eine etwas weitere, ansonsten eine der Kontur des zu beschichtenden Gegenstandes entsprechende Kontur aufweist, so dass beim eingelegten Gegenstand ein Spalt zwischen Form und Treppenstufe verbleibt. Dieser Spalt wird eingenommen von der Trennfolie und einer dünnen Schicht Masse, die auf die Trennfolie aufgebracht wurde. Es ist also nicht notwendig, stets die gesamte Form mit Masse zu füllen. Die aufgebrachte Schicht Masse kann beispielsweise 3 bis 4 mm dünn sein.

[0013] Um die Trennfolie besonders gut an die Kontur der Form anzupassen, ist es vorteilhaft, wenn die Folie mittels Unterdruck, z. B. mittels Vakuum, in die Form gezogen wird. Dazu wird die Folie über die Form gelegt und dann zwischen Folie und Form ein Vakuum erzeugt, so dass die Folie ohne Falten vollständig an der Oberfläche der Form anliegt.

[0014] Das Auskleiden der Form, insbesondere auch bei Einsatz von Vakuum zum Anpassen der Folie an die Formkontur, wird vereinfacht, wenn die Folie für das Auskleiden der Form erwärmt wird. Dadurch wird die Folie nachgiebiger und lässt sich gut in die Form einbringen.

[0015] In den Anwendungszwecken, in denen die Form zumindest teilweise, insbesondere ganz, mit Masse gefüllt wird, ist es für die homogene Verteilung der Masse in der Form von Vorteil, wenn diese gerüttelt wird.

[0016] Das Herstellungsverfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Bauelementen aus Massen, die ein mineralisches Bindemittel enthalten, insbesondere solche Massen, die harzfrei sind und sonst keine Zusatzstoffe enthalten. Als Binder kommen beispielsweise in Frage: Magnesiabinder (z. B. MgO), Zementbinder (z. B. Weißzement), Gipsbinder oder Kunstharzbinder eingesetzt werden. Als Zuschlagstoffe (vorzugsweise gewaschen und/oder getrocknet) eignen sich insbesondere Natursand und gebrochener Sand. Die Zuschlagstoffe weisen vorzugsweise eine Korngröße von 0,1 bis 10 mm, insbesondere 0,5 bis 6 mm auf. Als Füller können beispielsweise Kalksteinmehl, Quarzmehl, Marmormehl, Basaltmehl, Granitmehl, Flugasche oder Perlitestaub eingesetzt werden. Zusatzmittel können beispielsweise Phosphate, Zitronensäure, Oxsalate, Pigmente, Acrylate, Polyvinylacetat, Dibutylphthalat, Verflüssiger, Salze wie Magnesiumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid und Amoniumchlorid, sowie Wasserglas und Kaliumhydroxid sein.

[0017] Als Beschichtungsverfahren für Gegenstände eignet sich das Herstellungsverfahren besonders für mineralische Gegenstände, insbesondere rein mineralische Gegenstände, wie Porenbeton (Dichte ungefähr 500 kg/m³). Diese bieten für die Masse, mit der sie beschichtet werden, eine gute Haftung und sind zudem sehr stabil. Es eignen sich aber auch Platten aus Gipskarton, Schaumstoff, Hartschaumstoff, Fermacell, Karton, Holz. Geeignete, zu beschichtende Gegenstände können Wandplatten, Fassadenplatten, Deckenplatten, Stufen, Fußbodenplatten, Fensterbänke, Säulen, Fliesen oder Fertighausbauteile sein.

[0018] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Trennfolie aus einem Kunststoff oder Schaumstoff, der in der Form derart aushärtet, dass eine feste Innenform entsteht. Die feste Innenform kann dann gemeinsam mit dem Bauelement aus der Form genommen werden und als Transportschutz für das Bauelement dienen.

[0019] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden als Trennfolie Platten Platten aus Kunststoff oder Schaumstoff verwendet. Diese sind im Transport und der Vorbereitung der Herstellungsprozesses gut zu handhaben und können durch Erwärmen gut in die Form eingebracht werden. Je nach Wahl des Kunststoffes kann dieser in der Form derart aushärten, dass durch die Trennfolie eine feste Innenform entsteht, die als Transportschutz mit dem Bauelement aus der Form genommen werden kann. Andere Folien können duktile Folien wie PVC-Folien sein.

[0020] Für den Schutz des hergestellten Bauelements ist es von Vorteil, wenn die Trennfolie beim Ausschalen an der Masse haften bleibt. So dient sie während des Transports dem Schutz des Bauelements. Am Einbauort kann die Folie vorzugsweise ohne Hinzugabe von Lösungsmitteln einfach von dem Bauelement gelöst werden.

[0021] Die zuvor genannte technische Aufgabe wird ferner durch eine Herstellungsvorrichtung für ein Bauelement gelöst, die eine Form zur Aufnahme der zur Herstellung verwendeten, bindemittelhaltigen Masse aufweist, wobei die Form Poren enthält, an die eine Unterdruckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist. Die Poren in der Form erlauben es, nach Einlegen einer Trennfolie in die Form, Luft aus den verbleibenden Spalten zwischen Form und Trennfolie abzuziehen. Damit wird die Trennfolie gut an die Kontur der Form angepasst.

[0022] Ein besonders einfaches Einbringen und Anpassen der Trennfolie an die Kontur der Form ist bei einer Herstellungsvorrichtung möglich, die eine Wärmevorrichtung zum Erwärmen der Trennfolie aufweist.

[0023] Eine gleichmäßige Verteilung der Masse in der Form wird erreicht, wenn die Herstellungsvorrichtung eine Rüttelvorrichtung zum Rütteln der Form hat.

[0024] Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1

die Form einer erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht während des Auskleidens der Form;

Fig. 2

die mit Trennfolie ausgekleidete Form aus Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 3

die mit Masse gefüllte Form aus Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 4

die Form aus Fig. 3 mit einem in die Masse eingebrachten Gegenstand in einer geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 5

die Form aus Fig. 2 mit aufgebrachter Masse in einer geschnittenen Seitenansicht und

Fig. 6

die Form aus Fig. 5 mit einem in die Masse eingebrachten Gegenstand in einer geschnittenen Seitenansicht.

[0025] Die in Fig. 1 dargestellte Form 1 einer Herstellungsvorrichtung weist Poren 2 auf, die an eine nicht dargestellte Vakuumerzeugungsvorrichtung angeschlossen sind. An der Oberseite der Form ist eine Ausnehmung 3 vorgesehen. Die Kontur der Ausnehmung 3 ist das Negativ einer Außenkontur einer Masse, die auf eine Platte aufgebracht werden soll. Ebenfalls dargestellt in Fig. 1 ist eine Trennfolie 4. Die Trennfolie 4 ist eine flexible Kunststoffplatte. Auf die Kunststoffplatte ist eine Wärmevorrichtung 5 gerichtet.

[0026] Um die Ausnehmung 3 der Form 1 mit der Trennfolie 4 auszukleiden wird die Trennfolie 4 mittels der Wärmevorrichtung erwärmt. Dadurch wird ihre Flexibilität erhöht. Anschließend wird die Trennfolie 4 in die Ausnehmung 3 eingelegt. Mittels der Vakuumerzeugungsvorrichtung wird durch die Poren 2 Luft abgezogen, die sich bei eingelegter Trennfolie 4 zwischen der Trennfolie 4 und der Oberfläche der Ausnehmung 3 befindet. Damit passt sich die Trennfolie 4 exakt an die Kontur der Ausnehmung 3 an. Falten in der Trennfolie 4 werden vermieden. Die Anordnung der Poren 2 ist so gewählt, dass in geraden Bereichen der Ausnehmung 3 weniger Poren 2 angeordnet sind, als in Bereichen stark wechselnder Geometrie der Ausnehmung 3. Damit wird sichergestellt, dass sich die Trennfolie 4 gut den Kanten der Kontur der Ausnehmung 3 anpasst.

[0027] In Fig. 2 ist die Form 1 mit eingelegter Trennfolie 4 dargestellt. Die Trennfolie 4 hat die Form der Kontur der Ausnehmung 3. Die nunmehr mit Trennfolie 4 ausgekleidete Form kann mit einer Bindemittel enthaltenden Masse gefüllt werden.

[0028] Besonders gute Ergebnisse wurden mit einer Masse erreicht, die auf 1000 kg als Binder 250 kg Weißzement, als Zuschlagstoff 620 kg Sand (0 bis 2 mm), als Zusatzmittel 5 kg verflüssigtes Polyumylacetat und Dibutylphthalat sowie als Füllstoff 125 kg Quarzmehl enthält. Der Masse wurden 125 l Wasser zugesetzt. Ebenfalls gute Ergebnisse wurden mit einer Masse erreicht, die auf 1000 kg als Binder 260 kg Magnesiumoxid, als Zuschlagstoff 500 kg Sand (0 bis 0,5 mm), als Zusatzmittel 10 kg eines Gemischs aus Zitronensäure, Phosphat, Oxsalat und Pigmenten 80 kg Magnesiumchlorid (berechet auf wasserfreier Basis) und als Füllstoff 150 kg Marmormehl enthält. Der Masse wurden 190 l Wasser hinzugefügt.

[0029] Fig. 3 zeigt die mit einer Bindemittel enthaltenden Masse 5 gefüllte Form 1. Die Masse 5 füllt die mit Trennfolie 4 ausgekleidete Ausnehmung 3. Um die Verteilung der Masse 5 in der Form 1 zu homogenisieren, wird die Form 1 durch eine nicht dargestellte Rüttelvorrichtung in der horizontalen Ebene gerüttelt. Anschließend wird der mit der Masse 5 zu beschichtende, plattenförmige Gegenstand 6 von oben teilweise in die Masse 5 eingebracht. Der Gegenstand 6 wird mit seiner zu beschichtenden Oberfläche in die Masse 5 eingebracht (Fig. 4). In diesem Zustand wird die Masse 5 bei Umgebungsbedingungen 12 bis 20 Stunden getrocknet. Anschließend wird der Gegenstand 6 mit der an ihm angetrockneten Masse 5 und der an der Masse 5 haftenden Trennfolie 4 aus der Form 1 ausgeschalt. Dabei kann durch die Poren 2 Druckluft geleitet werden, um die Trennfolie 4 aus der Ausnehmung 3 zu lösen. Es ist aber auch möglich, die Form 1 entlang einer nicht dargestellten vertikalen Trennlinie zu teilen und dadurch den Gegenstand 6 freizulegen. Nach dem Ausschalen verbleibt der mit Masse 5 beschichtete Gegenstand 6, an dessen beschichteter Oberfläche als Transportschutz die Trennfolie 4 haftet. Die Trennfolie 4 wird am Einbauort von dem Gegenstand 6 gelöst.

[0030] In Fig. 5 ist eine mit Trennfolie 4 ausgekleidete Form 1 dargestellt, auf die eine Schicht Bindemittel enthaltende Masse 5 aufgebracht ist. Um Gegenstände zu beschichten, die bereits eine der Ausnehmung ähnelnde Kontur aufweisen, ist es nicht notwendig, die gesamte Form 1 mit Masse 5 zu füllen. Vielmehr braucht, wie in Fig. 6 dargestellt, der Gegenstand 6 lediglich mit seiner zu beschichtenden Oberfläche in die Schicht eingebracht werden. Dadurch wird vermieden, dass beim Einbringen des Gegenstandes 6 Masse 5 in großen Mengen aus der Form 1 austritt und entsorgt werden muss.

[0031] Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in den Fig. 4 bis 6 auf die Darstellung der Poren 2 verzichtet. Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Form 1 ist gegenüber der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Form baulich unverändert.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Auskleiden einer Form (1) mit einer Trennfolie (4),

- Aufbringen einer Bindemittel enthaltenden Masse (5) auf die Trennfolie (4),

- Trocknen der Masse (5) und

- Ausschalen der Masse (5) aus der Form (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trocknen ein zu beschichtender Gegenstand (6) zumindest teilweise in die Masse (5) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (4) mit Hilfe von Unterdruck an die Kontur der Form (1) angepasst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (4) für das Auskleiden der Form (1) erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Masse (5) gefüllte Form (1) zur homogenen Verteilung der Masse gerüttelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Masse (5) mit einem mineralischen Bindemittel verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mineralischer Gegenstand (1) beschichtet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausschalen die Trennfolie (4) an der Masse (5) haften bleibt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfolie (4) aus einem Kunststoff oder Schaumstoff besteht, der in der Form (1) derart aushärtet, dass eine feste Innenform entsteht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennfolie (4) Platten aus Kunststoff oder Schaumstoff eingesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses Heizelemente eingesetzt werden, welche die Masse (5) nach dem Aufbringen auf die Trennfolie (4) erwärmen.

12. Bauelement, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelements mit einer Form zur Aufnahme der zur Herstellung verwendeten, bindemittelhaltigen Masse (5), wobei die Form (1) Poren (2) aufweist, an die eine Unterdruckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Wärmevorrichtung zum Erwärmen einer in die Form (1) einzulegenden Trennfolie (4).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine Rüttelvorrichtung zum Rütteln der Form (1).

Zeichnung