Verfahren zur Herstellung eines Bauelements

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Füllstoff und Bindemittel, gegebenenfalls mit wenigstens einem inneren Hohlraum.

Derartige Bauelemente sind zum Beispiels als Bausteine oder als Hohlblocksteine bekannt und haben aufgrund ihrer Herstellung beispielsweise als Siegelsteine oder Sandsteine oder Betonsteine selbst dann ein erhebliches Gewicht, wenn sie - in der Regel in einer Richtung durchgehende - öffnungen oder Hohlräume haben, die zur Aufnahme von Versorgungsleitungen oder zum Ausgießen mit Beton gedacht sind.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, wo- mit Bauelemente mit Hohlräumen gefertigt werden können, die ein möglichst geringes Gewicht haben.

Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein bei Normaltemperatur klebriges, bei tiefer Temperatur trockenes, nicht klebendes und nicht reagierendes Klebemittel als Bindemittel in den Zustand der tiefen Temperatur versetzt und dann mit wenigstens einem Füllstoff zusammengebracht, als Schicht geformt und danach auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der das Klebemittel reagiert. Auf diese Weise kann das Klebemittel also sehr gut gehandhabt werden, weil es zunächst bei tiefer Temperatur nicht klebt, so dass auch entsprechend dünne Schichten erzeugt werden können, mit denen entsprechend leichte Bauelemente gefertigt werden können. Diese können auf-

BESTäTIGUNGSKOPI€

grund der Schichtung plattenförmig oder in noch zu beschreibender Weise auch hohle Bauelemente sein.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn das Bauelement nach der Erwärmung auf eine höhere Temperatur oder auf Normaltemperatur wenigstens so lange gelagert ist, bis das Klebemittel durch Aushärten oder Vernetzen fest ist. Dies wird in der Regel nicht lange dauern, so dass das Bauelement nach der Erwärmung beispielsweise auf Umgebungstemperatur sehr schnell zur Verfügung stehen kann, weil dann das Klebemittel reaktionsfähig ist und sich mit dem Bindemittel entsprechend zu dem Bauelement verbindet und aushärtet .

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass das zunächst kalte, nicht reagierende Klebemittel mit dem Füllstoff, zum Beispiel mit Sand, vermischt und/oder Klebemittel und Füllstoff aufeinandergeschichtet werden und das dann die Temperatur so weit erhöht wird, dass das Klebemittel reagiert. Es kann also auf sehr einfache Weise ver- fahren werden, indem die wesentlichen Teile des Bauelements zuvor vermischt oder aufeinandergeschichtet oder diese beiden Verfahrensschritte kombiniert werden, um dann bei Normal- oder erhöhter Temperatur die Verbindung der Partikel über das Klebemittel zu bewirken, so dass nach dessen Aushärten dann ein durch die vorgegebene Anordnung und Formgebung geformtes Bauelement vorliegt.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens von ganz erheblicher vorteilhafter, selbstständig schutzfähiger Bedeutung kann darin be- stehen, dass die Schicht aus Klebemittel und Füllstoff auf einen das Innenvolumen des herzustellenden - eine Innenhöhlung aufweisenden - Bauelements aufweisenden Körper aufgebracht, dadurch oder zusätzlich erwärmt und dann dieser Körper insbeson-

dere in seinem Volumen vermindert oder als verlorener Kern verwendet und/oder entfernt wird. Dabei kann ausgenutzt werden, dass ein derartiger, beispielsweise Umgebungstemperatur aufweisender Körper die auf ihn aufgebrachte Schicht mit dem kal- ten Klebemittel so weit erwärmt, dass das Klebemittel wieder klebfähig wird und sich mit dem Füllstoff in der Weise verbindet, dass dieser Hilfskörper oder verlorene Kern an seiner Außenseite die gebildete Schicht trägt, wobei gegebenenfalls auch nur eine Teilbeschichtung dieses Körpers möglich ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Schicht aus Klebemittel und Füllstoff auf einen Schaumkörper, insbesondere auf einen Polystyrol-Schaumkörper aufgebracht wird, der die Form der Innenhöhlung des hohlen Bauelements oder Baukörpers hat. Somit wird ein sehr leichter Baukörper gebildet, der eine gegebenenfalls nur dünne Schicht aus Klebemittel und Füllstoff hat, die aber eine hohe Festigkeit und Stabilität hat.

Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn nach dem Aushärten der auf einen Schaumkörper aufgebrachten Schicht dieser Schaumkörper beispielsweise durch Erwärmung in seinem Volumen gegenüber seiner Ausgangsgröße vermindert und/oder durch eine offen gebliebene oder nachträglich angebrachte öffnung aus dem hohlen Bauelement ganz oder teilweise entfernt wird. Auf diese Weise erhält der Schaumkörper eine Doppelfunktion, indem er einerseits dem Bauelement durch das Auftragen der Schicht auf diesen Schaumkörper seine Außenform gibt, gleichzeitig aber auch die Innenhöhlung formt, die durch vollständiges oder teil- weises Entfernen des Schaumkörpers freigemacht werden kann.

Für eine höhere Festigkeit können mehrere Schichten aus Klebemittel und Füllstoff nacheinander aufeinander geschichtet wer-

den und dadurch kann eine größere Wandstärke der endgültigen Schicht und/oder des - insbesondere hohlen - Bauelements gebildet werden. Beispielsweise kann zunächst eine erste Schicht aus Klebemittel und Füllstoff gebildet und erwärmt werden, so dass eine ausgehärtete Schicht entsteht, auf die dann in einem nächsten Schritt eine nächste Schicht aus Klebemittel und Füllstoff aufgebracht werden kann.

Ferner ist es möglich, dass abwechselnd zunächst ein kaltes Klebemittel und dann Füllstoff, danach wieder kaltes Klebemittel aufeinander aufgetragen und das Klebemittel jeweils erwärmt wird, bevor Füllstoff darauf geschichtet wird. Auch auf diese Weise kann effizient und mit relativ geringem Aufwand eine beliebig große Schichtdicke der das Bauelement bildenden Schicht erzeugt werden.

Als Klebemittel oder Klebstoff kann Epoxydharz oder Polyurethan oder ein anderer vernetzender Kunststoff oder auch ein Einkomponentenklebstoff verwendet werden. Solche Stoffe reagieren bei tiefer Temperatur nicht mehr klebend und sind deshalb zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.

Als Füllstoff können Sand und/oder Glaskörner und/oder feste Teile oder Partikel, gegebenenfalls Holzperlen oder HoIz- schnitze verwendet werden. Es kann also durch die Wahl des Füllstoffes auch das Aussehen und die Festigkeit des Bauelements beeinflusst werden.

Das Bilden und Aufeinanderschichten der einzelnen Schichten ei- nes erfindungsgemäßen Bauelements kann mit Hilfe von einem oder mehreren Gasströmen durchgeführt werden. Dies stellt einen besonders einfachen Transport der Komponenten dar, aus denen das Bauelement aufgebaut wird, wobei Gasströme eine sehr gezielte

Transportrichtung und damit ein gezieltes Auftragen auf einen Untergrund oder Hilfskörper ermöglichen.

Beispielsweise kann das Klebemittel in einem Wirbelbett und be- nachbart dazu der Füllstoff in einem weiteren Wirbelbett - also mit Gasströmen - in der Schwebe gehalten werden und der zur

Bildung eines Hohlraumes zunächst zu beschichtende Hilfskörper kann erst in das eine Wirbelbett und dann in das benachbarte

Wirbelbett transportiert und dadurch nacheinander mit den die Schicht bildenden Stoffen gegebenenfalls mehrfach beschichtet werden.

Es ist aber auch möglich, dass durch Kälte inaktive Klebemittel mittels eines Gasstroms auf die wärmere Oberfläche eines Hilfs- körpers oder verlorenen Kerns zu transportieren und dadurch auf diesem zu erwärmen und eine erste haftende Schicht zu bilden und dann den Füllstoff durch Aufstreuen oder Aufsprühen gegebenenfalls mit einem Gasstrom auf diese KlebstoffSchicht aufzutragen. Ebenso wäre dankbar, die einzelnen Komponenten des späteren Bauelements durch Schwerkraft auf eine Oberfläche oder einen Hilfskörper aufzustreuen, der gegebenenfalls drehbar ist, um ihn an mehreren Seiten oder Flächen mit der erfindungsgemäßen Schicht zu versehen und dadurch das Bauelement als Platte oder als eine Innenhöhlung aufweisendes Bauelement zu formen.

Das Aufbringen des Klebemittels und des Füllstoffs nacheinander auf einen Hilfskörper oder verlorenen Kern kann zur Vergrößerung der Schichtdicke mehrfach wiederholt werden.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der Hilfskörper oder verlorene Kern an wenigstens einer Seite mit einem seine Oberfläche überragenden Vorsprung versehen wird, der aus der/den Schicht/en übersteht, und dass

der Vorsprung an dem gebildeten Baukörper eine öffnung bildet oder hinterlässt, durch welche der Werkstoff des Hilfskörpers oder verlorenen Kerns entfernt werden kann. Darüber hinaus erlaubt diese öffnung dann auch das Einbringen von Einbauten in das hohle Bauelement beziehungsweise den hohlen Baustein.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass der Hilfskörper oder verlorene Kern mit mehreren Vorsprüngen, insbesondere mit an unterschiedlichen Flächen dieses Hilfskörpers angeordneten, insbesondere miteinander fluchtenden Vorsprüngen versehen und dadurch an dem Bauelement sich fortsetzende öffnungen gebildet werden. Dies vermindert nicht nur das Gewicht des Bauelements, sondern vergrößert die Möglichkeiten, Einbauten wie Installationskanäle oder Installationen anzubringen. Auch könnte so das an sich sehr leichte Bauelement erforderlichenfalls mit einer Masse nachträglich ganz oder teilweise ausgefüllt werden, beispielsweise mit Beton. Ferner können solche öffnungen an dem Bauelement für dessen Transport und Handhabung vorteilhaft sein, weil vor allem bei sehr großen Bauelementen Hilfsmittel zum Heben oder Transportieren an solchen öffnungen angreifen können. Besonders vorteilhaft sind solche öffnungen, wenn das Bauelement beispielsweise zur Steuerung von Temperaturen in von diesen Bauelementen umgrenzten Räumen mit Luft durchströmbar sein soll.

Eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass eine dünne Schicht aus Klebemittel gebildet und ein aus größeren oder groben Partikel bestehender Füllstoff verwendet und dadurch eine oder mehrere grob- oder großporige Schichten gebildet werden. Ein derartiges Bauelement kann später beispielsweise im Gartenbereich eingesetzt und von Pflanzen durchwachsen oder als Drainagestein benutzt werden.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich, wenn Klebemittel und/oder Füllstoffe aus lichtdurchlässigem Werkstoff gewählt werden. Ein so hergestelltes Bauelement kann zumindest bereichsweise lichtdurchlässig und damit auch bei Sonnenbe- Strahlung wärme- oder strahlungsdurchlässig sein, um die Sonneneinstrahlung an Gebäuden für deren Heizung oder zur Unterstützung der Heizung nutzen zu können.

Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrere der vorbe- schriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich ein Bauelement, welches sehr einfach auch vor allem als hohles Bauelement in nahezu beliebiger Form gestaltet und an unterschiedlichste Anwendungsfälle angepasst werden kann.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 einen Körper oder Hilfskörper vorzugsweise aus Polystyrol, der als verlorener Kern verwendbar ist,

Fig. 2 den Hilfskörper gemäß Fig. 1 mit daran angebrachten

Vorsprüngen, die zunächst als Transportbefestigungen dienen können,

Fig. 3 in stark schematisierter Darstellung das Beschichten des Hilfskörpers mit einem Klebemittel und einem

Füllstoff mittels Gasströmen sowie

Fig. 4 das fertige Bauelement mit durchgehenden öffnungen, durch die das Material des Hilfskörpers entfernt werden kann.

Ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Bauelement mit einem inneren Hohlraum gemäß Fig. 4 wird dadurch hergestellt, dass ein bei Normaltemperatur klebriges, bei tiefer Temperatur trockenes und nicht klebendes und auch nicht reagierendes Klebemittel als Bindemittel zunächst in dem Zustand der tiefen Temperatur versetzt und dann mit wenigstens einem Füllstoff zusammengebracht als Schicht geformt und danach auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der das Klebemittel reagiert. Das Bauelement 1 wird dann solange gelagert, bis das Klebemittel durch Aushärten oder Vernetzen fest ist.

Im Ausführungsbeispiel ist dargestellt, wie ein derartiges Bauelement 1 mit einem inneren Hohlraum auf zweckmäßige Weise hergestellt werden kann. In Fig. 1 ist ein Schaumkörper 2 darge- stellt, der als Hilfskörper dient und im Folgenden auch als „Hilfskörper 2" bezeichnet wird. Auf diesen Hilfskörper 2 wird gemäß Fig. 3 eine Schicht aus Klebemittel und Füllstoff aufgebracht, so dass ein hohles Bauelement geformt wird, dessen Innenhöhlung die Form des Hilfskörpers 2 hat.

Nach dem Aushärten der auf den Schaumkörper oder Hilfskörper 2 aufgebrachten Schicht kann dieser Hilfskörper 2 in noch zu beschreibender Weise durch Erwärmung in seinem Volumen gegenüber seiner Ausgangsgröße vermindert oder durch offen gebliebende oder nachträglich angebrachte öffnungen 3 aus dem hohlen Bauelement 1 ganz oder teilweise entfernt werden. In Fig. 2 erkennt man, dass der Hilfskörper 2, der in diesem Ausführungsbeispiel als verlorener Kern wirkt, an seiner Oberfläche mit ihn überragenden Vorsprüngen 4 versehen werden kann, die aus der aufgetragenen Schicht überstehen, so dass an dem Baukörper oder Bauelement 1 die öffnungen 3 frei bleiben, durch welche der Werkstoff des Hilfskörpers 2, also des verlorenen Kerns, entfernt werden kann, wie es in Fig. 4 durch die unterbrochenen

Linien 5 angedeutet ist. Das durch Kälte inaktive Klebemittel und der Füllstoff werden dabei entweder als Mischung oder nacheinander mittels Gasströmen 6, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, auf den Hilfskörper 2 aufgebracht, wo das zunächst durch Kälte inaktive Klebemittel durch die Temperatur dieses Hilfskorpers 2 klebend wird und dann mit dem Füllstoff haftet und eine Schicht bildet, die später die Wandung des Bauelements 1 ist.

Fig. 3 zeigt dabei mehrere Gasströme 6, die den Hilfskörper 2 von mehreren Seiten beaufschlagen und/oder unterschiedliche Stoffe, nämlich Klebemittel und Füllstoff getrennt voneinander transportieren.

Zur Herstellung eines Bauelements 1 aus Füllstoff und Bindemittel wird ein bei Normaltemperatur klebriges, bei einer tiefen Temperatur trockenes, nicht klebendes und nicht reagierendes, also inaktives Klebemittel als Bindemittel in den Zustand dieser tiefen Temperatur versetzt und dann mit wenigstens einem Füllstoff zusammengebracht, dabei oder danach als Schicht geformt und dann auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Klebemittel wieder reagiert und anschließend aushärtet. Wird diese Schicht auf einen Hilfskörper beispielsweise aus Polystyrol- Schaumstoff aufgebracht, entsteht ein Hohlraum, wenn dieses Polystyrol durch eine frei gebliebene oder nachträglich angeordnete öffnung 3 entfernt wird.