Verfahren zur Herstellung von Bausteinen mit mindestens einer Ausnehmung und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Abstract

 © Beim Verfahren zur Herstellung von Bausteinen mit mindestens einer Ausnehmung, die sich von der Lagerunterseite des Bausteines aus gegen die Lageroberseite hin erstreckt, werden nach Füllen der Form und Verdichten die Formauflast und anschließend das Formunterteil mit den Bausteinen über die Kerne hinaus gehoben, die Kerne weggezogen, woraufhin das Formunterteil mit den Bausteinen auf die Unterlage abgesenkt und das Formunterteil für sich wieder angehoben wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung obigen Verfahrens weist ein Formunterteil (12), eine Auflast (11) und mindestens einen der Ausnehmung (9) des Bausteines (7) entsprechenden Kern (13) auf. Die Kerne (13) sind auf einem Ziehblech (14) angeordnet und vom Formunterteil (12) trennbar und das Formunterteil und die Formauflast (11) sind getrennt voneinander oder miteinander auf und ab bewegbar.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ermöglichen eine weitaus schnellere Herstellung von Bausteinen mit Ausnehmungen und ergeben eine genauere und sauberere Sichtfläche als bei vorbekannten Verfahren.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bausteinen mit mindestens einer Ausnehmung, die sich von der Lagerunterseite aus gegen die Lageroberseite hin erstreckt und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Formunterteil, einer Auflast und mindestens einem Kern. Bei den Bausteinen handelt es sich beispielsweise um solche, die in der DE-A-26 50 292 beschrieben sind und zur Erstellung von Stützmauern in Trockenbauweise verwendet werden. Solche Bausteine weisen auf der Lageroberseite einen Zapfen und einen darum angeordneten Bund auf und auf der Lagerunterseite eine dem Zapfen entsprechende Ausnehmung und ein durchgehendes Loch.

[0002] Solche Steine werden mit einer in den Figuren 1 und 2 dargestellten und weiter unten ausführlicher beschriebenen, vorbekannten Form hergestellt. Während bei kleinen Löchern und kleineren Steinen, beispielsweise Backsteinen, die Oeffnungen nachträglich, d.h., nach dem Verdichten, durch Hineinstossen entsprechender Dorne hergestellt werden, ist dies bei solchen Bausteinen mit relativ grossen Oeffnungen nicht möglich, d.h. die Form muss den Ausnehmungen entsprechende Kerne aufweisen. Bei der vorbekannten Vorrichtung ist die Herstellung solcher Steine sehr zeitraubend, da das Blech mit den Kernen um eine horizontale Achse um 180° gedreht werden muss. Ausserdem wird der Beton von der Lagerunterseite her aufgefüllt, d.h. dass es sehr schwierig ist die Lageroberseite, die im allgemeinen auch die Sichtseite darstellt, genügend zu verdichten, um eine glatte und dichte Oberfläche zu erzielen.

[0003] Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von solchen Bausteinen mit einer Ausnehmung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, mit welchem es möglich ist, Bausteine schnell und rationell sowie von besserer Qualität herzustellen. Diese Aufgabe wird mit dem in den Ansprüchen beschriebenen Verfahren und Vorrichtung gelöst.

[0004] Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0005] Die Figuren 1 und 2 zeigen, im Schnitt und schematisch, das vorbekannte Verfahren und eine vorbekannte Vorrichtung,

[0006] Die Figuren 3 und 4 zeigen, im Schnitt und schematisch, das erfindungsgemässe Verfahren mit der neuen Vorrichtung,

Figur 5 zeigt in der Draufsicht eine Ausschnittsvergrösserung der neuen Vorrichtung,

Figur 6 zeigt ein Detail der neuen Vorrichtung, im Schnitt nach Linie VI - VI der Fig. 5,

Figur 7 zeigt ein weiteres Detail der neuen Vorrichtung,

Figur 8 zeigt einen Teil der Vorrichtung von oben und

Figur 9 zeigt eine weitere Ausschnittsvergrösserung der neuen Vorrichtung.

[0007] In den Figuren 1 und 2 ist schematisch die vorbekannte Vorrichtung dargestellt und man erkennt von oben nach unten die Auflast 1, das Formunterteil 2 und die beiden Kerne 3. Diese Form ist der Uebersichtlichkeit wegen für ein Zweierelement gezeichnet, während in der Praxis bis zu acht Einheiten auf einmal hergestellt werden können, d.h. entweder zwei 4er oder vier 2er Elemente oder zwei 3er und zwei 1er Elemente u.s.w. Beim vorbekannten Verfahren wird bei hochgezogener Auflast Beton aus dem Füllwagen eingeschüttet, die Auflast gesenkt und unter Vibrationen und Drehen der Verdrängungskörper 4 der Beton verdichtet. Aus Figur 1 ist klar ersichtlich, dass relativ viel Beton verdrängt werden muss, so dass eine gute Verdichtung und Oberflächengüte schwer erzielbar sind. Insbesondere ist bei diesem Verfahren hervorzuheben, dass die Lageroberseite, d.h. die Sichtseite, sich unten im Formunterteil befindet und dass gerade die Oberfläche, die die beste Oberflächengüte aufweisen sollte, nicht so gut verdichtet werden kann. Die Verwendung von zwei verschiedenen Betonmischungen, d.h. eine feinere Mischung für die Sichtseite und eine gröbere für die Unterseite, vermag das Problem zu mildern, jedoch nicht gänzlich zu lösen. Nach dem Verdichten wird die Auflast wieder aufgehoben und eine Brettauflage 5 auf das Formunterteil gelegt und damit verriegelt. Um das Formunterteil mit den Kernen zu entfernen, ist es nun notwendig, das gesamte Formunterteil mit der Brettauflage um den Zapfen 6 um 180° zu drehen, wodurch der Stein auf die Brettauflage zu liegen kommt und das Formunterteil mit den Kernen abgezogen werden kann. Dieses Herumschwenken um 180 ist eine relativ heikle Operation und kann nur sehr langsam vor sich gehen. Ausserdem müssen die Kerne, um leicht herausgleiten zu können, sich nach oben leicht verjüngen, wobei jedoch diese Konizität eher unerwünscht ist. Man erkennt in Figur 2 ferner den Stein 7 mit zwei Zapfen 8 und den beiden Ausnehmungen 9 sowie die durchgehenden Oeffnungen 10.

[0008] In den Figuren 3 und 4 sind schematisch das neue Verfahren sowie die wesentlichen Elemente der neuen Vorrichtung dargestellt. Man erkennt die Auflast 11, das Formunterteil 12 und die beiden Kerne 13, die auf einem Ziehblech 14 befestigt sind. In groben Zügen besteht das Verfahren darin, dass bei hochgezogener Auflast der Beton in das Formunterteil geschüttet wird, die Auflast abgesenkt und unter Drehen der Drehtassen 15 der Beton verdichtet wird. Dabei ist zu beachten, dass der Baustein in der gleichen Lage wie er verlegt wird, geformt wird, d.h. die für das Aussehen wichtige Lageroberseite oben, wobei auch hier zwei verschieden körnige Betonmischungen verwendet werden. Nach dem Verdichten wird zuerst die Auflast hochgezogen und dann das Formunterteil mitsamt dem Stein. Es kann aber auch vorteilhaft sein, beide Teile zusammen hochzuziehen. Dazu müssen jedoch Verriegelungsmittel 16 vorhanden sein, die verhindern, dass der Stein aus dem Formunterteil herausfällt, da die auf dem Ziehblech angeordneten Kerne während dem Hochziehen des Formunterteils an Ort und Stelle verbleiben. Nach dem Hochziehen des Formunterteils über die Höhe der Kerne hinaus, werden diese am Ziehblech weggezogen und eine Unterlage 17, meistens ein Brett hingeschoben. Dadurch, dass das Formunterteil mit den Kernen und mit den Steinen nicht um eine horizontale Achse gedreht werden muss, kann ein sehr grosser Zeitgewinn erzielt werden, so dass die neue Vorrichtung einen 10 bis 12fachen Ausstoss ermöglicht. Wie ausserdem aus dem Vergleich der Figuren 1 und 2 mit den Figuren 3 und 4 hervorgeht, muss beim neuen Verfahren weitaus weniger Beton verdrängt werden, und die Verdichtung erfolgt von der Lageroberseite her, d.h. dort, wo sie am wirksamsten ist, um eine genau geformte und gefällige glatte Oberfläche zu bilden.

[0009] Im folgenden werden die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von solchen Bausteinen anhand der in den Figuren 5 bis 9 dargestellten Einzelheiten näher erläutert. In den Figuren 5 und 6 ist ein wichtiges Element der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, die Mittel 16 zum Halten des verdichteten Steines beim Hochheben des Formunterteils mitsamt dem Stein. Diese Haltemittel bestehen aus Haltenocken 18, die je paarweise angeordnet sind und beidseitig des Steines, bzw. der Form angeordnet sind. Die Nocken 18 bilden den Vorderteil eines Hebels 19, der über ein erstes Gelenk 20 und ein zweites Gelenk 22 mit einem Druckzylinder 23 verbunden ist, wie dies aus Figur 6 hervorgeht. Dieser Druckzylinder 23 mit Anschlüssen 24 ist vorzugsweise ein hydraulisch betriebener Druckzylinder. Die Nocken können aber auch mechanisch betätigt werden. Aus Figur 6 ist ersichtlich, dass ein Hineinziehen der Schubstangen 25 der Zylinder ein Auseinanderziehen der Hebel, bzw. Haltenocken 18 bewirkt. In Figur 6 erkennt man ferner zwei Regulierschrauben 26 und 27, um die Bewegung der Haltenocken einstellen zu können. In Figur 5 erkennt man, dass das Formunterteil die Aussenwände 28, die Formwände 29 enthält sowie einen Formtisch 30 zum Schutze der Haltevorrichtungen. Auf der rechten Seite der Figur 5 ist eine Füllwagenschiene 31 dargestellt. Aus Figur 6 geht ferner hervor, dass auf dem Ziehblech 14 eine gummielastische Unterlage 39 angeordnet ist, die eine wesentlich bessere Oberfläche und eine saubere Trennung der Steine vom Ziehblech bewirkt. Dabei sollte diese Unterlage lose aufliegen, damit sie sich beim Entschalen der verdichteten Steine abschält. Aus der Zeichnung geht ferner hervor, dass die Eingriffsflächen der Haltenocken im Verhältnis zur Fläche des Steines recht klein ist, doch zeigt es sich in der Produktion, dass diese völlig ausreichend ist, um den Stein im Formunterteil zu halten. Da diese Haltenocken an der Steinunterseite angreifen, sind etwaige Spuren davon im verlegten Zustand wenig oder überhaupt nicht sichtbar.

[0010] In den Figuren 7 und 8 ist ein weiteres Element der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, die Drehtassen 15, die zum besseren Verdichten des Betons, hauptsächlich an der Lageroberseite dienen. Im Auflastgehäuse 32 befinden sich, siehe Figur 8, acht Verdichtungseinrichtungen 33, die über einen Antrieb 34 und geeigneten Steuermitteln 35 einzeln angetrieben werden. Die der Form zugewandte Oberfläche 36 der Drehtassen 15 entspricht der Oberfläche der Lageroberseite einer Bausteineinheit und ist konzentrisch zum Zapfen am Stein drehbar. Die Steuermittel 35 zum Antrieb der einzelnen Drehtassen bestehen aus Antriebsstangen 37, die am Antrieb 34 derart angelenkt sind, dass die Oszillation aller Drehtassen gleichzeitig erfolgt. Die Schubstangen 37 sind über ein Getriebe 38 mit dem Hauptantrieb 34 verbunden, wie aus Figur 7 ersichtlich ist. Wie Figur 7 zeigt, sind die vier Schubstangen räumlich so angeordnet, dass sie sich gegenseitig nicht behindern. Wie in Figur 8 durch den Kreisbogen V angedeutet, werden die Drehtassen nicht in Rotation, sondern in eine Oszillation versetzt, sobald sich der Antrieb dreht.

[0011] In Figur 8 ist ferner angedeutet, dass man anstatt vier 2er Elemente, wie in Figur 5 gezeichnet, auch zwei 3er und zwei 1er Elemente gleichzeitig herstellen kann oder acht 1er oder zwei 4er Elemente. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit einer Vorrichtung, die die wesentlichen erfindungsgemässen Elemente aufweist, andere Einheiten in einer abweichenden Anzahl herzustellen.

[0012] Figur 9 stellt im vergrösserten Massstab einen Schnitt durch eine Form nach dem Füllen und Verdichten des Materials dar. Es geht hier mit aller Deutlichkeit hervor, dass beim Verdichten des Steines nur eine relativ kleine Menge Beton verdrängt werden muss und dass die Steine mit der grossen Auflagefläche unten auf dem Ziehblech und nachher auf der Brettunterlage ruhen.

[0013] Im folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte des automatischen Fertigungsablaufs näher beschrieben, wobei von folgender Grundstellung ausgegangen wird: Das Ziehblech mit der gummielastischen Auflage und den Kernen befindet sich oberhalb des Unterlagebretts in Grundstellung, das Formunterteil ist unten über nicht eingezeichnete Dorne mit dem Ziehblech verriegelt, die Verriegelungen sind geschlossen und die Formauflast ist in der oberen Endstellung. Zunächst fährt der Kernbeton-Füllwagen vor, füllt die Form auf und fährt zurück, dann erfolgt eine Zwischenvibration, wobei die Vibrationen über den in der Zeichnung nicht gezeigten Rütteltisch erfolgen, auf welchem das Ziehblech und die Unterlage aufliegen. Nach der Zwischenvibration fährt der Vorsatzfüllwagen mit Beton feinerer Körnung vor, füllt die Form wieder auf und fährt zurück. Nachher erfolgt die Hauptvibration mit Obenvibration und die Formauflast fährt ab. Während der Hauptvibration wird der Antrieb eingeschaltet und die Drehtassen beginnen zu oszillieren, um ein besseres Verdichten zu ermöglichen. Die Oszillation dauert nach Beendigung der Hauptvibration durch Zeitrelais noch etwas an. Daraufhin fährt die Formauflast bis zu einer Mittelstellung hoch und anschliessend fährt das Formunterteil mit den Steinen hoch bis die Ziehblechkerne frei sind und der Vorschubschlitten mit dem Ziehblech fährt zurück. Das Formunterteil mit den Steinen fährt abwärts bis auf das Unterlagebrett und die Formauflast fährt bis unmittelbar oberhalb der Steine abwärts, woraufhin die Verriegelungsnocken entriegelt werden. Dann fährt das Formunterteil hoch bis die Steine entschalt sind, wobei die Drehtassen leicht oszillieren können, woraufhin die Formauflast bis zur Mittelstellung hochfährt. Daraufhin fährt der Vorschubschlitten mit dem Ziehblech vor, schiebt das Brett mit den fertigen Steinen aus der Maschine und bringt ein neues leeres Brett für den nächsten Fertigungszyklus mit. Das Formunterteil fährt abwärts bis auf das Ziehblech und verriegelt über die Dorne das Ziehblech und die Formauflast fährt in die obere Endstellung, wodurch wieder die Ausgangsstellung erreicht wird.

[0014] Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dauert dieser Zyklus etwa 35 sek., wodurch sich eine sehr hohe Stundenleistung ergibt, die etwa die 10 bis 12fache derjenigen von vorbekannten Vorrichtungen beträgt. Die abgebundenen Steine können mit konventionellen Abstapel bzw. Paketierungsgeräte zu Steinstapeln mit beispielsweise je 5 Steinlagen zusammengepackt werden, die mit konventionellen Pflastersteinpaketklammern ins Lager gepackt oder verladen werden können.

[0015] Für die Fertigung von Einzelelementen sind die Verriegelungen nicht nötig, da diese Steine ohne Zusatzmittel im Formkasten haften bleiben, während die Auflast mit dem Unterteil aufwärts gezogen wird. Nach dem Absetzen der Form aufs Brett erfolgt durch Durchstossen der Stempel der Auflast durch die Formkammern die Trennung der Rohlinge von der Form. Ausserdem benötigen ebene Decksteine keine Drehtassen an der Auflast.

[0016] Das Herstellungsverfahren eignet sich nicht für die eingangs genannten Bausteine, sondern für alle Formlinge, die von unten nach oben sich verjüngende Ausnehmungen aufweisen. Dies wird ermöglicht durch die Doppelentschalung vom Ziehblech unter Zuhilfenahme der Verriegelungsnocken mit entsprechend profilierten Höckern.

[0017] Das Verfahren eignet sich ferner für Formlinge, die auf der Oberseite eine oder mehrere jeweils konzentrisch kreisförmige Profilierung(en) besitzen. Dies wird ermöglicht durch die oszillierenden Drehtassen.

[0018] Es können selbstverständlich auch Formlinge hergestellt werden, die obige Merkmale gleichzeitig aufweisen, wie es beim eingangs erwähnten Baustein der Fall ist.

[0019] In jedem Fall kann die Seitenkontur der Formlinge beliebig sein und braucht nicht dem oben erwähnten Baustein zu entsprechen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Bausteinen mit mindestens einer Ausnehmung, die sich von der Lagerunterseite des Bausteines aus gegen die Lageroberseite hin erstreckt, mit einer Vorrichtung, die mindestens einen der Ausnehmung entsprechenden Kern, ein Formunterteil und eine Auflast enthält, dadurch gekennzeichnet, dass nach Füllen der Form und Verdichten die Formauflast und das Formunterteil mit den Bausteinen über die Kerne hinaus gehoben wird, die Kerne weggezogen werden, woraufhin das Formunterteil mit den Bausteinen auf eine Unterlage abgesenkt und das Formunterteil für sich wieder angehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lageroberseite ein feinkörnigerer Beton verwendet wird als für den Rest des Steines und dass die Lageroberseiten mit oszillierenden Drehtassen verdichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillation beim Hochziehen des Formunterteils mit den Steinen abgestellt wird und beim anschliessenden Hochziehen des Formunterteils für sich wieder angeschaltet wird, um ein leichteres Lösen der Steine von der Formauflast zu bewirken.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einem Formunterteil (12), einer Auflast (11) und mindestens einem der Ausnehmung (9) des Bausteines (7) entsprechenden Kern (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (13) auf einem Ziehblech (14) angeordnet und vom Formunterteil (12) trennbar sind und das Formunterteil und die Formauflast (11) getrennt voneinander auf und ab bewegbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Formunterteil (12) Verriegelungsmittel (16) angeordnet sind, um die Bausteine (7) beim Hochziehen des Formunterteils darin zu halten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittel paarweise angeordnete Haltenocken (18) aufweisen, die je das Vorderteil eines Hebels (19) bilden, die je über zwei Gelenke (20, 22) mit einem Druckzylinder (23) verbunde'n sind oder mechanisch betätigbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflast der Anzahl Kerne entsprechende Verdichtungseinrichtungen (33) enthält, die je eine Drehtasse (15) aufweisen und von einem Antrieb (34) über Steuermittel (35, 37, 38) getätigt werden, um die Drehtassen in Oszillation zu versetzen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ziehblech (14) eine gummielastische Unterlage (39) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie acht Kerne und Drehtassen aufweist.

Zeichnung