Vorrichtung zum Herstellen von Natursteinen aus Beton

Abstract

 Zur Herstellung von Natursteinen werden Gießformen (1) verwendet, die aus Polyurethan bestehen und mit Abstand (15) zueinander rasterartig auf einer gemeinsamen Grundplatte (10) befestigt sind. Ein Rahmengitter (14) halt die Gießformen (1) beim Befüllen. Zum Ausformen wird das Rahmengitter (14) abgehoben, und die die Gießformen (1) tragende Grundplatte (10) wird in seitlichen Drehgelenken (13) oder über Kopf um 180° gedreht, so daß die hergestellten Natursteine aus den sich elastisch öffnenden Gießformen (1) herausfallen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Natursteinen durch Gießen von Zementwerkstoffen in im wesentlichen topfförmige, aus elastischem Werkstoff bestehende Gießformen, deren Formseitenwände durch einen die Formseitenwände umgreifenden abnehmbaren Formhalterahmen gehalten sind.

[0002] Gießformen dieser Art zum Herstellen von Natursteinen sind bekannt (DE-OS 37 40 682). Die Schlitze, die ein Ausformen des gegossenen Steins aus der elastischen Gießform ermöglichen, verlaufen bei dieser bekannten Gießform in zwei gegenüberliegenden Seitenwänden. Die bekannten Gießformen müssen jeweils einzeln gefüllt werden; auch das Ausformen der Steine nach dem Aushärten erfolgt jeweils für jede einzelne Gießform gesondert, wobei es erforderlich ist, die beiden Hälften der Gießform, die den Stein jeweils klammerartig umgreifen, von Hand oder mittels hierzu geeigneten Werkzeugen auseinanderzubiegen. Die auf diese Weise erzielbare Fertigungsgeschwindigkeit ist verhaltnismäßig gering; eine weitgehende Mechanisierung oder Automatisierung des Fertigungsvorgangs ist nicht möglich.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, Natursteine in großen Stückzahlen in weitgehend mechanisierten Arbeitsabläufen herzustellen.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere Gießformen rasterartig jeweils mit Abstand zueinander auf einer anhebbaren und um eine horizontale Achse schwenkbaren Grundplatte jeweils mit ihrem Formboden befestigt sind und daß der Formhalterahmen aller Gießformen zu einem Rahmengitter zusammengefaßt ist, das mit den Oberkanten der Gießformen bündig absetzbar und hiervon anhebbar ist.

[0005] Alle auf einer gemeinsamen Grundplatte befestigten Gießformen können in einem einzigen Arbeitsgang gefüllt werden, wobei auch die für den Füllvorgang erforderlichen Maßnahmen, wie Rütteln und Glattstreichen der gefüllten Gießformen für alle Gießformen gemeinsam durchgeführt wird. Das Ausformen geschieht in fertigungstechnisch sehr einfacher Weise dadurch, daß die Grundplatte mit den daran befestigten Gießformen angehoben und gewendet wird. Dabei geben alle Gießformen die geformten Steine unter Einwirkung von mechanischen Arbeitsvorgängen - beispiels­weise Rütteln - oder Einwirkung von Fliehkräften - frei.

[0006] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Fertigung von Natursteinen sowohl auf Elementdecken-­Fertigungsanlagen als auch auf Steinfertigungsanlagen durchgeführt werden, wobei gegenüber den herkömmlichen Ausführungen und Ausrüstungen dieser Anlagen nur geringfügige konstruktive und fertigungstechnische Änderungen erforderlich sind. Auf diese Weise ist es möglich, bestehende Elementdecken-Fertigungsanlagen und Steinfertigungsanlagen, die bisher jeweils nur für einen engen Produktbereich eingesetzt werden konnten, besser auszulasten, indem auch ein weiterer Produktbereich, nämlich die Herstellung von Natursteinen aus Beton, beispielsweise als Pflastersteine, Bordsteine, Randsteine oder ähnliches, erfaßt werden kann.

[0007] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens überbruckt das Rahmengitter die Abstände zwischen den Gießformen vollständig. Dadurch ist es möglich, alle Gießformen, die auf einer gemeinsamen Grundplatte oder auf mehreren hintereinander folgenden Grundplatten angebracht sind, durch eine gemeinsame Befülleinrichtung zu füllen, ohne daß dabei überschüssiges Material zwischen die Gießformen gelangt. Der Formhalterahmen kann auch so groß gewählt werden, daß mehrere schwenkbare Grundplatten zu einer Einheit zusammengefaßt und gleichzeitig befüllt werden können.

[0008] Besonders vorteilhaft ist es, wenn bis zum Formboden verlaufende Schlitze in Diagonalebenen der Gießformen vorgesehen sind und durch die jeweils zwei Seitenwände verbindenden eine oder mehrere Ecken der Gießform verlaufen. Bei dieser Anordnung der Schlitze ist sichergestellt, daß sich die Gießformen nach dem Wenden der Grundplatte besonders leicht öffnen, um den geformten Stein freizugeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

[0009] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 in einem Teil-Längsschnitt auf einer gemeinsamen Grundplatte befestigte Gießformen,

Fig. 2a-c Draufsichten auf Gießformen nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Unteransicht einer der Gießformen nach Fig. 1,

Fig. 4 einen vereinfachten Grundriß einer Steinfertigungsanlage, in der die Gießformen nach den Fig. 1 bis 3 zur Herstellung von Natursteinen eingesetzt werden,

Fig. 4a und b Seitenansichten hiervon,

Fig. 5 eine vereinfachte Ansicht der Anlage nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V,

Fig. 6 einen vergrößerten senkrechten Teilschnitt im Bereich der Gießstation der Anlage nach den Fig. 4 und 5,

Fig. 7 einen stark vereinfachten Grundriß einer Elementdecken-Fertigungsstraße, die zum Herstellen von Natursteinen umgerüstet wurde,

Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie VIII-­VIII in Fig. 7 und

Fig. 9 Einzelheiten einer Entleerstation.

[0010] Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Gießformen 1 bestehen aus elastischem Polyurethanschaum und sind durch Abformen von Natursteinen in eigens dafür entwickelnten Werkzeugen entstanden, beispielsweise Basalt-­ Pflastersteinen oder beliebigen anderen Natursteinen. Die im wesentlichen topfförmigen Gießformen 1 weisen jeweils einen Formboden 2 mit einstückig daran anschließenden Formseitenwänden 3 auf. Die Formseitenwände erstrecken sich bis zu einer oberen Öffnung 4, durch die die Gießform 1 mit dem Gießmaterial gefüllt werden kann. Es handelt sich dabei in erster Linie um Gießmaterial auf der Grundlage von Zementwerkstoffen.

[0011] Die Gießform 1 besitzt normalerweise keine Schlitze (Fig. 2a), obwohl der Formhohlraum in Folge der unregelmäßigen Gestalt seiner Wände Hinterschneidungen aufweist. Weist ein Formhohlraum überdurchschnittliche Hinterschneidungen auf, so kann die Gießform 1 einen oder zwei in den Diagonalebenen zum Formboden verlaufende Schlitze 5 aufweisen (Fig. 2b und 2c). Die Schlitze 5 ermöglichen es, den Formhohlraum 6 jeder Gießform 1 gebildeten, ausgehärteten Stein auszuformen.

[0012] Im Formboden 2 jeder Gießform 1 sind Metallplatten 7, beispielsweise zwei streifenförmige Metallplatten 7 eingelegt, die Gewindebohrungen 8 aufweisen, in die jeweils eine Senkschraube 9 eingeschraubt ist. Mittels dieser Senkschrauben 9 sind die Gießformen 1 in rasterartiger Anordnung mit gegenseitigem Abstand auf einer gemeinsamen Grundplatte 10 befestigt.

[0013] Die Grundplatte 10 weist an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils einen horizontalen Schwenkzapfen 11 auf (Fig. 1), der jeweils in einem (in Fig. 1 nur teilweise angedeuteten) Drehgehänge 12 um eine horizontale Achse schwenkbar aufgenommen werden kann. Das Drehgehänge 12 nimmt den Schwenkzapfen 11 in einem Drehgelenk 13 auf, das vorzugsweise als Kugelgelenk ausgebildet ist.

[0014] Die Grundplatte 10 kann auch ohne den an zwei gegenüberliegenden Seiten eingebauten Schwenkzapfen 11 auskommen. Sie kann durch eine Aufnahmevorrichtung einer speziell hierfür konstruierten und gebauten Entleermaschine aufgenommen, abgehoben und über Kopf entleert werden (Fig. 9).

[0015] Ein Rahmengitter 14 ist maschinell so auf das Raster von Gießformen 1 absenkbar, daß alle Gitterstäbe des Rahmengitters 14 für alle Gießformen 1, die auf einer oder mehreren hintereinanderfolgenden gemeinsamen Grundplatten 10 angeordnet sind, jeweils einen Formhalterahmen bilden, der jede einzelne Gießform 1 in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten, geschlossenen Stellung halt. Die Gitterstäbe des Rahmengitters 14 sind so breit, daß sie den Abstand 15 zwischen benachbarten Gießformen 1 vollständig überbrücken.

[0016] Um das Einsetzen des Rahmengitters 14 zu erleichtern, sind die oberen Außenkanten 16 aller Gießformen 1 abgerundet (wie in Fig. 1 gezeigt) oder abgeschrägt. Das Rahmengitter 14 kann so weit zwischen die Gießformen 1 abgesenkt werden, daß es an der Oberseite bündig mit den Oberkanten 17 der Gießformen 1 verläuft. Das Rahmengitter 14 hält die Gießformen 1 in der gezeigten geschlossenen Stellung, in der die Gießformen 1 gefüllt werden. Nachdem das Gießmaterial eingebracht ist, kann das Rahmengitter 14 abgehoben werden. Nach dem vollständigen Aushärten des Gießmaterials wird die Grundplatte 10 um 180° geschwenkt.

[0017] Da jetzt der die Gießformen jeweils zusammenhaltende Formhalterahmen fehlt, kann der im Formhohlraum ausgehärtete Stein freigegeben werden. Dies geschicht einmal durch mechanische Einwirkung, indem man die Formfelder 21 auf eine Maschine mit Rütteleinrichtung legt oder die Formfelder in einer Maschine eine bestimmte Wegstrecke im freien Fall zurücklegen läßt.

[0018] Zum anderen kann eine eigens dafür entwickelte Maschineneinrichtung in jeden Anlagenkreislauf so integriert werden, daß sie die Formfelder 21 - aus der Senkleiter eines jeden Anlagenkreislaufes kommend - einzeln oder zu mehreren vom Band aufnimmt und über Kopf auf einen Trichter 35a frei ablegt (Fig. 9). Eine Metallplatte 35b - mit einem vertikal zur Achse montierten Vibrationsmotor 35c - wird nun so auf das gedrehte Formfeld 21 frei aufgelegt. Der Vibrationsmotor 35c bringt das gesamte Formfeld 21 mit den darauf befestigten Gießformen 1 in Rotation. Die so erzeugten Fliehkräfte bewirken, daß die Reibungen zwischen dem Naturstein aus Beton, den Seitenwänden und dem Boden des Gießform 1 aufgehoben werden und der Naturstein aufgrund seiner Massenträgheit von der Gießform 1 freigegeben wird und nach unten herausfällt. Er fällt auf eine in der Maschine integrierte Fördereinrichtung und wird von da verschieden - über Förderanlage zum Lager oder direkt in einen Transportbehälter - weitertransportiert.

[0019] Um den Entleervorgang durch Fliehkrafteinwirkung zu beschleunigen, kann man die Arbeit des Vibrationsmotors 35c takten. Hierdurch entsteht ein zusätzlicher positiver Rütteleffekt. Das Formfeld 21 oder die so entleerten Formfelder 21 werden nun wieder über Kopf auf das Band gesetzt und werden so dem Anlagenkreislauf zum erneuten Befüllen zur Verfügung gestellt.

[0020] In den Fig. 4 - 6 ist eine herkömmliche Steinfertigungsanlage dargestellt, die zur Herstellung von Natursteinen unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung umgebaut wurde.

[0021] Von einem (nicht dargestellten) Rohstofflager gelangt das für die Herstellung der Natursteine verwendete Material über eine Hubeinrichtung 18 und aus einem Zementsilo 19 in eine Mischstation 20, in der der als Gießmaterial verwendete Beton gemischt wird. Jeweils eine aus einer Grundplatte 10 und darauf befestigten Gießformen 1 bestehende Einheit bildet ein Formfeld 21. Mehrere solcher vorbereiteten und mit Trennmittel eingesprühten Formfelder 21 sind am Anfang der Anlage (rechts in Fig. 5) gestapelt. Jeweils das unterste Formfeld 21 wird aus dem Stapel abgezogen und zu einer Gießstation 22 transportiert. Dort ruht das Formfeld 21 auf einem Rüttler 22a. Ein an senkrechten Führungsstangen 23 geführter Formkasten 24 mit integriertem Rahmengitter 14 stülpt sich über das jeweils in der Gießstation 22 befindliche Formfeld 21 und läßt nur die zu befüllenden Gießformen 1 frei, wie in Einzelheiten auch aus Fig. 6 zu erkennen ist. Dieser Vorgang kann auch mit mehreren hintereinanderfolgenden Formfeldern 21 bewerkstelligt werden.

[0022] Ein unter einem Betonfülltrichter 25 mit ingegrierter Zellradschleuse 25a unter der Mischstation 20 angeordneter Beschicker 26 läuft auf zwei am Formkasten 24 mit integriertem Rahmengitter 14 angeordneten Führungsschienen 27 über das oder die Formfelder 21 und befüllt die Gießformen 1 dieses Formfeldes 21, wobei gleichzeitig der Rüttler betätigt wird. Der Vorgang des Befüllens und des Rüttelns wird so oft wiederholt, bis die Gießformen 1 vollständig mit Beton gefüllt sind.

[0023] Nach dem Füllvorgang fährt der Beschicker 26 in seine Ausgangsposition zurück. Der Formkasten 24 mit integriertem Rahmengitter 14 wird hydraulisch hochgefahren und gibt das oder die Formfelder 21 frei. Das Formfeld 21 lauft dann über eine Fördereinrichtung 28, beispielsweise eine Seilförderbahn, zur nächsten Station. Dabei wird mittels einer angetriebenen Reinigungsbürste 29 die Oberfläche des Formfeldes 21 von Betonresten gesaübert.

[0024] Danach gelangen die Formfelder 21 in eine Hubleiter 32, in der sie jeweils paarweise nacheinander angehoben werden. Mittels einer verfahrbaren Hebebühne 33 wird ein Stapel von Formfeldern 21 aus der Hubleiter 32 entnommen und in eine Trockenstation 34 gebracht (Fig. 4). Aus dieser werden die Formfelder 21 nach dem Aushärten des Betons entnommen und einer Ausformstation 35 zugeführt. Dort werden die Formfelder 21 einzeln oder zu mehreren gleichzeitig entleert. Hierzu werden die Grundplatten 10 in den schon beschriebenen dargestellten Weisen aufgenommen, angehoben, um 180° gedreht und entleert. Anschließend wird die Grundplatte 10 wiederum um 180° in ihre Ausgangslage gedreht und wieder dem Stapel am Anfang der Anlage zugeführt. Vor dem Zuführen in den Anlagenkreislauf werden die Formfelder mit den darauf angebrachten Gießformen in einer Sprühanlage mit Trennmittel besprüht. Die in der Entleerstation 35 ausgeformten Steine werden durch eine Transporteinrichtung 37 abtransportiert.

[0025] Für die beschriebene Herstellung von Natursteinen sind gegenüber einer herkömmlichen Steinfertigungsanlage nur wenige Umbaumaßnahmen und zusätzliche Einrichtungen erforderlich, so daß herkömmliche Steinfertigungsanlagen mit geringem Aufwand für die Fertigung von Natursteinen mittels der beschriebenen Gießformen umgerüstet werden kann. Fig. 4a zeigt die in Fig. 4 angegebene Ebene II in Seitenansicht; Fig. 4b zeigt die in Fig. 4 angegebene Ebene III in Seitenansicht.

[0026] Die Gießformen können aber auch auf einer herkömmlichen Elementdecken-Fertigungsanlage eingesetzt werden, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist.

[0027] Die Anlage weist sogenannte Elementdeckenbahnen 38 auf. Es handelt sich dabei im wesentlichen um flache Tische, die bei dem hier beschriebenen Arbeitsablauf mit den vorher beschriebenen Formfeldern 21 und jeweils einem Rahmengitterbelegt sind. Über die auf der Elementdeckenbahn 38 liegenden Formfelder 21 fährt ein Wagen 39, der den frisch zubereiteten Beton enthält. Der Wagen 39 enthält eine antreibbare Förderschnecke 40, die den beispielsweise durch einen Schlauch 41 von einer (nicht dargestellten) Betonmischanlage zugeführten Beton kontinuierlich über die Gießformen 1 des Formfeldes 21 fördert und diese dabei füllt.

[0028] Der Betonierwagen 39 wird - wie in Fig. 8 angedeutet ist - von einem Kran oder einem anderen Hebezeug getragen und kann zu den einzelnen Elementdeckenbahnen 38 transportiert werden. Nach dem Füllen der Gießformen wird jeweils das Rahmengitter 14 abgenommen, und die Formfelder 21 werden auf einen Transportwagen 41 gebracht, auf dem sie bis zum Aushärten des Betons lagern.

[0029] Nach dem Aushärten des Betons werden die einzelnen Formfelder 21 auf dem Transportwagen 41 jeweils einzeln oder zu mehreren von dem in Fig. 1 gezeigten Drehgehänge 12 angehoben und um 180° gedreht und über eine Entleerstation auf ein Förderbahnd oder in einen Transportbehälter entleert (wie oben beschrieben).

[0030] Auch bei Einsatz auf einer Elementdecken-Fertigungsanlage sind für die Herstellung von Natursteinen in der beschriebenen Weise nur wenige zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Es reicht aus, die Formfelder 21 und die Entleerstation bereitzustellen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von Natursteinen durch Gießen von Zementwerkstoffen in im wesentlichen topfförmige, aus elastischem Werkstoff bestehende Giegformen, deren Formseitenwände durch einen die Formseitenwände umgreifenden abnehmbaren Formhalterahmen gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gießformen (1) rasterartig jeweils im Abstand (15) zueinander auf einer anhebbaren und um eine horizontale Achse schwenkbaren Grundplatte (10) jeweils mit ihrem Formboden (2) befestigt sind, und daß die Formhalterahmen aller Gießformen (1) zu einem Rahmengitter (14) zusammengefaßt sind, das mit den Oberkanten (17) der Gießformen (1) bündig absetzbar und hiervon abhebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengitter (14) die Abstände (15) zwischen den Gießformen (1) vollständig überbrückt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Diagonalebenen der Gießformen (1) ein oder mehrere Schlitze 5 vorgesehen sind, die durch die jeweils zwei Seitenwände (3) verbindenden Ecken der Gießform (1) verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Formboden (2) jeder Gießform (1) mindestens eine Metallplatte (7) eingelegt ist, die mit der Grundplatte (10) mittels mehrerer Schrauben (9) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Außenkanten (16) der Gießform (1) angeschrägt oder abgerundet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10) an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils einen horizontalen Schwenkzapfen (11) aufweist, die in Drehgelenken (13) eines anhebbaren Drehgehänges (12) mit Verschlußmotoren versehen und in einem speziellen Verschlußmechanismus aufnehmbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgelenke (13) des Drehgehänges (12) Kugelgelenke sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Drehgelenken des Drehgehänges (12) Verschlußmotoren mit einem Verschlußsystem angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton in einen Füllwagen über eine Zellradschleuse volumengerecht dosiert wird.

Zeichnung