DE19604051A1 - Verfahren zum Herstellen eines hohlen Bauwerks und Kunststoff-Bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Kunststoff-Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Hohle, großvolumige Bauwerke wie Schächte oder Behälter las­ sen sich nur bis zu einer bestimmten Baugröße vor Ort aus­ schließlich aus Kunststoffteilen zusammensetzen (CH-C-457 306, AT-C-290 078, FR-A-2 509 343 und DE-A-41 22 299). Ab ei­ nem Durchmesser von ca. 1,5 m sind die Kunststoffteile bei hohen Belastungen im Gebrauch nicht mehr stabil genug.

Größere Schächte oder Behälter werden deshalb entweder aus Ortbeton an der Baustelle erstellt oder aus vorgefertigten Betonelementen zusammengesetzt (GB-C-1 526 123). Beim Erstel­ len hohler Bauwerke, auch Schächte oder Behälter, in Ortbau­ weise werden verlorene Schalungen verwendet, die teuer, auf­ wendig zusammenzusetzen sind und gegebenenfalls im Inneren des Bauwerks mit beträchtlichem Aufwand wieder zu entfernen sind. Deshalb hat es sich durchgesetzt, große Behälter von beispielsweise mehr als 1,5 m Durchmesser aus vorgefertigten Betonteilen zusammenzusetzen. Die Herstellung der Betonteile ist aufwendig und bedarf wegen des hohen Gewichts und der Sprödigkeit des Baumaterials besonderer Sorgfalt. Der gravie­ rendste Nachteil dieser Bauweise ist jedoch das hohe Trans­ portgewicht und der große Transportraum, so daß die Trans­ portkosten sogar die Herstellungskosten der Betonteile und die Herstellungskosten des Bauwerks übersteigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Kunststoff-Bauteil zu schaf­ fen, mit denen große hohle Bauwerke, wie Schächte oder Behäl­ ter, kostengünstig, einfach und sauber herstellbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 6 gelöst.

Verfahrensgemäß wird jedes Kunststoff-Bauteil in einer vom Herstellungsort des Bauwerks entfernten Produktionsstätte ko­ stengünstig hergestellt, bequem an den Herstellungsort trans­ portiert und erst dort mit Baumaterial ausgefüllt, das ausge­ härtetem Bauwerk die für hohe Anforderungen notwendige Ge­ staltfestigkeit verleiht und zum erforderlichen Gesamtgewicht führt. Es entfällt das aufwendige Herstellen der verlorenen Schalung am Herstellungsort des Bauwerks. Jedes Kunststoff- Bauteil bildet eine bleibende Innen- und Außenverkleidung des Bauwerks und eine Versteifungsstruktur in dem ausgehärteten Baumaterial. Ein entscheidender Vorteil ist, daß die zwei­ schaligen, einstückigen Kunststoff-Bauteile kostengünstig herstellbar und aufgrund ihres relativ geringen Gewichts, der wegen der Zweischaligkeit und der Querverbindungselemente ho­ hen Einbeul- und Verformungsfestigkeit und der dadurch be­ dingten, einfachen Handhabbarkeit kostengünstig zum Herstel­ lungsort transportierbar sind. Die Transportkosten sind kein dominierender Kostenfaktor des Bauwerks mehr.

Jedes Kunststoff-Bauteil gemäß Anspruch 6 ist kostengünstig herstellbar und einfach (auch ohne Hebezeug) handhabbar und transportierbar. Die zweischalige Bauweise mit den Querver­ bindungselementen erbringt bei den großen Dimensionen, wie sie für große Schächte oder Behälter benötigt werden, eine außerordentlich hohe Gestaltfestigkeit. Jedes Bauteil ist stabiler und deformationsfester als es für die Handhabung und den Transport eigentlich erforderlich ist, so daß es sogar ohne Ausfüllen des Hohlraums zwischen den Schalen direkt zum Erstellen eines Schachts oder Behälters verwendbar ist. In der einfachsten Form werden die zwei Schalen vorgefertigt, ineinandergesteckt und durch mehrere Querverbindungselemente miteinander verbunden. Dies kann anläßlich der Vorfertigung erfolgen, oder erst an der Baustelle. Mit der Anzahl, der Ausbildung und der Verteilung der Querverbindungselemente und der Formgebung und Stärke der Schalen läßt sich die Gestalt­ festigkeit des Bauteils vorherbestimmen. Für Bauwerke, die durch Ausfüllen ihres Bauteils mit Baumaterial erstellt wer­ den, können dünnere Schalen und weniger Querverbindungsele­ mente vorgesehen werden. Für Bauwerke, die ohne Ausfüllen des Bauteils konzipiert sind, können dickere Schalen und/oder mehrere Querverbindungselemente vorgesehen werden.

Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 wird der breite Formungs-Freiheitsgrad des Rotations-Sinterns von Kunststoff genutzt. Die Handhabung bei der Herstellung des Bauwerks ist bequem, wenn gegebenenfalls wenigstens eine vorgeformte offe­ ne oder zu öffnende Einfüllöffnung im Bauteil gebildet wird. Alternativ könnten die Einfüllöffnungen (und gegebenenfalls Entlüftungsöffnungen) auch an beliebigen Stellen willkürlich gebildet werden, und zwar entweder am Herstellungsort jedes Bauteils oder am Herstellungsort des Bauwerks.

Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 3 ist vorteilhaft, weil auch außerordentlich große und voluminöse, speziell geformte Bauwerke einfach und kostengünstig herstellbar sind. Die ein­ zelnen, miteinander koppelbaren Bauteile werden in jeweils kostengünstig herstellbaren und einfach zu transportierenden bzw. handhabenden Größen vorgefertigt, erst am Bauort des Be­ hälters gekoppelt, z. B. längskraftschlüssig miteinander ver­ bunden, ehe mit Baumaterial ausgefüllt wird.

Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 4 ist zweckmäßig, weil bereits beim Vorfertigen jedes Kunststoff-Bauteils die Veran­ kerungselemente festgelegt werden, die beim Herstellen des Bauwerks unter Befüllen mit Baumaterial später dazu dienen, eine innige Verzahnung und einen Kraftschluß zwischen dem Baumaterial und dem Bauteil zu erzeugen.

Bauwerke unterschiedlicher Formen und großer Größen lassen sich bevorzugt nach der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 5 herstellen, da der Werkstoff der Bauteile kostengünstig und einfach verarbeitbar ist, weil Beton oder Mörtel auf einfa­ che, herkömmliche Weise am Bauort bereitstellbar und verar­ beitbar ist, weil sich der Werkstoff des Bauteils mit dem Baumaterial gut verträgt und sogar einen Schutz gegen äußere Einflüsse für das Baumaterial erbringt, und weil der Werk­ stoff der Bauteile in etwa die gleiche Lebensdauer hat wie das Baumaterial. Ggfs. könnte auch eine andere aushärtbare Materialkomposition eingesetzt werden, die an der Baustelle vorzubereiten ist. Es ergibt sich verfahrensgemäß ein uner­ warteter Kombinationseffekt zwischen dem Bauteil und dem den Hohlraum füllenden Baumaterial. Beispielsweise ist der ausge­ füllte Bauteil wesentlich höher belastbar, als es der Summe der Belastbarkeit des Bauteils und des ausgehärteten Baumate­ rials wie Beton entspräche, denn das Bauteil mit dem vom zä­ hen Kunststoff ummantelten und durch die Struktur des Bau­ teils bewehrten Baumaterials verträgt Belastungen unter denen das nackte Baumaterial längst bräche. Dies bedeutet, daß mit dem ausgefüllten Bauteil die Belastbarkeit von dicken und schweren Bauwerken aus demselben Baumaterial mit erheblich grazilerer Bauweise erreichbar ist und dabei Baumaterial ein­ sparbar ist.

Die spezielle Ausführungsform des Kunststoff-Bauteils gemäß Anspruch 7 ist mit der zweischaligen Bauform und den inte­ grierten Querverbindungselementen in einer Rotations- Sinterform einstückig vorgefertigt und erlaubt neben dem Vor­ teil einer kostengünstigen Herstellung und geringer Trans­ portkosten aufgrund des relativ geringen Gewichts und der ho­ hen Gestaltfestigkeit eine bequeme Handhabung. Durch Rota­ tions-Sintern lassen sich form- und maßgetreu beliebige For­ men und Größen entsprechend den Anforderungen an das Bauwerk realisieren. Die erzielbare Gestaltfestigkeit reicht auch bei einer inneren Weite von mehr als ca. 1,2m aus, nicht nur De­ formationen beim Entformen, Verladen, Transportieren und Zu­ sammenfügen der Bauteile zu verhindern, sondern erspart bei moderaten Anforderungen an den Behälter oder Schacht das Aus­ füllen mit aushärtbarem Baumaterial, das nur bei strengen An­ forderungen eingefüllt zu werden braucht. Dies bedeutet, daß in vielen Einsatzfällen der Behälter oder Schacht nur aus ei­ nem oder mehreren Bauteilen hergestellt wird und ohne das Ge­ wicht und die Aussteifung durch das aushärtbare Baumaterial auskommt. Die vielfach miteinander durch die integrierten Querverbindungselemente, die hohl oder massiv sein können, verbundenen und sich gegenseitig aussteifenden Schalen machen das Bauteil trotz seiner Größe nicht nur selbsttragend, son­ dern sogar ausreichend stabil gegen innen und/oder außen an­ greifende Belastungen im Gebrauch des Behälters.

Im Hinblick auf die Gestaltfestigkeit jedes Bauteils bei der Handhabung, beim Transport und im Bauwerk ist die Ausfüh­ rungsform gemäß Anspruch 8 zweckmäßig. Die Verbindung der Schalen und die Struktur der Vertiefungen erbringen eine er­ hebliche Aussteifung auch bei sehr großen Kunststoffbautei­ len, z. B. mit einer Innenweite von mehr als 2,0 m und einer Höhe von mehr als 2,0 m. Es entsteht ein zusammenhängendes innenliegendes Kanalsystem. Bei einer allfälligen Befüllung mit dem Baumaterial formt das Kanalsystem ein tragfähiges Skelett aus dem ausgehärteten Baumaterial, das die für hohe Anforderungen notwendige Gestaltfestigkeit des Bauwerks si­ cherstellt.

Um nach dem Befüllen mit dem Baumaterial eine sehr tragfähige und gestaltfeste Struktur erzielen zu können, und um auch oh­ ne Befüllen mit Baumaterial eine sehr stabile Ausbildung des Bauteils zu erreichen, sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 9 vorteilhaft. Diese Abstimmung zwischen den Vertiefungen und den vertiefungsfreien Schalenbereichen dienen einerseits zum Erreichen der notwendigen Steifigkeit des Bauteils zur Hand­ habung, zum Transport und zum Aufbauen des Bauwerke ohne Bau­ materialfüllung, sowie andererseits zum Erzielen einer trag­ fähigen und belastbaren Struktur mit dem eingefüllten und ausgehärteten Baumaterial. Außerdem werden so große bzw. großquerschnittige Strömungswege für das einzufüllende Bauma­ terial bereitgestellt.

Im Hinblick auf eine möglichst gleichförmige Gestaltfestig­ keit des Bauteils und eine möglichst gleichförmige Gestaltfe­ stigkeit des Bauwerks ist die Ausführungsvariante gemäß An­ spruch 10 vorteilhaft.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 11 ist zweckmäßig, weil die für sehr große oder hochbelastete Bauwerke in handhabba­ rer Größe vorgefertigten Bauteile als verlorene Schalung ver­ wendet werden und miteinander gekoppelt eine sehr stabile verlorene Schalung bilden, die sich einfach mit dem Baumate­ rial ausfüllen läßt, das dann zur gewünschten Endstabilität des Bauwerks führt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 12 ergibt sich ein Formschluß zwischen den miteinander zu koppelnden Bauteilen eines Bausatzes, wobei die Wirkung und Haltbarkeit des Form­ schlusses bereits beim Herstellen der Bauteile vorbestimmt werden.

Die Ausführungsformen der Ansprüche 13, 14 und 15 sind auf Bauteilvarianten gerichtet, die miteinander baukastenartig kombinierbar sind, um Bauwerke unterschiedlicher Größen und Formen zu schaffen, und zwar ohne oder mit Befüllung.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 16 mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung ist das Bauteil bereits für eine in­ nige formschlüssige Verzahnung mit dem später eingefüllten, aushärtenden Baumaterial vorbereitet. Die Verankerungselemen­ te lassen sich mit herstellungstechnisch vertretbarem Aufwand einbringen und festlegen. Sie stellen später im Bauwerk einen statisch tragfähigen Verbund zwischen dem Baumaterial und dem Bauteil her.

Herstellungstechnisch und im Hinblick auf eine günstige Strö­ mung des eingefüllten Baumaterials ohne Toträume sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 17 zweckmäßig. Die Vertiefungen kön­ nen jedoch auch eine von einer Kegelform oder Kegelstumpfform abweichende Konfiguration haben. Ein in etwa gleichbleibende Durchmesser am kleindurchmeßrigen Ende jedes Kegelstumpfes gewährleistet eine gleichbleibende Festigkeit in den Berei­ chen, in denen die Schalen durch die Vertiefungen miteinander verbunden sind. Die Vertiefungsform trägt mit der Anzahl und der Verteilung der Vertiefungen entscheidend zur Gestaltfe­ stigkeit des Bauteils bei. Für die Praxis und für Bauwerke mit Innendurchmessern von mehr als 1,5 m bewähren sich die angegebenen Abmessungsrelationen.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 18 sind bereits Durch­ gangsöffnungen vorgeformt, in die Anschlußrohre oder ähnliche Armaturen später in das Bauwerk einsetzbar sind, ohne das Bauwerk nachträglich bearbeiten zu müssen. Besonders wichtig ist, daß jede Durchgangsöffnung von einem umlaufenden Kanal des Kanalsystems umfaßt wird, so daß ohne oder mit eingefüll­ tem Baumaterial in jedem Fall ein geschlossener, steifer Kra­ gen um die Durchgangsöffnung entsteht.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 19 wird der wünschens­ werte Formschluß zwischen den zu koppelnden Öffnungsrandbe­ reichen durch die Vorsprünge und Einsenkungen erreicht, die ineinanderpassen. Ferner sind die Vorsprünge und Einsenkungen bevorzugt Stellen für Einfüllöffnungen oder Durchlauföffnun­ gen für das Baumaterial.

Gemäß Anspruch 20 wird eine dichte Verbindung, ein guter Paß­ sitz bzw. eine Zentrierung miteinander gekoppelter Bauteile erreicht. In die Nut kann eine Dichtung eingelegt werden. Zu­ sammenwirkende Falze und Randflansche decken die miteinander gekoppelten Öffnungsrandbereiche ab und zentrieren die Bau­ teile gegeneinander.

Die Werkstoffe gemäß Anspruch 21 sind kostengünstig und ko­ stengünstig und einfach verarbeitbar. Sie sind dauerhaft ge­ gen Umwelteinflüsse resistent und vertragen sich gut mit un­ terschiedlichen, aushärtbaren Baumaterialien, wie beispiels­ weise Beton oder Mörtel.

Im Hinblick darauf, daß jeder Bauteil durch Rotations-Sintern hergestellt wird, einem Verfahren also, bei dem thermoplasti­ sches Material in einer bewegten und beheizten Rotationsform zu dem doppelwandigen Bauteil verarbeitet wird, schmelzen ge­ mäß Anspruch 22 die Verankerungsteile nicht, sondern sie bet­ ten sich nur in den erweichten Kunststoff ein, so daß sie nach dessen Aushärtung und Abkühlung stoffschlüssig und kraftübertragend festgelegt sind.

Zweckmäßigerweise sind die Verankerungsteile gemäß Anspruch 23 Stein-, Kunststoff- oder Metallkörper, an denen sich spä­ ter das Baumaterial wirksam verzahnt. Günstig sind dabei die angegebenen Formen der Verankerungsteile. Solche Veranke­ rungsteile lassen sich kostengünstig herstellen und einfach einbringen. Sie werden durch das Rotationsformverfahren stoffschlüssig in den Kunststoff eingebettet.

Besonders wichtig ist schließlich die Ausführungsform gemäß Anspruch 24, weil sich der Bausatz kostengünstig transportie­ ren läßt und dabei in besonders gewinnbringender Weise Trans­ portraum und Transportgewicht eingespart wird.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfin­ dungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines hohlen Bauwerks bzw. einer verlorenen Schalung des Bau­ werks,

Fig. 2 einen detaillierten Längsschnitt zu Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt eines in Fig. 2 mit einem strichpunktierten Kreis X hervorgehobenen Details,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines hohlen Bau­ werks bzw. einer verlorenen Schalung aus mehre­ ren, miteinander gekoppelten Kunststoff-Bauteilen eines Bausatzes,

Fig. 5 einen Längsschnitt einer Transporteinheit, die aus den ineinandergestapelten Bauteilen gemäß Fig. 4 gebildet ist,

Fig. 6 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Transporteinheit, die aus den in Fig. 6 verwendeten Bauteilen gebildet ist, und

Fig. 8 einen Ausschnitt der Bauwerkswandung einer weite­ ren Ausführungsvariante.

Ein hohles Bauwerk B, beispielsweise ein Schacht oder Behäl­ ter S für die Abwasser- oder Abscheidetechnik, gemäß Fig. 1, besteht aus einem topfförmigen Unterteil 1 mit einem Boden 1′ und einem oberen Öffnungsrandbereich 7 und einer bei dieser Ausführungsform annähernd zylindrischen, ovalen oder polygo­ nalen Umfangswand. Auf dem Unterteil 1 befindet sich ein ko­ nischer Aufsatz 2 mit einer obenliegenden Öffnung 9 für einen weiteren, dort eingesteckten Aufsatz 3. Das Bauwerk B ist in Fig. 1 aus zwei bzw. drei Kunststoff-Bauteilen T1, T2 und T3 zusammengesetzt, von denen zumindest die Bauteile T1, T2 dop­ pelschalig vorgefertigt, an den Herstellungsort des Bauwerks B transportiert und dort zusammengesetzt und untereinander verbunden sind. Jeder der Bauteile T1, T2 und gegebenenfalls T3 weist eine Innenschale 5 und eine Außenschale 4 auf, zwi­ schen denen ein Hohlraum 6 gebildet ist. Das Bauwerk B kann in dieser Form verwendet werden, da die Bauteile T1, T2 auf­ grund ihrer Bauwerke selbsttragend und sehr stabil sind. Es ist aber auch vorgesehen, bei gehobenen Anforderungen an das Bauwerk B die Hohlräume 6 der Bauteile T1, T2 mit einem aus­ härtbaren Baumaterial M (gestrichelt angedeutet) vor Ort aus­ zufüllen, d. h. die Bauteile T1, T2 dann als verlorene Scha­ lung des Bauwerks B zu verwenden, die zusätzlich die Gestalt­ festigkeit des Bauwerks steigert.

Die Ausbildung der Kunststoff-Bauteile T2 und T1, die für ein Bauwerk B miteinander einen Bausatz definieren können, ist im Detail aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Die in jedem Bausatz zusammengehörenden Bauteile sind gleichartig konzi­ piert, auch wenn dies in den Fig. 2 und 3 beim Bauteil T2 nicht im Detail dargestellt ist.

Die Innenschale 5 im Bauteil T1 gemäß Fig. 2 ist mit der Au­ ßenschale 4 durch einstückig integrierte Querverbindungsele­ mente, z. B. durch in die Außenschale 4 eingeformte Vertiefun­ gen V, verbunden. Das Bauteil T1 wird zu diesem Zweck aus ei­ nem thermoplastischen Kunststoff, z. B. HD-Polyäthylen, in ei­ ner Rotations-Sinterform hergestellt, deren den Schalen 4, 5 entsprechende Formflächen beheizt werden. Die Rotations- Sinterform wird beim Herstellen des Bauteils T1 taumelnd be­ wegt, so daß der in die Form eingefüllte, erweichende Kunst­ stoff allmählich die Formflächen mit im wesentlichen gleich­ bleibender Wandstärke bedeckt und eine in sich geschlossene einstückige stabile Hohlstruktur bildet. Jede Vertiefung V ist bei der gezeigten Ausführungsform annähernd kegel­ stumpfförmig (Fig. 3), wobei die Vertiefung V zur Außenseite der Außenschale 4 offen ist. Im Verschneidungsbereich der Vertiefung V mit der Innenschale 5 ist die Wandstärke be­ reichsweise etwas dicker als die Wandstärke a der Schalen 4, 5, und zwar zwischen ca. 50% und 100% dicker (Wandstärken b, c). Der Hohlraum 6 zwischen den Schalen 4, 5 bildet ein zusammenhängendes Kanalsystem K um die Vertiefungen V. Gege­ benenfalls sind stellenweise Entlüftungsöffnungen, bevorzugt in der Außenschale 4, vorgesehen, um bei Bedarf das Baumate­ rial M bis zum vollständigen Ausfüllen des Kanalsystems K zü­ gig einfüllen zu können. In den Fig. 2 und 3 sind nur Vertie­ fungen V in der Außenschale 4 gezeigt. Es können alternativ ähnliche Vertiefungen V′ in der Innenschale 5 vorgesehen sein. Denkbar ist es ferner, sowohl in der Innenschale 5 als auch in der Außenschale 4 zueinander versetzte Vertiefungen V, V′ einzuformen. Die Vertiefungen V, V′ müssen nicht not­ wendigerweise kegelstumpfförmig sein. Es ist jede formtech­ nisch beherrschbare Vertiefungsform denkbar, mit der sich ein zusammenhängendes Kanalsystem des Hohlraums 6 erzielen läßt. Die Querverbindungselemente müssen nicht hohl sein, sondern könnten auch massive Stege sein, die die Schalen 4, 5 gegen­ einander versteifen, sie auf Abstand halten, und dabei be­ lastbar miteinander verbinden.

Im Bauteil T1 ist der Boden so zur Mitte hin mit abnehmendem Abstand zwischen der Innenschale 5 und der Außenschale 4 dar­ gestellt. Dies ist nur eine mögliche Ausführungsvariante. Zweckmäßigerweise sind auch im Boden 4 Querverbindungselemen­ te, z. B. die Vertiefungen V mit zur Bodenmitte hin abnehmen­ der Vertiefungsweite, geformt. Ferner sind die Vertiefungen V, V′ nach einem weitgehend regelmäßigen Muster verteilt, wo­ bei zweckmäßigerweise die vertiefungsfreien Bereiche der Schalen 5, 4 zwischen benachbarten Vertiefungen V größer sind als die von den offenen Seiten der Vertiefungen V beanspruch­ ten Bereiche. Die Durchmesser d an den kleindurchmeßrigen En­ den der kegelstumpfförmigen Vertiefungen V, V′ sind im we­ sentlichen unabhängig von der Weite und Tiefe der Vertiefun­ gen über das Bauteil im wesentlichen gleich groß. In der Wand des Bauteils T1 können die Vertiefungen V, z. B. in einem Qua­ drat- oder Rechteckraster verteilt (bei kreisrunder Form um jeweils 30° versetzt) und im Boden 1′ in einem sternförmigen Raster (etwa alle 30°) angeordnet sein. Die Fläche der offe­ nen Seiten der Vertiefungen V, V′ liegt, z. B. zwischen etwa 10% und 30%, vorzugsweise zwischen etwa 15% und 25%, der Gesamtfläche einer Schale, z. B. der Außenschale 5. Je größer die Anzahl der Querverbindungselemente ist, desto stabiler ist das Bauteil.

Im oberen Teil der Fig. 3 ist die formschlüssige Kopplung der Öffnungsrandbereiche 7 und 8 in dem Ausschnitt X der Fig. 2 gezeigt. Die beiden Schalen 5, 4 sind im Öffnungsrandbereich 7 über eine Verbindungswand 18 einstückig miteinander verbun­ den. In der Verbindungswand 18 sind über den Verlauf des Öff­ nungsrandbereiches 7 verteilt als zueinander passende Verbin­ dungselemente erhabene Vorsprünge 11 und vertiefte Einsenkun­ gen 12 einstückig eingeformt, die z. B. kegelstumpfartig aus­ gebildet und in beiden Öffnungsrandbereichen 7 und 8 gleich­ artig angeordnet sind, so daß bei den Öffnungsrandbereichen 7 und 8 jeweils ein Vorsprung 11 in eine Einsenkung 12 ein­ greift. Dieser Formschluß dient zum Zentrieren und Verrie­ geln. Ferner sind in diesem Bereich eine umlaufende Nut 13 eingeformt, die zum Einsetzen eines Dichtungsringes verwend­ bar ist, und ein umlaufender Falz 13′ bzw. ein umlaufender Randflansch 13′′, die zum Koppeln der Bauteile ineinandergrei­ fen. Die Bauteile werden kraftschlüssig miteinander verbun­ den, z. B. geschraubt oder geklebt oder verkeilt.

Die Vorsprünge 11 können mit Solltrennstellen 16 versehen sein, so daß sich Einfüllöffnungen O zum Befüllen mit dem Baumaterial freilegen lassen. In den Einsenkungen 12 können bereits Ansetzpunkte 17 für ein Schneidwerkzeug vorgeformt sein, um auch dort Einfüllöffnungen und/oder Durchgangsöff­ nungen O für das einzufüllende Baumaterial freizulegen. Gege­ benenfalls sind die Einfüllöffnungen O bereits vorgeformt.

Das Bauwerk B, z. B. ein Schacht oder Behälter S der Fig. 4 besteht aus dem topfförmigen Unterteil 1, zwei oder mehreren Ringsektionen 14 mit abgestufter Wand, dem Aufsatz 2 und, ge­ gebenenfalls, dem Abschlußaufsatz 3. Diese Komponenten sind jeweils einstückig vorgefertigte Kunststoff-Bauteile T1, T2, T3 und T4, die zum Bilden des Bauwerks B oder der verlorenen Schalung miteinander gekoppelt und aufgestellt sind, und ge­ gebenenfalls mit Baumaterial M ausgefüllt sind. Der Bauteil T3 könnte auch mit aushärtendem Baumaterial ausgefüllt sein. Die Bauteile T1 bis T4 definieren einen Bausatz zum Herstel­ len der verlorenen Schalung für das oder des Bauwerks B. Die­ ser Bausatz kann in Form einer Transporteinheit U (Fig. 5) transportiert werden, deren Abmessungen kleiner sind (in Hö­ henrichtung), als die Gesamtabmessungen der verlorenen Scha­ lung für das Bauwerk B, und die auch leichter ist als das mit Baumaterial M ausgegossenen Bauwerk B. Zu diesem Zweck sind die mit abgestuftem Wandverlauf ausgebildeten Bauteile T4 in­ einander und in den das Bauteil T1 gestapelt. Auch das den Aufsatz 2 bildende Bauteil T2 ist in das oberste Bauteil T4 einführbar, und zwar mit oder ohne den Abschluß T3.

Die vorerwähnte Stapelbarkeit, die Transportabmessungen der Transporteinheit U gegenüber den Abmessungen der verlorenen Schalung oder des jeweiligen Bauwerks vermindern läßt, ist auch bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 gegeben. Das Bauwerk B, z. B. ein Behälter oder Schacht S besteht aus den Bauteilen T1, T4′, T2 und gegebenenfalls T3. Gegebenenfalls wird Baumaterial M eingefüllt. Die Bauteile sind aufeinander­ gesetzt und miteinander gekoppelt. Die Bauteile T4′ sind ko­ nische Ringsektionen. Die untere Ringsektion 14′ ist mit ih­ rem großdurchmeßrigen Öffnungsrand auf den oberen Öffnungs­ rand des Bauteils T1 aufgesetzt und mit diesem formschlüssig verbunden. Die zweite Ringsektion 14′ ist hingegen mit ihrem kleindurchmeßrigen Öffnungsrand auf den kleindurchmeßrigen Öffnungsrand der darunterliegenden Ringsektion 14′ aufge­ setzt. Der Aufsatz 2 paßt auf den großdurchmeßrigen Öffnungs­ rand der oberen Ringsektion 14′. Die konische Form der Ringsektionen 14′ (deren Umfang rund, oval oder polygonal sein kann) ist im Hinblick auf die Stapelbarkeit und die Ge­ staltfestigkeit gewählt, damit die Transporteinheit U gemäß Fig. 7 kleinere Abmessungen (in Höhenrichtung) hat als das Bauwerk B. Es liegt auf der Hand, daß bei den Ausführungsfor­ men der Fig. 4 und 6 auch mehr als zwei Ringsektionen 14, 14′ verwendet werden können, um ein höheres Bauwerk zu schaffen, und daß nur dafür Sorge zu tragen ist, daß entweder der Auf­ satz 2 auf die oberste Ringsektion oder die unterste Ringsek­ tion auf den Unterteil 1 paßt.

Es ist auch denkbar, z. B. zwei gespritzte Schalen 4, 5 zu ei­ nem Bauteil T1 bis T4, ineinander zu setzen und erst nach­ träglich durch die Querverbindungselemente miteinander zu verbinden. Auch dieses Bauteil könnte mit oder ohne Befüllung zum Stellen des jeweiligen Bauwerks B verwendet werden.

Fig. 8 verdeutlicht in einem Längsschnitt der Wand des mit Baumaterial M befüllten Behälters, daß in den Hohlraum 6 zwi­ schen den Schalen 5, 4 bzw. in das Kanalsystem K Verankerung­ selemente 15 eingebracht und stoffschlüssig mit den Schalen 5, 4 und/oder den Wänden der Vertiefungen V verbunden sind. Die Verankerungsteile 15 können Stein-, Kunststoff- oder Me­ tallkörper beliebiger Form sein, die sich selbständig beim Rotations-Sintern in den erweichten Kunststoff der Schalen 4, 5 einbetten. Beispielsweise könnten dies Kunststoffkörper aus einem Kunststoff sein, dessen Schmelztemperatur höher liegt als die Schmelztemperatur des Kunststoffes für die Schalen 4, 5. Denkbar sind auch Metallkörper beliebiger Gestalt, wobei einer sternförmigen oder igelartigen Gestalt der Vorzug zu geben ist, weil diese Gestalt einerseits eine feste Haftung jedes Verankerungsteils an der Schale und andererseits große Verankerungsflächen und Hinterschneidungen zum Verzahnen mit dem Baumaterial M im Hohlraum 6 schafft. Die Verankerungstei­ le 15 könnten auch Metalldrahtabfälle, Späne, Federn, Draht­ knäuel, Kunststoffabfälle und dgl. sein. Werden die Veranke­ rungsteile 15 beim Füllen der Rotations-Sinterform zusammen mit dem Kunststoffmaterial eingefüllt, dann haftet das schmelzende Kunststoffmaterial an den Formflächen, während sich die nicht schmelzenden Verankerungsteile 15 in den sich ausbildenden Schalen einbetten. Sie sind so geformt und di­ mensioniert, daß sie deutlich über die Innenflächen der Scha­ len überstehen und Angriffsflächen und/oder Hinterschneidun­ gen zum Verzahnen mit dem Baumaterial M darbieten. Es wäre auch denkbar, zunächst die Kunststoff-Bauteile nahezu fertig in der Rotations-Sinterform zu bilden, und die Verankerungs­ teile 15 erst einzufüllen, ehe der Bauteil abgekühlt wird. Es kann zweckmäßig sein, Entlüftungslöcher aus dem Kanalsystem K bereits in der Rotations-Sinterform mitzuformen.

Claims (24)

1. Verfahren zum Herstellen eines hohlen Bauwerks, insbeson­ dere eines Schachtes oder Behälters in der Abwasser- oder Ab­ scheidetechnik, bei dem zur Ausbildung zumindest der Wand (und/oder des Bodens und/oder eines oberen Abschlusses) des Bauwerks eine verlorene, doppelwandige Schalung aufgebaut und in ihrem Doppelwand-Hohlraum mit aushärtbarem Baumaterial ausgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als verlorene Schalung wenigstens ein zweischaliges, selbsttragendes Kunst­ stoff-Bauteil (T1-T4, T4′) mit zumindest über integrierte Querverbindungselemente miteinander verbundene Schalen vorge­ fertigt und als die verlorene Schalung des Bauwerks (B) in Ortbauweise zwischen den Schalen (4, 5) mit dem Baumaterial (M) ausgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Bauteil (T1-T4, T4′) durch Rotations-Sintern, vorzugsweise mit wenigstens einer vorgeformten offenen oder zu öffnenden Einfüllöffnung (O), einstückig vorgefertigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere formschlüssig miteinander koppelbare Kunststoff- Bauteile (T1-T4, T4′) vorgefertigt, am Bauort des Behälters (B) miteinander kraftschlüssig gekoppelt und gemeinsam mit dem Baumaterial (M) ausgefüllt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorfertigen des Kunststoff-Bauteils (T1-T4, T4′) im Hohlraum (6) zwischen den Schalen (4, 5) Verankerungselemente (5) stoffschlüssig festgelegt werden, daß beim Ausfüllen des Hohlraums (6) mit Baumaterial (M) die Verankerungselemente (15) in das Baumaterial (M) eingebettet werden, und daß sich das ausgehärtete Baumaterial (M) mit den Verankerungselemen­ ten (15) form- und kraftschlüssig verzahnt.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Bauteil (T1-T4, T4′) aus HD-Polyäthylen oder gleichartigem Kunststoff (PP, PA) vorge­ fertigt und mit Beton, Mörtel oder anderem aushärtbarem Mate­ rial als Baumaterial ausgefüllt wird.

6. Kunststoff-Bauteil zum Herstellen eines Behälters oder Schachts, das entweder allein oder mit wenigstens einem dazu passenden, gleichartigen Kunststoff-Bauteil kombiniert die Wand mit oder ohne Boden bzw. oberem Abschluß des Behälters oder Schachts bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (T1-T4, T4′) doppelschalig und selbsttragend aus einer In­ nenschale (4) und einer beabstandeten Außenschale (5) geformt ist, und daß die Innenschale (4) zumindest Querverbindungse­ lementen mit der Außenschale (5) verbunden ist.

7. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kunststoff-Bauteil (T1-T4, T4′) mit zwischen den Schalen (4, 5) in situ integrierten Querverbindungsele­ menten einstückig rotationssinter geformt ist.

8. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Querverbindungselement eine zur Außen- und/ oder Innenseite der Außen- oder Innenschale (4, 5) offene, in die jeweilige Schale (4, 5) eingeformte Vertiefung (V, V′) mit allseits geschlossen Begrenzungswand ist, und daß die Be­ grenzungswand den Abstand zwischen den Schalen (4, 5) über­ brückt.

9. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vertiefungen (V, V′) über die Schalen (4, 5) im wesentlichen in einem regelmäßigen Rastermuster verteilt sind, vorzugsweise derart, daß an der offenen Seite der Ver­ tiefungen (V, V′) die von den Vertiefungen beanspruchte Scha­ lenfläche kleiner ist als die von Vertiefungen freie Schalen­ fläche, und, vorzugsweise, bei einer Schalenstärke von ca. 10 mm und einem Schalenabstand bis zu 100 mm zwischen etwa 10% und 30%, vorzugsweise zwischen etwa 15% und 25%, der gesamten Schalenfläche liegt.

10. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vertiefungen (V, V′) kegelstumpfförmig ausgebil­ det sind und in einem Quadrat-, Rechteck- Trapez- und/oder Dreieckrastermuster angeordnet sind.

11. Kunststoff-Bauteil nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (T1-T4, T4′) oder die zu­ sammengefügten Bauteile (T1-T4, T4′) wenigstens eine Ein­ füllöffnung (O) aufweist(en) und eine verlorene Schalung für den in Ortbauweise mit aushärtbarem Baumaterial (M) herstell­ baren Behälter oder Schacht (S) bilden, und daß die Schalen (4, 5) mit den Vertiefungen (V, V′) ein zusammenhängendes, aus der Einfüllöffnung (O) mit Baumaterial (M) befüllbares Kanalsystem (K) begrenzen.

12. Kunststoff-Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil an wenigstens einem Öffnungsrandbereich (7, 8) formschlüssige Verbindungse­ lemente aufweist, die zu den Verbindungselementen eines gleichartigen Bauteils in einem zum Erstellen eines Behälters oder Schachts (S) vorgesehenen Bauteile-Bausatz passen.

13. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (T2, T4, T4′) eine einstückige doppel­ wandige Ringsektion (2, 14, 14′) ist, vorzugsweise mit runder oder ovaler Form und gerader, gestufter oder konischer Wand.

14. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Bauteil (T1) einstückig topfförmig mit einem Bo­ den (4) und einer Umfangswand (1) ausgebildet ist, vorzugs­ weise mit gerader, gestufter oder konischer Umfangswand und runder oder ovaler Form.

15. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Bauteil (T2) ein zu einem weiteren Bauteil (T2, T4, T4′) des Bausatzes passender Abschlußaufsatz (2) ist.

16. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kunststoff-Bauteil (T1-T4, T4′) mit innen im Doppelwand-Hohlraum (6) stoffschlüssig festgelegten Veranke­ rungselementen (15) für ein aushärtendes Baumaterial (M) vor­ gefertigt ist.

17. Kunststoff-Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (a) der Schalen (4, 5) im wesentlichen konstant ist, und daß die Wandstärke (b, c) der zwischen 6,0 mm und 12,0 mm dicken In­ nenschale (5) und/oder Außenschale (4) nur jeweils in einem Verschneidungsbereich mit einer Vertiefung (V, V′) der je­ weils anderen Schale (5, 4) um ca. 50% bis 100% größer ist als außerhalb des Verschneidungsbereiches.

18. Kunststoff-Bauteil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine beide Schalen (5, 4) durchsetzende Durchgangsöffnung (10) in die Wand des Bau­ teils eingeformt ist, die von einem umlaufenden Kanal des Ka­ nalsystems (K) umfaßt wird.

19. Kunststoff-Bauteil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (5, 4) an wenigstens einem Öffnungsrandbereich (7, 8) des Bauteils (T1-T4, T4′) durch eine Verbindungswand (18) verbunden sind, in der als Vertiefungselemente einstückig erhabene Vorsprünge (11) und/oder vertiefte Einsenkungen (12) eingeformt sind, vor­ zugsweise jeweils in Kegelstumpfform.

20. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß im Übergangsbereich von der Innenschale (5) und/oder der Außenschale (4) zur Verbindungswand (18) oder in der Ver­ bindungswand (18) entlang des Öffnungsrandbereiches (7, 8) eine umlaufende Nut (13) oder ein Falz (13′) bzw. ein vorste­ hender Randflansch (13′′) eingeformt ist.

21. Kunststoff-Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kunststoff-Bauteil (T1-T4, T4′) aus HD-Polyäthylen oder einem ähnlichen Kunststoff wie PP, PA besteht.

22. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verankerungsteile (15) aus einem Material beste­ hen, dessen Schmelz- oder Erweichungstemperatur höher ist als die Schmelz- oder Erweichungstemperatur des Kunststoffes des Bauteils.

23. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verankerungsteile (15) Stein-, Kunststoff- oder Metallkörper sind, vorzugsweise stern- oder igelartige Me­ tall- oder Kunststoffkörper, die zumindest teilweise vor­ springend in die Schalen (5, 4) innenseitig eingebettet sind.

24. Kunststoff-Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Bauteile (T1-T4, T4′) eines Bausatzes ineinandergestapelt in einer Transporteinheit (U) mit kleineren Transportabmessungen als die Abmessungen des Behälters oder Schachts zusammengefaßt sind, insbesondere ein topfförmiger Kunststoff-Bauteil (T1) mit wenigstens einer Ringsektion (14, 14′, 2) und einem Ab­ schluß-Aufsatz (2).