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Verfahren zur Herstellung einer Negativform für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken

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Verfahren zur Herstellung einer Negativform für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Negativform für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken.

Aus der EP 1 579 965 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem thermoplastischen Schaumstoff gebildeten Negativformteils für einen Gerinneast eines Gerinnes eines Schachtbodenstücks bekannt. Zwar befasst sich die EP 1 579 965 A1 explizit lediglich mit der stirnseitigen Bearbeitung dieses Negativformteils. Es ist jedoch implzit klar, dass dieses Negativformteil zuvor in irgendeiner Art und Weise hergestellt worden sein muss, auch wenn die EP 1 579 965 A1 hierüber nichts aussagt. Auf Grund der aus der Praxis bekannten Forderung nach einer flexiblen Fertigung des Verlaufs des Gerinnes drängt sich jedoch die Vermutung auf, dass das Negativformteil aus einem Rohling durch Abtragen des thermoplastischen Schaumstoffs hergestellt worden ist. Das bekannte Verfahren weist daher den Nachteil auf, dass eine relativ große Menge von thermoplastischem Schaumstoff als Abfall anfällt. Die Entsorgung dieses Abfalls wirft erhebliche umwelttechnische Probleme auf.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Negativform für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken anzugeben, bei welchem die bei der Herstellung der Negativform anfallende Abfallmenge verglichen mit dem bekannten Verfahren reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Negativform für die Fertigung von ein Gerinne aufweisenden Schachtbodenstücken gelöst, umfassend die Schritte:

- 2 - a) Bereitstellen eines Grundkörpers aus einem Material, welches bei Raumtemperatur fest ist und dann, wenn es nach dem Schmelzen durch Temperaturerhöhung und dem anschließenden Abkühlen wieder ausgehärtet ist, im Wesentlichen die gleiche spezifische Dichte aufweist wie vor dem Schmelzen, b) Bereitstellen eines Schneidwerkzeugs mit einer Schneidklinge, welche einen der Kontur eines zu fertigenden Gerinneasts entsprechenden Verlauf aufweist, c) Herauslösen eines zur Ausbildung des Gerinneasts bestimmten Nega- tivformteils aus dem Grundkörper, indem man die Schneidklinge längs eines dem Verlauf des Gerinneasts entsprechenden Weg und in einer dem Verlauf des Gerinneasts entsprechenden Orientierung durch den Grundkörper bewegt, und d) Anbringen des Negativformteils auf dem Boden einer Form zur Ferti- gung des Schachtbodenteils.

Der entscheidende Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verwendung eines Materials, welches bei Raumtemperatur fest ist und dann, wenn es nach dem Schmelzen durch Temperaturerhöhung und dem an- schließenden Abkühlen wieder ausgehärtet ist, im Wesentlichen die gleiche spezifische Dichte aufweist wie vor dem Schmelzen. Dies ermöglicht es, das gesamte bei der Herstellung des Negativformteils vom Grundkörper abgetragene Material durch Einschmelzen der Wiederverwendung zuzuführen, so dass es nicht als Abfall entsorgt zu werden braucht. Darüber hinaus wird die anfallende Abfallmenge erfindungsgemäß dadurch weiter reduziert, dass man das Negativformteil aus dem Grundkörper mittels eines Schneidwerkzeugs herauslöst, dessen Schneidklinge einen der Kontur eines zu fertigenden Gerinneasts entsprechenden Verlauf aufweist. Als Abfall fällt demnach allenfalls das der Schnittfläche der Schneidklinge entsprechende Material an. Aber auch dieses Material kann wieder eingeschmolzen und somit wiederverwendet werden. Durch die Kombination dieser beiden Maßnahmen kann im Unterschied zu dem Verfahren des Standes der Technik der Anfall von Abfall zumindest deutlich reduziert, wenn nicht gar vollständig vermieden

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Die Verwendung eines Schneidwerkzeugs, dessen Schneidklinge einen der Kontur eines zu fertigenden Gerinneasts entsprechenden Verlauf aufweist, hat den weiteren Vorteil, dass der nach dem Herauslösen des Negativformteils verbleibende Rest-Grundkörper zur Herstellung des Negativformteils wenigstens eines weiteren Gerinneasts weiterverwendet werden kann. So kann man beispielsweise nach der Herstellung eines Negativformteils für einen Gerinnehauptast für die Herstellung eines Negativformteils für einen Gerinnenebenast die Schritte b) bis d) an ein und demselben Grundkörper mit einer Schneidklinge wiederholen, welche einen der Kontur des zu fertigenden Gerinnenebenasts entsprechenden Verlauf aufweist. Vorteilhaft ist dabei ferner, dass die Stirnseite des Negativformteils für den Gerinnenebenast im Unterschied zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik nicht weiter bearbeitet zu werden braucht, um an das Negativformteil für den Gerinnehauptast angesetzt werden zu können. Aufgrund der erfindungsgemäßen Schrittfolge weist es nämlich zwangsläufig eine an den Gerinnehauptast passende Stirnseite auf. Da dieser Vorteil unabhängig davon erzielt werden kann, ob der Grundkörper aus einem Material gebildet ist, welches bei Raumtemperatur fest ist und dann, wenn es nach dem Schmelzen durch Temperaturerhöhung und dem anschließenden Abkühlen wieder ausgehärtet ist, im Wesentlichen die gleiche spezifische Dichte aufweist wie vor dem Schmelzen, wird für diesen Gesichtspunkt der Erfindung auch unabhängig von dieser Materialangabe Schutz angestrebt.

Das Schneidwerkzeug kann beispielsweise zur mechanischen Abtragung des Materials des Grundkörpers ausgebildet sein. Beispielsweise kann es eine Sägekette umfassen, die in einer Führungsschiene im Wesentlichen endlos umläuft, die zumindest abschnittsweise einen der Kontur eines zu fertigenden Gerinneasts entsprechenden Verlauf aufweist. Dann, wenn der Grundkörper aus einem schmelzbaren Material gefertigt ist, beispielsweise einem Material, welches bei Raumtemperatur fest ist und dann, wenn es nach dem Schmelzen durch Temperaturerhöhung und dem anschließenden

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Abkühlen wieder ausgehärtet ist, im Wesentlichen die gleiche spezifische Dichte aufweist wie vor dem Schmelzen, kann die Schneidklinge aber auch auf eine Temperatur erwärmbar sein, welche das Material des Grundkörpers zum Schmelzen bringt.

In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn man den Grundkörper vor der Durchführung von Schritt c) in eine über-Kopf-Lage bringt, d.h. eine Lage, in welcher die dem Boden der Form entsprechende Fläche nach unten weist. Insbesondere beim Schmelzschneiden kann dadurch verhindert werden, dass das geschmolzene Material im Grundkörper verbleibt und dort wieder aushärtet, was die Schneidwirkung zunichte machen würde.

Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, ist es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, das Material des Grundkörpers wiederzuverwenden. Insbe- sondere kann das Material des verbleibenden Grundkörpers oder/und das Material des wenigstens einen Negativformteils zur Bildung eines weiteren Grundkörpers wiederverwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch das durch den Schnitt abgetragene Material der Wiederverwendung zugeführt werden. Dabei kann das Material des verbleibenden Grundkörpers oder/und das Material des wenigstens einen Negativformteils eingeschmolzen werden, gewünschtenfalls unter Zugabe von weiterem Material als Ausgleich für etwaige Verluste. Ferner kann das geschmolzene Material gesiebt oder/und gefiltert werden, um es von unerwünschten Verunreinigungen, beispielsweise Beton, zu befreien.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass man aus dem geschmolzenen Material einen weiteren Grundkörper gießt ("Neuguss-Variante"). Dies hat den Vorteil, dass der weitere Grundkörper besonders homogen ausgebildet ist. Nachteilig ist allerdings die große Energiemenge, die zum Einschmelzen des gesamten Materials des verbleibenden Grundkörpers aufgewendet werden muss. Erheblich weniger Energie muss aufgewendet werden, wenn man nicht in dem gesamten verbleibenden Grundkörper einschmilzt, sondern lediglich die dem wenigstens einen Negativformteil entsprechende Ausneh-

- 5 - mung des verbleibenden Grundkörpers mit geschmolzenem Material ausgießt ("Auffüll-Variante"). Eine besonders große Energieeinsparung kann erzielt werden, wenn man das wenigstens eine Negativformteil wieder in die jeweils zugehörige Ausnehmung des verbleibenden Grundkörpers einsetzt und durch geschmolzenes Material mit dem verbleibenden Grundkörper zu dem weiteren Grundkörper verbindet ("Einsetz-Variante"). Da insbesondere bei der letztgenannten Verfahrensvariante möglicherweise die Gefahr einer Beeinträchtigung der Homogenität des Grundkörpers besteht, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass man die Auffüll-Variante oder/und die Einsetz-Variante nur eine vorbestimmte Anzahl von Malen einsetzt und danach den Grundkörper neu gießt.

Als Material des Grundkörpers kann erfindungsgemäß Wachs, beispielsweise Paraffin, vorzusgweise Hartparaffin, verwendet werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Boden der Form zur Fertigung des Schachtbodenteils von einer gesondert ausgebildeten Bodenplatte gebildet wird. Dies ermöglicht es, die entscheidenden Teile der Negativform des Schachtbodenstücks unabhängig von der Hauptform vorzubereiten, so dass deren Fertigungszyklus nicht unterbrochen zu werden braucht. Die mit dem wenigstens einen Negativformteil bestückte Bodenplatte kann zur Komplettierung der Form mit dem Formkern der Hauptform verbunden werden.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Oberfläche des Grundkörpers, welche die zur Auflage auf der Bodenplatte bestimmte Oberfläche des Negativformteils bildet, und die Oberfläche der Bodenplatte, welche zur Auflage des Negativformteils bestimmt ist, zueinander im Wesentlichen komplementär ausgebildet sind. Beispielsweise kann diese Oberfläche leicht kegelförmig ausgebil- det sein, um die Berme des Schachtbodenstücks zu bilden.

Um im Bereich der Außenwandung des Schachtbodenstücks den übergang des wenigstens einen das Gerinne bildenden Negativformteils an weitere

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Negativformteile, welche beispielsweise die Durchbrechungen in der Außenwand des Schachtbodenstücks bilden, in einfacher Weise bewerkstelligen zu können, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass eine Außenumfangsfläche des Grundkörpers und eine Außenumfangsfläche eines Formkerns der Form zur Fertigung des Schachtbodenteils zueinander im Wesentlichen komplementär ausgebildet sind. Beispielsweise kann der Grundkörper eine zylindrische Umfangsfläche aufweisen.

Ein Gefälle des Gerinnes kann beispielsweise dadurch modelliert werden, dass man den Abstand eines dem Gerinnegrund entsprechenden Abschnitts der Schneidklinge von der dem Boden der Form entsprechenden Oberfläche des Grundkörpers ändert.

Eine besonders flexible Führung der Schneidklinge in Position und Raum- läge kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass man die Schneidklinge mittels eines Roboterarms bewegt.

Nachzutragen ist noch, dass beim Stand der Technik die Verwendung von thermoplastischen Schaumstoffen auch zu fertigungstechnischen Problemen führen kann, und dies insbesondere dann, wenn Polystyrol verwendet wird, das besser unter seiner Vertriebsbezeichnung "Styropor" bekannt ist. Die Styropor-Kügelchen neigen nämlich dazu, sich elektrostatisch aufzuladen und an dem Negativformteil oder anderen Teilen der Form anzuhaften. Dies kann zu einer Verunreinigung der Form zur Herstellung des Schachtboden- Stücks führen und folglich die Qualität des in dieser Form gefertigten

Schachtbodenstücks beeinträchtigen. Auch dieser Nachteil wird bei Einsatz des erfindungsgemäßen Materials für den Grundkörper vermieden.

Im folgenden wird mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ein Ausführungs- beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Es stellt dar:

Figur 1 einen Grundkörper, aus dem die Negativformteile für einen

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Gerinnehauptast und einen Gerinnenebenast eines Gerinnes eines Schachtbodenstücks gefertigt werden sollen;

Figur 2 eine Bodenplatte, auf welcher die Negativformteile angeordnet werden sollen;

Figur 3 eine Darstellung des Grundkörpers zur Erläuterung der Herstellung des Negativformteils für einen Gerinnehauptast;

Figur 4 den nach dem Herauslösen des Negativformteils für den

Gerinnehauptast verbleibenden Grundkörper;

Figur 5 die Bodenplatte mit darauf angeordnetem Negativformteil für den Gerinnehauptast;

Figur 6 eine Darstellung des Grundkörpers zur Erläuterung der Herstellung des Negativformteils für einen Gerinnenebenast;

Figur 7 den nach dem Herauslösen des Negativformteils für den Gerinnenebenast verbleibenden Grundkörper;

Figur 8 die Bodenplatte mit der fertigen Negativform für das Gerinne; und

Figur 9 eine Schnittansicht einer Form zur Herstellung eines Schachtbodenstücks.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist Teil eines Verfahrens zur Herstellung eines Schachtbodenstücks 10 (siehe Figur 9) in einer Form 12. Da das Verfahren zur Herstellung des Schachtbodenstücks 10 an sich bekannt ist, ist die Form 12 in Figur 9 auch lediglich grob schematisch dargestellt. Sie umfasst einen Formmantel 14 und einen Formkern 16, die in der Darstellung gemäß Figur 9 „über Kopf" angeordnet sind, d.h. mit nach oben weisendem

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Boden 10a des Schachtbodenstücks 10. Zur Ausbildung eines Gerinnes 18 ist auf den Formkern 16 eine Negativform 20 aufgesetzt, deren Herstellung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und mit Bezug auf die Figuren 1 bis 8 nachfolgend erläutert werden wird:

Zunächst werden gemäß Figur 1 ein Grundkörper 22 und gemäß Figur 2 eine Bodenplatte 24 bereitgestellt. Sowohl der Grundkörper 22 als auch die Bodenplatte 24 weisen einen Umriss auf, der im wesentlichen jenem des Formkerns 16 entspricht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Grund- körper 22 daher im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und ist die Bodenplatte 24 mit identischem Durchmesser im wesentlichen Kreisscheibenförmig ausgebildet. Wie in Figur 9 auf einer Seite gestrichelt angedeutet ist, kann die Bodenplatte 24 zur Bildung einer Berme des Schachtbodenstücks 10 eine leicht kegelförmig ausgebildete Oberfläche 24a aufweisen. Entspre- chend kann der Grundkörper 22 eine leicht kegelförmige Einsenkung aufweisen. In den anderen Figuren ist dies jedoch der Einfachheit der Darstellung halber nicht gezeigt.

Während die Bodenplatte 24 aus Stahl, Holz, Pappe oder einem vergleich- baren festen Material ausgebildet sein kann, ist der Grundkörper 22 erfindungsgemäß aus einem schmelzbaren Material gebildet, welches nach dem Wiederverfestigen im Wesentlichen die gleiche Dichte aufweist wie vor dem Schmelzen. Beispielsweise kann der Grundkörper 22 aus Wachs, vorzugsweise Paraffin, gebildet sein.

Zur Bildung eines Hauptastes 18a des Gerinnes 18 wird gemäß Figur 3 ein Schneidwerkzeug 26, dessen Kontur jener des Gerinnehauptastes 18a im Wesentlichen entspricht, auf eine solche Temperatur erwärmt, dass es im Kontakt mit dem Material des Grundkörpers 22 in der Lage ist, dieses zu schmelzen. Das Schneidwerkzeug 26 wird mittels eines in Figur 3 lediglich grob schematisch dargestellten Roboterarms 28 längs eines dem gewünschten Verlauf des Gerinnehauptastes 18a entsprechenden Pfad durch den Grundkörper 22 bewegt und löst dabei ein Element 20a aus diesem heraus,

- 9 - welches einen Teil der Negativform 20 bildet. Während der gesamten Bewegung wird das Schneidwerkzeug 26 auf der für das Schmelzen des Materials des Grundkörpers 22 erforderlichen Temperatur gehalten.

Das Negativformteil 20a wird anschließend vom Grundkörper 22 entfernt und auf die Bodenplatte 24 aufgesetzt (siehe Figur 5). Im Grundkörper 22 bleibt gemäß Figur 4 eine dem Hauptast 18a des Gerinnes 18 entsprechende Ausnehmung 22a zurück.

Wie in denen Figuren 6 bis 8 dargestellt ist, wird zur Herstellung des Negativformteils 20b für einen Gerinnenebenast 18b analog vorgegangen, und zwar unter Einsatz eines Schneidwerkzeugs 30, dessen Kontur jener des Gerinnenebenastes 18b im Wesentlichen entspricht.

Wie insbesondere in Figur 8 dargestellt ist, kann das Negativformteil 20b für den Gerinnenebenast 18b ohne weiteres bündig an das Negativformteil 20a für den Gerinnehauptast 18a angesetzt werden, da seine Stirnfläche 20b1 aufgrund der Tatsache, dass beide Negativformteile 20a und 20b aus ein und demselben Grundkörper 22 herausgelöst worden sind, zwangsläufig komplementär zu dem Verlauf der Außenfläche 20a1 des Negativformteils 20a für den Gerinnehauptast 18a ausgebildet ist.

Sind auf die vorstehend beschriebene Art und Weise sämtliche Negativformteile 20a und 20b aus dem Grundkörper 22 herausgelöst und auf der Boden- platte 24 angeordnet und auf dieser befestigt worden, so kann die so erhaltene Negativform 20 gemäß Figur 9 auf den Formkern 16 aufgesetzt werden. Anschließend kann der Formhohlraum 12a zur Herstellung des Schachtbodenstücks 10 mit Beton gefüllt werden.

Nach dem Aushärten und Entschalen des Schachtbodenstücks 10 können die Negativformteile 20a und 20b wieder von der Bodenplatte 24 abgenommen werden und nach Reinigung von etwaig anhaftenden Beton wieder in ihre Ausnehmungen 22a und 22b des Grundkörpers 22 eingelegt werden.

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Die den Schnittflächen der Schneidwerkzeuge 26 und 30 entsprechenden Räume können anschließend mit flüssigem Wachs verfüllt werden. Auf diese Weise kann aus dem gebrauchten Grundkörper 22 ein weiterer Grundkörper für die Herstellung der Negativform eines weiteren Schachtbodenstücks gewonnen werden, ohne dass das gesamte Wachs des verbleibenden Grundkörpers 22 gemäß Figur 7 und der Negativformteile 20a und 20b eingeschmolzen werden müsste. Dies spart Zeit und Energie.