[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Herstellen von Betonprodukten,
insbesondere rohrförmigen Betonprodukten bzw. Betonrohren, im Gießverfahren mittels
eine Außenform aufweisenden Gießformen oder mittels Außen- und Innenformen aufweisenden
Gießformen.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Im Stand der Technik sind teilautomatisierte Anlagen und Systeme zum Herstellen von
Betonprodukten, insbesondere Betonrohren, bekannt. Hierbei erfolgt die teilautomatisierte
Herstellung von beispielsweise rohrförmigen Betonprodukten üblicherweise im Rüttelpressverfahren
mittels Vibrationsverdichtungseinrichtungen oder im Rotationspressverfahren, bei dem
die Verdichtung und innere Formgebung der rohrförmigen Betonprodukte mittels eines
Rollenkopfes erfolgt.
[0003] Jedoch sind Herstellungssysteme zum Herstellen von rohrförmigen Betonprodukten im
Rüttelpressverfahren bzw. im Rotationspressverfahren kostenaufwendig und benötigen
eine große Aufstellfläche, da aufwendige und platzraubende Vibrationsverdichtungseinrichtungen
bzw. Rotationspresseinrichtungen bereitgestellt werden müssen und zudem ein großes
Produktlager sowie ein hoher Platzbedarf für zusätzlich erforderliche Muffen- und
Formenlager benötigt wird. Zusätzlich sind aufwendige Umrüstvorgänge erforderlich,
wenn Produkte anderer Größendimensionen hergestellt werden sollen.
[0004] Des Weiteren ist es bekannt, einzelne rohrförmige Betonprodukte in hoher Qualität
im Gießverfahren in einer ortsgebundenen stehenden Schalung herzustellen. Jedoch ist
es aufgrund der längeren benötigten Aushärtezeiten des Betons signifikant erschwert,
ein automatisiertes Herstellungssystem bereitzustellen, bei dem rohrförmige Betonprodukte
im kostengünstigen und qualitativ hochwertigen Gießverfahren automatisiert gefertigt
werden können.
[0005] In diesem Zusammenhang wurden im Stand der Technik automatisierte Systeme zum Herstellen
von rohrförmigen Betonprodukten, insbesondere Betonrohren, vorgeschlagen, bei denen
Betonprodukte in einem automatisierten Herstellungszyklus programmgesteuert und getaktet
in einem Umlaufsystem zwischen einzelnen vollautomatisierten Fertigungsstationen eines
Fertigungsbereichs mittels einer Formfördereinrichtung befördert werden und im Gießverfahren
hergestellt werden.
[0006] Ein derartiges System ist z.B. in der
DE 10 2012 217 324 A1 beschrieben. Das System der
DE 10 2012 217 324 A1 umfasst einen Fertigungsbereich mit einer Mehrzahl vollautomatisierter Fertigungsstationen
und eine Formfördereinrichtung zum Befördern der Gießformen bzw. der Außenform und
des Formkerns (Innenform) von Gießformen zwischen den Fertigungsstationen. Der Fertigungsbereich
weist eine Entschalungsstation zum Entfernen einer Außenform von einer an der Entschalungsstation
positionierten Gießform und zum Entfernen eines ausgehärteten rohrförmigen Betonprodukts
von einem an der Entschalungsstation positionierten Formkern auf.
[0007] Weiterhin weist der Fertigungsbereich eine Reinigungsstation zum Reinigen eines an
der Reinigungsstation positionierten Formkerns und zum Reinigen einer an der zumindest
einen Reinigungsstation positionierten Außenform, eine Formrüststation zum Zusammensetzen
einer Gießform aus einer Außenform und einem Formkern und eine Füllstation zum Befüllen
einer zusammengesetzten Gießform mit Beton auf.
[0008] Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen System der
DE 10 2012 217 324 A1 ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren bereitzustellen
bzw. das Verfahren und System der
DE 10 2012 217 324 A1 weiterzuentwickeln, und die Variabilität der Einsetzbarkeit des Herstellungssystems
zu erweitern und gleichzeitig die Einsetzbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz des
automatisierten Umlaufzyklus bzw. des Gesamtsystems zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
[0009] Im Hinblick auf die vorstehend genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung werden
gemäß der vorliegenden Erfindung ein System zum Herstellen von Betonprodukten, insbesondere
rohrförmigen Betonprodukten bzw. Betonrohren, im Gießverfahren mittels bevorzugt stehenden
Gießformen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen von Betonprodukten, insbesondere
rohrförmigen Betonprodukten bzw. Betonrohren, im Gießverfahren gemäß Anspruch 26 vorgeschlagen.
Abhängige Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
[0010] Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Herstellen von
Betonprodukten im Gießverfahren mittels aus entsprechenden Außen- und Innenformen
zusammengesetzten Gießformen, mit einem programmgesteuerten, automatisierten Umlaufsystem
vorgeschlagen.
[0011] Das Umlaufsystem umfasst bevorzugt: einen Aushärtebereich zum Lagern von in einer
jeweiligen Gießform aushärtenden Betonprodukten; einen automatisierten Fertigungsbereich
mit einer Mehrzahl von automatisierten Fertigungseinrichtungen; und/oder eine Fördereinrichtung
mit automatisierten Umlaufförderabschnitten zum Befördern der Gießformen bzw. der
Außen- und Innenformen der Gießformen von dem Aushärtebereich in den automatisierten
Fertigungsbereich, zwischen den jeweiligen Fertigungseinrichtungen des automatisierten
Fertigungsbereichs und aus dem automatisierten Fertigungsbereich in den Aushärtebereich.
[0012] Der automatisierte Fertigungsbereich des Umlaufsystems weist bevorzugt auf: eine
automatisierte Entschalungseinrichtung zum Entschalen einer aus dem Aushärtebereich
kommenden Gießform und zum Entnehmen eines ausgehärteten Betonprodukts, eine automatisierte
Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Außen- und Innenformen einer an der Entschalungseinrichtung
entschalten Gießform, eine automatisierte Formrüsteinrichtung zum Zusammensetzen einer
Gießform aus entsprechenden an der Reinigungseinrichtung gereinigten Außen- und Innenformen,
und/oder eine automatisierte Fülleinrichtung zum Befüllen einer oder mehrerer zusammengesetzter
Gießformen mit Beton.
[0013] Bevorzugt umfasst das System weiterhin eine manuell bedienbare Formrüsteinrichtung
mit zumindest einer Formrüststation zum manuell unterstützten Zusammensetzen einer
Gießform aus entsprechenden Außen- und Innenformen.
[0014] Bevorzugt umfasst die Fördereinrichtung einen automatisierten Zuführungsförderabschnitt,
der dazu eingerichtet ist, eine an der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung zusammengesetzte
Gießform (z.B. vor der Fülleinrichtung des Fertigungsbereichs des Umlaufsystems und
insbesondere bevorzugt programmgesteuert) dem automatisiertem Umlaufsystem zuzuführen.
[0015] Bevorzugt ist der Zuführungsförderabschnitt dazu eingerichtet, eine an der manuell
bedienbaren Formrüsteinrichtung zusammengesetzte Gießform dem automatisiertem Umlaufsystem
vor der Fülleinrichtung des Fertigungsbereichs des Umlaufsystems zuzuführen. Alternative
kann der Zuführungsförderabschnitt dazu eingerichtet sein, eine an der manuell bedienbaren
Formrüsteinrichtung zusammengesetzte Gießform einer weiteren Fülleinrichtung zuzuführen
und/oder von der weiteren Fülleinrichtung dem Aushärtebereich des automatisierten
Umlaufsystems zuzuführen.
[0016] Bevorzugt ist ein weiterer Förderabschnitt dazu eingerichtet, eine Gießform aus dem
Aushärtebereich des automatisierten Umlaufsystems dem manuellen Rüstbereich zuzuführen.
[0017] Bevorzugt umfasst das System eine automatisierte Übergabeeinrichtung, die dazu eingerichtet
ist, sowohl mittels des Zuführungsförderabschnitts von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung
zugeführte Gießformen als auch mittels eines Umlaufförderabschnitts von der automatisierten
Formrüsteinrichtung zugeführte Gießformen an eine oder mehrere Füllstationen der automatisierten
Fülleinrichtung zu übergeben.
[0018] Bevorzugt weist die Übergabeeinrichtung ein programmgesteuertes Weichenstellsystem
zur weichenstellbaren Zusammenführung des von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung
kommenden Zuführungsförderabschnitts und des von der automatisierten Formrüsteinrichtung
kommenden Umlaufförderabschnitts vor der automatisierten Fülleinrichtung auf.
[0019] Bevorzugt weist die Übergabeeinrichtung einen programmgesteuerten Roboterkran auf,
der dazu eingerichtet ist, eine zugeführte Gießform von dem von der manuell bedienbaren
Formrüsteinrichtung kommenden Zuführungsförderabschnitt aufzunehmen als auch eine
zugeführte Gießform von dem von der automatisierten Formrüsteinrichtung kommenden
Umlaufförderabschnitt aufzunehmen, und/oder eine aufgenommene Gießform der automatisierten
Fülleinrichtung oder einem oder mehreren der automatisierten Fülleinrichtung zuführenden
Umlaufförderabschnitten zu übergeben.
[0020] Bevorzugt weist die Übergabeeinrichtung einen programmgesteuerten, verfahrbaren Verschiebetisch
auf, der dazu eingerichtet ist, eine zugeführte Gießform von dem von der manuell bedienbaren
Formrüsteinrichtung kommenden Zuführungsförderabschnitt aufzunehmen als auch eine
zugeführte Gießform von dem von der automatisierten Formrüsteinrichtung kommenden
Umlaufförderabschnitt aufzunehmen, und/oder eine aufgenommene Gießform der automatisierten
Fülleinrichtung oder einem oder mehreren der automatisierten Fülleinrichtung zuführenden
Umlaufförderabschnitten zu übergeben.
[0021] Vorzugsweise ist die Übergabeeinrichtung weiterhin dazu eingerichtet ist, eine in
der automatisierten Fülleinrichtung befüllte Gießform zu entnehmen und vorzugsweise
einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der befüllten Gießform in den Aushärtebereich
zuzuführen.
[0022] Bevorzugt weist die Ausgabeeinrichtung einen Zwischenlagerbereich zum Zwischenlagern
befüllter Gießformen vor der Ausgabe in den Aushärtebereich auf.
[0023] Bevorzugt weist die Ausgabeeinrichtung einen programmgesteuerten Manipulator auf,
der dazu eingerichtet ist, eine Gießform und/oder eine Gruppe mehrerer Gießformen
in den Aushärtebereich und/oder an ein zum Aushärtebereich führenden Förderabschnitt
der Fördereinrichtung zu übergeben.
[0024] Bevorzugt weist die Ausgabeeinrichtung eine programmgesteuerte, automatisierte Einsetzvorrichtung
zum Einsetzen einer Muffe an einer befüllten Gießform auf.
[0025] Bevorzugt weist die Fülleinrichtung eine Mehrzahl von automatisierten Füllstationen
zum parallelen Befüllen mehrerer Gießformen mit Beton an der Fülleinrichtung auf.
[0026] Bevorzugt weist das System eine Steuereinrichtung zur programmgesteuerten Steuerung
der Fertigungseinrichtungen des automatisierten Fertigungsbereichs des Umlaufsystems
und der Fördereinrichtung auf.
[0027] Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, zu jedem Betonprodukt
bzw. zu jeder zusammengesetzten Gießform eine entsprechende Füllzeit zu speichern,
und das Zuführen von Gießformen an die Mehrzahl von automatisierten Füllstationen
zum parallelen Befüllen mehrerer Gießformen mit Beton an der Fülleinrichtung in Abhängigkeit
von den gespeicherten entsprechenden Füllzeiten der Gießformen zu steuern.
[0028] Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, zu jedem Betonprodukt
bzw. zu jeder zusammengesetzten Gießform eine entsprechende Betonrezeptur zu speichern,
und für das Befüllen einer Gießform an einer automatisierten Füllstation in Abhängigkeit
einer gespeicherten entsprechenden Betonrezeptur zu steuern.
[0029] Bevorzugt ist ein von der automatisierten Formrüsteinrichtung zuführender Umlaufförderabschnitt
dazu eingerichtet, mehrere von der automatisierten Formrüsteinrichtung kommende Gießformen
aufzunehmen, vorzugsweise um aufgenommene Gießformen vor dem Zuführen zu der automatisierten
Fülleinrichtung zwischenzulagern, vorzugsweise derart, dass der von der automatisierten
Formrüsteinrichtung zuführende Umlaufförderabschnitt einen ersten Pufferbereich aufweist.
[0030] Bevorzugt ist der von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung zuführende Zuführungsförderabschnitt
dazu eingerichtet, mehrere von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung kommende
Gießformen aufzunehmen, vorzugsweise um aufgenommene Gießformen vor dem Einbringen
in das Umlaufsystem bzw. vor dem Zuführen zu der automatisierten Fülleinrichtung zwischenzulagern,
vorzugsweise derart, dass der von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung zuführende
Zuführungsförderabschnitt einen zweiten Pufferbereich aufweist.
[0031] Bevorzugt ist eine Steuereinrichtung des Systems bzw. eine Steuereinrichtung der
automatisierten Übergabeeinrichtung dazu eingerichtet, die automatisierte Übergabeeinrichtung
zu steuern und/oder für die Steuerung der automatisierten Übergabeeinrichtung programmgesteuert
zu entscheiden, ob eine nächste freiwerdende Füllstation der Fülleinrichtung mit einer
von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung kommenden Gießform oder mit einer
von der automatisierten Formrüsteinrichtung kommende Gießform zu belegen ist.
[0032] Bevorzugt wird die Entscheidung, ob eine nächste freiwerdende Füllstation der Fülleinrichtung
mit einer von der manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung kommenden Gießform oder
mit einer von der automatisierten Formrüsteinrichtung kommende Gießform zu belegen
ist, auf Grundlage eines oder mehrerer Kriterien getroffen.
[0033] Die Kriterien können z.B. ein Kriterium oder mehrere Kriterien aus der folgenden
Aufzählung umfassen: ein Kriterium, ob eine nächste von der automatisierten Formrüsteinrichtung
kommende Gießform die letzte Gießform einer hintereinander zu befüllenden Paketserie
darstellt, ein Kriterium, ob eine berechnete Dauer zu dem Freiwerden einer übernächsten
freiwerdenden Füllstation der Fülleinrichtung eine vorbestimmte Pufferzeit überschreitet,
ein Kriterium, ob eine berechnete Einbringfrequenz von in den Umlaufzyklus eingebrachten,
manuell gerüsteten Gießformen einen Grenzwert überschreitet, ein Kriterium, ob eine
momentane Pufferzonenbelegung eines Pufferbereichs des automatisierten Umlaufzyklus
einen Grenzwert überschreitet, und/oder ein Kriterium, ob eine berechnete Funktion
der Pufferzonenbelegung eines Pufferbereichs des automatisierten Umlaufzyklus in Abhängigkeit
der Zeit im Verlauf einer vorbestimmten Zeitdauer einen Grenzwert überschreitet.
[0034] Bevorzugt weist die automatisierte Entschalungseinrichtung einen Greifer zur Entnahme
einer Muffe von einer Gießform und/oder einen Greifer zur Entnahme eines ausgehärteten
Betonprodukts aus der Gießform auf.
[0035] Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren vorgeschlagen werden, zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren mittels aus entsprechenden Außen- und Innenformen
zusammengesetzten Gießformen, mit einem programmgesteuerten, automatisierten Umlaufsystem.
[0036] Das Verfahren kann umfassen: automatisiertes Entschalen einer aus dem Aushärtebereich
kommenden Gießform und Entnehmen eines ausgehärteten Betonprodukts, automatisiertes
Reinigen der Außen- und Innenformen einer an der Entschalungseinrichtung entschalten
Gießform, automatisiertes Zusammensetzen einer Gießform aus entsprechenden an der
Reinigungseinrichtung gereinigten Außen- und Innenformen, und/oder automatisiertes
Befüllen einer oder mehrerer zusammengesetzter Gießformen mit Beton.
[0037] Bevorzugt kann das Verfahren umfassen: programmgesteuertes Zuführen einer an der
manuell bedienbaren Formrüsteinrichtung zusammengesetzten Gießform vor der Fülleinrichtung
des Fertigungsbereichs des Umlaufsystems zu dem automatisiertem Umlaufsystem, mittels
eines automatisierten Zuführungsförderabschnitts.
[0038] Zudem kann das Verfahren weiterhin einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen
Aspekte des Systems bzw. in dem System durchgeführte Schritte umfassen bzw. einen
oder mehrere der nachfolgend Beschriebenen Ausführungsbeispiele des Systems bzw. in
dem System durchgeführte Schritte bzw. einen oder mehrere Schritte der bespielhaft
beschriebenen Verfahren umfassen.
[0039] Weiterhin kann ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem computerlesbaren Datenspeichermedium
gespeicherten Computerprogramm bereitgestellt werden, welches ausführbar ist in einer
Datenverarbeitungseinrichtung bzw. einem Computer oder einer Computersteuerung, derart,
dass eine Programmsteuerung eines Systems gemäß einem der vorstehenden Aspekte bzw.
nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele ausführt wird, umfassend das Ausführen
der Schritte eines vorstehend genannten oder nachfolgend beschriebenen Verfahrens.
[0040] Zusammenfassend ermöglicht es die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren
bereitzustellen, in dem Betonprodukte sowohl vollautomatisiert als auch manuell gerüstet
zu niedrigeren Kosten und bei hoher Qualität und Zuverlässigkeit automatisiert und
effizient im Gießverfahren hergestellt werden können, und insbesondere ein System
und ein Verfahren bereitzustellen, in dem Betonprodukte unterschiedlicher Dimensionen
bei niedrigen Taktzeiten, mit äußerst niedrigen bzw. sogar ohne nachteilige Rüstzeiten
und insbesondere niedrigen Stillstandzeiten automatisiert und effizient im Gießverfahren
gefertigt werden können, bei einerseits automatisiertem Rüsten der Gießformen bzw.
andererseits auch manuell gerüsteten Gießformen, die optimiert und automatisiert in
den automatischen Umlaufzyklus eingebracht werden können.
Kurzbeschreibung der Figuren
[0041]
Fig. 1A zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1B zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1C zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2A zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2B zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2C zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen
von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung der Füllstationszufuhr
in einem Herstellungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung eines Herstellungssystems
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 8 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung der Füllstationszufuhr
in einem Herstellungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 9 zeigt beispielhafte Zeitverläufe von Steuerungsfunktionswerten gemäß einer
Steuerung nach Figs. 7 und/oder 8.
Detaillierte Beschreibung der Figuren und bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
[0042] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die vorliegende
Erfindung ist durch den Umfang der Patentansprüche definiert.
[0043] Gleiche bzw. ähnliche Merkmale der Ausführungsbeispiele werden in den Figuren mit
gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Soweit Unterschiede nicht explizit angegeben
sind oder aus den Figuren ersichtlich sind, ist davon auszugehen, dass die Beschreibung
der Merkmale mit gleichen Bezugsziffern ein Bezug auf ein Ausführungsbeispiel ebenfalls
für ein anderes Ausführungsbeispiel gilt, wobei die Beschreibung der Knappheit der
Beschreibung wegen nicht mehrfach angegeben ist.
[0044] Weiterhin sind die Ausführungsbeispiele nicht als auf sich selbst beschränkend aufzufassen,
da es möglich ist, Merkmale der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung zu kombinieren oder Ausführungsbeispiele mit Merkmalen anderer
Ausführungsbeispiele zu modifizieren, um weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung zu erhalten.
[0045] Soweit derartige Modifikationen bzw. Merkmalskombinationen in den Umfang der Ansprüche
fallen, sind sie als Teil der Erfindung anzusehen und derartige Modifikationen bzw.
Merkmalskombinationen weiterhin implizit als Teil der Offenbarung dieser Beschreibung
anzusehen.
[0046] Es wird darauf hingewiesen, dass im Folgenden verwendete Begriffe, wie z.B. "Formeingabeposition"
bzw. "Formausgabeposition" rein nach Blickwinkel bzw. Perspektive verwendet werden,
jedoch in technischer Hinsicht in einem geschlossenen Zyklusverlauf die gleiche Funktion
haben bzw. gleichwertig verwendet werden können. Eine "Formausgabeposition", bei der
eine Gießform zur Ausgabe an einen weiteren Bereich bzw. an eine andere Einrichtung
positioniert werden kann, würde z.B. aus Sicht des aufnehmenden Bereichs bzw. der
aufnehmenden Einrichtung genauso auch als "Formeingabeposition" bezeichnet werden
können.
Erstes Ausführungsbeispiel
[0047] Fig. 1A zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0048] Im Allgemeinen weisen alle in dem System verwendeten Gießformen eine Außenform und
ggf. eine in der Außenform positionierbare Innenform auf. Beispielhaft können Gießformen
im automatisierten Umlaufzyklus jeweils eine stehende Außenform und einen in der stehenden
Außenform (ggf. vertikal) angeordneten Formkern (Innenform) aufweisen. Analog können
auch manuell gerüstete Gießformen eine Außenform und ggf. eine in der Außenform positionierbare
Innenform aufweisen.
[0049] Optional können die automatisiert gerüsteten Gießformen und/oder die manuell gerüsteten
Gießformen z.B. weiterhin an der Unterseite eine Untermuffe aufweisen, die z.B. als
Standfläche zum Aufstellen der Gießformen dient und/oder auch zur Verriegelung der
Außenform mit dem Formkern. Derartige Untermuffen können entfernbar oder fest an dem
Formkern befestigt sein.
[0050] Ebenso können die automatisiert gerüsteten Gießformen und/oder die manuell gerüsteten
Gießformen in Ausführungsbeispielen z.B. mit Obermuffen von oben verschlossen werden,
wobei in weiteren Ausführungsbespielen jeweilige Fertigungsstationen vorgesehen werden
können, die bevorzugt den Füllstationen nachgeordnet sein können und an denen Obermuffen
(bevorzugt vollautomatisiert) an bereits mit Beton befüllten Gießformen aufgesetzt
bzw. an diesen angesetzt werden können.
[0051] Zudem können, je nach Anforderungen des Betonprodukts, an bzw. in automatisiert gerüsteten
Gießformen und/oder an bzw. in manuell gerüsteten Gießformen weitere Formteile und/oder
Bewehrungen oder Bewehrungskörbe in den Gießformen vorgesehen sein. Neben Bewehrungen
bzw. Bewehrungskörben können auch weitere in oder an dem fertigen Betonprodukt verbleibende
Strukturteile an den Gießformen befestigt oder angebracht werden, z.B. um Steighilfen
bzw. Steigbügel einzubringen oder auch Transportanker, die im Produkt verbleiben.
Bei speziellen Betonprodukten können dies auch andere Einbauteile wie z.B. Ventile
oder Rahmen und/oder Gitter für Straßenabläufe sein.
[0052] Das System zum Herstellen von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß Fig. 1A umfasst
einen automatisierten bzw. vollautomatisierten und ggf. programmgesteuerten Umlaufzyklus
mit einem Fertigungsbereich mit einer Mehrzahl von automatisierten Fertigungsstationen
110, 120, 130 eines automatisierten Entschalungs- und Rüstbereichs 100 und eine Mehrzahl
von automatisierten Fertigungsstationen bzw. Füllstationen F1 bis F3 eines Formfüllbereichs
300 sowie eine Formfördereinrichtung 200 mit Formförderabschnitten 211, 212, 213,
214, 241, 242, 243, 244 und 251, die für jeweilige automatisierte Produktionslinien
des Umlaufzyklus zwischen den Fertigungsstationen verlaufen.
[0053] Die Fertigungsstationen des Systems und etwaige weitere Ausführungsbeispiele mit
weiteren Konfigurationen von Fertigungsstationen werden in der weiteren Beschreibung
genauer beschrieben.
[0054] Das System zum Herstellen von Betonprodukten im Gießverfahren gemäß Fig. 1A umfasst
weiterhin einen (bevorzugt automatisierten, vollautomatisierten bzw. programmgesteuerten)
Aushärtebereich 420 eines Gießformlagers 400 zum Lagern einer Mehrzahl von befüllten
Gießformen und eine automatisierte Transporteinrichtung 410 auf, wobei die Transporteinrichtung
410 zum Transportieren von Gießformen von einer Formausgabeposition P5 zu Lagerpositionen
in Lagerbereichen 421 im Aushärtebereich 420 und von Lagerpositionen in Lagerbereichen
421 im Aushärtebereich 420 zu einer Formeingabeposition P1 eingerichtet ist.
[0055] Die Formeingabeposition P1 dient hierbei beispielhaft als Übergabeposition von Gießformen
aus dem Aushärtebereich 420 an den Fertigungsbereich des Umlaufzyklus und die Formeingabeposition
P1 dient hierbei als Übergabeposition von Gießformen aus dem Fertigungsbereich zu
dem Aushärtebereich 420.
[0056] Die Lagerbereiche 421 (z.B. die Bereiche der gestrichelten Rechtecke 421 im Aushärtebereich
420) können in Ausführungsbeispielen als einfache Abstellbereiche bzw. Hallenbodenbereiche
einer Werkshalle ausgebildet sein. In weiteren Ausführungsbeispielen können derartige
Lagerbereiche 421 auch als Klimakammern (Reifekammern) bzw. Klimabereiche bereitgestellt
werden, in denen gelagerte, befüllte Gießformen zum schnelleren bzw. verbesserten
Aushärten in auf gewünschte Temperaturen gebrachte Klimaumgebungen gelagert werden
können (z.B. erhitzt in Bezug auf die Außentemperatur bzw. erhitzt im Vergleich zur
Raumtemperatur im Fertigungsbereich). Hierbei können unterschiedliche Lagerbereiche
421 eine oder mehrere Gießformen aufnehmen und ggf. auch untereinander jeweils unterschiedliche
Temperaturen bzw. zeitliche Temperaturverläufe, z.B. je nach Betonrezeptur und/oder
Produkttyp bzw. -größe aufweisen.
[0057] Bei den Klimakammern/Reifekammern kann es sich um Einrichtungen für kontrolliertes
Klima betreffend Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit handeln, wobei dies meist Heizeinrichtungen
umfasst, z.B. insbesondere zum Heizen in der Regel zu Beginn eines Aushärtezyklus,
insbesondere um die chemische Aushärtereaktion des Betons durch Wärmezufuhr zu beschleunigen.
Darüber hinaus kann auch die Luftfeuchtigkeit kontrolliert werden (hohe Luftfeuchtigkeit
verhindert z.B. vorteilhaft die Bildung von Rissen während des Aushärtens).
[0058] Bevorzugt weisen die Mehrzahl von in dem Aushärtebereich 420 gelagerten Gießformen
eine Mehrzahl von Gruppen von Gießformen auf, wobei Gießformen einer Gruppe eine gleiche
Formgröße aufweisen und Gießformen unterschiedlicher Gruppen unterschiedliche Formgrößen
aufweisen, und wobei die in dem Aushärtebereich 420 gelagerten Gießformen nach Gruppen
angeordnet sind, und Gießformen einer Gruppe in einem zusammenhängenden gemeinsamen
Unterbereich des Aushärtebereichs 420 angeordnet sein können.
[0059] Dies ermöglicht es vorteilhaft, Gießformen mehrerer unterschiedlicher Dimensionen
gleichzeitig im Aushärtebereich 420 zu lagern. Hierbei können sich somit Gießformen
unterschiedlicher Dimensionen gleichzeitig im Umlauf des Herstellungssystems befinden,
so dass das Herstellen von rohrförmigen Betonprodukten unterschiedlichster Größe und
ggf. auch Form im gleichen Umlaufzyklus ohne das Erfordernis von Rüstzeiten oder Stillstandzeiten
möglich wird, so dass ein erheblicher Effizienz- und Zeitgewinn erreichbar ist.
[0060] Die Transporteinrichtung 410 umfasst beispielhaft eine Greifeinrichtung 414 (Manipulator),
die beispielhaft auf einer ersten Führungseinrichtung mit Führungen 413 geführt wird,
welche beispielhaft auf einer dazu quer verlaufenden zweiten Führungseinrichtung mit
auf Führungen 411 geführten Führungsschlitten 412 geführt wird. Die Transporteinrichtung
410 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die Greifeinrichtung 414 mittels der Führungseinrichtungen
411, 412 und 413 im Bereich des Aushärtebereichs 420 zu verfahren und somit im gesamten
Aushärtebereich 420 Gießformen mittels der Greifeinrichtung 414 aufnehmen zu können,
und aufgenommene Gießformen im Bereich des Aushärtebereichs 420 zu transportieren.
[0061] Insbesondere ist die Transporteinrichtung 410 beispielhaft dazu eingerichtet, eine
in dem Aushärtebereich 420 gelagerte Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert
aufzunehmen und automatisiert bzw. programmgesteuert zu der Formeingabeposition P1
zu transportieren bzw. eine an der Formausgabeposition P5 angeordnete Gießform automatisiert
bzw. programmgesteuert aufzunehmen und automatisiert bzw. programmgesteuert zu der
entsprechenden Lagerposition in einem entsprechenden Lagerbereich 421 in dem Aushärtebereich
420 zu transportieren.
[0062] Der Fertigungsbereich des Systems weist beispielhaft folgende Fertigungsstationen
auf: Eine Entschalungsstation 110 ist beispielhaft zum automatisierten bzw. programmgesteuerten
Entfernen einer Außenform von einer an der Entschalungsstation 110 positionierten
Gießform und/oder zum automatisierten bzw. programmgesteuerten Entfernen eines ausgehärteten
rohrförmigen Betonprodukts von einem an der Entschalungsstation 110 positionierten
Formkern (Innenform) eingerichtet. Eine Reinigungsstation 120 ist beispielhaft zum
automatisierten bzw. programmgesteuerten Reinigen eines an der Reinigungsstation 120
positionierten Formkerns und/oder einer an der Reinigungsstation 120 positionierten
Außenform eingerichtet. Eine Formrüststation 130 ist beispielhaft zum automatisierten
bzw. programmgesteuerten Zusammensetzen einer Gießform aus einer gereinigten Außenform
und einem gereinigten Formkern eingerichtet, und die Füllstationen F1, F2 und F3 sind
zum automatisierten bzw. programmgesteuerten Befüllen einer jeweiligen zusammengesetzten
Gießform mit Beton eingerichtet.
[0063] Hierbei wird beispielhaft ein automatisierter Entschalungs- und Rüstbereich 100 bereitgestellt,
in dem eingeführte Formen mit einem bereits ausgehärteten Betonprodukt beispielhaft
entschalt (Auseinandernehmen der Gießform bzw. Entnahme des Betonprodukts) werden
können, zur automatisierten Ausgabe des fertigen Betonprodukts, wobei die Formteile
(Außen- und/oder Innenform) der Gießform beispielhaft nach Entnahme und Ausgabe des
fertigen Betonprodukts gereinigt und zur Ausbildung einer neu gerüsteten Gießform
zusammengesetzt werden können, um erneut im automatisierten bzw. programmgesteuerten
Umlaufzyklus dem Füllbereich 300 zugeführt zu werden, wo Gießformen an einer jeweiligen
Füllstation F1, F2 oder F3 im Gießverfahren mit Beton befüllt werden können, um dann
zum Aushärten wieder dem Aushärtebereich 420 zugeführt zu werden.
[0064] Folglich weist der Fertigungsbereich beispielhaft eine Produktionslinie eines automatisierten
bzw. programmgesteuerten Umlaufzyklus auf, der beispielhaft die automatisierten bzw.
programmgesteuerten Operationen des Entschalens der Gießform (Entschalungsstation
110), des Reinigens der Gießform (Reinigungsstation 120), des Rüstens bzw. Verheiratens
der gereinigten Gießform (Formrüststation 130) und des Füllens bzw. Abgießens mit
Beton (Füllstationen F1 bis F3) Anordnung umfasst, wobei mit dem automatisiert gesteuerten
Aushärtebereich 420 und dessen Transporteinrichtung 410 ein Closed-Loop System zur
Verwendung bzw. Wiederverwendung von Gießformen im Umlaufzyklus zur Herstellung der
Betonprodukte bereitgestellt werden kann.
[0065] Beispielhaft können z.B. Schrumpfkerne als Formkerne verwendet werden, die an der
Entschalungsstation 110 geschrumpft werden, um das Betonprodukt an der Entschalungsstation
110 entfernen zu können. Weiterhin können etwaige Untermuffen fest an den Formkernen
befestigt sein und in der Reinigungsstation 120 mitgereinigt werden. An der Formrüststation
130 können die Außenformen auf die Formkerne aufgestülpt werden und ggf. zudem mit
etwaigen Untermuffen verriegelt werden. Jedoch können auch anderweitige Innenformen
verwendet werden.
[0066] Die Fertigungsstationen 110 bis 130 und F1 bis F3 gemäß des Ausführungsbeispiels
in Fig. 1A sind beispielhaft jeweils eingerichtet, die jeweiligen Arbeitsoperationen
gleichzeitig auszuführen, so dass sich beispielhaft mehrere Gießformen gleichzeitig
im Umlaufzyklus der Fertigungsstationen 110 bis 130 und F1 bis F3 befinden können,
z.B. eine Gießform an der Entschalungsstation 110, eine Gießform an der Reinigungsstation
120, eine Gießform an der Formrüststation 130 und jeweilige Gießformen an den jeweiligen
Füllstationen F1 bis F3.
[0067] Bei optionaler Bereitstellung von Zwischenpositionen könnten sich gegebenenfalls
noch mehr Gießformen gleichzeitig im Umlaufzyklus der Fertigungsstationen 110 bis
130 und F1 bis F3 befinden. So können z.B. auf jeweiligen Formförderabschnitten der
Formfördereinrichtung 20 weitere Gießformen befinden, z.B. in etwaigen vor, zwischen
oder hinter den jeweiligen Fertigungsstationen 110 bis 120 bereitgestellten Pufferbereichen
(siehe z.B. Pufferbereich 701 nach der Formrüststation 130 auf dem Formförderabschnitt
214).
[0068] Die Formfördereinrichtung 200 ist beispielhaft dazu eingerichtet, Gießformen von
der Formeingabeposition P1 automatisiert, vollautomatisiert bzw. bevorzugt programmgesteuert
zu den jeweiligen Fertigungsstationen 110 bis 130 bzw. F1 bis F3 und zwischen den
jeweiligen Fertigungsstationen 110 bis 130 bzw. F1 bis F3 zu transportieren und Gießformen
von den Füllstationen bzw. F1 bis F3 zu der Formausgabeposition P5 zu befördern.
[0069] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A umfasst die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft
einen Formförderabschnitt 211 zum automatisierten Befördern einer befüllten und ausgehärteten
Gießform von der Formeingabeposition P1 zu der Entschalungsstation 110, insbesondere
in Bezug auf eine Gießform, die von der Transporteinrichtung 410 im Aushärtebereich
420 von einer Lagerposition eines Lagerbereichs 421 aufgenommen wurde und an der Formeingabeposition
P1 positioniert bzw. abgestellt wurde. Der Formförderabschnitt 211 kann mehrere Gießformen
aufnehmen und somit ggf. auch als Pufferbereich vor der Entschalungsstation 110 verwendet
werden.
[0070] Weiterhin umfasst die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft einen Formförderabschnitt
212 zum automatisierten Befördern einer an der Entschalungsstation 110 entschalten
Gießform von der Entschalungsstation 110 zu der Reinigungsstation 120 und einen Formförderabschnitt
231 zum automatisierten Befördern eines an der Entschalungsstation 110 entnommenen,
ausgehärteten Betonprodukts aus der Gießform zu einer Produktausgabeposition P2, an
der fertige Betonprodukte aus dem Zyklus entnommen werden können. Der Formförderabschnitt
212 kann ggf. eine oder mehrere Gießformen aufnehmen und somit ggf. auch als Pufferbereich
zwischen der Entschalungsstation 110 und der Reinigungsstation 120 verwendet werden.
[0071] Weiterhin umfasst die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft einen Formförderabschnitt
213 zum automatisierten Befördern einer an der Reinigungsstation 120 gereinigten Gießform
von der Reinigungsstation 120 zu der Formrüststation 130 und einen Formförderabschnitt
214 zum automatisierten Befördern einer an der Formrüststation 130 gerüsteten Form
von der Formrüststation 130 zu einer Übergabeeinrichtung 310 zum Übergeben bzw. Zuführen
von Gießformen an die Füllstationen F1 bis F3.
[0072] Der Formförderabschnitt 213 kann ggf. eine oder mehrere Gießformen aufnehmen und
somit ggf. auch als Pufferbereich zwischen der Reinigungsstation 120 und der Formrüststation
130 verwendet werden. Der Formförderabschnitt 214 kann mehrere Gießformen aufnehmen
und somit ggf. auch als Pufferbereich 701 zwischen der Formrüststation 130 und der
Übergabeeinrichtung 310 verwendet werden.
[0073] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A umfasst der Umlaufzyklus bzw. der Fertigungsbereich
weiterhin einen automatisierten bzw. programmgesteuerten Füllbereich 300 mit beispielhaft
drei parallel arbeitenden Füllstationen F1 bis F3. Der Füllbereich 300 umfasst beispielhaft
eine automatisierte bzw. programmgesteuerte Übergabeeinrichtung 310, die dazu eingerichtet
ist, von dem Formförderabschnitt 214 von der Rüststation 130 beförderte Gießformen
aufzunehmen und automatisiert, vollautomatisiert oder bevorzugt programmgesteuert
einer der Füllstationen F1 bis F3 zum Befüllen mit Beton im Gießverfahren zuzuführen.
[0074] Hierbei entscheidet bevorzugt eine programmgesteuerte Steuerung des Systems (nicht
dargestellt) darüber, wann und an welche Füllstation F1 bis F3 eine weitere Gießform
zum Befüllen mit Beton übergeben wird, bevorzugt im Umlaufzyklus in der Regel sobald
eine Füllstation frei wird, wenn eine zuvor übergebene Gießform vollständig befüllt
ist und abtransportiert wurde. Allerdings können für jeweilige Gießformen individuelle
Gießzeiten vorgespeichert sein, und die Übergabeeinrichtung 310 kann in Ausführungsbeispielen
anhand der Maßgabe gesteuert werden, auf Basis der vorgespeicherten Gießzeiten eine
Reihenfolge der zu befüllenden Gießformen zu ändern.
[0075] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A weist die Übergabeeinrichtung 310 beispielhaft
einen Verschiebetisch 311 (Verschiebeschlitten) auf, der beispielhaft quer zu der
Förderrichtung des Formförderabschnitts 214 verfahrbar ist, um eine von dem Formförderabschnitt
214 aufgenommene Gießform einem der Formförderabschnitte 241, 242 oder 243 zuzuführen,
wobei die Formförderabschnitte 241, 242 oder 243 jeweils dazu eingerichtet sind, die
jeweilige Gießform von dem Verschiebetisch 311 der jeweiligen Füllstation F1, F2 bzw.
F3 zuzuführen, zum Befüllen der Gießform an der jeweiligen Füllstation F1, F2 bzw.
F3.
[0076] Nach Befüllen der Gießformen sind die Formförderabschnitte 241, 242 oder 243 jeweils
dazu eingerichtet, die jeweilige Gießform von der jeweiligen Füllstation F1, F2 bzw.
F3 wieder dem Verschiebetisch 311 der Übergabeeinrichtung 310 zuzuführen, bevorzugt
derart dass der Verschiebtisch 311 durch Verfahren zum Formförderabschnitt 244 die
Gießform zu diesem befördern kann, wobei der Formförderabschnitt 244 dazu eingerichtet
ist, die bereits befüllte Gießform von dem Verschiebetisch 311 aufzunehmen und der
Formausgabeposition bzw. Zwischenposition P3 zuzuführen. Alternativ (oder zusätzlich)
könnte der Formförderabschnitt 244 dazu eingerichtet sein, die bereits befüllte Gießform
bereits direkt zu einer im Aushärtebereich angeordneten Ausgabeposition zuzuführen.
[0077] Beispielhaft ist in dem System gemäß Fig. 1A eine weitere Formeingabeposition P4
vorgesehen, von der ein weiterer Formförderabschnitt 251 die Gießformen jeweils zu
der im Aushärtebereich 420 angeordneten Ausgabeposition P5 befördert, von wo die Greifereinrichtung
414 der Transporteinrichtung 410 die jeweilige Gießform aufnehmen und zu dem vorbestimmten
Lagerbereich 421 im Aushärtebereich 420 transportieren kann.
[0078] Zur Beförderung der Gießformen zwischen der Zwischenposition P3 und der Formeingabeposition
P4 ist in Fig. 1A beispielhaft eine weitere Transporteinrichtung 610 vorgesehen, um
Gießformen ggf. in einem Zwischenlagerbereich 600 abstellen zu können (optional).
[0079] Die Transporteinrichtung 610 umfasst beispielhaft eine Greifeinrichtung 614 (Manipulator),
die beispielhaft auf einer ersten Führungseinrichtung mit Führungen 613 geführt wird,
welche beispielhaft auf einer dazu quer verlaufenden zweiten Führungseinrichtung mit
auf Führungen 611 geführten Führungsschlitten 612 geführt wird. Die Transporteinrichtung
610 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die Greifeinrichtung 614 mittels der Führungseinrichtungen
611, 612 und 613 im Bereich des Zwischenlagerbereichs 600 zu verfahren bzw. Gießformen
mittels der Greifeinrichtung 414 aufnehmen zu können, und aufgenommene Gießformen
zwischen dem Zwischenlagerbereich 600 und den jeweiligen Positionen P3 und P4 transportieren
zu können.
[0080] Insbesondere ist die Transporteinrichtung 610 beispielhaft dazu eingerichtet, eine
an der Zwischenposition P3 stehende Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert
aufzunehmen und automatisiert bzw. programmgesteuert zu der Formeingabeposition P4
oder zum Zwischenlagerbereich 600 zu transportieren bzw. eine in dem Zwischenlagerbereich
600 angeordnete Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert aufzunehmen und automatisiert
bzw. programmgesteuert zu der Formeingabeposition P4 zu transportieren.
[0081] Der Zwischenlagerbereich 600 kann z.B. dafür verwendet werden, Gießformen vor dem
Verschließen mit Muffen nach dem Befüllen entlüften zu lassen, Gießformen manuell
zu überprüfen und/oder auch Obermuffen an den Gießformen zum Verschließen der Gießformen
anzubringen. Alternativ kann auch eine automatisierte bzw. programmgesteuerte Muffeneindrückstation
bereitgestellt werden, die Obermuffen an den Gießformen zum Verschließen der Gießformen
automatisiert anbringt.
[0082] Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1A ist beispielhaft neben dem automatisierten
Umlaufzyklus ein manueller Rüstbereich 500 bereitgestellt, an dem Gießformen bzw.
auch individuelle Gießformen manuell rüstbar sind, wobei der manuelle Rüstbereich
500 beispielhaft derart in dem System integriert bzw. an diese angebunden ist, dass
für das Herstellen von Betonprodukten mit manuell gerüsteten Gießformen zumindest
der automatisierte Füllbereich 300 und der automatisierte Aushärtebereich 420 des
Systems mitverwendet wird.
[0083] Hierzu umfasst der Aushärtebereich 420 weiterhin eine Formeingabeposition P6, zu
der Gießformen mittels der Transporteinrichtung 410 transportiert werden können. Die
Formfördereinrichtung 200 umfasst zudem beispielhaft weiterhin einen Formförderabschnitt
221 zum automatisierten bzw. programmgesteuerten Befördern von Gießformen von der
Formeingabeposition P6 im Aushärtebereich 420 zu der Formeingabeposition P7 des manuellen
Rüstbereichs 500.
[0084] Der manuelle Rüstbereich umfasst beispielhaft vier manuelle Rüststationen M1 bis
M4, die jeweils dazu eingerichtet sind, dass manuelle Bediener an diesen manuelle
Rüststationen M1 bis M4 Gießformen manuell rüsten können, d.h. insbesondere manuell
Gießformen aus Formteilen, Außenformen, Innenformen, Muffenteilen und/oder Bewehrungsteilen
zusammensetzen können. Hierfür können die Rüststationen M1 bis M4 beispielhaft manuell
steuerbare Manipulatoren oder manuell steuerbare Kräne bzw. Kranarme aufweisen, um
schwere Bauteile zusammenzusetzen.
[0085] Zudem kann jede Rüststation M1 bis M4 oder der manuelle Rüstbereich 500 einen Computer
bzw. eine mit der Steuerung des Systems verbundene Steuereinrichtung umfassen, an
der der Bediener jeweils bestätigen kann, wann eine Gießform an einer der Rüststationen
M1 bis M4 fertig gerüstet wurde und dem automatisierten Füllbereich 300 zugeführt
werden kann und ggf. auch zur Eingabe einer individuellen Gießzeit/Füllzeit der manuell
gerüsteten Gießform und/oder zur Eingabe einer individuellen Betonrezeptur für das
automatisierte Befüllen der manuell gerüsteten Gießform.
[0086] Zur Beförderung der Gießformen zwischen der Formausgabeposition P7 des manuellen
Rüstbereichs 500 und der Formeingabeposition P8 des manuellen Rüstbereichs 500 ist
in Fig. 1A beispielhaft eine weitere Transporteinrichtung 510 vorgesehen, um Gießformen
ggf. in dem manuellen Rüstbereich 500 zu transportieren.
[0087] Die Transporteinrichtung 510 umfasst beispielhaft eine Greifeinrichtung 514 (Manipulator),
die beispielhaft auf einer ersten Führungseinrichtung mit Führungen 513 geführt wird,
welche beispielhaft auf einer dazu quer verlaufenden zweiten Führungseinrichtung mit
auf Führungen 511 geführten Führungsschlitten 512 geführt wird. Die Transporteinrichtung
510 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die Greifeinrichtung 514 mittels der Führungseinrichtungen
511, 512 und 513 im Bereich des manuellen Rüstbereichs 500 zu verfahren bzw. Gießformen
mittels der Greifeinrichtung 514 aufnehmen zu können, und aufgenommene Gießformen
zwischen den jeweiligen Positionen P7 und P8 und den manuellen Rüststationen M1 bis
M4 transportieren zu können.
[0088] Insbesondere ist die Transporteinrichtung 510 beispielhaft dazu eingerichtet, eine
an der Formausgabeposition P7 stehende Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert
aufzunehmen und automatisiert bzw. programmgesteuert zu einer der manuellen Rüststationen
M1 bis M4 zu transportieren bzw. eine an einer der manuellen Rüststationen M1 bis
M4 angeordnete Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert aufzunehmen und automatisiert
bzw. programmgesteuert zu der Formeingabeposition P8 zu transportieren.
[0089] Schließlich umfasst das System gemäß Fig. 1A beispielhaft weiterhin einen Formförderabschnitt
222 der Formfördereinrichtung 200 zum Befördern einer im manuellen Rüstbereich 500
manuell gerüsteten Gießform von der Formeingabeposition P8 zu der Übergabeeinrichtung
310. Hierbei kann der Formförderabschnitt 222 beispielhaft mehrere Gießformen aufnehmen
und somit als Pufferbereich 702 verwendet werden, um Gießformen puffernd zwischenzulagern,
bevor diese mittels der Übergabeeinrichtung 310 jeweils an eine der Füllstationen
F1 bis F3 befördert werden und somit dem automatisierten Umlaufzyklus zugeführt werden.
[0090] Der Verschiebetisch 311 (Verschiebeschlitten) der Übergabeeinrichtung 310 ist beispielhaft
dazu eingerichtet, quer zu der Förderrichtung des Formförderabschnitts 222 verfahren
zu werden, um eine von dem Formförderabschnitt 222 aufgenommene Gießform einem der
Formförderabschnitte 241, 242 oder 243 zuzuführen, wobei die Formförderabschnitte
241, 242 oder 243 jeweils wieder dazu eingerichtet sind, die jeweilige Gießform von
dem Verschiebetisch 311 der jeweiligen Füllstation F1, F2 bzw. F3 zuzuführen, zum
Befüllen der Gießform an der jeweiligen Füllstation F1, F2 bzw. F3.
[0091] Hierbei entscheidet bevorzugt die programmgesteuerte Steuerung des Systems (nicht
dargestellt) darüber, wann und an welche Füllstation F1 bis F3 eine weitere Gießform
von welchem der Formförderabschnitte 214 bzw. 222 zum Befüllen mit Beton übergeben
wird, bevorzugt im Umlaufzyklus in der Regel sobald eine Füllstation frei wird, wenn
eine zuvor übergebene Gießform vollständig befüllt ist und abtransportiert wurde.
Insbesondere entscheidet die programmgesteuerte Steuerung des Systems (nicht dargestellt)
vorzugsweise darüber, wann eine von dem manuellen Rüstbereich 500 kommende, manuell
gerüstete Gießform von dem Formförderabschnitt 222 aufgenommen und durch die Übergabeeinrichtung
310 einer der Füllstationen F1 bis F3 zugeführt wird, insbesondere um eine manuell
gerüstete Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert dem Umlaufzyklus zuzuführen.
[0092] Hierbei kann ggf. eine Steuerung der Füllstationszufuhr in einem Herstellungssystem
gemäß einem später beschriebenen beispielhaften Verfahren verwendet werden.
[0093] Beispielhaft kann die Steuerung in Ausführungsbeispielen dazu eingerichtet sein,
die N Füllplätze (in Fig. 1A beispielhaft mit N = 3 entsprechend der Zahl der Füllstationen
F1 bis F3) automatisiert zu belegen. Die Steuerung kann die Füllstationen derart mit
Gießformen belegen, dass das ggf. schichtweise vorgegebene Produktionsprogramm optimiert
wird. Beispielhafte Rahmenbedingungen können z.B. sein: der Steuerung können die individuellen
Gießdauerzeiten je Gießform bekannt sein; das System weist N Füllstationen auf; und/oder
jede Füllstation kann jede Form im System füllen. Im Normalfall können die Formen
aus der automatischen Linie des Umlaufsystems bevorzugt gefüllt werden, z.B. um keinen
Rückstau im getakteten Bereich der automatischen Linie zu verursachen. Es ist jedoch
auch der umgekehrte Fall denkbar, bei dem bevorzugt Formen aus der manuellen Linie
abgefertigt werden.
[0094] Beispielhaft kann der Computersteuerung des Systems die Maßgabe auferlegt werden,
dass erst, wenn durch eine numerische Vorausberechnung bzw. Simulationsberechnung
(z.B. auf Basis der Anzahl der Pufferplätze des Umlaufzyklus, der Gießzeiten der Gießformen
und/oder der Taktzeit x des Umlaufzyklus, d. h. alle x Minuten wird eine automatisiert
gerüstete Form von der Rüststation 130 bereitgestellt) berechnet werden kann, dass
die automatisierte Fertigung des Umlaufzyklus nicht blockiert wird, entschieden wird,
eine Form aus dem manuellen Rüstbereich zu einer der Füllstationen zu befördern bzw.
dem Umlaufzyklus zuzuführen und damit den Umlaufzyklus nicht zu blockieren oder zum
Halt zu bringen.
[0095] Hierbei können bei der Entscheidung, ob eine manuell gerüstete Gießform aus dem manuellen
Rüstbereich 500 oder eine automatisiert gerüstete Gießform aus dem automatisierten
Umlaufzyklus als nächstes dem Füllbereich 300 zugeführt wird, die Belegung der Pufferplätze
in den Pufferbereichen 701 und/oder 702 mit in Betracht gezogen werden. Speziell kann
der Puffer 701 (Fördereinrichtungsabschnitt 214) von der automatisierten Linie, aber
auch der Puffer 702 von der manuellen Linie in die Betrachtung einbezogen werden.
[0096] Das System bzw. die Systemsteuerung kann nach einem programmierten Algorithmus jeweils
die Entscheidung zu treffen, ob die nächste Form von der automatisierten Linie oder
von der manuellen Linie zu den Füllstationen gebracht wird. Zum Beispiel kann auf
Basis der in den Füllstationen befindlichen Formen und ihrer Restgießzeiten, sowie
z.B. auf Basis der Gießzeit bzw. Fülldauer der nächsten Form in der manuellen Linie
berechnet werden, ob in der automatisierten Linie im Pufferbereich 701 ein Stau entstehen
würde, wenn die Form von der manuellen Linie als nächste Form in die Gießstation gebracht
würde.
- 1. Praktisches Beispiel: Der Gießplatz 1 (Füllstation F1) ist momentan belegt mit
Restgießzeit 5 Minuten, der Gießplatz 2 (Füllstation F2) ist momentan belegt mit Restgießzeit
7 Minuten und der Gießplatz 3 (Füllstation F3) wurde frei, d.h. es kann eine automatisierte
Entscheidung getroffen werden, ob eine Form vom automatisierten Bereich aus dem Pufferbereich
701 bzw. von dem Formförderabschnitt 214 genommen wird oder ob eine Form vom manuellen
Rüstbereich aus dem Pufferbereich 702 bzw. von dem Formförderabschnitt 222 genommen
wird, um als nächstes mittels der Übergabeeinrichtung 310 der freien Füllstation F3
zugeführt zu werden.
Die auf Basis der momentanen Pufferbelegung im Pufferbereich 701 und der Taktzeit
berechnete freie Pufferzeit bei der automatisierten Linie im Pufferbereich 701 bis
zum Stillstand beträgt momentan 3 Minuten. Die Gießzeit der nächsten Form von der
automatisierten Linie ist als 6 Minuten vorgespeichert und die Gießzeit der nächsten
Form von der manuellen Linie ist als 12 Minuten vorgespeichert. Im Ergebnis führt
dies in diesem praktischen Beispiel bevorzugt dazu, dass die Entscheidung getroffen
wird, dass der freie Gießplatz der Füllstation F3 mit einer Form von der automatisierten
Linie bestückt wird, da ansonsten ein Stillstand des Umlaufzyklus herbeigeführt würde.
- 2. Praktisches Beispiel: Der Gießplatz 1 (Füllstation F1) ist momentan belegt mit
Restgießzeit 5 Minuten, der Gießplatz 2 (Füllstation F2) ist momentan belegt mit Restgießzeit
3 Minuten und der Gießplatz 3 (Füllstation F3) wurde frei, d.h. es kann eine automatisierte
Entscheidung getroffen werden, ob eine Form vom automatisierten Bereich aus dem Pufferbereich
701 bzw. von dem Formförderabschnitt 214 genommen wird oder ob eine Form vom manuellen
Rüstbereich aus dem Pufferbereich 702 bzw. von dem Formförderabschnitt 222 genommen
wird, um als nächstes mittels der Übergabeeinrichtung 310 der freien Füllstation F3
zugeführt zu werden. Die auf Basis der momentanen Pufferbelegung im Pufferbereich
701 und der Taktzeit berechnete freie Pufferzeit bei der automatisierten Linie im
Pufferbereich 701 bis zum Stillstand beträgt momentan 8 Minuten. Die Gießzeit der
nächsten Form von der automatisierten Linie ist als 6 Minuten vorgespeichert und die
Gießzeit der nächsten Form von der manuellen Linie ist als 5 Minuten vorgespeichert.
Im Ergebnis führt dies in diesem praktischen Beispiel bevorzugt dazu, dass die Entscheidung
getroffen wird, dass der freie Gießplatz der Füllstation F3 mit einer Form von der
manuellen Linie bestückt wird, da kein Stillstand des Umlaufzyklus droht.
[0097] Im Allgemeinen kann hierbei ein Entscheidungsalgorithmus verwendet werden, bei dem
auf Basis der momentanen Pufferbelegung im Pufferbereich 701 und der Taktzeit eine
freie Pufferzeit bei der automatisierten Linie im Pufferbereich 701 bis zum Stillstand
berechnet werden. Wenn dann eine Füllstation frei wird, kann auf Basis der kleinsten
Restgießdauer der anderen Füllstationen und der berechneten freien Pufferzeit berechnet
werden, ob ein Stillstand droht, wenn die nächste Form von der manuellen Linie dem
Füllbereich zugeführt wird. Ist die berechnete freie Pufferzeit z.B. kleiner oder
gleich der kleinsten Restgießdauer der anderen Füllstationen ist, dann sollte die
frei gewordene Füllstation direkt mit einer Gießform aus der automatisierten Linie
belegt werden. Andernfalls, wenn die berechnete freie Pufferzeit z.B. größer als die
kleinste Restgießdauer der anderen Füllstationen, dann kann die frei gewordene Füllstation
ggf. mit einer Gießform aus der manuellen Linie belegt werden.
[0098] In weiteren Bespielen könnte hierbei dennoch die nächsten Form von der automatisierten
Linie genommen werden, wenn diese Teil einer abzuschließenden Paketserie ist, d.h.
dass z.B. mit Füllen dieser Form ein Paket einer Formserie einer Gruppe von Formen
einer vorbestimmten Zahl abgeschlossen wird, wobei die Formen der Paketserie ggf.
gemeinsam von der Greifereinrichtung 414 vom Formausgabeplatz P5 aufgenommen werden
kann, um im Paket gemeinsam einem Lagerbereich 421 im Aushärtebereich 420 zugeführt
zu werden, um gemeinsam auszuhärten (z.B. bei gleichen Produkten gleicher Größe und
Betonrezeptur mit gleicher Aushärtezeit), z.B. wenn der vorgeschlagene Manipulator
der Greifereinrichtung 414 für den Aushärtebereich 420 vorteilhaft mit Paketen von
Formen (z.B. 3er-Paket, 4er-Paket oder 5erPaket arbeitet), könnte dann der Algorithmus
darüber hinaus beispielhaft berücksichtigen, dass jeweils ein ganzes Paket (oder sogar
eine ganze Serie gleichartiger Formen) bevorzugt von der automatisierten Linie in
Serie (ohne Unterbrechung durch eine Form aus der manuellen Linie) abgegossen wird.
[0099] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
[0100] Fig. 1B zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0101] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A ist hierbei im Bereich des Förderabschnitts
der Formfördereinrichtung 200 zwischen der Formeingabeposition P6 im Aushärtebereich
420 und der Formausgabeposition P7 im manuellen Rüstbereich P7 eine weitere automatisierte
bzw. programmgesteuerte Entschalungsstation 110' vorgesehen, die dazu eingerichtet
ist, Gießformen, die mit dem Formförderabschnitt 221a von der Formeingabeposition
P6 transportiert werden, automatisiert zu entschalen (analog zu der Entschalungsstation
110 in Fig. 1A) und fertige Betonprodukte zu entnehmen und dann über den Formförderabschnitt
231 zur Produktausgabeposition P2 zu befördern.
[0102] Hierbei kann somit im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1B im System auch eine aus dem
Aushärtebereich 420 auf dem Förderabschnitt 221a zu dem manuellen Rüstbereich 500
beförderte Gießform an der Entschalungsstation 110' automatisiert bzw. programmgesteuert
entschalt werden, z.B. um einerseits die Formteile wie z.B. Außen- und Innenformen
auseinanderzunehmen bzw. das fertige Betonprodukt zur Ausgabe an der Position P2 auszugeben,
analog zu Gießformen im Umlaufzyklus, die mittels des Förderabschnitts 211 zu der
Entschalungsstation 110 befördert werden.
[0103] Dies bedeutet, dass in dem System gemäß Fig. 1B beispielhaft die manuelle Linie (d.h.
die Produktionslinie zu und von dem manuellen Rüstbereich 500) neben dem automatisierten
Füllbereich 300 und dem automatisierten Aushärtebereich 420, wie in Fig. 1A, auch
noch einen automatisierten Entschalungsbereich der Entschalungstationen 110 und 110'
mitumfasst bzw. mitverwendet, und somit die Entschalung, das Befüllen und Aushärten
der Gießformen der manuellen Linie, d.h. der im manuellen Rüstbereich 500 manuell
gerüsteten Gießformen, vorteilhaft automatisiert bzw. programmgesteuert durchgeführt
werden kann.
[0104] Hierbei können an den Entschalungsstationen 110 und 110' separate und unabhängig
arbeitende Entschalungsmanipulatoren bereitgestellt werden. Zur vollständigen Trennung
der beiden Linien können somit beispielhaft zwei Entschalmanipulatoren eingesetzt
werden. Alternativ ist es auch möglich, einen einzigen Entschalmanipulator zu verwenden,
der dazu eingerichtet ist, Gießformen an beiden Entschalungsstationen 110 und 110'
zu entschalen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der (oder die) Entschalmanipulator(en
jeweils) zwei, drei oder mehr Greifer: z.B. einen Greifer für Außenformen, einen Greifer
für Obermuffen und/oder einen Greifer für das fertige Produkt.
[0105] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
[0106] Fig. 1C zeigt beispielhaft eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von
Betonprodukten im Gießverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0107] Hierbei wird - wie in allen beispielhaften Ausführungsformen - bevorzugt zumindest
der Aushärtebereich 420 des automatisierten Umlaufssystems auch für aus dem manuellen
Rüstbereich 500 zugeführte Gießformen effizient mitbenutzt.
[0108] Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und insbesondere
im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1B wird jedoch beispielhaft in
Fig. 1C eine eigene Füllstation F3 für aus dem manuellen Rüstbereich 500 zugeführte
Gießformen bereitgestellt.
[0109] Ein Zuführförderabschnitt 222 der Fördereinrichtung 200 führt Gießformen von der
Formeingabeposition P8 des manuellen Rüstbereich 500 der Füllstation F3 zu (oder wahlweise
einer Mehrzahl von Füllstationen mit einer eigenen Übergabeeinrichtung analog zu den
weiteren Ausführungsbeispielen), um die manuell gerüstete Gießform in der Füllstation
F3 bevorzugt automatisiert mit Beton zu befüllen. Ein weiterer Förderabschnitt 223
führt beispielhaft die mit Beton befüllte Gießform von der Füllstation F3 zu einer
Formausgabeposition P5' für den Aushärtebereich 420 des automatisierten Umlaufsystems
zu.
[0110] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
[0111] Fig. 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0112] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A ist hierbei im Fertigungsbereich
100 eine Förderlinie der Innenformen und eine parallel dazu verlaufende Förderlinie
für Außenformen gezeigt. Hierbei werden die jeweiligen Formkerne (Innenformen) und
Außenformen der Gießformen gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Entschalungsstation
111 und der Formrüststation 130 in produktionstechnisch parallel geführten Linien
befördert und in den separat bereitgestellten Reinigungsstationen 121 bzw. 122 gereinigt.
[0113] Eine erste Entschalungsstation 111 ist beispielhaft dazu eingerichtet, eine Außenform
von Gießformen aufzunehmen und diese separat mittels des Förderabschnitts 216 der
entsprechenden Außenformreinigungsstation 121 zuzuführen, wobei die jeweiligen Innenformen
und das noch an den jeweiligen Innenformen angeordnete Produkt mittels des Förderabschnitts
215 der entsprechenden zweiten Entschalungsstation 112 zugeführt wird, die das Produkt
aufnimmt und die Gießform abschließend entschalt.
[0114] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A umfasst die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft
insbesondere beispielhaft einen Formförderabschnitt 211 zum automatisierten Befördern
einer befüllten und ausgehärteten Gießform von der Formeingabeposition P1 zu der ersten
Entschalungsstation 111.
[0115] Weiterhin ist die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft dazu eingerichtet, eine
an der ersten Entschalungsstation 111 entfernte Außenform mittels eines Formförderabschnitts
216 zu der Außenformreinigungsstation 121 zu befördern, einen Formkern (Innenform)
mit ausgehärtetem Betonprodukt mittels eines Formförderabschnitts 215 von der ersten
Entschalungsstation 111 zu der zweiten Entschalungsstation 112 zu befördern, ein an
der zweiten Entschalungsstation 112 entferntes ausgehärtetes rohrförmiges Betonprodukt
mittels eines Formförderabschnitts 231 zu der Produktausgabeposition P2 zu befördern
(um das fertige Betonprodukt auszugeben und ggf. einer Nachbearbeitung zuzuführen),
und einen Formkern (Innenform) von der zweiten Entschalungsstation 112 mittels eines
Formförderabschnitts 212 zu der Formkernreinigungsstation 122 (Innenformreinigungsstation)
zu befördern.
[0116] Weiterhin ist die Formfördereinrichtung 200 beispielhaft dazu eingerichtet, einen
Formkern (Innenform) von der Formkernreinigungsstation 122 (Innenformreinigungsstation)
mittels der Formförderabschnitte 213 und 218 (über eine optionale Vorrüststation 140)
zu der Formrüststation 130 zu befördern, und eine Außenform von der Außenformreinigungsstation
121 mittels eines Formförderabschnitts 217 zu der Formrüststation 130 zu befördern.
[0117] Dies ermöglicht es vorteilhaft, die Zykluszeiten des Systems zu reduzieren, da die
Reinigungsoperationen für Formkern (Innenform) und Außenformen separat und unabhängig
voneinander und insbesondere gleichzeitig durchgeführt werden können.
[0118] Die optionale Vorrüststation 140 kann hierbei genutzt werden eine Innenform aus Teilen
zusammenzusetzen, bzw. Untermuffen und Innenformen zusammenzusetzen. Alternativ oder
zusätzlich kann die Vorrüststation 140 dazu genutzt werden, Bewehrungen bzw. Bewehrungskörbe
an Innenformen anzusetzen bzw. einzusetzen.
[0119] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Fünftes Ausführungsbeispiel
[0120] Fig. 2B zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0121] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A sind hierbei im Fertigungsbereich
100 den jeweiligen Reinigungsstationen 121 und 122 nachgelagerte, automatisierte bzw.
programmgesteuerte Fertigungsstationen 151 bzw. 152 bereitgestellt, mit entsprechenden
Förderabschnitten 213a und 213b bzw. 217a und 217b. Die Fertigungsstationen 151 und
152 können zum Vorrüsten von Innen- bzw. Außenformen genutzt werden, oder bevorzugt
zum Vorbereiten bzw. Ölen von Innen- oder Außenformen (d.h. beispielhaft eine Außenformölungsstation
151 und/oder eine Innenformölungsstation 152)
[0122] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
[0123] Fig. 2C zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0124] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A fehlt hierbei die optionale
Vorrüststation 140 und es sind zwei Außenformreinigungsstationen 121a und 121b seriell
hintereinander vorgesehen, mit entsprechenden Förderabschnitten 216, 219 und 217,
so dass die Reinigung der Außenformen beispielhaft an zwei hintereinander angeordneten
Fertigungsstationen 121a und 121b durchgeführt werden kann.
[0125] Dies hat den Vorteil, dass die Linie für die Außenformen und die Linie für die Innenformen
die gleiche Anzahl von Fertigungsstationen aufweist und daher jeweilige paarweise
zusammengehörende Innen- und Außenformen parallel im Takt des getakteten Umlaufzyklus
von Fertigungsstation zu Fertigungsstation befördert werden können, um gleichzeitig
an der Formrüststation 130 antransportiert zu werden. In anderen Ausführungsbeispielen
können hierbei auch unterschiedliche Zahlen von Fertigungsstationen in den parallelen
Linien für die Innen- und Außenformen vorgesehen sein, wobei hierbei dann etwaige
Förderabschnitte als Puffer zwischen Fertigungsstationen verwendet werden können,
um Innen- und Außenformen jeweils gleichzeitig an der Formrüststation 130 anzutransportieren.
[0126] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Siebtes Ausführungsbeispiel
[0127] Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0128] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist hierbei die Übergabeeinrichtung
310 beispielhaft mit einem Doppelverschiebetisch 313 mit zwei nebeneinander angeordneten
und zusammen verfahrbaren Verschiebetischen 311 und 312 vorgesehen, wobei jeder Verschiebetisch
311 bzw. 312 dazu eingerichtet ist, Gießformen von den Förderabschnitten 214 bzw.
222 aufzunehmen und den Förderabschnitten 241 bis 243 zu den Füllstationen F1 bis
F3 zuzuführen bzw. von diesen nach dem Befüllen mit Beton wieder aufzunehmen. Der
Verschiebetisch 311 ist zudem dazu eingerichtet, Gießformen dem Förderabschnitt 244
zur Formausgabeposition bzw. Zwischenposition P3 zuzuführen.
[0129] Dies hat den Vorteil, dass Zuführen von Gießstationen zu den Füllstationen und die
Aufnahme von befüllten Gießformen parallelisiert werden kann und somit effizienter
durchgeführt werden kann.
[0130] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Achtes Ausführungsbeispiel
[0131] Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0132] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A sind hierbei fünf Füllstationen
F1 bis F5 vorgesehen. Der Förderabschnitt 214 umfasst beispielhaft eine Formeingabeposition
P3 und der Förderabschnitt 222 umfasst beispielhaft eine Formeingabeposition P12.
[0133] Die Formfördereinrichtung 200 umfasst zudem beispielhaft einen Formförderabschnitt
245 zum Befördern einer Gießform von der Zwischenposition P4 zu der Füllstation F1
und einen Formförderabschnitt 255 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F1 zu der Formausgabeposition P4' im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
244 zum Befördern einer Gießform von der Zwischenposition P5 zu der Füllstation F2
und einen Formförderabschnitt 254 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F2 zu der Formausgabeposition P5' im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
243 zum Befördern einer Gießform von der Zwischenposition P6 zu der Füllstation F3
und einen Formförderabschnitt 253 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F3 zu der Formausgabeposition P6' im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
242 zum Befördern einer Gießform von der Zwischenposition P7 zu der Füllstation F4
und einen Formförderabschnitt 252 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F4 zu der Formausgabeposition P2' im Aushärtebereich 420, sowie einen Formförderabschnitt
241 zum Befördern einer Gießform von der Zwischenposition P8 zu der Füllstation F5
und einen Formförderabschnitt 251 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F5 zu der Formausgabeposition P8' im Aushärtebereich 420.
[0134] Die Formförderabschnitte 241 bis 245 bilden hierbei einen weiteren Pufferbereich
703, in dem jeweilige Gießformen zusätzlich zu den Pufferbereichen 701 und 702 noch
individuell vor den jeweiligen Füllstationen puffernd zwischengelagert werden können.
[0135] Weiterhin wurde in diesem Ausführungsbeispiel als Übergabeeinrichtung statt eines
Verschiebetisches beispielhaft eine Transporteinrichtung 320 vorgesehen, um Gießformen
im Füllbereich 300 zu transportieren. Alternativ oder zusätzlich kann natürlich auch
hierbei eine Übergabeeinrichtung mit Verschiebetisch oder Doppelverschiebetisch (oder
auch Mehrfach-Verschiebetisch mit mehr als zwei Verschiebetischen) vorgesehen sein.
[0136] Die Transporteinrichtung 320 umfasst beispielhaft eine Greifeinrichtung 324 (Manipulator),
die beispielhaft auf einer ersten Führungseinrichtung mit Führungen 323 geführt wird,
welche beispielhaft auf einer dazu quer verlaufenden zweiten Führungseinrichtung mit
auf Führungen 321 geführten Führungsschlitten 322 geführt wird.
[0137] Die Transporteinrichtung 320 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die Greifeinrichtung
324 mittels der Führungseinrichtungen 321, 322 und 323 im Füllbereich 300 zu verfahren
bzw. Gießformen mittels der Greifeinrichtung 324 aufnehmen zu können, und aufgenommene
Gießformen zwischen den jeweiligen Positionen P3 bzw. P21 und P4 bis P8 transportieren
zu können, um Gießformen von den Formförderabschnitten 214 bzw. 222 der jeweiligen
Füllstation F1, F2, F3, F4 bzw. F5 zuzuführen, je nach Belegungssteuerung.
[0138] Insbesondere ist die Transporteinrichtung 320 beispielhaft dazu eingerichtet, eine
an der Formausgabeposition P3 bzw. P12 stehende Gießform automatisiert bzw. programmgesteuert
aufzunehmen und automatisiert bzw. programmgesteuert zu einer der Positionen P4 bis
P8 zu transportieren.
[0139] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden.
Neuntes Ausführungsbeispiel
[0140] Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein System zum Herstellen von beispielhaft
rohrförmigen Betonprodukten im Gießverfahren beispielhaft mittels beispielhaft stehenden
Gießformen gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0141] Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1A sind hierbei fünf Füllstationen
F1 bis F5 vorgesehen. Zudem ist statt der Übergabeeinrichtung 310 mit Verschiebetisch
311 beispielhaft ein automatisiertes bzw. programmgesteuertes Förderabschnitt-Weichensystem
800 mit Weichenabschnitten 801 und 802 bereitgestellt.
[0142] Der Weichenabschnitt 801 ist dazu eingerichtet, die Förderabschnitte 214 und 222
weichenartig zusammenzuführen, und insbesondere durch automatisierte bzw. programmgesteuerte
Weichensteuerung des Weichenabschnitts 801 jeweils Gießformen von dem Förderabschnitt
214 aus dem automatischen Umlaufzyklus oder von dem Förderabschnitt 222 aus dem manuellen
Rüstbereich 500 zu dem Weichenabschnitt 802 zu befördern.
[0143] Die Formfördereinrichtung 200 umfasst zudem beispielhaft einen Formförderabschnitt
245 zum Befördern einer Gießform von dem Weichenabschnitt 802 zu der Füllstation F1
und einen Formförderabschnitt 255 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F1 zu der Formausgabeposition P3 im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
244 zum Befördern einer Gießform von dem Weichenabschnitt 802 zu der Füllstation F2
und einen Formförderabschnitt 254 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F2 zu der Formausgabeposition P4 im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
243 zum Befördern einer Gießform von dem Weichenabschnitt 802 zu der Füllstation F3
und einen Formförderabschnitt 253 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F3 zu der Formausgabeposition P5 im Aushärtebereich 420, einen Formförderabschnitt
242 zum Befördern einer Gießform von dem Weichenabschnitt 802 zu der Füllstation F4
und einen Formförderabschnitt 252 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F4 zu der Formausgabeposition P6 im Aushärtebereich 420, sowie einen Formförderabschnitt
241 zum Befördern einer Gießform von dem Weichenabschnitt 802 zu der Füllstation F5
und einen Formförderabschnitt 251 zum Befördern einer Gießform von der Füllstation
F5 zu der Formausgabeposition P7 im Aushärtebereich 420.
[0144] Die Formförderabschnitte 241 bis 245 bilden hierbei mit dem Weichenabschnitt 802
und auch dem Weichenabschnitt 801 einen weiteren Pufferbereich 704, in dem jeweilige
Gießformen zusätzlich zu den Pufferbereichen 701 und 702 noch individuell vor den
jeweiligen Füllstationen bzw. auf den Weichenabschnitten 801 bzw. 802 puffernd zwischengelagert
werden können.
[0145] Der Weichenabschnitt 802 ist dazu eingerichtet, den Weichenabschnitt 801 und die
Förderabschnitte 241 bis 245 weichenartig zusammenzuführen, und insbesondere durch
automatisierte bzw. programmgesteuerte Weichensteuerung des Weichenabschnitts 802
jeweils Gießformen von dem Weichenabschnitt 801 zu jeweils einen der Formförderabschnitte
241 bis 245 zu befördern.
[0146] Die Merkmale dieser Ausführung können in weiteren Ausführungsbeispielen einzeln oder
im Ganzen mit Merkmalen der vorstehend und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kombiniert werden. Insbesondere können der Weichenabschnitt 801 und/oder der Weichenabschnitt
802 einzeln oder zusammen in jedem der anderen Ausführungsbeispiele alternativ oder
zusätzlich vorgesehen sein, z.B. als Kombination eines Verschiebetisches und/oder
einer Transporteinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele mit einem
Weichenabschnitt 801, oder als Kombination eines Verschiebetisches und/oder einer
Transporteinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele mit einem Weichenabschnitt
802.
Systemsteuerung
[0147] Im Folgenden werden Funktionssteuerungen und Systemsteuerungen bzw. Belegungssteuerungen
in einem Herstellungssystem beschrieben, wobei das System gemäß einem der vorstehenden
Ausführungsmerkmale realisiert sein kann oder als Kombination von Merkmalen der vorstehenden
Ausführungsmerkmale. Die folgenden Ablaufdiagramme können einer Programmsteuerung
entsprechen bzw. einem Programmablauf einer programmgesteuerten Steuerung entsprechen.
Derartige Steuerungsabläufe können von einem handelsüblichen Computer mit CPU bzw.
einem oder mehreren Prozessoren oder auch mit internem oder externen Speichermedien
durchgeführt werden, die entsprechend programmiert sind.
[0148] Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung der Füllstationszufuhr
in einem Herstellungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0149] In einem System mit einer oder mehrerer Füllstationen (z.B. F1 bis F3 oder F1 bis
F5) wird in einem Schritt S601 überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine der Füllstationen
frei ist bzw. frei geworden ist. Eine Füllstation wird frei bzw. gilt als frei geworden,
z.B. wenn eine dort gegossene Gießform bzw. befüllte Gießform vollständig mit fließfähigem
Beton befüllt wurde, d.h. insbesondere wenn die Restgießzeit abgelaufen ist und das
Befüllen mit Beton z.B. automatisiert gestoppt wird und die befüllte Gießform abtransportiert
wird, um dem Aushärtebereich 420 zugeführt zu werden. Falls der Schritt NEIN ergibt
(d.h. wenn alle Füllstationen besetzt bzw. belegt sind und jeweils Gießformen befüllt
werden), dann wird der Vorgang so lange wiederholt, bis Schritt S601 JA ergibt und
eine Füllstation frei geworden ist.
[0150] Im Schritt S602 wird überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine manuelle gerüstete
Gießform verfügbar ist, d.h. z.B. ob eine manuelle gerüstete Gießform von dem manuellen
Rüstbereich 500 zur Übergabeeinrichtung angefördert wurde bzw. im Pufferbereich 702
oder 703 auf automatisierte Befüllung wartet. Falls Schritt S602 NEIN ergibt, wenn
keine manuell gerüstete Gießform zum Befüllen vorgehalten wird, dann wird in einem
Schritt S609 überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine automatisiert gerüstete
Gießform (sog. Zyklusform) verfügbar ist, d.h. z.B. ob eine automatisiert gerüstete
Gießform von dem Fertigungsbereich 100 zur Übergabeeinrichtung angefördert wurde bzw.
im Pufferbereich 701 auf automatisierte Befüllung wartet.
[0151] Falls Schritt S609 NEIN ergibt, wird erneut Schritt S601 durchgeführt. Falls Schritt
S609 JA ergibt, wird die nächste verfügbare Zyklusform in Schritt S610 von dem Pufferbereich
701 aus der frei gewordenen Füllstation zugeführt, um dort automatisiert mit gießfähigem
Beton befüllt zu werden. Die Steuerung steuert hierbei den Schritt S610, in dem die
frei gewordene Füllstation mit der verfügbaren Zyklusform belegt wird. Hierzu kann
die Steuerung die vorbestimmte Füllzeit und/oder die vorbestimmte Betonrezeptur an
der Füllstation steuern, ggf. auf Basis von Schichtdaten bzw. Gießformdaten, die an
der Steuerung hinterlegt sind oder einzugeben sind.
[0152] Falls Schritt S602 JA ergibt, wenn also eine manuell gerüstete Gießform zum Befüllen
vorgehalten wird, dann wird in einem Schritt S603 berechnet, überprüft, bestimmt bzw.
detektiert, ob eine Einbringfrequenz (z.B. in Einheiten der Anzahl eingebrachter manuell
gerüsteter Formen pro Zeiteinheit) von manuell gerüsteten Gießformen größer als ein
erster Grenzwert ist, und wenn der erste Grenzwert von der ermittelten Einbringfrequenz
überschritten wird (Schritt S603 ergibt JA), wird erneut Schritt S609 durchgeführt
und insbesondere wird die manuell gerüstete Form momentan noch nicht einer der Füllstationen
zugeführt.
[0153] Hierbei kann die Einbringfrequenz eine Größe sein, die direkt oder indirekt angeben
kann, wie viele manuell gerüstete Formen in einem bestimmten vergangenen Zeitintervall
bzw. im Durchschnitt über eine vorbestimmte Zeitdauer in den Umlaufzyklus bzw. in
den Füllbereich.eingebracht wurden.
[0154] Der erste Grenzwert kann hierbei vorzugsweise derart vorbestimmt sein, dass während
einer bestimmten Zeitdauer, wie z.B. im Laufe der gegenwärtigen Schicht, garantiert
werden kann, dass der automatisierte Umlaufzyklus nicht anhalten muss, oder zumindest
eine Wahrscheinlichkeit, dass der Umlaufzyklus im Laufe der Schicht bzw. Zeitdauer
anhalten muss, unter einem Grenzwert liegt, wenn die Einbringfrequenz der manuell
gerüsteten Gießformen unter dem ersten Grenzwert bleibt.
[0155] Praktisches Beispiel: Bei einer Schichtdauer T mit einer Taktzeit T1 (bzw. durchschnittlichen
Taktzeit T1) im automatisierten Umlaufzyklus (d.h. wenn exakt oder durchschnittlich
jeweils nach jeder Zeitdauer T1 eine weitere Zyklusform von der Formrüststation 130
an den Pufferbereich 701 übergeben wird) sei angenommen, dass das System N > 0 Füllstationen
umfasst und die (ggf. durchschnittliche) Gießzeit der Zyklusformen T2 beträgt, die
(ggf. durchschnittliche) Gießzeit der manuell gerüsteten Gießformen T3 beträgt und
die Zeiten T1, T2 und T3 jeweils viel kleiner sind als die Schichtdauer T (z.B. T1,
T2 und T3 jeweils kleiner 20 min und die Schichtdauer T größer 2 bis 8 Stunden).
[0156] Somit beträgt die Anzahl der in der Schichtdauer T bereitgestellten Zyklusformen
ca. T/T1 bei einer (ggf. durchschnittlichen) (Zuführ-)Frequenz von 1/T1, und die Anzahl
der gießbaren Zyklusformen beträgt in der Schichtdauer T ca. (N × T)/T2 bei einer
(ggf. durchschnittlichen) (Gieß-)Frequenz von N/T2. Um sicherzustellen, dass der Zyklus
nicht unterbrochen werden muss, sollte die Zahl N der Füllstationen bevorzugt gewählt
sein, derart, dass T/T1 kleiner ist, als (N × T)/T2 (d.h. dass die Anzahl der bereitgestellten
Zyklusformen kleiner ist, als die Anzahl der im gleichen Zeitraum T gießbaren Zyklusformen),
bzw. die (ggf. durchschnittliche) Frequenz 1/T1 kleiner ist als die (ggf. durchschnittliche)
Frequenz N/T2. Insbesondere sollte die Zahl N der Füllstationen bevorzugt derart gewählt
sein, dass N > T2/T1.
[0157] Somit werden allerdings potentiell T/T1 Zyklusformen während der Schicht bereitgestellt
(und gegossen), wobei eigentlich (N × T)/T2 > T/T1 Zyklusformen gegossen werden könnten,
so dass im Durchschnitt mit einer Gesamtstillstandzeit an den Füllstationen des Füllbereichs
in Höhe von T × [1-(T2/(N × T1))] gerechnet werden kann, da in der Schicht T im Durchschnitt
ca. [((N × T)/T2) - (T/T1)] mehr Zyklusformen gegossen werden könnten, als vom Umlaufzyklus
bereitgestellt und gegossen werden. Der Bruchteil der Schichtdauer T, in der die Füllstationen
bzw. zumindest jeweils eine der Füllstationen erwartungsmäßig unbenutzt bleiben sollte(n),
beträgt somit ca. [1 - (T2/(N × T1))], so dass dies einen Maximalwert eines potentiellen
Freiraums für das Füllen/Gießen von manuell gerüsteten Gießformen ermöglicht, ohne
einen Stillstand des Umlaufzyklus bzw. des Takts der Fertigungsstationen im Fertigungsbereich
100 zu verursachen.
[0158] Weiterhin beträgt die (ggf. durchschnittliche) Gießfrequenz der manuell gerüsteten
Stationen potentiell N/T3, so dass in der maximal verfügbaren Zeit T × [1- (T2/(N
× T1))] pro Schichtdauer T maximal (T/T3) × [N - (T2/T1)] manuell gerüstete Formen
gegossen werden können, d.h. im Durchschnitt mit einer maximalen Einbringfrequenz
von [N - (T2/T1)]/T3 (als Maximalwert des ersten Grenzwerts). Im Ergebnis können somit
in der Schichtdauer T maximal (T/T3) × [N - (T2/T1)] mittels der Übergabeeinrichtung
in den Umlaufzyklus eingebracht werden, ohne einen Stillstand des Umlaufzyklus bzw.
des Takts der Fertigungsstationen im Fertigungsbereich 100 zu verursachen. Aus Sicherheitsgründen
kann der erste Grenzwert ggf. kleiner der maximalen Einbringfrequenz von [N - (T2/T1)]/T3
eingestellt sein und in der Steuerung hinterlegt bzw. berechnet werden, und/oder auch
an den manuellen Rüststationen an etwaigen Bildschirmen dargestellt werden.
[0159] Alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S603 kann in einem
weiteren Schritt S604 überprüft werden, ob die Dauer zur nächsten freiwerdenden Füllstation
(d.h. z.B. die minimale Restgießzeit der momentan füllenden Füllstationen) größer
ist, als eine vorbestimmte Pufferzeit, die z.B. auf Basis der Zeiten T1 und/oder T2
vorbestimmbar ist oder auf Basis der momentanen Pufferbelegung im Pufferbereich 701
und auf Basis der Zeiten T1 und T2 ermittelbar ist, auf Basis der Maßgabe, dass die
Dauer zur nächsten freiwerdenden Füllstation kleiner ist, als die Zeit zur Maximalbelegung
im Pufferbereich 701. Hierbei ist es z.B. in einfachen Ausführungsbeispielen möglich,
die Pufferzeit zu berechnen, als Pufferzeit = T1 oder als n × T1 mit n > 1.
[0160] Falls zumindest einer der Schritte S603 bzw. S604 JA ergibt, wird Schritt S609 durchgeführt,
um eine etwaige verfügbare Zyklusform statt der manuell gerüsteten Gießform dem Füllbereich
bzw. der freigewordenen Füllstation zuzuführen.
[0161] Falls beide Schritte S603 bzw. S604 NEIN ergeben, dann wird in Schritt S605 überprüft,
bestimmt bzw. detektiert, ob eine automatisiert gerüstete Gießform (sog. Zyklusform)
verfügbar ist, d.h. z.B. ob eine automatisiert gerüstete Gießform von dem Fertigungsbereich
100 zur Übergabeeinrichtung angefördert wurde bzw. im Pufferbereich 701 auf automatisierte
Befüllung wartet. Falls Schritt S605 NEIN ergibt, dann kann direkt in Schritt S608
die verfügbare manuell gerüstete Gießform der frei gewordenen Füllstation zugeführt
werden.
[0162] Die nächste verfügbare manuell gerüstete Gießform wird in Schritt S608 von dem Pufferbereich
702 aus der frei gewordenen Füllstation zugeführt, um dort automatisiert mit gießfähigem
Beton befüllt zu werden. Die Steuerung steuert hierbei den Schritt S608, in dem die
frei gewordene Füllstation mit der verfügbaren Gießform belegt wird. Hierzu kann die
Steuerung die vorbestimmte Füllzeit und/oder die vorbestimmte Betonrezeptur an der
Füllstation steuern, ggf. auf Basis von Schichtdaten bzw. Gießformdaten, die an der
Steuerung hinterlegt sind oder einzugeben sind, oder anhand von Daten, die ein Bediener
beim manuellen Rüsten der Gießform an der jeweiligen Rüststation M1 bis M4 des manuellen
Rüstbereichs 500 an einer Computersteuerung bzw. Eingabestation eingegeben hat.
[0163] Falls Schritt S605 JA ergibt, kann optional in einem oder zwei weiteren Schritten
noch überprüft, bestimmt bzw. detektiert werden, ob dennoch die verfügbare Zyklusform
statt der verfügbaren manuell gerüsteten Gießform dem Füllbereich 300 bzw. der freigewordenen
Füllstation zugeführt wird.
[0164] Beispielhaft kann in einem Schritt S606 überprüft, bestimmt bzw. detektiert werden,
ob eine Zykluspufferzonenbelegung größer als ein zweiter Grenzwert ist, insbesondere
z.B. um festzustellen, ob noch mindestens eine vorbestimmbare Anzahl von K > 0 freien
Pufferzonenplätzen im Pufferbereich 701 verfügbar ist bzw. ob die Anzahl der belegten
Pufferzonenplätzen im Pufferbereich 701 einen Maximalwert bzw. einen Maximalprozentsatz
in Bezug auf die Gesamtpufferplatzzahl nicht überschreiten.
[0165] In einem weiteren optionalen Schritt S608 kann bevorzugt geprüft werden, ob die verfügbare
Zyklusform die letzte (und/oder vorletzte und/oder vorvorletzte) Gießform einer Zyklusform-Paketserie
ist, d.h. um die bereits angefangene Paketserie nicht zu unterbrechen und bevorzugt
abzuschließen, bevor die manuell gerüstete Gießform den Füllstationen zugeführt wird.
[0166] Nur wenn beide optionale Schritte S606 und S607 NEIN ergeben, wird Schritt S608 ausgeführt,
und die verfügbare manuell gerüstete Gießform wird von dem Pufferbereich 702 aus der
frei gewordenen Füllstation zugeführt, um dort automatisiert mit gießfähigem Beton
befüllt zu werden. Ansonsten wird dennoch statt der manuell gerüsteten Gießform die
verfügbare Zyklusform der freigewordenen Füllstation zugeführt (Schritt S610).
[0167] Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung eines Herstellungssystems
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0168] Im Schritt S701 werden vor Beginn der Schicht und vor Aktivierung des automatisierten
Umlaufzyklus Zyklusschichtplandaten einer Schicht mit t0 (oder 0) kleiner gleich t
kleiner gleich tE geladen. Die Schichtplandaten können von einem Schichtleiter vorgespeichert
werden oder von einer automatisierten Steuerung eingegeben werden. Die Schichtplandaten
enthalten bevorzugt Daten, die die Gesamtschichtdauer, die Anzahl N der verfügbaren
Füllstationen, der Taktzeit(en), der gießbaren Zyklusformen ggf. mit deren vorbestimmter
Reihenfolge, der jeweiligen Gießzeiten und/oder Gießvolumen und/oder ggf. deren vorbestimmten
Betonrezepturen angeben.
[0169] Im Schritt S702 wird aus den geladenen Zyklusschichtplandaten die Taktzeit T im Zyklus
(bzw. bei unterschiedlichen Taktzeiten über die Schichtdauer der zeitliche Verlauf
der Taktzeit T(t)) bestimmt.
[0170] Im Schritt S703 wird eine zeitlich variable Steuerungsfunktion Z(t) bzw. zeitlich
veränderliche Steuerungsfunktionswerte Z(t) der Pufferzonenzufuhr-Gesamtzahl Z in
Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht bestimmt. Dies entspricht der Gesamtzahl
Z der aus dem automatisierten Fertigungsbereich dem Pufferbereich 701 zugeführten
Zyklusformen bis zum Zeitpunkt t seit Schichtbeginn (ggf. plus die bereits zu Schichtbeginn
im Pufferbereich 701 angeordneten Gießformen/Zyklusformen aus der vorangegangenen
Schicht). Die Steuerungsfunktionswerte Z(t) der Pufferzonenzufuhr-Gesamtzahl Z in
Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht wachsen monoton mit der Zeit t, da die
dem Pufferbereich 701 zugeführte Zahl ohne Stillstand des Umlaufzyklus nach jeder
Taktzeit um die Zahl Eins anwächst.
[0171] Fig. 9 zeigt beispielhafte Zeitverläufe von Steuerungsfunktionswerten gemäß einer Steuerung
nach Figs. 7 und/oder 8.
[0172] Hierbei zeigt der obere Verlauf eine beispielhafte zeitliche Entwicklung der Pufferzonenzufuhr-Gesamtzahl
Z(t) in Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht ab einem beispielhaften Zeitpunkt
t0 mit einer beispielhaften Anfangszahl von z0 im Pufferbereich 701 stehenden Gießformen.
Die Taktzeit T ist beispielhaft konstant und nach jeder Zeit t wächst Z(t) um die
Zahl Eins.
[0173] In Schritt S704 in Fig. 7 wird die Anzahl N der verfügbaren Füllstationen bestimmt
und aus den Schichtplandaten werden in Schritt S705 die jeweiligen Füllzeiten x_i
der Zyklusformen i (mit beispielhaft vorbestimmter Reihenfolge i=1, 2, 3, ...) ausgelesen
bzw. bestimmt. Unter der Annahme, dass die N Füllstationen jeweils immer wieder und
fortlaufend mit Zyklusformen i bestückt werden, sobald eine Füllstation frei geworden
ist, wird in Schritt S706 eine Restfüllzeitfunktion D(t) in Abhängigkeit von N und
der jeweiligen Füllzeiten x_i als Funktion der Zeit ermittelt, wobei die Restfüllzeitfunktion
D(t) bevorzugt jeweils zur Zeit t die Dauer zur nächsten freiwerdenden Füllstation
angibt. Diese Restfüllzeitfunktion D(t) sinkt jeweils monoton mit der Zeit t und springt
bei jedem Nullpunkt auf x_i wenn dann die nächste Zyklusform i an der frei gewordenen
Füllstation zugeführt wird.
[0174] Hierbei können jeweils anhand der entsprechenden Füllzeiten x_i und dem Zeitpunkt
der Belegung einer Füllstation mit der jeweiligen Zyklusform i für jede Füllstation
j (j =1, 2, ..., N) eine Restgießzeit α_j bzw. α_j(t) ermittelt werden, wobei die
Restfüllzeitfunktion D(t) jeweils durch die minimale Restgießzeit α_j, bis die nächste
Füllstation frei wird, gegeben ist. Somit ist die Restfüllzeitfunktion D(t) gegeben
als D(t) = min(α_1, ..., α_j, ..., α_N).
[0175] In Fig. 9 zeigt der zweite Verlauf von oben eine beispielhafte zeitliche Entwicklung
der Restfüllzeitfunktion D(t) in Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht ab einem
beispielhaften Zeitpunkt t0. Zu jedem Zeitpunkt, zu dem die Restfüllzeitfunktion D(t)
auf Null fällt, ist eine Gießform vollständig befüllt und eine nächste Gießform kann
der frei gewordenen Füllstation zugeführt werden, wobei zu diesem Zeitpunkt die Restfüllzeitfunktion
D(t) auf den Wert springt, der der Restfüllzeit an der nächsten frei werdenden Füllstation
entspricht.
[0176] In Schritt S708 in Fig. 7 wird eine Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G(t) in Abhängigkeit
des Verlaufs der Restfüllzeitfunktion D(t) bestimmt. Die Pufferzonenabführ-Gesamtzahl
G(t) entspricht der Gesamtzahl G der aus dem Pufferbereich 701 dem Füllbereich zugeführten
Zyklusformen bis zum Zeitpunkt t seit Schichtbeginn (ggf. plus die bereits zu Schichtbeginn
dem Pufferbereich 701 in den Füllbereich verbrachten Formen). Die Steuerungsfunktionswerte
G(t) der Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G in Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht
wachsen monoton mit der Zeit t, da die aus dem Pufferbereich 701 entnommene Zahl jedes
Mal dann um die Zahl Eins anwächst, wenn die Restfüllzeitfunktion D(t) auf Null fällt,
und eine Gießform vollständig befüllt ist und eine nächste Gießform der frei gewordenen
Füllstation zugeführt werden kann.
[0177] Hierbei zeigt der dritte Verlauf von oben in Fig. 9 eine beispielhafte zeitliche
Entwicklung der Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G(t) in Abhängigkeit der Zeit t während
der Schicht ab einem beispielhaften Zeitpunkt t0 mit einer beispielhaften Anfangszahl
von g0. Die Steuerungsfunktionswerte G(t) der Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G wachsen
jedes Mal dann um die Zahl Eins, wenn die Restfüllzeitfunktion D(t) auf Null fällt.
[0178] In Schritt S709 in Fig. 7 wird eine Pufferzonenbelegungszahl P(t) in Abhängigkeit
von der Zeit t bestimmt, auf Basis der Differenz zwischen Z(t) und G(t) gemäß den
Schritten S706 und S708. Pufferzonenbelegungszahl P(t) entspricht hierbei beispielhaft
der Anzahl der in dem Pufferbereich 701 zwischengelagerten Gießformen aus dem automatisierten
Umlaufzyklus.
[0179] Hierbei zeigt der untere Verlauf in Fig. 9 eine beispielhafte zeitliche Entwicklung
der Pufferzonenbelegungszahl P(t) in Abhängigkeit der Zeit t während der Schicht ab
einem beispielhaften Zeitpunkt t0 mit einer beispielhaften Anfangszahl von p0 der
zu dem Zeitpunkt t0 im Pufferbereich 701 befindlichen Gießformen. Die Steuerungsfunktionswerte
P(t) der Pufferzonenbelegungszahl P wachsen jedes Mal dann um die Zahl Eins, wenn
die Pufferzonenzufuhr-Gesamtzahl Z(t) um die Zahl Eins anwächst und fallen jedes Mal
dann um die Zahl Eins, wenn die Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G(t) um die Zahl Eins
anwächst.
[0180] In Schritt S710 in Fig. 7 wird ermittelt, geprüft bzw. detektiert, ob die ermittelte
Pufferzonenbelegungszahl P(t) für den gesamten relevanten Zeitraum, z.B. in der Schicht
von Schichtanfang bis Schichtende bzw. von t0 bis tE, eine maximale Pufferzonenbelegungszahl
P_MAX überschreitet bzw. ob die ermittelte Pufferzonenbelegungszahl P(t) für den gesamten
relevanten Zeitraum, z.B. in der Schicht von Schichtanfang bis Schichtende bzw. von
t0 bis tE, kleiner oder gleich der maximalen Pufferzonenbelegungszahl P_MAX bleibt,
d.h. ob P(t) ≤ P_MAX für alle t ist.
[0181] Falls Schritt S710 NEIN ergibt, d.h. wenn zumindest zu einem Zeitpunkt die Pufferzonenbelegungszahl
P die maximale Pufferzonenbelegungszahl P_MAX überschreitet, muss mit einem zumindest
potentiellen Zyklusstop aufgrund einer Vollbelegung des verfügbaren Pufferplatzes
gerechnet werden, und in Schritt S711 wird eine Warnungsmeldung ausgegeben. Dies kann
die Steuerung beenden oder alternativ beispielhaft dazu führen, dass in einem optionalen
weiteren Schritt S712 überprüft bzw. bestimmt wird, ob in der Schicht ein Zyklusstop
tolerierbar ist, z.B. auf Basis von Voreinstellungen in den Zyklusschichtplandaten.
[0182] Falls Schritt S712 oder Schritt S710 JA ergibt, wird in Schritt S713 die Zeit auf
Reset t0 gesetzt und der Umlaufzyklus wird automatisiert gestartet, d.h. im Fertigungsbereich
100 und im Füllbereich 300 werden automatisiert Zyklusformen bearbeitet und von Fertigungsstation
zu Fertigungsstation geführt.
[0183] Solange die Zeit t kleiner ist als die Schichtdauer tE (Schritt S716 ergibt NEIN)
werden dann die Schritte S714 der Steuerung der Zyklusfunktionen (z.B. Förderabschnitte,
Taktzyklen, Fertigungsstationen) und S715 der Steuerung der Füllstationszufuhr mittels
der Übergabeeinrichtung (z.B. gemäß Fig. 6 oder Fig. 8) gesteuert.
[0184] Fig. 8 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagram eines Verfahrens zur Steuerung der Füllstationszufuhr
in einem Herstellungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
[0185] In einem System mit einer oder mehrerer Füllstationen (z.B. F1 bis F3 oder F1 bis
F5) wird in einem Schritt S801 überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine der Füllstationen
frei ist bzw. frei geworden ist. Eine Füllstation wird frei bzw. gilt als frei geworden,
z.B. wenn eine dort gegossene Gießform bzw. befüllte Gießform vollständig mit fließfähigem
Beton befüllt wurde, d.h. insbesondere wenn die Restgießzeit abgelaufen ist und das
Befüllen mit Beton z.B. automatisiert gestoppt wird und die befüllte Gießform abtransportiert
wird, um dem Aushärtebereich 420 zugeführt zu werden. Falls der Schritt NEIN ergibt
(d.h. wenn alle Füllstationen besetzt bzw. belegt sind und jeweils Gießformen befüllt
werden), dann wird der Vorgang so lange wiederholt, bis Schritt S801 JA ergibt und
eine Füllstation frei geworden ist.
[0186] Im Schritt S802 wird überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine manuelle gerüstete
Gießform verfügbar ist, d.h. z.B. ob eine manuelle gerüstete Gießform von dem manuellen
Rüstbereich 500 zur Übergabeeinrichtung angefördert wurde bzw. im Pufferbereich 702
oder 703 auf automatisierte Befüllung wartet. Falls Schritt S802 NEIN ergibt, wenn
keine manuell gerüstete Gießform zum Befüllen vorgehalten wird, dann wird in einem
Schritt S811 überprüft, bestimmt bzw. detektiert, ob eine automatisiert gerüstete
Gießform (sog. Zyklusform) verfügbar ist, d.h. z.B. ob eine automatisiert gerüstete
Gießform von dem Fertigungsbereich 100 zur Übergabeeinrichtung angefördert wurde bzw.
im Pufferbereich 701 auf automatisierte Befüllung wartet.
[0187] Falls Schritt S811 NEIN ergibt, wird erneut Schritt S801 durchgeführt. Falls Schritt
S811 JA ergibt, wird die nächste verfügbare Zyklusform in Schritt S812 von dem Pufferbereich
701 aus der frei gewordenen Füllstation zugeführt, um dort automatisiert mit gießfähigem
Beton befüllt zu werden. Die Steuerung steuert hierbei den Schritt S812, in dem die
frei gewordene Füllstation mit der verfügbaren Zyklusform belegt wird. Hierzu kann
die Steuerung die vorbestimmte Füllzeit und/oder die vorbestimmte Betonrezeptur an
der Füllstation steuern, ggf. auf Basis von Schichtdaten bzw. Gießformdaten, die an
der Steuerung hinterlegt sind oder einzugeben sind.
[0188] Falls Schritt S802 JA ergibt, wenn also eine manuell gerüstete Gießform zum Befüllen
vorgehalten wird, dann wird in einem Schritt S803 eine Füllzeit bzw. Gießdauer y dieser
manuell gerüsteten Form ermittelt, z.B. anhand von Daten, die vom manuellen Bediener
an der manuellen Rüststation eingegeben wurden, oder anhand von Daten, die auf Basis
eines Innenvolumens der manuell gerüsteten Gießform berechnet werden.
[0189] In einem Schritt S804 wird auf Basis der Anzahl N der verfügbaren Füllstationen,
der ermittelten Gießdauer y dieser manuell gerüsteten Form und der in Schichtplandaten
angegebenen Füllzeiten x_i der Zyklusformen i (mit beispielhaft vorbestimmter Reihenfolge
i=1, 2, 3, ...) eine potentielle Restfüllzeitfunktion D'(t) ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt
t bis zum Schichtende oder bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer T mit Endzeit
tE berechnet, unter der Annahme, dass die manuelle gerüstete Gießform an die nächste
frei werdenden Füllstation befördert und dieser zum Befüllen zugeführt wird. Dies
entspricht im Wesentlichen einer berechneten Simulation der Restfüllzeitfunktion D'(t)
unter der Annahme, dass die nächste frei werdende Füllstation anstatt mit der nächsten
Zyklusform stattdessen mit der manuell gerüsteten Gießform belegt würde.
[0190] Analog zu den Schritten S706 bis S710 wird in Schritt S805 unter der Annahme, dass
die N Füllstationen zunächst mit der manuell gerüsteten Gießform und dann jeweils
immer wieder und fortlaufend mit Zyklusformen i bestückt werden, sobald eine Füllstation
frei geworden ist, wird in Schritt S805 die Restfüllzeitfunktion D'(t) in Abhängigkeit
von N und der jeweiligen Füllzeiten y und x_i als Funktion der Zeit ermittelt, wobei
die Restfüllzeitfunktion D(t) wieder bevorzugt jeweils zur Zeit t die Dauer zur nächsten
freiwerdenden Füllstation angibt.
[0191] In Schritt S805 in Fig. 8 wird die potentielle Pufferzonenabführ-Gesamtzahl G'(t)
in Abhängigkeit des Verlaufs der Restfüllzeitfunktion D'(t) bestimmt, und in Schritt
S806 in Fig. 8 wird die potentielle Pufferzonenbelegungszahl P'(t) in Abhängigkeit
von der Zeit t bestimmt, auf Basis der Differenz zwischen Z(t) und G'(t) gemäß den
Schritten S706 und S805.
[0192] In Schritt S807 in Fig. 8 wird ermittelt, geprüft bzw. detektiert, ob die ermittelte
potentielle Pufferzonenbelegungszahl P'(t) für den gesamten relevanten Zeitraum, z.B.
bis Schichtende bzw. bis tE, die maximale Pufferzonenbelegungszahl P_MAX überschreitet
bzw. ob die ermittelte Pufferzonenbelegungszahl P'(t) für den gesamten relevanten
Zeitraum kleiner oder gleich der maximalen Pufferzonenbelegungszahl P_MAX bleibt,
d.h. ob P'(t) ≤ P_MAX für alle t ist.
[0193] Falls Schritt S807 NEIN ergibt und eine Zyklusform verfügbar ist (Schritt S811 ergibt
JA), wird in Schritt S812 bestimmt, dass die nächste freiwerdenden Füllstation bzw.
die frei gewordene Füllstation mit der Zyklusform zu belegen ist. Falls keine Zyklusform
verfügbar ist, beginnt das Verfahren beispielhaft erneut mit Schritt S801. Hierbei
wird sichergestellt, dass ein potentieller Zyklusstop vermieden werden kann, da die
manuell gerüstete Gießform nicht bzw. zumindest noch nicht dem Füllbereich zugeführt
wird. Zudem wird beispielhaft analog zu Fig. 6 (Schritte S605 und S607) erneut geprüft,
falls Schritt S807 JA ergibt, ob eine Zyklusform verfügbar ist und, wenn ja, ob diese
Teil einer Paketserie ist, um dann dennoch die Zyklusform zum Abschließen der Paketserie
in den Füllbereich zu transportieren (Schritte S808, S809 und S812), anstatt der manuell
gerüsteten Gießform.
[0194] Ansonsten, insbesondere da mittels Schritt S807 sichergestellt werden kann, dass
ein potentieller Zyklusstop bis zur Zeit tE bzw. bis zum Schichtende vermieden werden
kann, selbst wenn die frei gewordene bzw. frei werdende Füllstation mit der manuell
gerüsteten Gießstation belegt würde, wird, wenn Schritt S807 JA ergibt (bzw. optional
wenn Schritt S808 NEIN ergibt oder Schritt S809 NEIN ergibt), in Schritt S810 bestimmt,
dass die nächste freiwerdenden Füllstation bzw. die frei gewordene Füllstation mit
der manuell gerüsteten Gießform zu belegen ist.
[0195] Somit können manuell gerüstete Gießformen effizient und automatisiert dem automatisierten
Umlaufzyklus zugeführt werden, ohne in diesem einen Stillstand oder einen Zyklusstop
aufgrund einer Pufferzonenüberbelegungsgefahr zu verursachen.
[0196] Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht als auf sich selbst
beschränkend aufzufassen, da es möglich ist, Merkmale der vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu kombinieren oder Ausführungsbeispiele
mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele zu modifizieren, um weitere Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Soweit derartige Modifikationen bzw. Merkmalskombinationen
in den Umfang der Ansprüche fallen, sind sie als Teil der Erfindung anzusehen und
soweit sie dem Fachmann ersichtlich sind, sind derartige Modifikationen bzw. Merkmalskombinationen
weiterhin implizit als Teil der Offenbarung dieser Beschreibung anzusehen.
[0197] In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Formfördereinrichtung
200 z.B. als Kettenförderer ausgeführt sein, jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf Kettenförderer beschränkt. Die Transporteinrichtungen 320, 410, 510 und
610 können z.B. als Roboterkran ausgebildet sein.
[0198] Die mittels eines Systems der vorliegenden Erfindung hergestellten Betonprodukte
können in verschiedensten Ausführungen und Formen hergestellt werden (ggf. je nach
bereitgestellten optionalen Fertigungsstationen und Gießformen sogar ohne zusätzliche
Rüstzeiten in einem einzigen Umlaufsystem). Dies umfasst Betonrohre aller Formen,
Profile und Größen, und Rohre mit und ohne Bewehrungen oder Innenrohren z.B. aus Kunststoff.
[0199] Zusammenfassend ermöglicht es die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren
bereitzustellen, in dem Betonprodukte zu niedrigeren Kosten und bei hoher Qualität
und Zuverlässigkeit automatisiert und effizient im Gießverfahren hergestellt werden
können, und insbesondere ein System und ein Verfahren bereitzustellen, in dem Betonprodukte
unterschiedlicher Dimensionen bei niedrigen Taktzeiten, ohne erforderliche Rüstzeiten
und insbesondere niedrigen Stillstandzeiten automatisiert und effizient im Gießverfahren
gefertigt werden können, bei einerseits automatisiertem Rüsten der Gießformen bzw.
andererseits auch manuell gerüsteten Gießformen, die optimiert und automatisiert in
den automatischen Umlaufzyklus eingebracht werden können.