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Die
Erfindung betrifft einen Klinkerstein, insbesondere Pflasterklinker,
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Herstellung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 11 bzw. 17.
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Bei
der Herstellung von Klinkersteinen wird aus Tonmaterial, insbesondere
Schieferton, ein Strang gepreßt,
von dem anschließend
durch einen quer zur Förderrichtung
erfolgenden Trennvorgang einzelne Steinrohlinge abgetrennt werden
(
DE 202 13 714 ). Diese
Steinrohlinge gelangen nach dem Trocknen in einen die Steinrohlinge
bis zur Sinterung erhitzenden Durchlaufofen (Tunnelofen), so daß danach
die gebrauchsfertigen Klinkersteine vorliegen.
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Nach
diesem Brennvorgang weisen Klinkersteine neben ihrer charakteristischen
Färbung
auch durch das inhomogene, natürliche
Tonmaterial des Steinrohlings bedingte Schwund- und/oder Verzugs-Unförmigkeiten
auf. Entsprechend den Eigenschaften des vorgemischten Tonmaterials
können Schwundmaß und Formverzug
durch das Herstellungsverfahren zwar beeinflußt werden, aber im Vergleich
mit Formsteinen aus Beton o. dgl. weisen Klinkersteine größere Toleranzen
auf. In der Einbaulage dieser Natur-Klinkersteine neigen jeweilige
Bereiche der oberen Nutzflächen
oft zu Materialabbrüchen,
da bedingt durch die geringen Unförmigkeiten jeweilige Druckbelastungen
der aneinanderliegenden Steine zu Abplatzungen führen können und damit das Gesamtbild
einer Pflasterung nachteilig beeinflußt ist. Außerdem ist bekannt, an den
in Einbaulage vertikalen Seitenflächen der Klinkersteine jeweilige
sich über
die Höhe
des Steins erstreckende und die Fugenbreite vorgebende Profilansätze zu formen.
In Übergangsbereichen
zur oberen Nutzfläche
sind jedoch nach Druckbelastungen an diesen Profilansätzen ebenfalls
Abplatzungen sichtbar.
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Die
Erfindung befaßt
sich mit dem Problem, einen Klinkerstein sowie ein Verfahren und
eine Vorrichtung zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei jeweils
an den Seitenflächen
mit geringem technischem Aufwand erzeugte Profilansätze für ein gleichmäßiges Fugenbild
in der Einbaulage der Klinkersteine sorgen und an diesen bei Kippbelastungen
in einer Pflasterfläche
der Schutz gegen Kantenausplatzungen verbessert ist.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem mit einem Klinkerstein mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie einem Verfahren und einer Vorrichtung zu dessen Herstellung
mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bzw. 17. Hinsichtlich wesentlicher
weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 10, 12 bis 16 sowie
19 verwiesen.
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Der
Klinkerstein weist im Bereich zumindest einer seiner Längs- bzw.
Querseitenflächen
an sich bekannte Profilansätze
in Form von Abstandhaltern auf, wie sie für Formsteine aus Beton o. dgl.
bereits verwendet werden, jedoch für die stranggepreßten Klinkersteine
bisher ohne Vorbild sind.
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Bei
der erfindungsgemäß veränderten
Verfahrensführung
bei der Herstellung des Klinkersteins und mit einer dafür vorgesehenen
Vorrichtung wird erreicht, daß an
einem kontinuierlich geformten Formstrang als Ton-Zwischenprodukt
jeweilige Abstandhalter erzeugbar sind, die nur einen jeweiligen Teilbereich
der Seitenfläche
erfassen und damit einen funktional verbesserten Klinkerstein mit
erfindungsgemäßer Seitenflächengestaltung
ergeben.
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Am
Steinrohling bzw. gebrannten Klinkerstein sind damit zu den jeweiligen
Kantenbereichen hin Freiräume
geschaffen. Diese werden dadurch gebildet, daß bereits der kontinuierlich
gepreßte
Formstrang im Bereich seiner aus den Umfangs- bzw. Seitenflächen vorstehenden
Profilansätze
mit Unterbrechungen versehen wird und diese für die Verlegung der Klinkersteine
wesentliche Gestaltung mit jeweiligen Formausnehmungen bzw. verkürzten Abstandhaltern
am Klinkerstein so nachweisbar ist, daß für die Verlegung der Klinkersteine
in einer Fahrflächen-Pflasterung
o. dgl. eine optimale Einbaulage vorgegeben wird.
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Ausgehend
von diesen Freiräume
definierenden Formausnehmungen wird der Steinrohling in an sich
bekannter Verfahrensweise vom Formstrang abgetrennt und dem Trocknungs-
und Brennvorgang zugeführt.
Danach wird ein gebrannter Stein bereitgestellt, an dessen Quer-
und/oder Längsseitenflächen ein
oder mehrere Abstandhalter vorspringen, die zumindest zu einem der
oberen bzw. unteren Kantenbereiche hin den Freiraum aufweisen. Damit liegen
diese um den Freiraum verkürzten
Abstandhalter zwangsläufig
in der Einbaulage der Klinkersteine nicht über die gesamte Höhe des Steins
an der zugeordneten Fläche
des Nachbarsteines an, die Verlegefuge weist ein einheitliches Abstandsmaß auf, Abstandhalter
sind nicht sichtbar und Toleranzen der Steinabmessungen können ohne
oberseitige Druckstellen ausgeglichen werden.
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Ein
wesentlicher Vorteil dieser aus verkürzte Abstandhalter aufweisenden
Klinkersteinen gebildeten Pflaster-Flächen besteht darin, daß bei einer
vertikalen Druck belastung der Klinkersteine eine geringfügige Kippung
einzelner Steine in Bezug zur Verlegeebene nicht sofort zu einer
Anlage der oberen oder unteren Kantenbereiche führt, vielmehr diese Kippungen
im Bereich der Abstandhalter ausgleichbar sind und damit eine Beschädigung von
benachbarten Steinen durch Abplatzungen o. dgl. sicher vermieden ist.
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Das
Herstellungsverfahren zur Erzeugung der Freiräume im Bereich der als Profilansätze kontinuierlich
formgepreßten
Abstandhalter zeichnet sich dadurch aus, daß unmittelbar im Anschluß an die Pressung
und Formung des Tonmaterial-Stranges jeweilige Freiräume quer
zur Förderrichtung
des gepreßten
Stranges erzeugt werden. Dabei ist prinzipiell ein Umform- und/oder
Abtrennvorgang denkbar. Vorgesehen ist dabei, daß zur Bildung der Freiräume zumindest
ein umformender Verfahrensschritt durchgeführt wird. In dieser Herstellungsphase
kann der Einsatz eines Roll-, Präge-,
Drück-,
Verdichtungs- o. dgl. Umformverfahrens vorgesehen sein. Ebenso ist denkbar,
daß jeweilige
Teilbereiche des als durchlaufender Profilansatz gepreßten Tonmaterials
durch einen abtrennenden Verfahrensschritt entfernt werden, wobei
Schälmesser
o. dgl. Schneidwerkzeuge zur Entfernung des den Freiraum ergebenden
Tonmaterials einsetzbar sind.
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In
vorteilhafter Ausführung
werden die kontinuierlich beim Strangpressen erzeugten Profilansätze in einem
Teilbereich der Höhe
des Klinkersteins durch einen einstufigen Umformvorgang so bearbeitet,
daß das
in dieser Herstellungsphase noch leicht formbare Tonmaterial in
Richtung zum Grundkörper des
Steinrohlings hin gepreßt,
eine bereichsweise Verdichtung erfolgt und dabei durch entsprechende Abstände dieser
Umform- und Verdichtungszonen die Länge der Abstandhalter entsprechend
der nachfolgend beim Vereinzeln der Steinrohlinge erzeugten Steinhöhe definiert
wird.
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Eine
diese Herstellung vorsehende Formvorrichtung wird unmittelbar nachgeordnet einer
den gepreßten
Formstrang bildenden Formdüse
so positioniert, daß jeweilige
Formbaugruppen senkrecht zur Vorschubrichtung der aus der Formdüse ausgepreßten Profilansätze hin
verlagerbar sind, im Bereich des vorgesehenen Freiraumes jeweilige
Druckprofilteile gegen den Strang preßbar sind und dabei durch entsprechende
Umformung die Freiräume
erzeugt werden. Insbesondere können
dabei gleichzeitig oder nacheinander mehrere Formwerkzeuge an den
jeweiligen Seitenflächen
der Umfangskontur des Formstranges einen Umformvorgang ausführen, so
daß eine
weitgehend kontinuierliche Verfahrensführung erreicht ist.
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Weitere
Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der zwei
Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Klinkersteins
sowie eine zu dessen Herstellung vorgesehene Vorrichtung näher veranschaulicht
sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Perspektivdarstellung des erfindungsgemäßen Klinkersteins mit jeweils
an dessen Längs-
und Querseite vorgesehenen Profilansätzen in Form von Abstandhaltern,
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2 eine
Seitenansicht des Klinkersteins gemäß 1,
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3 eine
Perspektivdarstellung einer zweiten Ausführung des Klinkersteins ähnlich 1,
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4 eine
Prinzipdarstellung zweier in Einbaulage befindlicher Klinkersteine
in einer Kippstellung,
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5 und 6 jeweilige
Draufsichten einer Pflasterung mit den Klinkersteinen gemäß 1 bzw. 3,
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7 eine
perspektivische Prinzipdarstellung einer zur Herstellung von Steinrohlingen
für Klinkersteine
vorgesehenen Vorrichtung, und
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8 eine
Draufsicht auf die Formvorrichtung gemäß 7 im Bereich
eines seitlichen Formwerkzeuges.
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In
1 und
3 sind
jeweilige mit
1 bzw.
1' bezeichnete Klinkersteine dargestellt,
die in Einbaulage (
5,
6) für eine Pflasterung
von Gehwegen o. dgl. vorgesehen sind. Die Klinkersteine
1,
1' sind dabei
mit einer an sich bekannten quaderförmigen Grundgestalt geformt,
wobei diese eine Oberseite
2 und eine Unterseite
3 definiert.
In der Einbaulage mehrerer der Klinkersteine
1,
1' kann die Ober-
bzw. Unterseite
2,
3 wahlweise als Nutzfläche nach
oben gedreht sein, so daß entsprechende
Fahr- oder Gehflächen
mit gleichmäßigem Verlegemuster
gebildet sind. Bekannte Ausführungen
von Klinkersteinen
1' (
DE 202 13 714.7 ) sind
im Bereich der Ober- und Unterseite
2,
3 jeweils
umfangsseitig mit einer zu den angrenzenden Seitenflächen
4,
5 bzw.
6,
7 verlaufenden
Randfase
8 versehen. Bekannt ist außerdem, im Bereich der Seitenflächen
4,
5,
6,
7 Profilansätze zu formen,
so daß für die Einbaulage
ein wasserdurchlässiger,
weiter Fugenbereich gebildet wird oder diese sich über die
gesamte Höhe
H des Steines erstreckenden Profilansätze als Abstandhalter wirksam sind.
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Bei
den erfindungsgemäß ausgebildeten Klinkersteinen 1, 1' sind insgesamt
mit 9 bezeichnete Abstandhalter vorgesehen, die eine nur
einen Teilbereich der Höhe
H des Klinkersteins 1, 1' einnehmende Länge L aufweisen. Mit diesem
verkürzten
Abstandhalter 9 ist gleichzeitig zu zumindest einem der Kantenbereiche
K, K' zur Ober- bzw. Unterseite 2, 3 hin
ein als Formausnehmung ausgebildeter Freiraum 11 definiert.
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Die
Seitenansicht zweier Klinkersteine 1' gemäß 4 verdeutlicht
deren Einbaulage auf einem Untergrund 12. Dabei ist mit
einem Pfeil F eine denkbare Druckbelastung der Pflasterung veranschaulicht,
wobei unter Wirkung dieser Kraft F eine Kippung der Steine 1' zueinander
(Kippwinkel W) erfolgen kann. Für
den nicht dargestellten und bisher mit bekannten Steinen zwangsläufig auftretenden
Fall, daß ebene
Längsseitenflächen 4, 5 im
Bereich der Trennfuge G aneinander liegen, wird durch diese einen
oder mehrere Steine erfassenden Kippung W eine Überbelastung im Bereich der
Kanten K in die bisher verwendeten Klinkersteine eingetragen, so daß schon
bei einer geringen Schrägstellung
W Abplatzungen an den Steinen auftreten und das Fugenbild insgesamt
unansehnlich wird.
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Der
erfindungsgemäß ausgeführte Klinkerstein 1 oder 1' weist deshalb
zur Vermeidung dieser Kantenabplatzungen Abstandhalter 9 auf,
die mit den zugeordneten Freiräumen 11 zu
den Kantenbereichen K, K' hin
eine anlagefreie Zone A auch dann belassen, wenn die in 4 dargestellte
Kippung der Klinkersteine 1, 1' erfolgt.
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In
den beiden dargestellten Ausführungen der
Klinkersteine 1, 1' (1, 3)
bilden die sich in den beiden aneinandergrenzenden Seitenflächen 4 und 6 erstreckenden
Abstandhalter 9 an beiden Enden sowohl zum Kantenbereich
K mit der Ober- als auch zum Kantenbereich K' mit der Unterseite 2, 3 hin
jeweils einen Freiraum 11. Denkbar ist ebenfalls, daß der Freiraum 11 nur
zu einer der als Nutzfläche vorgesehenen
Ober- oder Unterseite 2 oder 3 hin vorgesehen
ist.
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Entsprechend
der Größe der Klinkersteine 1, 1' ist auch die
Anzahl der in der Längs- bzw. Querseitenfläche 4, 5, 6, 7 vorgesehenen
Abstandhalter variabel und für
eine optimale Verlegeposition (5, 6)
ist es zweckdienlich, daß nur
eine der Längsseitenflächen 4 und
eine der Querseitenflächen 6 als benachbarte
Bereiche jeweils mit dem zumindest einen Abstandhalter 9 versehen
sind.
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Die
Abstandhalter 9 sind in Bezug auf die Höhe H des Klinkersteins 1, 1' vorzugsweise
mittig angeordnet, so daß im
wesentlichen gleiche Länge
B aufweisende Freiräume 11 definiert
sind (2). Auch die Querschnittsgestaltung des Abstandhalters 9 ist
weitgehend variabel, wobei dieser rechteckig, dreieckig, bogenförmig oder
trapezförmig
ausgebildet sein kann. In den dargestellten Ausführungen sind die Abstandhalter 9 im
Bereich ihrer zum Freiraum 11 gerichteten Stirnfläche 13 schräg ausgebildet
und auch die weiteren Umfangsflächen
der Abstandhalter 9 weisen eine Schräge 13' auf, so daß die Abstandhalter 9 pyramidenstumpfförmig aus
der jeweiligen Seitenfläche 4 bzw. 6 mit
einer Höhe
E hervorstehen, die kundenspezifisch variabel ausführbar ist.
Ebenso ist denkbar, daß die
Abstandhalter 9 in ihrer Umfangsrichtung mit stufenförmig, konvex
oder konkav geformten Flächen 13, 13' versehen sind (nicht
dargestellt).
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In
weiteren Varianten ist denkbar, an jeder der vier Seitenflächen 4, 5 bzw. 6, 7 zumindest
einen der Abstandhalter 9 vorzusehen, wobei jeweilige in Einbaulage
einander zuzuordnende Flächen
mit auf Lücke
versetzten Abstandhaltern 9 versehen sind. In 2 ist
mit Maßpfeilen
C und C' die Lage
der drei Abstandhalter 9 in unterschiedlichen Abstandsmaßen untereinander
bzw. zur vertikalen Randkante R, R' gezeigt. Entsprechende variable Abstände sind
in 4, rechte Seite, an den Abstandhaltern 9 der Querseitenfläche 6 mit
Maßpfeilen
D und D' angedeutet.
Als zweckmäßig hat
sich herausgestellt, daß die
zur Vermeidung von Abplatzungen vorgesehenen Abstandhalter 9 im
Bereich der oberen Kante K mit einer zusätzlichen Fase 8 geformt
werden, so daß die Möglichkeiten
des Maßtoleranzausgleichs
verbessert und die tolerierbaren Kippwinkel W vergrößert sind.
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Die
vorbeschriebene Gestaltung der Klinkersteine 1, 1' mit den als
verkürzte
Profilansätze
geformten Abstandhaltern 9 ist in der bekannten Pflasterstein-Fertigung
ohne Vorbild, da bisher verfahrensgemäß aus vorgemischtem Tonmaterial
als Zwischenprodukt ein Formstrang 14 (7,
Vorschub-Pfeil T) gepreßt
wird. Dieser Preß-Verfahrensschritt
unterscheidet sich schon prinzipiell von den beispielsweise in geschlossenen
Formen durch Formgießen
herstellbaren Steinen aus Beton, an denen ähnliche Abstandhalter in einer
geschlossenen Form formbar sind und danach die Betonsteine aus der
geöffneten
Form entnommen werden. Bedingt durch die beiden unterschiedlichen
Materialien sind Steine aus Ton und Beton in ihrer Gestaltung und Herstellung
nicht vergleichbar.
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Bei
der bekannten Weiterbearbeitung des Formstranges 14 (7)
zur Herstellung von Steinrohlingen 20 werden diese quer
zur Förderrichtung
T durch einen Trennvorgang vom Formstrang 14 abgetrennt
und erst danach erfolgt durch einen einen Sinterprozeß auslösenden Brennvorgang
die endgültige Fertigung
des Klinkersteins 1, 1'. Erfindungsgemäß wird beim Pressen des Formstranges 14 an
zumindest einem Teilbereich der beiden erzeugten Umfangsflächen 4', 6' des Steinrohlings
ein aus diesen Flächen
vorspringender Profilansatz 15 geformt und in diesen Profilansatz
werden entsprechend größere Freiräume 11' bildende Formausnehmungen
eingebracht. Die nachfolgende Bildung der endgültigen Freiräume 11 erfolgt
in einem die vorgesehenen Trennlinien S aufweisenden Bereich, womit
gleichzeitig die Steinhöhe
H am Steinrohling 20 definiert wird (8).
Für diese
Herstellung der Freiräume 11 ist
denkbar, daß das
den Profilansatz 15 bildende Tonmaterial bereichsweise
durch Abtrennen und/oder Umformen entfernt wird.
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In
zweckmäßiger Ausführung ist
vorgesehen, daß unmittelbar
nach dem Pressen des Formstranges 14 an dem dabei kontinuierlich
geformten Profilansatz 15 der Freiraum 11' gebildet wird
und dabei ein in 7 in einer Prinzipdarstellung
veranschaulichter Umformvorgang erfolgt. Ebenso ist denkbar, die
Freiräume 11 während des
die einzelnen Steinrohlinge 20 bildenden Trennvorganges
einzubringen oder nach dem Trennvorgang am einzelnen Steinrohling 20 die
Freiräume
zu formen (nicht dargestellt). In zweckmäßiger Ausführung ist das Herstellungsverfahren
so konzipiert, daß gleichzeitig mehrere
Freiräume 11' an den parallel
in den Seitenflächen 4', 6' verlaufenden
Profilansätzen 15 geformt werden.
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Für die umformende
Herstellung der Freiräume 11' bzw. 11 ist
die in 7 und 8 dargestellte Formvorrichtung 19 vorgesehen,
wobei diese Formvorrichtung 19 eine Formdüse 16 aufweist,
aus der das als Formstrang 14 gepreßte Tonmaterial in der Vorschubrichtung
T ausgefördert
wird. Anschließend an
diesen Teil der Formvorrichtung 19 wird bei bisher bekannten
Einrichtungen der Steinrohling 20 quer zur Förderrichtung
T vom Formstrang 14 abgetrennt (Trennlinie S) und danach
können
die einzelnen Steinrohlinge 20 über nicht näher dargestellte Förderanlagen
dem Brennvorgang zugeführt
werden.
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Die
erfindungsgemäß weiterentwickelte Formvorrichtung 19 weist
eine als Mundstück
wirksame Formdüse 16 auf,
die in zumindest einem Teilbereich ihrer die Längs- und Querseitenflächen 4', 5' bzw. 6', 7' des Formstranges 14 bildenden Öffnungskontur 17 zumindest
eine am Formstrang 14 einen der Profilansätze 15 formende Öffnungserweiterung 18 aufweist.
Dieser Profilierungskontur nachgeordnet kann der profilierte Formstrang 14 einer
insgesamt mit 21, 21' bezeichneten Formbaugruppe zugeführt werden,
in deren Bereich am jeweiligen Profilansatz 15 die als
Formausnehmung sichtbaren Freiräume 11' geformt werden.
Denkbar ist auch, im Nahbereich der Formdüse 16 ein phasenweise
wechselnd an den Profilansatz 15 heranführbares und wegführbares Schneidwerkzeug
(nicht dargestellt) vorzusehen, mit dem der Freiraum 11' erzeugt wird.
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In 7 und 8 sind
die beiden Formbaugruppen 21 und 21' von jeweils in einer Drehrichtung 22, 22' umlaufenden
Prägewerkzeugen
in Form von Formwalzen 23, 23' gebildet, die in einem definierten
Abstand P, P' zur
jeweiligen Oberfläche 4', 6' des Formstranges 14 angeordnet
sind. Mit jeweiligen auf den Oberflächen 4', 6' nacheinander abrollenden Radienbereichen
M der Walzen 23, 23' werden
Tonma terial-Bereiche der parallelen Profilansätze 15 erfaßt, dieses
Tonmaterial in einer Druckrichtung N, N' verpreßt und damit sind die Freiräume 11' in einer jeweiligen
Umformphase geformt.
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Die
vergrößerte Ausschnittsdarstellung
gemäß 8 zeigt
die Eingriffsverhältnisse
im Bereich der Formwalze 23',
wobei diese zwei im wesentlichen spiegelbildlich zur zentralen Drehachse 28 angeordnete
Prägeteile 24 aufweist,
die jeweils mit zwei der in Umfangsrichtung eines Flugkreises 25 gleiche Bogenabstände definierenden
Radienbereichen M versehen sind. Der Durchmesser 26 dieses
Flugkreises 25 ist dabei auf die Eingriffs- und Längenverhältnisse
im Bereich des zu pressenden Freiraumes 11' abgestimmt und mit einem an der
Formwalze 23 einstellbaren Abstand 27 kann auch
die Länge
einer jeweils die Länge
L des Abstandhalters 9 vorgebenden Sehne 29 des
Flugkreises 25 vorgegeben werden.