CH699651B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem wenigstens eine Formmatrize (2) mit wenigstens einem Formraum (20, 21, 22, 23) verwendet wird, wenigstens einmal Rohmaterial (10) in den wenigstens einen Formraum (22) eingefüllt wird und mittels eines Paares von gegeneinander in einer Pressrichtung beweglichen Pressstempeln (32, 42) in dem ersten Formraum zu einem Steinformling (50) verpresst wird und wobei der Querschnitt des Formraums (20, 21, 22, 23) senkrecht zu der Pressrichtung (P) eine nicht-rechteckige Grundgestalt aufweist und/oder wobei der gepresste Steinformling einen nicht-rechteckigen Querschnitt aufweist.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine.

  

[0002]    Kalksandsteine werden durch Pressen von Kalk und Sand in einer Presse und anschliessende Härtung unter Dampfdruck hergestellt.

  

[0003]    In der "KS-Maurerfibel" von J. Wessig, Herausgeber: KS-Info GmbH, Hannover, 6. Auflage 1998, sind die in der Praxis gängigen Kalksandsteinformate für Mauerverbände oder Mauerwerke aus Kalksandstein ausführlich beschrieben. So gibt es bei Kalksandsteinen die Standardformate, die alle im Wesentlichen quaderförmig sind, also an ihren Kanten jeweils unter rechten Winkeln (90[deg.]) aufeinanderstossen und sich lediglich in ihren rechtwinkligen Abmessungen Breite, Länge und Höhe unterscheiden. Dazu zählen sowohl exakt quaderförmige Steine mit glatten Flächen als auch im Wesentlichen quaderförmige Steine mit Nut-Feder-Flächen an zwei gegenüberliegenden Seiten zur Nut-Feder-Verbindung mit einem benachbarten Stein im Mauerwerk.

   Ausserdem können noch an einer oder zwei gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen oder durchgehende Öffnungen in den Standardsteinen vorgesehen sein als Greifhilfen oder zum Durchführen von Installationen oder zur thermischen Isolierung als Lochstein oder Hohlblockstein im Unterschied zu Vollsteinen oder Blocksteinen. In grösseren Quaderformaten sind sogenannte Planelemente (abgekürzt PE) im Einsatz für einen besonders rationellen Mauerbau (vgl. Seiten 14 bis 20).

  

[0004]    Ferner gibt es eine Reihe von Sonderformaten bei Kalksandsteinen, beispielsweise sogenannte U-Schalen (vgl. Seite 21) oder Installationssteine mit einer oder zwei Rohrdurchführungen oder Ecksteine mit einem fünfeckigen Querschnitt mit rechtwinkligen Ecken und Ecken mit einem stumpfen Winkel von z.B. 135[deg.] oder 45[deg.] (vgl. Seite 55 oder Seite 21) oder sogenannte Radius-Ecksteine (vgl. Seite 21 oder 52) mit rechtwinkligen Ecken und wenigstens einer runden Ecke oder auch Giebelsteine, die neben rechtwinkligen Ecken wenigstens eine Gehrung oder einen Schräganschnitt aufweisen und dadurch eine dreieckige oder fünfeckige Gestalt haben können (vgl. Seite 93).

  

[0005]    Die Sonderformate werden werkseitig oder mitunter auch an der Baustelle durch Materialabtrag, meist mit Hilfe einer Bandsäge oder Kreissäge, aus einem quaderförmigen Vollstein, insbesondere einem PE, hergestellt.

  

[0006]    DE 2 264 247 A1 offenbart die Herstellung von Formungen für Bausteine in einer Presse, bei der in einem Formkasten, der in einem horizontal verfahrbaren Tisch eingesetzt ist, unter einer Füllstation Formmasse eingefüllt wird und die eingefüllte Formmasse nach Verfahren des Tisches in einer Pressstation zu einem Formling gepresst wird.

  

[0007]    DE 2 830 779 C2 offenbart eine hydraulische Doppeldruckpresse für Kalksandsteine mit einem oberen, mittels eines hydraulischen Antriebszylinders vertikal bewegbaren Pressstempel, einem diesem fluchtend gegenüberliegenden, ortsfesten unteren Pressstempel und einer vertikal beweglich abgestützten, während eines Pressvorgangs durch die Reibung der Pressmasse an der Formwand abwärts mitnehmbaren Pressform, die einen durch die Pressstempel ober- und unterseitig verschliessbaren Formraum für die Pressmasse mit oberer Füll- und unterer Bodenöffnung seitlich begrenzt und an den unteren Enden von vertikal gefüllten Kolbenstangen einer Gruppe von hydraulischen Stellantrieben aufgehängt ist, zu deren Betätigung ein hydraulischer Steuerkreis vorgesehen ist.

   Die Pressform kann auch eine Mehrzahl von Formräumen für die gleichzeitige Pressung einer Mehrzahl von Formlingen aufweisen, wobei sowohl der obere als auch der untere Pressstempel eine entsprechend angepasste Mehrfachausbildung aufweisen.

  

[0008]    Gemäss DE 3 446 092 C2 werden mehrere Kalksandsteinformlinge mit einer Steinpresse hergestellt und anschliessend mit Mörtel oder Klebstoff zu einem Wandelement zusammengefügt und anschliessend dampfgehärtet, wobei durch Versetzen von Formlingen mit einer geringeren als ganzen Steinlänge Blockverbände mit allseits ebenen Flächen gebildet werden. Zur Herstellung eines Formlings mit einer geringeren als ganzen Steinlänge wird der Formraum der Steinpresse nur zum Teil gefüllt und der durch den Pressvorgang hergestellte Formling nach der Entnahme aus der Pressform und vor dem Einsetzen in eine Formlingsschicht um 90[deg.] um eine in Richtung der Steinbreite weisenden Achse gedreht.

  

[0009]    Aus DE 3 505 465 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung eines Kalksandsteines unter Verwendung einer Steinpresse mit einem Formkasten zur Aufnahme des Formmaterials und einer in den Formkasten hineinbewegbaren Pressplatte zur Verdichtung des Formmaterials, wobei die Pressplatte senkrecht zur Höhe des in seiner Gebrauchslage befindlichen Steines bewegt wird.

  

[0010]    DE 19 535 790 A1 schliesslich offenbart Bausteine sowie ein Verfahren zur Herstellung von Bausteinen in einer Formpresse, wobei die Länge der einzelnen Bausteine dadurch individuell angepasst wird, dass sie in ihrer Längenrichtung verpresst werden. Die Form kann längs der Pressrichtung beweglich sein, um dadurch der Bewegung des oder der Pressstempel während des Vorgangs zu folgen.

  

[0011]    DE 1 9501 812 C2 beschreibt ein Verfahren, bei dem die gepressten Steinrohlinge vor dem Härten mit einer Bandsäge bei vorgegebener Steindicke auf massgerechte Länge, Gehrung oder Schräge geschnitten werden und anschliessend die gesägten Rohlinge gehärtet werden.

  

[0012]    Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, anzugeben, mit denen Sonderformate herstellbar sind.

  

[0013]    Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

  

[0014]    Die Erfindung beruht auf der Überlegung, wenigstens einen Formraum für den Pressvorgang vorzusehen, der im Querschnitt orthogonal zur Pressrichtung bereits an ein gewünschtes nicht oder nicht vollständig mit rechten Ecken versehenes Sonderformat des Steinformlings (oder: Steinpresslings) angepasst ist. Es wird also in dem gemäss der Erfindung gestalteten Formraum der Steinformling bereits im Sonderformat gepresst, so dass eine nachträgliche Bearbeitung durch Sägen eines im Standardformat gebildeten Steinformlings in das Sonderformat entfallen kann. Diese Massnahmen gemäss der Erfindung eignen sich besonders zum Herstellen von Giebelsteinen und Ecksteinen von Mauerverbänden.

  

[0015]    Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 9 jeweils abhängigen Ansprüchen.

  

[0016]    Der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings hat in einer vorteilhaften Ausführungsform, die besonders für Giebelsteine geeignet ist, die Gestalt eines Dreiecks, vorzugsweise eines rechtwinkligen Dreiecks. Das Dreieck kann insbesondere gleichschenklig sein und, ggf. ausser dem rechten Winkel, Innenwinkel von 45[deg.] oder 38[deg.] oder 17[deg.] oder einem anderen, insbesondere bei Giebelsteinen benötigten, Innenwinkelwert aufweisen.

  

[0017]    Alternativ kann der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings auch ein Polygon mit wenigstens vier oder wenigstens fünf Ecken sein.

  

[0018]    Das Polygon kann sich insbesondere aus einem Dreieck und einem Rechteck zusammensetzen. Dabei kann insbesondere eine Seite des Dreiecks mit einer Seite des Rechtecks zusammenfallen und eine Seite des Dreiecks in Fortsetzung zu einer Seite des Rechtecks parallel zu dieser verlaufen, so dass sich insbesondere ein Viereck mit zwei rechten und zwei nicht-rechten Innenwinkeln (einem stumpfen und einem spitzen Innenwinkel) ergibt. Ferner kann das Dreieck auch wie bei einem Haus als Dach auf dem Rechteck sitzen, so dass sich ein Fünfeck ergibt.

  

[0019]    Ferner kann das Polygon wenigstens eine Ecke, vorzugsweise wenigstens zwei Ecken, mit einem Innenwinkel (Winkel zwischen zwei Seiten oder Polygonkanten an dieser Ecke) von 90[deg.] aufweisen und weitere Ecken mit einem Innenwinkel ungleich 90[deg.]. Wenigstens ein Innenwinkel des Polygons kann 45[deg.] oder 135[deg.] betragen. Solche Ausführungsformen eignen sich besonders für Ecksteine im Mauerverband.

  

[0020]    In einer weiteren Ausführungsform weist der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens in einem Teilbereich seines Randbereiches eine konvexe Krümmung, insbesondere eine kreisförmige Krümmung, auf, wobei insbesondere zwischen wenigstens zwei Ecken, vorzugsweise rechtwinkligen Ecken, in wenigstens einem zwischen den Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereichs die konvexe Krümmung vorgesehen ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für einen Radius-Eckstein.

  

[0021]    In allen Ausführungsformen kann wenigstens an einer Seite des Querschnittes wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens eine Aussparung und/oder wenigstens ein Vorsprung vorgesehen sein zum Erzeugen oder Bilden einer, auch mörtellos ausführbaren, Nut-Feder-Verbindungsfläche zum Nachbarstein im Mauerverband.

  

[0022]    In einer besonderen Ausführungsform ist zum Pressen von in ihren Abmessungen unterschiedlich gestalteten Steinformlingen (oder: Steinpresslingen) eine Formmatrize oder ein Formwerkzeug (oder: Pressmatrize oder Presswerkzeug) mit mehreren, unterschiedlich gestalteten Formräumen (oder: Pressräumen) vorgesehen. Durch Verschieben (oder: Translation, Verstellen) der Formmatrize mittels wenigstens eines Verstellantriebs wird ein zugehöriger Formraum für einen gewünschten Steinformling an eine Füllposition gebracht und dort wenigstens teilweise mit Rohmaterial befüllt mittels einer Befüllungseinrichtung. Aus dem Füllmaterial wird dann mittels zweier, im Allgemeinen im Querschnitt orthogonal zur Pressrichtung an den Formraum angepasster, Pressstempel in dem Formraum der gewünschte Steinformling gepresst.

   Das Verschieben kann mittels des Verstellantriebs automatisch und sehr schnell (Werkzeugschnellverstellung) erfolgen, so dass kein zeitaufwändiger Werkzeugwechsel erforderlich ist. Somit können zum Herstellen eines vorgegebenen Mauerwerks benötigte Steine, insbesondere Kalksandsteine, unterschiedlichen Formats, insbesondere unterschiedlicher Wandstärken oder Abmessungen wie Höhen, Breiten und/oder Längen, mit einem Formwerkzeug und vorzugsweise mittels eines vorgegebenen Steuersystems vollautomatisiert hergestellt werden.

  

[0023]    Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren abhängigen Ansprüchen.

  

[0024]    Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen
<tb>Fig. 1<sep>eine Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen unterschiedlicher Abmessungen in einem Längsschnitt,


  <tb>Fig. 2<sep>ein Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 1in einer teilweise geschnittenen Draufsicht auf die Form,


  <tb>Fig. 3<sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 1beim Befüllen eines Formraums der Form in einem Längsschnitt,


  <tb>Fig. 4<sep>die Vorrichtung gemäss Fig.  3beim Pressen des Füllmaterials in dem zugehörigen Formraum in einem Längsschnitt,


  <tb>Fig. 5<sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 3und 4 beim Auswerfen des gepressten Rohlings in einem Längsschnitt,


  <tb>Fig. 6<sep>die Vorrichtung gemäss Fig. 1mit horizontal verschobener Form in einem Längsschnitt,


  <tb>Fig. 7<sep>ein Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 6mit verschobener Form in einer teilweise geschnittenen Draufsicht,


  <tb>Fig. 8<sep>den gemäss Fig. 5 gepressten Rohling in einer perspektivischen Ansicht,


  <tb>Fig. 9<sep>eine weitere Ausführungsform einer Form in einer Draufsicht,


  <tb>Fig. 10<sep>der mit der Form gemäss Fig. 9gepresste Steinrohling in einer perspektivischen Ansicht,


  <tb>Fig. 11<sep>ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Form in einer Draufsicht und


  <tb>Fig. 12<sep>der mit der Form gemäss Fig. 11hergestellte Steinrohlingjeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Grössen sind in Fig. 1bis 12mit denselben Bezugszeichen versehen.

  

[0025]    Die Presse oder Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen, insbesondere Kalksandsteinen, gemäss Fig. 1 und 2weist eine obere Stempeleinheit 3 und eine untere Stempeleinheit 4 sowie eine Formmatrize 2 auf. Ein oberer Stössel 13 treibt die obere Stempeleinheit 3 an und ein unterer Stössel 14 die untere Stempeleinheit 4, so dass eine lineare Bewegung der Stempeleinheiten 3 und 4 relativ aufeinander zu und voneinander weg in einer vertikalen Pressrichtung P möglich ist.

  

[0026]    Die Formmatrize 2 weist vier separate oder voneinander beabstandete Formräume 20, 21, 22 und 23 auf, die in Fig. 2 jeweils einen dreieckigen Querschnitt aufweisen mit unterschiedlichen Dreiecksformen. In jedem Formraum 20 bis 23 kann also ein Steinformling mit vorgegebenem individuellen Querschnitt gepresst werden.

  

[0027]    Die Dreiecke der Querschnitte der Formräume 20 bis 23 sind in Fig. 2 jeweils rechtwinklig. Der rechte Winkel wird jeweils von den beiden Seiten a1 und b1 des Formraums 20 oder a2 und b2 des Formraums 21 oder a3 und b3 des Formraums 22 oder a4 und b4 des Formraums 23 eingeschlossen. Die dem rechten Winkel gegenüberliegende Seite (Hypotenuse) ist mit c1 beim Formraum 20, c2 beim Formraum 21, c3 beim Formraum 22 und c4 beim Formraum 23 bezeichnet.

  

[0028]    Beim Formraum 20 schliesst die Hypotenuse c1 mit jeder der beiden Seiten a1 und b1 jeweils einen Winkel von 45[deg.] ein. Das rechtwinklige Dreieck des Querschnitts des Formraums 20 ist also ein gleichschenkliges Dreieck, das heisst die Seiten a1 und b1 sind gleich lang.

  

[0029]    In dem Querschnitt des Formraums 21 schliessen die Seite a2 und die Hypotenuse c2 einen Winkel von 38[deg.] und die Seite b2 und die Hypotenuse c2 einen Winkel von 52[deg.] ein.

  

[0030]    Im Querschnitt des Formraums 22 schliessen die Seite a3 und die Hypotenuse c3 einen Winkel von 31[deg.] und die Seite b3 und die Hypotenuse c3 einen Winkel von 59[deg.] ein.

  

[0031]    Im Querschnitt des Formraums 23 beträgt der Winkel zwischen der Seite a4 und der Hypotenuse c4 17[deg.] und der Winkel zwischen der Seite b4 und der Hypotenuse c4 73[deg.].

  

[0032]    Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Seiten a1, a2, a3 und a4 der vier dreieckförmigen Querschnitte der Formräume 20 bis 23 jeweils gleich, betragen beispielsweise 500 mm. Die weiteren Seitenlängen b1 bis b4 und c1 bis c4 ergeben sich aus den trigonometrischen Beziehungen.

  

[0033]    Die Formmatrize 2 ist über zwei an gegenüberliegenden Längsseiten angeordnete lineare Führungen, insbesondere Führungsschienen, 11 und 12 in der Verschieberichtung V horizontal verschiebbar oder beweglich mittels eines Verstellantriebs 16, der über ein Verbindungselement 6 mit der Formmatrize 2 verbunden ist.

  

[0034]    Der Verstellantrieb 16 und das Verbindungselement 6 können insbesondere wenigstens einen, beispielsweise teleskopartig ausfahrbaren, Zylinder umfassen. In der Regel ist ein hydraulischer Antrieb oder Zylinder vorgesehen. Jedoch kann auch ein pneumatischer Antrieb vorgesehen sein oder auch ein Antrieb mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Übertragungseinrichtung wie beispielsweise einem Zahnstangengetriebe. Der Verstellantrieb 16 kann schrittweise oder in diskreten Schrittweiten antreiben oder vorzugsweise kontinuierlich in jede Position.

  

[0035]    Die Führungen 11 und 12 sind an einem Gestell 5 der Vorrichtung befestigt, an dem auch die Stössel 13 und 14 mit zugehörigen Stösselantrieben vertikal beweglich und geführt gelagert sind.

  

[0036]    Jede Stempeleinheit 3 und 4 weist nun jeweils vier Pressstempel 30 bis 33 bzw. 40 bis 43 auf, die passgenau von oben bzw. von unten in jeweils einen der Formräume 20 bis 23 der Formmatrize 2 in der Pressrichtung P eingreifen können. In der Grundstellung gemäss Fig. 1ist die obere Stempeleinheit 3 noch ausser Eingriff der Formmatrize 2, und die untere Stempeleinheit 4 ist so angeordnet, dass die unteren Pressstempel 40 bis 43 jeweils die Formräume 20 bis 23 nach unten abdichten, jedoch noch nicht wesentlich in die Formräume 20 bis 23 hineinbewegt sind.

  

[0037]    Zur zusätzlichen Führung der Stempeleinheit 3 und 4 in der Formmatrize 2 sind zusätzliche obere Führungselemente 38 an der oberen Stempeleinheit und untere Führungselemente 48 an der unteren Stempeleinheit 4 vorgesehen, die von oben und unten in jeweils einen zugehörigen Führungsraum 28 in der Formmatrize 2 eingreifen.

  

[0038]    An der vom hydraulischen Verstellantrieb 16 und Verbindungselement 6 entgegengesetzten Seite ist die Formmatrize 2 aus den Führungen 11 und 12, im Allgemeinen nach Lösen von Sicherungselementen, herausnehmbar, um einen Werkzeugwechsel oder einen Wechsel der Formmatrize 2 vornehmen zu können.

  

[0039]    Eine Pressenmitte oder Mittelebene oder Arbeitsebene der Vorrichtung ist mit M bezeichnet und bildet eine Füllposition oder Arbeitsposition für jeweils einen Formraum 20 bis 23 der Formmatrize 2. Im Bereich der Mittelebene M sind an gegenüberliegenden Seiten der Formmatrize 2 einerseits eine Füllmaterialzuführeinrichtung (Füllschieber) 7 zum Zuführen von Füllmaterial oder Rohmaterial, bei Kalksandsteinen insbesondere Kalk und Sand, und an der gegenüberliegenden Seite eine Steinentnahmeeinrichtung 8, beispielsweise mit einer - nicht dargestellten - Greifeinrichtung und einer Transporteinrichtung, insbesondere einem Transportband, vorgesehen, um die fertig gepressten Steinformlinge abzuführen und einer Härteanlage oder ggf. vorher einer Sägeanlage oder anderen Trennanlage zuzuführen.

  

[0040]    In der Grundstellung gemäss Fig. 1und Fig. 2ist der Formraum 21 der Formmatrize 2 in der Mittelebene M angeordnet. Dieser Formraum 21 wird nun in einem Befüllungsschritt mit Füllmaterial 10 befüllt, wobei der Pressstempel 41 der unteren Stempeleinheit 4 den Formraum 21 nach unten abdichtet, so dass das Füllmaterial 10 nicht nach unten herausfallen kann. Abhängig von der gewünschten Endabmessung (c in Fig. 5) des Steinformlings in der Pressrichtung P wird der Füllungsgrad oder die Füllhöhe des Füllmaterials 10 bestimmt.

  

[0041]    In der dargestellten Ausführungsform kann die Befüllung mit einem linear bewegten Füllschieber erfolgen, wobei die nicht zu befüllenden Formräume mittels Abdeckungen abgedeckt oder, bei individuell antreibbaren unteren Pressstempeln durch Hochfahren des zugeordneten unteren Pressstempels verschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich können die Formräume auch über ihren gesamten Querschnitt axial voneinander beabstandet sein, so dass senkrecht zur Verfahrrichtung ihre Projektionen nicht überlappen. Dadurch kann der Füllschieber nur über die Länge des jeweiligen Formraumes bewegt werden und füllt nicht auch die axial benachbarten Formräume.

  

[0042]    Fig. 3 zeigt die Vorrichtung nach der Befüllung, wobei hier eine vollständige Befüllung mit Füllmaterial 10 des Formraums 21 vorgesehen ist.

  

[0043]    Im Anschluss an die Befüllung wird nun ein Pressvorgang durchgeführt, bei dem die obere Stempeleinheit 3 und die untere Stempeleinheit 4 in der Pressrichtung P aufeinander zu bewegt werden, dargestellt durch die zusätzlichen aufeinander zu gerichteten Pfeile. Dabei werden der Pressstempel 31 der oberen Stempeleinheit 3 und der Pressstempel 41 der unteren Stempeleinheit 4, wie in Fig.  4gezeigt, in den Formraum 21 der Formmatrize 2 hineinbewegt und verdichten oder verpressen das dort befindliche Füllmaterial 10. Wenn der vorgegebene Pressdruck erreicht ist, kommen die Stempel 31 und 41 zum Stillstand, und die endgültige Endabmessung des aus dem Rohmaterial 10 nun gebildeten Formlings in Pressrichtung P ist erreicht.

   Parallel zu den Stempeln 31 und 41 greifen auch die Stempel 30, 32 und 33 bzw. 40, 42 und 43 in die zugehörigen Formräume 20, 22 und 23, die jedoch leer sind, so dass dort kein Verpressen von Material stattfindet. Ferner greifen die oberen Führungselemente 38 der oberen Stempeleinheit 3 in die Führungsräume 28, während die unteren Führungselemente 48 der unteren Stempeleinheit noch ausser Eingriff bleiben.

  

[0044]    Fig. 5 zeigt nun das Auswerfen des fertig gepressten Steinformlings 50. Die obere Stempeleinheit 3 ist wieder nach oben gefahren, und die Stempel 30 bis 33 und Führungselemente 38 sind ausser Eingriff aus der Formmatrize 2 gefahren in einen ausreichenden Abstand, so dass der aus dem verdichteten oder verpressten Füllmaterial 10 gebildete Steinformling 50 mit Hilfe des unteren Stempels 41 der unteren Stempeleinheit 4 nach oben aus dem Formraum 21 der Formmatrize 2 herausgeschoben wird.

  

[0045]    Der Steinformling 50 (in Fig. 8in perspektivischer Ansicht dargestellt) hat nun den dreieckförmigen Querschnitt des Formraums 21 übernommen und hat in der dritten Koordinatenrichtung oder Dimension in Pressrichtung P die Abmessung oder Breite B. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Abmessung B der Dicke des Mauerwerksteins im gemauerten Zustand und kann beispielsweise B = 365 mm betragen. Hier ist also die Pressrichtung P in Richtung der Breite oder Dicke des Steines gerichtet. Ebenso kann aber auch die Pressrichtung P in einer der anderen Dimensionen oder Abmessungen, beispielsweise in Richtung der Länge oder der Höhe, des Steinformlings 50 gerichtet sein, entsprechend der Steinlänge oder Steinhöhe.

  

[0046]    Die Führungselemente 48 der unteren Stempeleinheit 4 greifen nun gemäss Fig. 5 in die Führungsräume 28 der Formmatrize 2 ein. Der fertige Steinformling 50 wird nun von der Steinentnahmeeinrichtung 8 (in Fig. 2 dargestellt) von der Formmatrize 2 entnommen und abtransportiert zum Härten. Dieser gehärtete im Querschnitt dreieckige Stein 50 kann insbesondere als Giebelstein verwendet werden.

  

[0047]    Nun werden in einem nächsten Verfahrensschritt zur Herstellung eines weiteren Steinformlings mit anderen Abmessungen die Formmatrize 2 und die Stempeleinheiten 3 und 4 in der Verschieberichtung V so weit verschoben, bis ein gewünschter anderer Formraum, im Beispiel der Fig. 6und 7der Formraum 22, der Formmatrize 2 in der Mittelebene M der Vorrichtung zu liegen kommt. Um die Stempeleinheiten 3 und 4 um den gleichen Verstellweg mit der Formmatrize 2 in der Verschieberichtung V verfahren oder verstellen zu können, sind in den zugehörigen Stösseln 13 und 14 lineare Führungen, insbesondere Führungsschienen vorgesehen, die eine Verschiebung der Stempeleinheit 3 oder 4 relativ zu dem Stössel 13 bzw. 14 in der Verschieberichtung V ermöglichen.

  

[0048]    In einer bevorzugten Ausführungsform werden zunächst die obere Stempeleinheit 3 mit ihren Führungselementen 38 und die untere Stempeleinheit 4 mit ihren Führungselementen 48 jeweils in die zugehörigen Führungsräume 28 der Formmatrize 2 eingebracht oder eingefahren und somit ein Formschluss zwischen der Formmatrize 2 und den beiden Stempeleinheiten 3 und 4 in der Verschieberichtung V erzeugt (nicht gezeigt). Anschliessend werden - nicht dargestellte - Sicherungs- oder Fixierelemente wie beispielsweise hydraulische Spanneinrichtungen zum Festsetzen oder Fixieren der Stempeleinheiten 3 und 4 an der jeweiligen Führung gelöst, so dass eine Verschiebbarkeit der Stempeleinheiten 3 und 4 in ihren Führungen hergestellt ist.

  

[0049]    Nun wird der Verstellantrieb 16 mit dem Verbindungselement 6 betätigt und die Formmatrize 2 in den linearen Führungen 11 und 12 - gemäss Fig. 6und 7 jeweils nach links - bewegt, bis der Formraum 22 in der Mittelebene M zwischen der Füllmaterialzuführeinrichtung 7 und der Steinentnahmeeinrichtung 8 angeordnet ist. Dabei bewegen sich die in der Formmatrize 2 eingreifenden Stempeleinheiten 3 und 4 in ihren Führungen synchron oder um den gleichen Verstellweg mit der Formmatrize 2 als geschlossene Werkzeugeinheit in der Verschieberichtung V mit.

  

[0050]    Im Allgemeinen werden die zum Pressen jeweils verwendeten Stempel 31 und 41 in Fig. 4und 32 und 42 in Fig. 6in der Mittelebene M und zugleich in der Mitte der Stössel 13 und 14 angeordnet, um eine optimale Kraftübertragung zu erreichen und keine Drehmomente zu erzeugen.

  

[0051]    Während in Fig. 3 bis 5 ein Steinformling mit dem Dreiecks-Querschnitt des Formraums 21 hergestellt wird, kann mit der verschobenen Formmatrize 2 gemäss Fig. 6 und 7 nun ein Steinformling mit dem anderen Dreiecks-Querschnitt des Formraums 22 hergestellt werden. Der Vorgang mit Befüllen, Pressen und Auswerfen geschieht dabei analog zu den Fig. 3bis 6, nur eben in dem Formraum 22 anstelle des Formraums 21.

  

[0052]    Zur Herstellung von Steinformlingen mit den anderen Querschnitten der Formräume 20 oder 23 wird die Formmatrize 2 dagegen in analoger Weise in der Verschieberichtung V gemäss Fig. 6 und 7 nach rechts verfahren, bis der jeweilige Formraum 20 oder 23 in der Mittelebene M zu liegen kommt.

  

[0053]    Zum Verfahren der Stempeleinheiten 3 und 4 relativ zu ihren Stösseln 13 und 14 in der Verschieberichtung V können auch - nicht gezeigte - separate Antriebe, insbesondere hydraulische, elektrische oder pneumatische Antriebe, vorgesehen sein, so dass ein Eingriff der Stempeleinheiten 3 und 4 in die Formmatrize 2 beim Verstellen nicht erforderlich ist.

  

[0054]    In nicht dargestellten Ausführungsformen können auch in wenigstens zwei Verstellrichtungen, beispielsweise matrixförmig, angeordnete Formräume in der Formmatrize und eine entsprechende Verstellbarkeit in den Verstellrichtungen und/oder in mehreren Formräumen oder an mehreren Füllpositionen gleichzeitig eine Befüllung und Pressung vorgenommen werden. Die Führungen für die Stempeleinheiten und/oder die Formmatrize müssen insbesondere dann nicht linear sein, sondern können auch andere Trajektorien aufweisen.

  

[0055]    Ferner können in einfacheren Ausführungsformen auch Formmatrizen mit nur einem Formraum vorgesehen werden oder nicht automatisch verstellbare Formmatrizen ohne Verstellantriebe, die lediglich wie an sich bekannt manuell ein- und ausgebaut werden (Werkzeugwechsel).

  

[0056]    In Fig. 9 ist eine Ausführungsform einer Formmatrize 2 mit nur einem Formraum 24 gezeigt, der einen fünfeckigen (pentagonalen) Querschnitt aufweist zum Herstellen eines an sich bekannten Ecksteines 50, der in Fig. 10 gezeigt ist und im Querschnitt ebenso wie der Formraum 24 drei rechte Winkel und zwei stumpfe Winkel von 135[deg.] aufweist sowie an einer Seite Ausnehmungen und Vorsprünge für eine Nut-Feder-Verbindung.

  

[0057]    Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform einer Formmatrize 2 mit nur einem Formraum 25, der einen von einem Rechteck abgeleiteten Querschnitt aufweist zum Herstellen eines an sich bekannten Radius-Ecksteines 50, der in Fig. 12gezeigt ist und im Querschnitt ebenso wie der Formraum 24 drei Ecken mit rechten Winkeln und eine vierte kreisbogenförmig abgerundete Ecke aufweist.

Bezugszeichenliste

  

[0058]    
<tb>2<sep>Formmatrize


  <tb>3<sep>obere Stempeleinheit


  <tb>4<sep>untere Stempeleinheit


  <tb>5<sep>Gestell


  <tb>6<sep>Verbindungselement


  <tb>7<sep>Füllmaterialzuführung


  <tb>8<sep>Entnahmeeinrichtung


  <tb>10<sep>Füllmaterial


  <tb>11, 12<sep>Führung


  <tb>13<sep>oberer Stössel


  <tb>14<sep>unterer Stössel


  <tb>16<sep>Verstellantrieb


  <tb>20, 21<sep>Formraum


  <tb>22, 23<sep>Formraum


  <tb>24, 25<sep>Formraum


  <tb>30, 31<sep>oberer Stempel


  <tb>32, 33<sep>oberer Stempel


  <tb>38<sep>oberes Führungselement


  <tb>40, 41<sep>unterer Stempel


  <tb>42, 43<sep>unterer Stempel


  <tb>48<sep>unteres Führungselement


  <tb>50<sep>Steinformling


  <tb>B<sep>Abmessung


  <tb>a1, a2, a3, a4<sep>Abmessung


  <tb>b1, b2, b3, b4<sep>Abmessung


  <tb>c1, c2, c3, c4<sep>Abmessung


  <tb>V<sep>Verschieberichtung


  <tb>M<sep>Mittelebene


  <tb>P<sep>Pressrichtung

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem

a) wenigstens einmal Rohmaterial (10) in den wenigstens einen Formraum (22) eingefüllt wird und mittels eines Paares von gegeneinander in einer Pressrichtung beweglichen Pressstempeln (32, 42) in dem Formraum zu einem Steinformling (50) verpresst wird,

b) wobei der Querschnitt des Formraums (20, 21, 22, 23) senkrecht zu der Pressrichtung (P) eine nicht-rechteckige Grundgestalt aufweist und wobei der gepresste Steinformling einen nicht-rechteckigen Querschnitt aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings dreieckig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem wenigstens zwei Seiten des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings gleich lang sind und/oder bei dem ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings 90[deg.] beträgt und/oder bei dem ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings 45[deg.] oder 38[deg.] oder 17[deg.] beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes und des gepressten Steinformlings ein Polygon mit wenigstens vier, vorzugsweise wenigstens fünf, Ecken ist, wobei vorzugsweise die Seiten des Polygons an wenigstens einer, vorzugsweise wenigstens zwei Ecken, des Polygons einen Winkel von 90[deg.] einschliessen und/oder an wenigstens einer oder wenigstens zwei Ecken des Polygons einen von 90[deg.] verschiedenen Winkel, insbesondere 45[deg.] oder 135[deg.], einschliessen und/oder das Polygon aus einem Rechteck und einem Dreieck zusammengesetzt ist und/oder das Polygon vier Ecken aufweist und dabei die Seiten des Polygons an zwei Ecken einen Winkel von 90[deg.] einschliessen und an zwei weiteren Ecken einen von 90[deg.] verschiedenen Winkel einschliessen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens eine Seite des Querschnitts, insbesondere des Dreiecks oder Polygons, des Formraumes oder Steinformlings 500 mm lang ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens in einem Teilbereich seines Randbereiches eine konvexe Krümmung, insbesondere kreisförmige Krümmung, aufweist, wobei vorzugsweise der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens zwei, vorzugsweise rechtwinklige, Ecken aufweist und in wenigstens einem zwischen zwei der Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereich die konvexe Krümmung aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens an einer Seite wenigstens eine Aussparung und/oder wenigstens einen Vorsprung aufweist zum Erzeugen oder Bilden einer Nut-Feder-Verbindungsfläche.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem

a) wenigstens zwei Formräume (20, 21, 22, 23), die sich in einem Querschnitt oder in wenigstens einer Abmessung (d1, d2, d3, d4) senkrecht zu einer Pressrichtung (P) unterscheiden, verwendet werden,

b) wenigstens ein erster Formraum (22) in wenigstens eine Füllposition (M) gebracht oder bewegt wird,

c) wenigstens einmal Rohmaterial (10) in den wenigstens einen ersten Formraum (22) in der wenigstens einen Füllposition eingefüllt wird und an wenigstens einer Pressposition mittels eines ersten Paares von gegeneinander in einer Pressrichtung beweglichen Pressstempeln (32, 42) in dem ersten Formraum zu wenigstens einem ersten Steinformling (50) verpresst wird, und bei dem

d) anschliessend wenigstens ein zweiter Formraum (23) in die wenigstens eine Füllposition gebracht wird und

e) wenigstens einmal Rohmaterial in den wenigstes einen zweiten Formraum in der wenigstens einen Füllposition eingefüllt wird und an der oder einer weiteren Pressposition mittels eines zweiten Paares von gegeneinander in einer Pressrichtung beweglichen Pressstempeln (33, 43) in dem zweiten Formraum zu wenigstens einem zweiten Steinformling verpresst wird.

9. Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

a) wenigstens einer Formmatrize (2) mit wenigstens einem Formraum (20, 21, 22, 23,24,25),

b) einer Befüllungseinrichtung (7) mit wenigstens einer vorgegebenen Füllposition (M) zum Befüllen jeweils wenigstens eines Formraumes der Formmatrize mit Rohmaterial,

c) für jeden Formraum der Formmatrize jeweils einem zugehörigen Paar von gegeneinander in einer Pressrichtung (P) beweglichen Pressstempeln (30, 31, 32, 33, 40, 41, 42, 43), von denen zumindest ein Pressstempel im Querschnitt senkrecht zur Pressrichtung an den Querschnitt des Formraumes senkrecht zur Pressrichtung angepasst ist und zum Pressen eines Steinformlings (50) aus dem in den an der wenigstens einen Füllposition befindlichen Formraum (22) gefüllten Rohmaterial (10) in der Pressrichtung in den Formraum hineinbewegbar ist,

d) wobei der Querschnitt wenigstens eines Formraums (20, 21, 22, 23) senkrecht zu der Pressrichtung (P) eine nicht-rechteckige Grundgestalt aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes dreieckig ist, bei der insbesondere wenigstens zwei Seiten des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes gleich lang sind und/oder bei der ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes 90[deg.] beträgt und/oder bei der ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes 45[deg.] oder 38[deg.] oder 17[deg.] beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes ein Polygon mit wenigstens vier, vorzugsweise wenigstens fünf, Ecken ist, bei der insbesondere die Seiten des Polygons an wenigstens einer, vorzugsweise wenigstens zwei Ecken, des Polygons einen Winkel von 90[deg.] einschliessen und/oder an wenigstens einer oder wenigstens zwei Ecken des Polygons einen von 90[deg.] verschiedenen Winkel, insbesondere 45[deg.] oder 135[deg.], einschliessen und/oder bei der das Polygon aus einem Rechteck und einem Dreieck zusammengesetzt ist und/oder bei der das Polygon vier Ecken aufweist und dabei die Seiten des Polygons an zwei Ecken einen Winkel von 90[deg.] einschliessen und an zwei weiteren Ecken einen von 90[deg.] verschiedenen Winkel einschliessen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes wenigstens in einem Teilbereich seines Randbereiches eine konvexe Krümmung, insbesondere kreisförmige Krümmung, aufweist, bei der insbesondere der Querschnitt wenigstens eines Formraumes wenigstens zwei, vorzugsweise rechtwinklige, Ecken aufweist und in wenigstens einem zwischen zwei der Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereichs die konvexe Krümmung aufweist.