Verfahren und Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen sowie künstlich gealterter Betonstein

Abstract

 Bei einer Steinfertigungsanlage werden auf Fertigungsbrettern (14) angeordnete Lagen von Betonsteinen (10) kontinuierlich durch eine Hammervorrichtung (23) hin­durchgefördert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen (Pflastersteinen) durch Schlagbehandlung von Steinoberflächen (Sichtflächen) und Steinkanten. Des weiteren betrifft die Erfindung oberflächenbe­handelte Betonsteine, insbesondere im Bereich der Sichtseite behandelte Pflastersteine.

[0002] Betonsteine (Pflastersteine) finden weitverbreiteten Einsatz im Wege , Straßen- und Platzbau. Oftmals kommt es hierbei zu einem Nebeneinander alter Bausubstanz und neu angelegter Pflasterbe­reiche. Besonders auf dem Gebiet der Altstadtsanierung herrscht mittlerweile ein hoher Anspruch, wenn es z.B. darum geht, Straßen, Wege und Plätze mit einer neuen Pflasterdecke zu versehen, die sich harmonisch in das von Bauten geprägte Erscheinungsbild von Straßenzügen einfügt. Da es sich bei Betonsteinen (Pflastersteinen) um einen neuen Baustoff handelt, erweist sich eine künstliche Alterung der Beton­steine als notwendig.

[0003] In der DE-OS 36 21 276 ist ein Verfahren gezeigt, bei dem eine Vorrichtung mit "Stockmeißeln" eingesetzt wird, die unter entsprechender Belastung auf die Oberfläche von ein­lagig auf einer Platte angeordneten Pflastersteinen ein­wirken. Hierdurch werden einerseits die Kanten gebrochen, andererseits erhält die Oberfläche der Pflastersteine in­folge der Bearbeitung durch die scharfkantigen "Stockmei­ßel" eine markante, für eine gealterte Steinoberfläche eher atypische Struktur. Der so bearbeitete Pflasterstein ist seinem Erscheinungsbild nach eher ein Strukturstein als ein künstlich gealterter Pflasterstein. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß für die Dauer der Be­arbeitung der Steinoberflächen mit der in einer Steinfer­tigungsanlage integrierten "Stockmeißel"-Vorrichtung jede Steinlage dem ansonsten kontinuierlichen Förderfluß der Steinfertigungsanlage entnommen werden muß.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der ohne Beeinflussung des För­derflusses der Steinfertigungsanlage Sichtflächen von Be­tonsteinen zur Erzielung eines gealterten Aussehens mecha­nisch nachbehandelt werden, derart, daß sie trotz ei­ner mechanischen Oberflächenbehandlung ein einem natür­lichen Alterungszustand entsprechendes Erscheinungsbild haben.

[0005] Es ist ferner Aufgabe, entsprechend oberflächenbehandelte Betonsteine, insbesondere Pflastersteine, bereitzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfah­ren dadurch gekennzeichnet, daß die für das künstliche Al­tern erforderliche Bearbeitung während des kontinuierlichen Fertigungsablaufs in einer Steinferti­gungsanlage für Betonsteine mittels einer in den Ferti­gungsablauf integrierten Hammervorrichtung erfolgt, die auf eine auf einem Fertigungsbrett befindliche Fertigungs­formation von Betonsteinen einwirkt.

[0006] Die Bearbeitung der Oberflächen mit einem Hammer als Schlagwerkzeug, also einem gegenüber einem "Stockmeißel" stumpfen Gegenstand, ermöglicht zum einen ein sauberes Brechen der Kanten, zum anderen aber auch eine Oberflä­chenbehandlung, die der Sichtfläche eher ein Erschei­nungsbild nach Art einer Patina verleiht als das einer strukturierten Oberfläche, wie sie durch Anwendung des in der DE-OS 36 21 276 beschriebenen Verfahrens erzielt wird.

[0007] Die auf einem Fertigungsbrett angeordnete Fertigungsforma­tion von Betonsteinen wird stetig unter der oberhalb die­ser installierten Hammervorrichtung hindurchgeführt. Dabei erfolgt gleichzeitig ein Verfahren der Hammervorrichtung quer zur Förderrichtung. Hierdurch wird eine einseitig ausgerichtete Orientierung der durch die Hammerschläge verursachten Spuren auf der Sichtfläche ausgeschlossen und damit eine natürlich erscheinende Oberfläche erreicht.

[0008] Die in der erfindungsgemäßen Hammervorrichtung eingesetz­ten Werkzeuge zur Bearbeitung der Betonsteine sind Hammer­werkzeuge mit abgerundeten Schlagflächen. Durch diese Aus­bildung der Schlagflächen wird eine starke Zerklüftung der Oberflächen, die einem Alterungseffekt entgegensteht, ver­hindert und gleichwohl ein geringer, leicht ungleichmäßi­ger alterungstypischer Materialabtrag erzielt. Die Hammer­vorrichtung besteht aus einem Vorrichtungsgestell, in dem quer zur Förderrichtung der Fertigungsformation mehrere Hammeraggregate an einem gemeinsamen Träger montiert sind.

[0009] Zur Erzielung einer möglichst großen Bearbeitungsdichte sind die Hammeraggregate in zwei Reihen, jeweils auf Lücke zueinander versetzt am Träger des Vorrichtungsgestells an­geordnet. Zur Sicherung der Fertigungsformation auf dem Fertigungsbrett während der Schlagbeaufschlagung durch die Hammervorrichtung ist eine verfahrbare Haltevorrichtung vorgesehen.

[0010] Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer er­findungsmeüß ausgebildeten Hammervorrichtung sowie die An­ordnung derselben innerhalb einer Beton-Fertigungsanlage unter Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines erfindungsgemäß hergestellten Betonsteins (Pflaster­stein) näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Bereich einer Fertigungsformation in Drauf­sicht,

Fig. 2 der Bereich der Fertigungsformation nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Hammervorrichtung im Bereich einer Trans­portbahn für Betonsteine,

Fig. 4 eine Haltevorrichtung als Einzelteil der Fig. 3 in Draufsicht,

Fig. 5 die Hammervorrichtung nach Fig. 3 in Längsansicht der zugeordneten Transportbahn,

Fig. 6 eine Steinfertigungsanlage mit Hammervorrichtung auf der Trockenbetonseite in schematischer Drauf­sicht.

[0011] Betonsteine 10 werden in der Regel in an sich bekannten Steinfertigungsanlagen hergestellt (Fig. 6). Diese beste­hen aus einer Steinfertigungsmaschine 11, einer Transport­ bahn 12, vorzugsweise in Form eines kontinuierlich beweg­ten, endlosen Förderbands oder dgl., einem Querförderer in Form eines quer zur Förderrichtung der Transportbahn 12 hin- und herbewegbaren Gabelhubwagens 13, mittels dessen frisch geformte Betonsteine 10 auf Paletten bzw. Ferti­gungsbrettern 14 liegend in eine Trockenkammer (15) bringbar und nach Beendigung des Trocknungsvorgangs aus dieser wie­der entnehmbar sind, und einer sich etwa parallel zur erstgenannten Transportbahn 12 erstreckenden weiteren Transportbahn 16, wobei zwischen den beiden Transport­bahnen 12 und 16 die Trockenkammer bzw. Trockenkammern 15 angeordnet und die Transportbahn 12 Teil der Naßbetonseite und die Transportbahn 16 Teil der Trockenbetonseite der Steinfertigungsanlage sind. Mittels eines Abstapelgeräts 17 werden die getrockneten Betonsteine 10 von der trocken­betonseitigen Transportbahn 16 abgenommen und zu fertigen Steinpaketen 18 übereinandergestapelt. Die Steinpakete 18 können dann mittels eines Gabelhubwagens 19 an den Ort der Verladung gebracht werden. Auch die trockenbetonseitige Transportbahn 16 ist ebenso wie die naßbetonseitige Trans­portbahn 12 als Endlosförderer ausgebildet, z.B. in Form eines kontinuierlich angetriebenen endlosen Förderbands oder in Form eines Glieder- bzw. Kettenförderers.

[0012] Der Gabelhubwagen 13 ist vorzugsweise auf zwei sich paral­lel zueinander erstrecken Schienen 20 in Richtung des Dop­pelpfeils 21 hin- und herverfahrbar. Leere Fertigungsbret­ter 14 werden durch einen Förderer 22 zur Steinfertigungs­maschine 11 transportiert. Der Förderer 22 ist vorzugswei­se ein Band-, Rollen- oder Kettenförderer.

[0013] Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist im Bereich der trockenbetonseitigen Transportbahn 16 eine Hammervorrich­tung 23 angeordnet, wie sie im einzelnen weiter unten be­schrieben werden wird. Die Hammervorrichtung 23 ist in den Produktionsablauf integriert, so daß die Behandlung von Betonsteinen den Fertigungsablauf nicht beeinflußt, insbe­ sondere nicht verzögert.

[0014] Wie in Fig. 3 und 5 gezeigt, ist die Hammervorrichtung 23 oberhalb der Transportbahn 16 ortsfest installiert. Die wesentlichen Betandteile der Hammervorrichtung 23 sind an einem höhenverstellbaren Träger 24 montierte Hammeraggre­gate 25.

[0015] Die pneumatisch betriebenen Hammeraggregate 25 enthalten Hammerwerkzeuge 26, die durch eine geeignete Druckluft­steuerung in eine vertikale Hin- und Herbewegung versetzt werden können, und zwar derart, daß die Schlagfrequenz und Schlagstärke der auf die Oberflächen der unter ihnen hin­durchgeführten Betonsteine einwirkenden Hammerwerkzeuge 26 steuerbar sind.

[0016] In Fig. 1 und 2 ist schematisch die Bearbeitung von Beton­steinen 10 mit Hammerwerkzeugen 26 dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Lage von Betonsteinen 10 auf einem Fertigungsbrett 14. Die eher regellose Anordnung der Betonsteine 10 bei diesem Beispiel soll lediglich auf­zeigen, daß für die Bearbeitung von Betonsteinen 10 mit Hammerwerkzeugen 26 eine geordnete Lage der Betonsteine 10 - wie es tatsächlich während des Fertigungsverfahrens in einer Steinfertigungsanlage der Fall ist - keine Voraus­setzung ist. Die Betonsteine 10 werden in Richtung des Pfeils 27 unter den im Querschnitt dargestellten Hammer­werkzeugen 26 hindurchgeführt. Gleichzeitig führen die mit dem Träger 24 (Fig. 3) verbundenen Hammerwerkzeuge 26 eine hin- und hergehende Querbewegung in Richtung des Doppel­pfeils 28 aus. Die Überlagerung dieser Querbewegung mit der Fortbewegung der Betonsteine 10 im Förderfluß der Steinfertigungsanlage 11 hat zur Folge, daß die Hammer­werkzeuge 26 im Zuge der Fortbewegung der Betonsteine 10 auf deren gesamte Oberseite einwirken. Das Auftreffen der Hammerwerkzeuge 26 mit ihren abgerundeten Schlagflächen 29 verursacht im Bereich von Oberkanten 30 der Betonsteine 10 ein Ausbrechen des Betons. Im Bereichen, die genügend weit entfernt von den Oberkanten 30 der Betonsteine 10 liegen, kommt es zu einer punktuellen, oberflächigen Verdichtung des Betons. Die Oberseite bleibt in sich glatt, ohne durch die mechanische Behandlung strukturiert oder gar zerklüf­tet zu wirken, erhält aber durch die punktuelle Schlagbe­anspruchung mit den abgerundeten Schlagflächen 29 der Ham­merwerkzeuge 26 eine Art Patina, die ihr ein gealtertes Aussehen verleiht.

[0017] Während die in zwei Reihen, jeweils auf Lücke zueinander versetzt am Träger 24 montierten Hammeraggregate 25 auf die auf dem Fertigungsbrett 14 angeordnete Lage von Beton­steinen 10 einwirken, ist die Lage auf dem Fertigungsbrett 14 durch eine Haltevorrichtung 31 gesichert, da die auf­grund der Bearbeitung entstehenden Vibratinonen dazu führen könnten, daß die Betonsteine 10 seitlich vom Fertigungs­brett 14 gefördert werden.

[0018] Bei der Bearbeitung von Betonsteinen 10 mit der Hammervor­richtung 23 in einer Steinfertigungsanlage führen der Trä­ger 24 sowie die Haltevorrichtung 31 zeitlich miteinander gekoppelte Bewegungen aus. Wenn sich ein Fertigungsbrett 14 mit einer Lage Betonsteine 10 der Hammervorrichtung 23 nähert, wird die Haltevorrichtung 31 über zwei pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheiten 32 auf das Ferti­gungsbrett 14 abgesetzt. Die Haltevorrichtung 31 ist über Gleitschuhe 33 in Führungsschienen 34 geführt und kann somit der Förderbewegung des Transportbands 16 folgen. Er­reicht das Fertigungsbrett 14 die Reihen der Hammeraggre­gate 25, senkt sich, über einen nicht dargestellten Sensor betätigt, der Träger 24 soweit ab, daß die ebenfalls über einen Sensor bei Kontakt mit den Betonsteinen 10 in Gang gesetzten Hanmeraggregate 25 die unter diesen entlang ge­förderten Betonsteine 10 bearbeiten können. Das Absenken des Trägers 24 erfolgt pneumatisch über die Kolben-Zylin­der-Einheit 35. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bearbei­ tung wird über die pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-­Einheit 36 der Träger 24 in die bereits beschriebene hin- und hergehende Querbewegung versetzt. Nach dem Durchlauf des Fertigungsbretts 14 durch die Hammervorrichtung 23 wird der Träger 24 mit den Hammeraggregaten 25 wieder nach oben verfahren und die Haltevorrichtung 31 vom Fertigungs­brett 14 abgehoben. Mit einer geeigneten, nicht darge­stellten Transporteinrichtung wird die Haltevorrichtung 31 wieder in ihre Ausgangslage zurückverfahren, so daß sie sich erneut auf das im Förderfluß nächstfolgende Ferti­gungsbrett 14 absenken kann.

[0019] Die die Hammervorrichtung 23 durchlaufenden Betonsteine 10 können vor dem vollständigen Aushärten, das in der Regel eine Zeit von ca. 28 Tagen in Anspruch nimmt, durch die Hammerwerkzeuge 26 bearbeitet werden. Durch die abgerun­dete Ausführung der Schlagflächen 29 der Hammerwerkzeuge 26 hält sich die mechanische Beanspruchung der noch nicht vollständig ausgehärteten, am Ende des Durchlaufs einer Steinfertigungsanlage erst ca. 24 Stunden alten Beton­steine 10 in Grenzen, so daß die Betonsteine 10 durch die beschriebene Art der Bearbeitung nicht zerstört werden.

[0020] Anstatt der pneumatisch arbeitenden Kolben-Zylinder-Ein­heiten 32, 35 und 36 ist es natürlich auch denkbar, andere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Mittel einzuset­zen.

Ansprüche

1. Verfahren zum künstlichen Altern von Betonsteinen (Pfla­stersteine) durch Schlagbehandlung von Steinoberflächen (Sichtflächen) und Steinkanten, dadurch gekenn­zeichnet, daß die für das künstliche Altern erforder­liche Bearbeitung während des kontinuierlichen Fer­tigungsablaufs in einer Steinfertigungsanlage für Betonsteine (10) mittels einer in den Fertigungsablauf integrierten Hammer­vorrichtung (23) erfolgt, die auf eine auf einem Fertigungs­brett (14) befindliche Fertigungsformation (Lage) von Beton­steinen (10) einwirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigungsformation (Lage) stetig unter der ortsfesten Hammmervorrichtung (23) hindurchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß in der Hammervorrichtung (23) installierte Hammeraggregate (25) während des Durchlaufs der Fertigungs­formation (Lage) relativ, insbesondere quer zur Förderrich­tung der Steinfertigungsanlage verfahren werden.

4. Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen (Pflastersteinen durch Schlagbehandlung von Steinober­flächen (Sichtflächen) und Steinkanten, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die in einer Hammvorrichtung (23) eingesetzten Werkzeuge zur Bearbeitung der Betonsteine (10) Hammerwerkzeuge (26) mit stumpfen, vorzugsweise abge­rundeten Schlagflächen (29) sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammervorrichtung (23) aus einem Vorrichtungsge­stell besteht, in dem mehrere, insbesondere eine Reihe von Hammeraggregaten (25) an einem gemeinsamen, vorzugsweise quer zur Förderrichtung der Fertigungsformation (Lage) verfahrbaren Träger (24) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammeraggregate (25) in zwei Reihen, jeweils auf Lücke zueinander versetzt am Träger (24) der Hammervor­richtung (23) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammervorrichtung (23) eine verfahrbare Haltevor­richtung (31) aufweist, die die Fertigungsformation (Lage) während der Bearbeitung der Oberflächen (Sichtflächen) der Betonsteine (10) auf dem Fertigungsbrett (14) sichert.

8. Betonstein (Pflasterstein) mit rings um eine Seiten­fläche (Sichtfläche) verlaufenden, unregelmäßig gebroche­nen Kanten, dadurch gekennzeich­net, daß die Sichtfläche mit einer Hammervorrichtung (23) bearbeitet ist.

Zeichnung