BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsstrasse zur kontinuierlichen Herstellung von Bauelementen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bauelemente werden durch Einbringen einer oder mehrerer aufeinanderfolgender Schichten in eine Form hergestellt.
Um die Wirtschaftlichkeit, die eines der Hauptanliegen bei der Herstellung von Bauelementen darstellt, zu verbessern, wurde bereits in der CH-PS 453 998, anstelle der üblichen aufwendigen manuellen Herstellung, ein kontinuierliches Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen. Dabei wird ein, ein Bindemittel und einen Zuschlagstoff enthaltendes, Mischgut gleichmässig in Formen eingefüllt, die sich unter der Abgabevorrichtung fortbewegen. Anschliessend an die Abgabevorrichtung ist eine abstreifende Vibriervorrichtung angeordnet, welche die Oberfläche der eingebrachten Schicht glättet, die gewünschte Schichtdicke einstellt und die Schicht verdichtet.
Die Arbeitsweise der Vibriervorrichtung muss jeweils mit der pro Zeiteinheit abgegebenen Menge des Mischgutes und mit der gewünschten Schichtdicke abgestimmt werden. Trotz Abstimmung bildet überschüssiges Material, in Bewegungsrichtung gesehen, vor der Vibriervorrichtung einen Wulst, der die Bewegung von letzterer behindert und zu häufigen Betriebsunterbrüchen führt. Ausserdem müssen bewegliche Teile und Gelenke der Vibriervorrichtung öfter gewartet werden, insbesondere dann, wenn ein agressives Bindemittel, z. B. Zement, verwendet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Fertigungsstrasse der eingangs genannten Art zu schaffen, in der das Abstreifen und die Einstellung der Schichtdicke innerhalb desselben Produktionsprogrammes ohne Betriebsunterbrüche und weitgehend wartungsfrei erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Durch ihre erfindungsgemässe Ausbildung übernimmt die Auslassöffnung, ausser iher herkömmlichen Funktion, noch mindestens einen Teil jener Funktionen, die gemäss dem Stand der Technik von der Vibriervorrichtung erfüllt worden sind ohne dass dafür eine aufwendige mechanische Konstruktion mit beweglichen Teilen, Gelenken und einem Antriebsmittel erforderlich wäre. Mit anderen Worten erfolgt in der erfindungsgemässen Fertigungsstrasse das Glattstreichen und die Einstellung der Schichtdicke des Mischgutes durch Zusammenwirken der fortbewegten Form mit der stationären Auslassöffnung der Abgabevorrichtung auf einfache nicht pannenanfällige Weise einerseits, weil während des Glattstreichens durch die Auslassöffnung die bekannte Wulstbildung nicht möglich ist und andererseits, weil an der Streicheinrichtung der Auslassöffnung keine, während des Betriebes beweglichen, Teile angeordnet sind.
Sofern noch ein Vibrator zum Verdichten des Mischgutes erforderlich ist, kann er im Abstand zur Auslassöffnung angeordnet werden, so dass er nur noch mit einer regelmässigen, ebenen Schichtoberfläche in Berührung kommt und praktisch unterbruchfrei betrieben werden kann.
Die Einfachheit und Wirtschaftlichkeit des Betriebes der erfindungsgemässen Fertigungsstrasse kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass die Querwände der Form in der Höhe verstellbar und der jeweils herzustellenden Schichtdicke anpassbar sind. Damit kann die Höhe jener Querwände, die unter der Auslassöffnung der Abgabevorrichtung durchlaufen, in Übereinstimmung mit der gewünschten Schichtdicke eingestellt werden, derart, dass am Formende angelangt weder ein Unterbruch der Dosierung noch eine Positionsänderung der Form oder der Abgabevorrichtung erforderlich ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der Ansprüche 3 bis 16, wobei die Merkmale eines abhängigen Anspruchs allein oder in Kombination mit Merkmalen anderer abhängiger Ansprüche den Gegenstand der Erfindung bilden können.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 die Draufsicht einer Fertigungsstrasse gemäss der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Bauelement, das in der Fertigungsstrasse gemäss Fig. 1 hergestellt wurde,
Fig. 3 die Vorderansicht einer Abgabevorrichtung für das Mischgut gemäss der Erfindung,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Abgabevorrichtung gemäss Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Zementmixer gemäss der Erfindung,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Form gemäss der Erfindung,
Fig. 7 einen Querschnitt durch die Form gemäss Fig. 6,
Fig. 8 die Draufsicht eines Teiles der Form gemäss Fig. 6,
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX - IX durch den Teil der Form gemäss Fig. 8,
Fig. 10 die Seitenansicht einer Anordnung gemäss der Erfindung zum Verstellen der Höhe der Querwände der Form,
Fig.
11 die Vorderansicht einer Einrichtung gemäss der Erfindung, zum Einlegen eines Flächengebildes in die Form,
Fig. 12 und 13 je eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, zweier Einrichtungen gemäss Fig. 11,
Fig. 14 die Draufsicht auf eine Positionierungseinrichtung für Armierungsnetze gemäss der Erfindung,
Fig. 15 die Vorderansicht der Positionierungseinrichtung gemäss Fig. 14,
Fig. 16 in Draufsicht einen Greifer der Positionierungseinrichtung gemäss Fig. 14 in vergrössertem Massstab,
Fig. 17 den Greifer gemäss Fig. 16 in Seitenansicht in vergrössertem Massstab,
Fig. 18 einen Querschnitt durch einen Mikrowellen Tunnelofen gemäss der Erfindung, und
Fig. 19 einen Längsschnitt durch den Mikrowellen Tunnelofen gemäss Fig. 18.
In der Fertigungsstrasse 1 in Fig. 1 sind mit an ihren Längsenden 2, 3 aneinander anschliessende rechteckige Formen 4 angeordnet. Die Fertigungsstrasse 1 weist eine erste Einrichtung 5 zum Einlegen eines Flächengebildes in die Form 4, eine erste Abgabevorrichtung 6 zur Abgabe eines Mischgutes, eine erste Positonierungseinrichtung 7 für Armierungsnetze 8, eine zweite oder mittlere Abgabevorrichtung 9 zur Abgabe eines weiteren Mischgutes, eine zweite Positionierungseinrichtung 11 für weitere Armierungsnetze 8, eine dritte Abgabevorrichtung 12 zur Abgabe eines weiteren Mischgutes, eine zweite Einrichtung 13 zum Einlegen eines weiteren Flächengebildes in die Form 4 und eine Glätteinrichtung 14 auf. Weiterhin sind entlang und beidseitig der Fertigungsstrasse 1 Führungsbahnen 82 angeordnet, die die Höhenverstellung der Querwänden der Form 4 bewirken.
Jede der drei Abgabevorrichtungen 6, 9, 12 ist, wie weiter unten beschrieben werden wird, als Beschickungstrog ausgebildet.
Jede der drei Abgabevorrichtungen 6, 9, 12 ist mit einer nicht näher dargestellten Betonaufbereitungsanlage verbunden, die ihrerseits aus je einem weiter unten beschriebenen Zementmixer mit einer Zement/Wasser-Mischung und aus einem Silo 18 mit Vorratsbehältern für Zuschlagstoffe verschiedener Korngrösse von je einem Transportband 15, 16, 17 beliefert wird.
Am Ende der ersten Teilstrecke 19 der Fertigungsstrasse 1 ist ein Querlaufwagen 21 angeordnet, der die Verbindung zur zweiten Teilstrecke 22 der Fertigungsstrasse bildet, die zusammen mit einer dritten Teilstrecke 23 als Mikrowellen Tunnelofen 24 ausgebildet ist. Am jeweiligen Ende der Mikrowellen-Tunnelöfen 24 ist wiederum ein Querlaufwagen 25 angeordnet, welcher die Verbindung zu einer Entnahmestation 26 bildet. Zwischen der Entnahmestation 26 und dem Anfang der Fertigungsstrasse 1 befindet sich eine Reinigungseinrichtung 27 für die Formen 4.
In der Fertigungsstrasse 1 gemäss Fig. 1 werden Bauelemente 31 (Fig. 2), bestehend aus einem ersten Aussenbelag 32, einer ersten Aussenschicht 33, einer ersten Armierung 8, einer Mittelschicht 34, einer zweiten Armierung 8, einer zweiten Aussenschicht 35 und einem zweiten Aussenbelag 36, hergestellt.
Die Aussenbeläge 32, 36 bestehen aus einem an ihrer den Aussenschichten 33, 35 zugewandten Seite mit einem Bindemittel, wie Zementaufschlämmung und/oder einem organischen Bindemittel, versehenen Flächengebilde, z. B. einem Vlies aus Glasfaser oder Polymerfaser, das an seiner freien Fläche durch eine (nicht dargestellte) Folie geschützt sein kann. Die Aussenschichten 33, 35 und die Mittelschicht 34 bestehen im wesentlichen aus einer Bindemittel/Zuschlagstoffmischung, die noch weitere Additive enthalten kann. Es können sowohl organische als auch anorganische hydraulische Bindemittel, wie Zement, eingesetzt werden. Als Zuschlagstoffe kommen vor allem Blähton und andere anorganische Schaumstoffe in Frage, obwohl auch organische Zuschlagstoffe eingesetzt werden können. Die Mittelschicht 34 weist einen gröberen Zuschlagstoff 37 als die beiden Aussenschichten 33, 35 auf.
Selbstverständlich können in allen drei Schichten 33, 34, 35 gleiche oder verschiedene Zuschlagstoffe eingesetzt werden. Die Armierung 8 wird von Stahlnetzen gebildet, die jedoch auch durch andere geeignete Mittel ersetzt werden können. Die Dicke der Aussenschichten 33, 35 beträgt vorzugsweise 25 mm, die Dicke der Mittelschicht 34 vorzugsweise 50 bis 300 mm.
Nachfolgend werden die an der Fertigungsstrasse 1 angeordneten einzelnen Einrichtungen anhand der Figuren 3 bis
19 näher beschrieben, wobei jede dieser Einrichtungen für sich allein oder in Kombination mit einer oder mehreren Einrichtungen den Gegenstand dieser Erfindung bilden kann.
Eine als Beschickungstrog 41 ausgebildete Abgabevorrichtung (Fig. 3 und 4) ist mittels zweier beidseitig des Beschickungstrogs 41 angeordneten, über Rollen 42, 43 laufenden Seile 44 an einem feststehenden Gestell 45 derart aufgehängt. dass er durch Anderung eines, zwischen einer unteren Plattform 46 am Gestell 45 und einer oberen Plattform 47 am Trog 41 angeordneten Zwischenelementes 48 in seiner Höhe verstellbar ist. Die Änderung des Zwischenelementes 48 kann durch Hinzufügen weiterer Elemente zum bestehenden Zwischenelement 48 oder durch Austauschen dieses Elementes gegen ein solches mit anderen Massen erfolgen.
Oberhalb des Beschickungstroges 41 sind die Ausläufe des Behälters 51 für Mischgut, über welchem ein Zementmixer 49 (Fig. 5) sitzt, angeordnet. Der Inhalt des Behälters 51 kann auf nicht dargestellte Weise in den Beschickungstrog (41) entleert werden. Die Breite des Beschickungstroges 41 entspricht der Innenbreite der unter ihr auf Rollen 52 durchlaufenden Form 4. Die Auslassöffnung 53 des sich nach unten verjüngenden Beschickungstroges 41 ragt in die Form 4 hinein und reicht von der einen Längswand 54 bis zur anderen Längswand 55 der Form 4. Die Auslassöffnung 53 ist durch zwei zur mit einem Pfeil 56 angegebenen Bewegungsrichtung querstehende Wände 57, 58 begrenzt.
Die erste Wand 57 ist feststehend, die zweite in Bewegungsrichtung nachfolgend angeordnete Wand 58 ist durch einen Hebel 59 in ihrer Neigung verstellbar, wodurch die Breite des Öffnungsspaltes 61 von geschlossen bis offen regulierbar ist.
Dieser Verschluss kann auch auf der Wand 57 angeordnet sein.
Beim Bewegen der Form entlang der Fertigungsstrasse 1 wirkt die Kante 62 der zweiten Wand 58 als Streicheinrichtung, indem sie eine unter ihr durchlaufende Schicht 63 in von der Höhe des Beschickungstroges 41 und der Neigung der Wand 58 vorbestimmten Dicke begrenzt und glattstreicht. Die durch das Streichen zurückgedrängte Masse des Mischgutes bzw. die entstehende Schicht 63 erfährt durch die im Beschickungstrog 41 befindliche Masse eine Druckeinwirkung, was in einer Verdichtungswirkung auf das bereits in der Form 4 befindliche Mischgut resultiert. In manchen Fällen genügt diese Verdichtungswirkung, so dass auch auf das nachschalten eines Vibrators verzichtet werden kann. Es können aber auch Vibratoren entlang der unteren Kante der Seitenwände 57, 58 angebracht werden, welche die sich unter dem Trog bildende Schicht zusätzlich verdichten.
Der Spalt 61 der Auslassöffnung 53 wirkt mit der Höheneinstellung der Kante 62 als Dosiereinrichtung derart, dass den Beschickungstrog 41 nur eine durch Regulierung der Spaltbreite vorbestimmte Menge an Mischgut verlassen kann.
Die Ausbildung der Abgabevorrichtung als Beschikkungstrog 41 hat den weiteren Vorteil, dass das Mischgut chargenweise nach dem jeweiligen Bedarf aus Zementsuspension und Zuschlagstoff gemischt wird, so dass vor dem Verarbeiten keine lagerungsbedingten Veränderungen erfolgen können.
Der beim Betonmischer übergeordnete Zementmixer 49 (Fig. 5) weist eine Ringdüse 64 für die Wasserzuführung und eine über die Ringdüse 64 angeordnete Öffnung 65 für die Zementzuführung auf. Unterhalb der Ringdüse 64 ist ein von einem Motor 66 über eine Welle 67 angetriebenes Flügelrad 68 angeordnet, dessen Achse mit der Lotrechten, d.h.
der Fallrichtung des Zement/Wasser-Gemisches, einen spitzen Winkel bildet. Der Zement, der durch den von der Ringdüse 64 umschlossenen Raum fällt. wird durch das aus der Ringdüse 64 austretende Wasser befeuchtet und gelangt zum Flügelrad 68, das das Zement/Wasser-Gemisch gegen eine feststehende zylindrische Wand 69 schleudert, die gleichzeitig das Zuführungsrohr zum Betonmischer bilden kann, wobei eine thixotrope Wirkung erzielt, d. h. die Viskosität stark vermindert wird. Die niedrige Viskosität der Zementsuspension erlaubt es, das Verhältnis Wasser/Zement klein zu halten, was eine erhöhte Festigkeit des Endproduktes bei kleinerem Zementverbrauch und eine höhere Frühfestigkeit bewirkt. Die Mischzone für Zement und Wasser kann sich auch ausserhalb des Mixers 49 befinden, so dass letzterer nur zur Erzeugung der thixotropen Wirkung dient.
Die Form 4 in den Figure 6 bis 9 weist zwei vorzugsweise aus einem Kunststoff, z. B. auf Epoxydbasis, bestehende Platten 71 mit dazwischen wabenförmig angeordneten Versteifungselementen 72 auf. Die Unterseite 73 der unteren Platte 71, insbesondere jener Teil der auf die Laufrollen 52 zu liegen kommt, kann zusätzlich plangeschliffen sein, um eine grosse Laufruhe der Form 4 und damit eine gleichmässige Qualität des Endproduktes zu sichern. Die beiden Längswände 54, 55 sind hinunterklappbar, wie es in Fig. 7 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Die Querwände 74, 75 der Form 4 sind in ihrer Höhe verstellbar und der jeweiligen Schichtdicke des Bauelementes 31 während der Fertigung anpassbar.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, ist am Ende der Längswand 54 eine Zahnstange 76 angeordnet, in die auf der gewünschten Höhe der Zahn 77 einer Feder 78 der Querwand 75 eingreift und sie auf der entsprechenden Höhe festhält. Eine solche Anordnung befindet sich an jedem Ende der Längswände 54, 55. Durch Herausdrücken der Feder 78 wird der Eingriff zwischen der Zahnstange 76 und des Zahnes 77 aufgehoben, so dass die Querwand 75 in die unterste Position zurückfällt und die Längswände 54, 55 zum Hinunterklappen freigibt.
Die Anpassung der Höhe der Querwände 74, 75 an die jeweilige Schichtdicke während der Fertigung erfolgt durch einen Führungswagen 81 (Fig. 10), der an je einer beidseitig der Fertigungsstrasse 1 angeordneten, in Bewegungsrichtung 56 der Form 4 ansteigenden Schiene 82 geführt ist. Der Führungswagen 81 weist eine waagrechte Tragfläche 83a auf, die zur Aufnahme der (hier nur einseitig dargestellten beidseitigen) Verlängerung 75a der Querwand 75 (Fig. 8) bestimmt ist und die in einer Nocke 83 endet, die als Anschlag für die Verlängerung 75a dient. Während der Vorwärtsbewegung der Form 4 kommt die Verlängerung 75a auf die Tragfläche 83a zu liegen und wird infolge der Aufwärtsbewegung des von der Form entlang der Schiene vorwärts gestossenen Führungswagens nach oben geschoben.
Der Führungswagen 81 wird von der Schiene 82 an ihrem Ende nach unten gelenkt, so dass er die Verlängerung 75a der Querwand 75 freigibt und mit geeigneten Mitteln in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird. Die Höhe der Schiene 82 ist verstellbar, ebenso die Länge der Strecke auf der der Führungswagen 81 wirksam ist. Für letzteres sind an der Schiene 82 Löcher 84 angeordnet, in die zur Begrenzung des Rückrollweges des Führungswagens 81 Einstellbolzen gesteckt werden. So kann die Mitnehmerstrecke und damit die dieser Strecke entsprechende Höhenverstellung der Querwände eingestellt werden.
Die erste und die zweite Einrichtung (Figuren 11 bis 13) zum Einlegen eines Flächengebildes 85, 86, die den Aussenbelag 32, 36 des Bauelementes 31 bilden, in die Form 4 weisen je eine Vorratsrolle 87, 88 für das Flächengebilde 85, 86 auf, unter der zwei achsenparallele Walzen 89, 91, 92, 93 angeordnet sind, in deren Zwickel 94, 95 aus einem Zementmixer 49 der in Fig. 5 beschriebenen Art, eine Zementsuspension gegeben wird. Ausser Zement können auch andere flüssige Bindemittel eingesetzt werden. Das von der Vorratsrolle 87, 88 abgezogene Flächengebilde 85, 86 wird derart an die Walze 89, 93 anliegend in den Zwickel 94, 95 geführt, dass nur seine mit dem Bauelement 31 zu verbindende Fläche benetzt wird. Nach Passieren des Walzenspaltes 96, 97 wird es von der Walze 91, 93 mit dem grösseren Durchmesser in die Form 4 eingelegt.
Die Positionierungseinrichtung 7, 11 für die Armierungsnetze 8 (Figuren 14 bis 17) weist drei drehbare Zylinder 101, 102, 103 auf, an deren unteren Enden Tragarme 104, 105, 106 für einen Tragrahmen 107 mit drei Tragkreuzen 108, 109, 111 angeordnet sind, an deren Enden sich je ein Zylinder 112 mit hydraulisch ausfahrbaren Fingern 113, 114 befinden. Durch Drehen der Zylinder 101, 102, 103 werden die Tragarme 104, 105,106 mit den Tragkreuzen 108,109,111 in Position über einen Vorratsstapel 115 von Armierungsnetzen 8 geschwenkt und aufgelegt. Beidseitig des Zylinders 112 angeordnete Aufleger 116, 117 kommen dabei derart auf zwei Längsdrähte 118, 119 zu liegen, dass die ausgefahrenen Finger 113, 114 je einen Querdraht 121, 122 untergreifen.
Durch Anheben und Schwenken des Tragrahmens 107 wird das Armierungsnetz 8 genau über die Fertigungsstrasse 1 positioniert und in die Form 4 gelegt, wo es durch Einfahren der Finger 113, 114 losgelassen wird.
Der Mikrowellen-Tunnelofen 24 (Figuren 18, 19) weist eine Anzahl von, mit zwei Parabolspiegeln 123 bestückten Zellen 124 auf durch die sich in Längsrichtung eine Speiseleitung 125 in Form eines Hohlleiters 127 erstreckt, derart, dass die Einspeisung 125 etwa im Brennpunkt der Parabolspiegel zu liegen kommt. Als Strahlungsquelle wirken ein oder mehrere Magnetrone 126.
Der Mikrowellen-Tunnelofen 24 ermöglicht überraschenderweise eine beschleunigte Fertigung von Bauelementen, da infolge der im elektrischen Feld entstehenden Polarisation der elektrischen Ladungsträger (H20, Zement) die Kristallisation von Calciumsilikaten, Calciumhydroxyd und Aluminiumhydroxyd bzw. die Hydration (Hydratation) und damit das Abbinden von Zement derart beschleunigt wird, dass in Abhängigkeit von der Schichtkdicke bis zum Erreichen von 50% der Endfestigkeit Abbindezeiten von nur 15 bis 60 min erforderlich sind. Dadurch wird die Aufenthaltsdauer der einzelnen Formen in der Fertigungsstrasse verkürzt, d. h. es werden pro Form- und pro Zeiteinheit mehr Bauelemente hergestellt. Bei Bauelementen, welche andere geeignete Bindemittel enthalten, wird mit dem Mikrowellen Tunnelofen eine ähnliche Beschleunigung erzielt.
Im Betrieb der Fertigungsstrasse 1 kann die Fortbewegung der Formen 4 auf den Laufrollen 52 mit bekannten Mitteln bewirkt werden. Die einzelnen Schichten werden entlang der Fertigungsstrasse 1 in der oben beschriebenen Weise in die Form 4 eingebracht, wonach die Oberfläche der letzten Schicht, d. h. des zweiten Aussenbelages 36, von der Glätteinrichtung 14, die vorzugsweise eine Glättwalze ist, geebnet und egalisiert wird, worauf die Form 4 vom ersten Querlaufwagen 21 dem Mikrowellen-Tunnelofen 24 zugeführt wird. Nach Verlassen des Mikrowellen-Tunnelofens 24 gelangt die Form 4 über den zweiten Querlaufwagen 25 zur Entnahmestation 26, wo nach Abklappen der Längswände 54, 55 das Bauelement 31, das bereits eine hohe Festigkeit besitzt (auf nicht dargestellte Weise) seitlich festgehalten und durch Hochstellen der Form 4 entnommen wird.
Die leere Form 4 wied dann der Reinigungseinrichtung 27 zugeführt, wo sie von zurückgebliebenem Material befreit wird. Der Reinigungsvorgang kann auf ein Minimum eingeschränkt werden, wenn der erste Aussenbelag an seiner Aussenseite eine Folienbeschichtung aufweist, so dass kein Material durch den ersten Aussenbelag auf den Boden der Form 4 gelangen kann.
Die erfindungsgemässe Fertigungsstrasse wird anhand eines bestimmten mehrschichtigen Bauelementes beschrieben. Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Fertigungsstrasse sowohl zur Herstellung von Bauelementen mit einer anderen Anzahl von Schichten, z.B. mit einer Schicht als auch für eine andere Reihenfolge der Schichten eingerichtet werden. In jedem Fall gestattet die erfindungsgemässe Fertigungsstrasse die wirtschaftliche automatische Herstellung von qualitativ hochwertigen ein- oder mehrschichtigen Bauelementen. Der Wartungsaufwand und der Aufwand für Änderung des Fertigungsprogrammes sind minimal, wobei letzteres mit einfachen Mitteln vorgenommen werden kann.
DESCRIPTION
The invention relates to a production line for the continuous production of components according to the preamble of claim 1.
Components are made by placing one or more successive layers in a mold.
In order to improve the economy, which is one of the main concerns in the manufacture of components, a continuous process or a device for carrying out this process has already been proposed in CH-PS 453 998 instead of the customary manual production. Here, a mixture containing a binder and an additive is evenly poured into molds that move under the dispenser. A stripping vibrating device, which smoothes the surface of the introduced layer, adjusts the desired layer thickness and compresses the layer, is arranged after the dispensing device.
The mode of operation of the vibrating device must be coordinated with the quantity of mix to be dispensed per unit of time and with the desired layer thickness. Despite coordination, excess material, seen in the direction of movement, forms a bead in front of the vibrating device, which hinders the movement of the latter and leads to frequent interruptions in operation. In addition, moving parts and joints of the vibrating device need to be serviced more often, especially when an aggressive binder, e.g. B. cement is used.
The object of the present invention was therefore to create a production line of the type mentioned at the outset, in which the stripping and the setting of the layer thickness takes place within the same production program without interruptions in operation and largely maintenance-free.
This object is solved by the features of the characterizing part of claim 1.
Due to its design according to the invention, the outlet opening, in addition to its conventional function, also performs at least some of those functions which according to the prior art have been performed by the vibrating device without the need for a complex mechanical construction with movable parts, joints and a drive means. In other words, in the production line according to the invention, the smoothing and the adjustment of the layer thickness of the mixed material takes place in a simple, non-breakdown-prone manner, on the one hand, due to the interaction of the moved form with the stationary outlet opening of the dispensing device, because during the smoothing through the outlet opening, the known bead formation is not possible, and on the other hand , because no parts that are movable during operation are arranged on the coating device of the outlet opening.
If a vibrator is still required to compact the mix, it can be arranged at a distance from the outlet opening so that it only comes into contact with a regular, flat layer surface and can be operated practically without interruption.
The simplicity and economy of the operation of the production line according to the invention can also be improved in that the height of the transverse walls of the mold can be adjusted and the layer thickness to be produced can be adapted. The height of those transverse walls which pass under the outlet opening of the dispensing device can thus be adjusted in accordance with the desired layer thickness in such a way that, at the end of the mold, neither an interruption in the metering nor a change in position of the mold or the dispensing device is necessary.
Further preferred embodiments of the invention form the subject of claims 3 to 16, wherein the features of a dependent claim, alone or in combination with features of other dependent claims, can form the subject of the invention.
The invention will now be further explained on the basis of the figures. It shows purely schematically:
1 is a top view of a production line according to the invention,
2 shows a section through a component which was produced in the production line according to FIG. 1,
3 shows the front view of a dispensing device for the mix according to the invention,
4 shows a section through the dispensing device according to FIG. 3,
5 shows a section through a cement mixer according to the invention,
6 shows a longitudinal section through a mold according to the invention,
7 shows a cross section through the shape according to FIG. 6,
8 shows the top view of a part of the mold according to FIG. 6,
9 shows a section along the line IX-IX through the part of the mold according to FIG. 8,
10 is a side view of an arrangement according to the invention for adjusting the height of the transverse walls of the mold,
Fig.
11 shows a front view of a device according to the invention for inserting a flat structure into the mold,
12 and 13 each a side view, partly in section, of two devices according to FIG. 11,
14 is a top view of a positioning device for reinforcement networks according to the invention,
15 shows the front view of the positioning device according to FIG. 14,
16 is a plan view of a gripper of the positioning device according to FIG. 14 on an enlarged scale,
17 the gripper according to FIG. 16 in a side view on an enlarged scale,
18 shows a cross section through a microwave tunnel oven according to the invention, and
19 shows a longitudinal section through the microwave tunnel oven according to FIG. 18.
In the production line 1 in FIG. 1, rectangular shapes 4 adjoining one another at their longitudinal ends 2, 3 are arranged. The production line 1 has a first device 5 for inserting a flat structure into the mold 4, a first delivery device 6 for delivering a mix, a first positioning device 7 for reinforcement networks 8, a second or middle delivery device 9 for delivering a further mix, a second positioning device 11 for further reinforcement nets 8, a third dispensing device 12 for dispensing a further mixture, a second device 13 for inserting a further flat structure into the mold 4 and a smoothing device 14. Furthermore, guideways 82 are arranged along and on both sides of the production line 1, which bring about the height adjustment of the transverse walls of the mold 4.
Each of the three dispensing devices 6, 9, 12, as will be described below, is designed as a loading trough.
Each of the three dispensing devices 6, 9, 12 is connected to a concrete preparation plant, not shown, which in turn consists of a cement mixer with a cement / water mixture described below and a silo 18 with storage containers for aggregates of different grain sizes, each from a conveyor belt 15 , 16, 17 is supplied.
At the end of the first section 19 of the production line 1, a transverse carriage 21 is arranged, which forms the connection to the second section 22 of the production line, which is designed together with a third section 23 as a microwave tunnel oven 24. At the respective end of the microwave tunnel ovens 24, a transverse carriage 25 is in turn arranged, which forms the connection to a removal station 26. A cleaning device 27 for the molds 4 is located between the removal station 26 and the start of the production line 1.
1, components 31 (FIG. 2), consisting of a first outer covering 32, a first outer layer 33, a first reinforcement 8, a middle layer 34, a second reinforcement 8, a second outer layer 35 and a second Exterior covering 36, manufactured.
The outer coverings 32, 36 consist of a fabric provided on their side facing the outer layers 33, 35 with a binder, such as a cement slurry and / or an organic binder, e.g. B. a fleece made of glass fiber or polymer fiber, which can be protected on its free surface by a (not shown) film. The outer layers 33, 35 and the middle layer 34 essentially consist of a binder / additive mixture which can also contain further additives. Both organic and inorganic hydraulic binders, such as cement, can be used. Expanded clay and other inorganic foams are particularly suitable as additives, although organic additives can also be used. The middle layer 34 has a coarser aggregate 37 than the two outer layers 33, 35.
Of course, the same or different additives can be used in all three layers 33, 34, 35. The reinforcement 8 is formed by steel nets, which, however, can also be replaced by other suitable means. The thickness of the outer layers 33, 35 is preferably 25 mm, the thickness of the middle layer 34 is preferably 50 to 300 mm.
The individual devices arranged on production line 1 are described below with reference to FIGS
19 described in more detail, wherein each of these devices alone or in combination with one or more devices can form the subject of this invention.
A delivery device designed as a charging trough 41 (FIGS. 3 and 4) is suspended in this way from a fixed frame 45 by means of two ropes 44 arranged on both sides of the charging trough 41 and running over rollers 42, 43. that its height can be adjusted by changing an intermediate element 48 arranged between a lower platform 46 on the frame 45 and an upper platform 47 on the trough 41. The change of the intermediate element 48 can be done by adding further elements to the existing intermediate element 48 or by exchanging this element for one with other dimensions.
Above the loading trough 41, the outlets of the container 51 for mixed material, over which a cement mixer 49 (FIG. 5) sits, are arranged. The contents of the container 51 can be emptied into the loading trough (41) in a manner not shown. The width of the feed trough 41 corresponds to the inner width of the mold 4 passing underneath it on rollers 52. The outlet opening 53 of the feed trough 41 tapering downwards projects into the mold 4 and extends from one longitudinal wall 54 to the other longitudinal wall 55 of the mold 4. The outlet opening 53 is delimited by two walls 57, 58 which are transverse to the direction of movement indicated by an arrow 56.
The inclination of the first wall 57 is fixed, the second wall 58 arranged downstream in the direction of movement can be adjusted by a lever 59, as a result of which the width of the opening gap 61 can be regulated from closed to open.
This closure can also be arranged on the wall 57.
When the mold is moved along the production line 1, the edge 62 of the second wall 58 acts as a coating device by delimiting and smoothing out a layer 63 which passes underneath it in a thickness predetermined by the height of the loading trough 41 and the inclination of the wall 58. The mass of the mix to be pushed back by brushing or the resulting layer 63 is subjected to pressure by the mass in the feed trough 41, which results in a compaction effect on the mix already in the form 4. In some cases, this compaction effect is sufficient so that a vibrator can also be dispensed with. However, vibrators can also be attached along the lower edge of the side walls 57, 58, which additionally compact the layer forming under the trough.
The gap 61 of the outlet opening 53 acts with the height adjustment of the edge 62 as a metering device in such a way that the loading trough 41 can only leave a quantity of mixed material predetermined by regulating the gap width.
The design of the dispensing device as a feed trough 41 has the further advantage that the mix is mixed in batches according to the respective requirement of cement suspension and aggregate, so that no storage-related changes can take place before processing.
The cement mixer 49 (FIG. 5), which is superior to the concrete mixer, has an annular nozzle 64 for the water supply and an opening 65 arranged for the cement supply via the annular nozzle 64. Below the ring nozzle 64 is an impeller 68 driven by a motor 66 via a shaft 67, the axis of which is perpendicular to the vertical, i.e.
the direction of fall of the cement / water mixture forms an acute angle. The cement that falls through the space enclosed by the ring nozzle 64. is moistened by the water emerging from the ring nozzle 64 and arrives at the impeller 68, which throws the cement / water mixture against a fixed cylindrical wall 69, which can simultaneously form the feed pipe to the concrete mixer, whereby a thixotropic effect is achieved, i. H. the viscosity is greatly reduced. The low viscosity of the cement suspension allows the water / cement ratio to be kept low, which results in increased strength of the end product with lower cement consumption and higher early strength. The mixing zone for cement and water can also be located outside the mixer 49, so that the latter only serves to generate the thixotropic effect.
The form 4 in Figures 6 to 9 has two preferably made of a plastic, for. B. on epoxy, existing plates 71 with stiffening elements 72 arranged between them in honeycomb form. The underside 73 of the lower plate 71, in particular that part which comes to rest on the rollers 52, can additionally be ground flat in order to ensure smooth running of the mold 4 and thus a uniform quality of the end product. The two longitudinal walls 54, 55 can be folded down, as is indicated in FIG. 7 with dashed lines. The height of the transverse walls 74, 75 of the mold 4 can be adjusted and the respective layer thickness of the component 31 can be adapted during manufacture.
As can be seen from FIG. 9, a rack 76 is arranged at the end of the longitudinal wall 54, into which the tooth 77 of a spring 78 of the transverse wall 75 engages at the desired height and holds it at the corresponding height. Such an arrangement is located at each end of the longitudinal walls 54, 55. By pressing out the spring 78, the engagement between the toothed rack 76 and the tooth 77 is released, so that the transverse wall 75 falls back into the lowest position and the longitudinal walls 54, 55 for folding down releases.
The height of the transverse walls 74, 75 is adapted to the respective layer thickness during production by means of a guide carriage 81 (FIG. 10), which is guided on a rail 82 arranged on both sides of the production line 1 and rising in the direction of movement 56 of the mold 4. The guide carriage 81 has a horizontal support surface 83a which is intended to receive the extension 75a of the transverse wall 75 (FIG. 8) (shown here only on one side on both sides) and which ends in a cam 83 which serves as a stop for the extension 75a. During the forward movement of the mold 4, the extension 75a comes to rest on the supporting surface 83a and is pushed upwards as a result of the upward movement of the guide carriage pushed forward along the rail by the mold.
The guide carriage 81 is guided downward by the rail 82 at its end, so that it releases the extension 75a of the transverse wall 75 and is returned to its starting position by suitable means. The height of the rail 82 is adjustable, as is the length of the route on which the guide carriage 81 is effective. For the latter, holes 84 are arranged on the rail, into which 81 adjustment bolts are inserted in order to limit the rollback path of the guide carriage. The driver section and thus the height adjustment of the transverse walls corresponding to this section can be set.
The first and the second device (FIGS. 11 to 13) for inserting a flat structure 85, 86, which form the outer covering 32, 36 of the component 31, into the mold 4 each have a supply roll 87, 88 for the flat structure 85, 86, under which two axially parallel rollers 89, 91, 92, 93 are arranged, in the gusset 94, 95 of which a cement suspension is given from a cement mixer 49 of the type described in FIG. 5. In addition to cement, other liquid binders can also be used. The fabric 85, 86 drawn off from the supply roll 87, 88 is guided into the gusset 94, 95 so as to abut the roller 89, 93 in such a way that only its surface to be connected to the component 31 is wetted. After passing through the nip 96, 97, it is inserted into the mold 4 by the roller 91, 93 with the larger diameter.
The positioning device 7, 11 for the reinforcement nets 8 (FIGS. 14 to 17) has three rotatable cylinders 101, 102, 103, on the lower ends of which support arms 104, 105, 106 for a support frame 107 with three support crosses 108, 109, 111 are arranged , at the ends of which there are a cylinder 112 with hydraulically extendable fingers 113, 114. By rotating the cylinders 101, 102, 103, the support arms 104, 105, 106 with the support crosses 108, 109, 111 are pivoted into position over a supply stack 115 of reinforcement nets 8 and placed on them. Layers 116, 117 arranged on both sides of the cylinder 112 come to rest on two longitudinal wires 118, 119 such that the extended fingers 113, 114 each engage under a transverse wire 121, 122.
By lifting and swiveling the support frame 107, the reinforcement net 8 is positioned exactly over the production line 1 and placed in the mold 4, where it is released by retracting the fingers 113, 114.
The microwave tunnel oven 24 (FIGS. 18, 19) has a number of cells 124 equipped with two parabolic mirrors 123 through which a feed line 125 in the form of a waveguide 127 extends in the longitudinal direction, such that the feed 125 is approximately at the focal point of the parabolic mirror comes to rest. One or more magnetrons 126 act as the radiation source.
The microwave tunnel oven 24 surprisingly allows for an accelerated production of components, because the crystallization of calcium silicates, calcium hydroxide and aluminum hydroxide or the hydration (hydration) and thus the setting of cement as a result of the polarization of the electrical charge carriers (H20, cement) occurring in the electric field is accelerated in such a way that, depending on the layer thickness, setting times of only 15 to 60 minutes are required until 50% of the final strength is reached. This shortens the length of time for the individual molds in the production line. H. more components are produced per unit of form and per unit of time. A similar acceleration is achieved with the microwave tunnel oven in the case of components which contain other suitable binders.
When the production line 1 is in operation, the molds 4 can be moved on the rollers 52 by known means. The individual layers are introduced into the mold 4 along the production line 1 in the manner described above, after which the surface of the last layer, i. H. of the second outer covering 36 is leveled and leveled by the smoothing device 14, which is preferably a smoothing roller, whereupon the mold 4 is fed from the first transverse carriage 21 to the microwave tunnel oven 24. After leaving the microwave tunnel oven 24, the mold 4 arrives at the removal station 26 via the second transverse carriage 25, where, after the longitudinal walls 54, 55 have been folded down, the component 31, which already has high strength (not shown), is held in place laterally and by raising the Form 4 is taken.
The empty mold 4 is then fed to the cleaning device 27, where it is freed of remaining material. The cleaning process can be reduced to a minimum if the first outer covering has a film coating on its outside, so that no material can get to the bottom of the mold 4 through the first outer covering.
The production line according to the invention is described on the basis of a specific multilayer component. Of course, the production line according to the invention can be used both for the production of components with a different number of layers, e.g. with a shift as well as for a different order of the shifts. In any case, the production line according to the invention allows the economical automatic production of high quality single or multi-layer components. The maintenance effort and the effort for changing the production program are minimal, the latter being possible with simple means.