-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen
durch Verdichten von Frischbeton in einer Formmaschine unter Einwirkung
von Rüttelkräften.
-
Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der
NL 86 02 100 beschrieben. Ein Formeinsatz
ist auswechselbar in einem Halterahmen befestigt, welcher entlang
vertikaler Führungssäulen einer
Formmaschine vertikal verfahrbar ist. Der Formeinsatz ist auf eine
unterhalb des Formrahmens befindliche Unterlage aufsetzbar und durch
den Halterahmen auf die Unterlage aufpressbar und kann mittels einer
Rütteleinrichtung
zu Vibrationen angeregt werden. Nach Befüllen des Formeinsatzes mit
erdfeuchtem Beton, nachfolgend als Frischbeton bezeichnet, wird
eine Auflast mit Stempelplatten in die oberen Öffnungen der Formnester abgesenkt
und drückt
auf den Frischbeton. In dem nachfolgenden Rüttelvorgang wird die Unterlage
z. B. durch rotierende Unwuchtmassen oder durch Schlagleisten zu
Vibrationen angeregt, welche auch auf den Formeinsatz und den Frischbeton übertragen
werden. Nach kurzer Rüttelzeit
können
die verdichteten Formkörper
aus den Formnestern entformt werden, wofür der Formrahmen nach oben
verfahren wird und die Stempel der Auflast die Formkörper auf
der Unterlage halten. Während
des Rüttelvorgangs
ist der Formeinsatz, welcher mit dem Halterahmen verschraubt ist, über den
Halterahmen mit hoher Kraft auf die Unterlage gedrückt. Zwischen die
Andrückkraft übertragende,
vertikal gegenüber stehende
Flächen
von Halterahmen und Formeinsatz ist eine Lage Dämpfungsmaterial eingefügt.
-
Aus
der
EP 730 936 B1 ist
eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine Form aus einem Formrahmen
und einem unter Zwischenfügen
von elastisch vorgespanntem Dämpfungsmaterial
in dem Formrahmen gehaltenen Formeinsatz besteht, welche als Form
gemeinsam gehandhabt werden und durch den Benutzer nicht voneinander
getrennt werden. Über Flanschleisten
an der Außenseite
des Formrahmens ist die Form in Klemmhaltungen der Formmaschine fest
einspannbar. Bei einer Vorrichtung nach der WO 03/092973 werden
die Kräfte
zwischen Formrahmen und Formeinsatz während des Rüttelvorgangs durch eine dünne elastische
Schicht, mit welcher ein Spalt zwischen Formrahmen und Formeinsatz
ausgegossen ist, aufgefangen.
-
Bei
einer aus der
DE 203
01 954 U1 bekannten Vorrichtung zur Formgebung von Gemengen
ist ein Formeinsatz über
Verspannungselemente mit einem Rütteltisch,
an welchem ein harmonisches Schwingungserzeugungssystem angebracht
ist, gekoppelt. Zum Auswechseln der Form werden die Verspannungselemente
gelöst.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung
zur Herstellung von Betonformsteinen anzugeben.
-
Die
Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
-
Durch
die Kombination einer lösbaren
Spanneinrichtung zwischen Formeinsatz und rüttelbarer Unterlage einerseits
und einer lösbaren
Halteeinrichtung zwischen einem maschinenseitigen Halterahmen und
dem Formeinsatz andererseits ergibt sich eine vorteilhafte funktionale
Trennung unterschiedlicher Verbindungen des Formeinsatzes in unterschiedlichen
Zeitabschnitten der aufeinanderfolgenden Fertigungszyklen. Insbesondere
von Vorteil ist die Möglichkeit
der losen Kopplung oder vorzugsweise der vollständigen Entkopplung des Formeinsatzes vom
Halterahmen in der Rüttelphase.
Insbesondere werden keine vertikalen Anpresskräfte zwischen Halterahmen und
Formeinsatz über tragen.
Andererseits ist der Formeinsatz zwischen zwei Rüttelvorgängen in der Eingriffsstellung
der Halteeinrichtungen über diese
mit dem Halterahmen, insbesondere auch dessen vertikaler Beweglichkeit
relativ zu der rüttelbaren Unterlage
so starr gekoppelt, dass ein passgenaues Eintauchen einer Druckplatte
einer Auflastvorrichtung in das wenigstens eine Formnest und die
präzise
vertikale Position von Druckplatten und Unterkante des Formnestes
beim Entformen zuverlässig
gewährleistet
sind. Der Einsatz ist dadurch wie ein herkömmlicher Formeinsatz beim Befüllen und
Entformen handhabbar. In der Lösestellung
der Halteeinrichtungen ist die Kraftkopplung zwischen Halterahmen
und Formeinsatz über
die Halteeinrichtung vorzugsweise vollständig aufgehoben oder so stark
reduziert, dass beim Rüttelvorgang
die Halterahmen messbare Beschleunigung maximal 20 %, insbesondere
maximal 10 % der Beschleunigung am über die Halteeinrichtungen
verbundenen Teil des Formeinsatzes beträgt.
-
Die
Halteeinrichtungen und/oder Spanneinrichtungen sind vorteilhafterweise
automatisch, insbesondere über
ein Druckfluid, vorzugsweise hydraulisch betätigbar. Vorzugsweise steuert
eine Steuereinrichtung in Koordination mit anderen Betätigungselementen
der Formmaschine die zeitrichtige Betätigung der Halteeinrichtungen
und Spanneinrichtungen.
-
Hinsichtlich
der Art der Rüttelanregung
bestehen keine Einschränkungen,
insbesondere kann auch die Schockvibration mit Schlagleisten zum
Einsatz kommen. Eine Rütteleinrichtung
mit Schwingungserregern zwischen der Unterlage und einer Gegenmasse
weist vorteilhaft eine gegenüber
dem Formeinsatz große
Gegenmasse auf.
-
Die
Halteeinrichtungen weisen vorteilhafterweise auf Seiten des mit
der Formmaschine verbunden Halterahmens bewegliche, vorzugsweise
automatisch betätigbare
Halteelemente und auf Seiten des Formeinsatzes nur passive Gegenelemente
zum lösbaren
Eingriff mit den Halteelementen auf. Die passiven Gegenelemente
können
insbesondere Öffnungen
in dem Formeinsatz sein, in welche die Halteelemente eingeführt werden
können.
-
Die
Halteelemente sind dabei in vorteilhafter Ausführung zumindest an ihren dem
Formeinsatz zugewandten Ende bolzenförmig ausgeführt. Die Öffnung im Formeinsatz ist vorteilhafterweise
auf den den Halterahmen abgewandten Ende eines Bereichs für den Eingriff
der Halteelemente aufgeweitet und nach unten offen. Hierdurch kann
Frischbeton, welcher u. U. in den Bereich der Öffnungen gelangt ist, zu der
Aufweitung hin verschoben werden und nach unten ausfallen.
-
In
anderer vorteilhafter Ausführung
sind die Halteeinrichtungen zwischen der Lösestellung und der Eingriffsstellung
im wesentlichen unbeweglich und enthalten Halteelemente, deren Kraftkopplung zwischen
Halterahmen und Formeinsatz veränderlich
ist. In einer bevorzugten Ausbildung enthalten die Halteelemente
fluidgefüllte
Hohlkörper,
deren Kraftkopplung durch Veränderung
des Fluiddruckes über Zuleitungen
zu den Hohlkörpern
einstellbar ist. Für die
starre Kopplung in der Eingriffsstellung werden die Hohlkörper mit
hohem Fluiddruck beaufschlagt, für
die Lösestellung
werden die Hohlkörper
mit geringem Druck beaufschlagt oder drucklos geschaltet und dadurch
weich im Koppelverhalten. In anderer Ausbildung können die
Halteelemente Magnetspulen enthalten, welche Magnetfelder für die Eingriffsstellung
erzeugen, insbesondere abstoßend
wirkende Magnetfelder, wobei vorzugsweise auf Seiten des Formeinsatzes
Permanentmagnete angeordnet sind.
-
Die
weitgehende Entkopplung des Halterahmens vom Formeinsatz während des
Rüttelvorgangs,
insbesondere der Wegfall der vertikalen Anpresskräfte zwischen
Halterahmen und Formeinsatz vereinfacht auch wesentlich die Befe stigung
eines in der Formmaschine vertikal verfahrbaren und während der
Rüttelvorgang
feststehenden Halterahmens.
-
Der
Halterahmen besteht vorteilhafterweise aus lediglich zwei an gegenüberliegenden
Seiten des Formeinsatzes angeordneten und einzeln mit der Formmaschine
verbundenen Halteflanschen oder Halteleisten. Der Halterahmen kann
aber in anderer Ausführung
auch den Formeinsatz als U-Form an drei oder geschlossen an allen
vier Seiten umgeben.
-
Die
Halteelemente halten den Formeinsatz in einer horizontalen Ebene
vorteilhafterweise in einer definierten Position, so dass keine
weiteren Zentrierelemente zur genauen Ausrichtung von Formeinsatz
und Druckplatten einer Auflastvorrichtung notwendig sind. Die Halteelemente
tragen den Formeinsatz in von der Rüttelunterlage abgehobener Position,
insbesondere bei der Entformung der verdichteten Betonformkörper aus
dem Formeinsatz.
-
Spannelemente
der Spanneinrichtungen greifen vorteilhafterweise von unten in den
Formeinsatz in Gegenelemente ein, insbesondere in nach unten offene
und vorzugsweise nach oben gegen das Einfallen von Frischbeton geschlossene Öffnungen in
der Unterseite des Formeinsatzes. Spannelemente und Gegenspannelemente
sind vorteilhafterweise relativ zueinander verdrehbar ausgeführt. Anlageflächen zur
Verspannung der Spanneinrichtungen können dann vorteilhafterweise
zumindest annähernd als
Wendelabschnitte um die Drehachse von Spannelement bzw. Gegenspannelement
ausgebildet sein. In bevorzugter Ausführung greifen die Spannelemente
und Gegenspannelemente über
ein Gewinde ineinander.
-
Die
Spanneinrichtungen verspannen für
den Rüttelvorgang
den Formeinsatz gegen die Unterlage mit einer Kraft, welche typischerweise
auch ausreicht, um ein seitliches Verschieben des vom Rahmen entkoppelten
Formeinsatzes auf der Unterlage zuverlässig zu verhindern. Zusätzlich können zwischen
Rüttelunterlage
und Formeinsatz Zentrierelemente vorgesehen sein, welche bei auf
der Rüttelunterlage
aufgesetztem Formeinsatz mit Strukturen und Gegenstrukturen formschlüssig ineinander
eingreifen und die Position des Formeinsatzes auf der Rüttelunterlage
bestimmen und gegen horizontale Verschiebung des Formeinsatzes relativ
zu der Unterlage sichern. Zwischen den metallischen Formeinsatz
und die typischerweise gleichfalls metallische Rüttelunterlage kann in an sich
bekannter Weise eine Zwischenlage, üblicherweise in Form eines
Holzbretts, eingefügt
sein, welche vor allem für
die Ein-Lagen-Fertigung auch als Unterlage für den Abtransport und die Zwischenlagerung
der Betonformkörper dient.
-
Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt:
-
1 einen
Formeinsatz von einer Rüttelunterlage
abgehoben,
-
2 eine
Draufsicht auf Formeinsatz mit Halterahmen,
-
3 einen
vergrößerten Schnitt
entlang III–III
von 2,
-
4 einen
vergrößerten Schnitt
entlang IV–IV
von 2,
-
5 den
Ausschnitt V von 2 vergrößert,
-
6 eine
bevorzugte Ausführung
eines Spannelements,
-
7 das
Spannelement nach 6 in teilweise geschnittener
Seitenansicht,
-
8 einen
Schnitt entlang VIII–VIII
von 7,
-
9 bis 21 eine
Betätigungs-Abfolge für Halteeinrichtungen
und Spanneinrichtungen,
-
22 eine
Schrägansicht
eines Formeinsatzes für
größere Steinhöhen auf
einer Rüttelunterlage,
-
23 die
Anordnung von 21 von schräg unten,
-
24 einen
Schnitt durch eine Anordnung nach 22,
-
25 einen
Ausschnitt XXV aus 24,
-
26 einen
um einen Formeinsatz geschlossenen Halterahmen,
-
27 einen
hohen Formeinsatz mit Halteeinrichtungen im unteren Bereich,
-
28 den
Formeinsatz nach 27 von schräg unten,
-
29 eine
Maschinennachrüstung
mit Hilfs-Halterahmen,
-
30 die
Anordnung nach 29 mit einem Formeinsatz nach 27,
-
31 ein
Beispiel mit fluidgefüllten
Hohlkörpern
in den Halteeinrichtungen,
-
32 ein
Beispiel mit Magnetspulen in den Halteeinrichtungen.
-
1 zeigt
in Schrägansicht
von oben einen in einer Formmaschine in vertikaler z-Richtung höhenverfahrbar
angeordneten Halterahmen, in welchem vertikal von einer Rüttelunterlage
beabstandet ein Formeinsatz gehalten ist.
-
Der
Halterahmen besteht im skizzierten bevorzugten Beispiel aus zwei
in horizontaler y-Richtung des mit eingezeichneten Koordinatensystems an
gegenüberliegenden
Seiten des Formeinsatzes FE angeordneten Halteleisten HLL, HLR.
Die Halteleisten sind dauerhaft mit der Maschine verbunden und zur
Aufnahme verschiedener austauschbarer Formeinsätze vorgesehen. Die Halteleisten
sind in für
Halterahmen an sich gebräuchlicher
Weise mittels Hydraulikzylindern vertikal verfahrbar und dabei in Vertikalführungen,
welche auch durch die Hydraulikzylinder selbst gebildet sein können, geführt. Von
der Formmaschine sind der Übersichtlichkeit
halber nur die Vertikalführungen
eingezeichnet. Der Formeinsatz weist in einem mittleren Bereich
ein Steinfeld mit mehreren Formnestern FN auf, welche nach oben und
unten offene Aufnahmen für
Frischbeton oder ein ähnliches
Gemenge bilden. Die Formnester bestimmen wesentlich die Gestalt
der auf dem Formeinsatz hergestellten Betonformkörper. Seitlich des Formnester-Bereichs
zu den Halteleisten HLL, HLR hin weist der Formeinsatz Anschlussbereiche
ABL bzw. ABR auf, welche in skizziertem Beispiel bis auf einen schmalen
Spalt SP an die zugeordneten Halteleisten heranreichen. In den Anschlussbereichen
sind Gegenhalteelemente zu Halteeinrichtungen zwischen Halteleisten
und Formeinsatz sowie Gegenspannelemente von Spanneinrichtungen
zum vertikalen Verspannen des Formeinsatzes gegen die Rüttelunterlage
angeordnet, welche nachfolgend noch anhand vorteilhafter Ausführungsformen
veranschaulicht sind. Die in Eingriffsstellung befindlichen Halteeinrichtungen
bestimmen die horizontale Position des Formeinsatzes bezüglich der
Halteleisten und koppeln den Formeinsatz an die vertikale Verschiebung der
Halteleisten entlang der Vertikalführungen.
-
Die
rüttelbare
Unterlage ist im skizzierten Beispiel als rechteckiger Rütteltisch
RT dargestellt, welcher über
nur schematisch angedeutete Rütteleinrichtungen
RE zu Vibrationen anregbar ist, wobei die Vibrationen vorzugsweise überwiegend
vertikale Komponenten aufweisen. Zur Anregung der Vibrationen können dem
Fachmann an sich bekannte Rütteleinrichtungen,
insbesondere auch aus dem eingangs genannten Stand der Technik entnehmbare Rütteleinrichtungen
mit harmonischer Unwuchtrüttelung
oder Schockvibration über
Schlagleisten dienen. Die Amplituden der angeregten Vibrationen
des Rütteltisches
liegen typischerweise in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm.
-
Auf
der dem Formeinsatz zugewandten Oberseite des Rütteltisches ist in gebräuchlicher Weise
ein Steinbrett SB, welches typischerweise aus Holz oder Kunststoff
besteht, aufgelegt. Das Steinbrett SB nimmt in y-Richtung nicht
die gesamte Tischbreite des Rütteltisches
RT in Anspruch. In y-Richtung beidseitig des Steinbretts sind Seitenbereiche SSL,
SSR des Rütteltisches
mit Spannelementen SE von Spanneinrichtungen versehen. Die Spannelemente
ragen in der skizzierten Ausführungsform über die
Tischoberfläche
nach oben und auch über
die Tischunterseite nach unten hinaus. Die Gegenspannelemente der
Spanneinrichtungen sind in den Anschlussbereichen ABL, ABR des Formeinsatzes
angeordnet, vorzugsweise an dessen Unterseite. Besonders vorteilhafte
Ausführungen
solcher Spanneinrichtungen sind nachfolgend noch im Detail beschrieben.
Das Steinbrett wird, insbesondere bei Ein-Lagen-Fertigung als Transport-
und Lagerunterlage mit den verdichteten und entformten Betonformkörpern vom
Rütteltisch
in x-Richtung verschoben, weshalb entlang dieser Brettkante keine
Spannelemente über
die Tischoberfläche
hinausstehen, und durch ein leeres Steinbrett ersetzt.
-
Zusätzlich zu
Rütteltisch
und Formeinsatz ist typischerweise noch eine Auflastvorrichtung
in der Formmaschine enthalten, welche allgemein bekannt und in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht mit eingezeichnet ist. Die Auflastvorrichtung greift
mit an Stempeln befestigten Druckplatten in die oberen Öffnungen
der mit Frischbeton gefüllten
Formnester ein und übt
während
des Rüttelvorgangs
Druck auf den Beton aus. Die Druckplatten dienen ferner zur zuverlässigen Entformung
der verdichteten Betonformkörper
aus den Formnestern nach unten, indem nach Abschluss des Rüttelvorgangs
bei im wesentlichen gleichbleibender vertikaler relativer Position
von Steinbrett und Druckplatten der Formeinsatz relativ zu diesen
nach oben verfahren wird und die verdichteten Betonformkörper auf
dem Steinbrett bleiben.
-
In 2 ist
der zwischen den den Halterahmen bildenden Halteleisten HLL, HLR
gehaltene Formeinsatz in Draufsicht dargestellt, wobei die Halteeinrichtungen
zwischen Halterahmen und Formeinsatz teilweise aufgeschnitten dargestellt
sind. Die Halteleisten sind vereinfacht dargestellt ohne die Verbindung
zu den Vertikalführungen
der Formmaschine. 3 bis 5 zeigen
vergrößerte Ausschnitte mit
verschiedenen der mehreren Halteeinrichtungen.
-
Die
Halteeinrichtungen HE1, HE2, HE3 und HE4 sind jeweils durch ein
Halteelement auf Seiten der Halteleiste und ein Gegenhalteelement
auf Seiten des Formeinsatzes gebildet. In vorteilhafter Ausführung sind
die Halteelemente quer zu einander an dem Spalt SP gegenüberstehenden
Wandflächen von
Halteleiste und Formeinsatz, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht
zu diesen Wandflächen
linear verschiebbar. Die Halteelemente HB sind vorteilhafterweise
zumindest an ihren dem Formeinsatz zuweisenden Enden bolzenartig mit
im westlichen konstantem Querschnitt ausgeführt. Die Gegenhalteelemente
im Formeinsatz umfassen insbesondere eine Öffnung, vorzugsweise als Bohrung,
in der Wand des Formeinsatzes, welche geringfügig größer ist als der Querschnitt
der bolzenförmigen
Halteelemente. Über die
lineare Verschiebbarkeit können
die Halteelemente zwischen einer Eingriffsstellung mit in die Öffnungen
GB ragenden Enden und einer aus der Öffnung zurückgezogenen Lösestellung
verschoben werden. Die Verschiebung erfolgt über in den Halteleisten angeordnete
Betätigungsmittel,
welche vorzugsweise als druckmittelbetätigte Zylinder ausgeführt sind.
Die horizontale Verschiebung der Halteelemente ermöglicht eine
geringe Bauhöhe
der Anschlussbereiche ABL, ABR und ist damit vorteilhaft geeignet
auch für
Formeinsätze
zu geringen Steinhöhen
von z. B. nur wenigen Zentimetern.
-
Die
Halteelemente HB sind in den Halteleisten und durch den Eingriff
in die Öffnungen
GB des Formeinsatzes auch dort gegen Verkippen um die Verschieberichtung
gesichert und stabilisieren daher in der Eingriffsstellung die Position
des Formeinsatzes jeweils quer zur jeweiligen Verschieberichtung. Um
eine in der Zeichenebene der 2 eindeutige Position
des Formeinsatzes zwischen den Halteleisten zu gewährleisten,
sind vorteilhafterweise verschiedene Halteeinrichtungen mit unterschiedlichen Verschieberichtungen
der linear verschiebbaren Halteelemente ausgerichtet. Die Halteeinrichtungen HE1
und HE3 weisen eine zur y-Richtung parallele Verschieberichtung
auf und stabilisieren die Position des Formeinsatzes gegen relative
Verlagerungen von Formeinsatz und Halterahmen in x- und in z-Richtung,
die Halteeinrichtungen HE2 und HE4 wirken mit zur x-Richtung parallelen
Verschieberichtungen positionsstabilisierend gegen relative Verlagerungen
in y- und in z-Richtung. So wird mit einfach gestalteten Halteeinrichtungen
eine Stabilisierung der Position des Formeinsatzes im Halterahmen
in alle Richtungen gewährleistet.
Für die
unterschiedlichen Ausrichtungen der einzelnen Halteeinrichtungen
ist der Verlauf der Spalte SP in der Zeichenebene der 2 vorteilhaft
von einem linearen Verlauf abweichend gestuft. Für den Spalt sind andere äquivalente
Verläufe
möglich.
Bei mehrseitiger Umfassung des Formeneinsatzes durch den Halterahmen können insbesondere
auch Halteelemente an in y-Richtung durchgehenden Rahmenabschnitten
angeordnet sein.
-
Der
Spalt ist vorzugsweise nur luftgefüllt. Von oben einfallender
Schmutz kann nach unten ausfallen. Um zu vermeiden, dass Schmutzpartikel,
welche in der Lösestellung
der Halteeinrichtungen sich an Halteelementen HB und/oder Öffnungen
GB anlagern, beim Wechsel zur Eingriffsstellung in die Öffnungen
eingedrückt
werden diese nach und nach ausfüllen,
sind die Öffnungen
GB an den den Halteleisten abgewandten Enden aufgeweitet. Die Aufweitungen
ER sind vorteilhafterweise nach unten offen. In die Öffnung gelangende
Schmutzpartikel werden dadurch bei Bewegen des Halteelements HB
in die Eingriffsstellung über
den Eingriffsbereich der Öffnung
GB hinaus in die Aufweitung ER verschoben und fallen nach unten
aus. Im Spalt können
zusätzlich
Anschlagelemente, vorzugsweise aus elastischem Material zur Begrenzung
der Bewegung des Formeinsatzes relativ zum Halterahmen in der x-y-Ebene
vorgesehen sein. Der Spalt kann in anderer Ausführung auch mit einer Dichteinrichtung
zur Abdichtung gegen das Eindringen von Schmutz versehen sein, welche
aber leicht verformbar sein soll und weder vertikale Haltekräfte zum
Abheben des Formeinsatzes von der Rüttelunterlage noch vertikale
Anpresskräfte
während
des Rüttelvorgangs
aufzubringen hat und auch keine nennenswerten Anteile der Rüttelbewegung
des Formeinsatzes auf die Halteleisten übertragen soll.
-
In 3 ist
die Halteeinrichtung HE1 als Schnitt entlang III–III von 2 dargestellt.
Ein Halteelement HB ist hier in einer Zwischenstellung zwischen
ausgezogener Position und vollständigem
Eingriff in den zylindrischen Eingriffsbereich der Öffnung GB
skizziert. Die Öffnung
weist an ihrem der Halteleiste HLL abgewandten Ende eine Aufweitung
ER auf, welche nach unten offen ist. Aus 3 ist auch entnehmbar,
dass die untere Begrenzungsebene UE des Formeinsatzes im Bereich
der Formnester tiefer liegt als die untere Fläche des Anschlussbereichs ABL.
Die Fläche
des Formeinsatzes ist im skizzierten Beispiel in einer oberen Begrenzungsebene
OE vom Bereich der Formnester über
den Anschlussbereich ABL durchgehend, kann aber auch gestuft sein
oder ein Deckblech oder eine Schiene für einen Füllwagen in an sich bekannter
Art aufweisen. Die Höhe
des Formeinsatzes zwischen oberer und unterer Begrenzung der Formnester
ist mit EH bezeichnet.
-
Im
Anschlussbereich ABL ist ferner noch ein Gegenspannelement GS einer
Spanneinrichtung angedeutet. In 2 sind Positionen
mehrerer solcher Gegenspannelemente GS in den Anschlussbereichen
angedeutet.
-
4 zeigt
einen Schnitt durch die Halteeinrichtung HE2 entlang IV–IV von 2.
Aus dieser Ansicht ist der bevorzugte kreissymmetrische Querschnitt
von Halteelement HB und Öffnung
GB ersichtlich sowie die vorteilhafte Erweiterung der Aufweitung
ER auch nach unten.
-
5 zeigt
die Halteeinrichtung HE3 als Ausschnitt V aus 2 in
teilweise aufgeschnittener Ansicht. Die Aufweitung ER ist in dem
skizzierten Beispiel annähernd
ein halber Kegelstumpf.
-
Der
Formeinsatz ist, wie bereits zu 1 ausgeführt, durch
lösbare
Spanneinrichtungen gegen die rüttelbare
Unterlage verspannbar, um ein unkontrolliertes Abheben des Formeinsatzes
von dem Rütteltisch
RT bzw. dem Steinbrett SB während
des Rüttelvorgangs
zu verhindern. Die Spanneinrichtungen umfassen Spannelemente SE
auf Seiten des Rütteltisches
in Seitenbereichen SSL, SSR und Gegenspannelemente auf Seiten des
Formeinsatzes, vorzugsweise an dessen Unterseite der Anschlussbereiche
ABL, ABR, welche lösbar
ineinander greifen können
und eine hohe vertikale Spannkraft zwischen Rütteltisch und Formeinsatz aufbringen
können.
-
In 6 bis 8 ist
eine bevorzugte Ausführung
von Spannelementen skizziert. Das skizzierte Spannelement enthält insbesondere
eine um eine vertikale Schraubenachse SA drehbare Spannschraube
SS, welche am Rütteltisch
gegen Zugkräfte nach
oben abgestützt
ist. Die Spannschraube greift mit ihrem Schraubengewinde SG in ein
Gegengewinde GG als Gegenspannelement im Formeinsatz FE, vorzugsweise
in einem Anschlussbereich ABL, ABR wie zu 1 bis 5 bereits
erläutert,
ein und verspannt beim Anziehen der Gewindeverbindung Formeinsatz
und Rütteltisch
vertikal gegeneinander. Das Drehen der Spannschraube erfolgt vorzugsweise
durch einen Motor MO.
-
Vorteilhafterweise
sind eine Führungshülse HS und
der Motor MO zu einer in 6 in Schrägansicht, in 7 in
teilweise geschnittener Seitenansicht und in 8 als Schnitt
entlang VIII–VIII
von 7 skizzieren Baueinheit als Spannelement verbunden.
Die Spannschraube S ist mit ihrem Schraubenkopf SK an der Hülse HS abgestützt und
mit ihrem Schaft durch die Hülse
nach oben geführt.
-
Eine
Antriebswelle MW des Motors greift, z. B. über einen Mehrkant-, in der
Skizze nach 8 einen Vierkant-Querschnitt
in den Schraubenkopf SK ein, so dass Drehung der Schraube und Drehung
der Motorwelle gekoppelt sind. Die Motorwelle ist in dem Schraubenkopf
nur eingesteckt, so dass bei einem Defekt oder Verschleiß Komponenten
des Spannelements einzeln ausgetauscht werden können.
-
Motor
MO und Hülse
HS sind im skizzierten Beispiel über
weitere Schrauben ST verbunden und in definiertem Abstand gehalten.
Die Hülse
HS kann in den Rütteltisch
von unten eingesetzt und/oder in den Rütteltisch eingeschweißt sein.
Die Struktur der Hülse
HS kann auch ohne die Hülse
als eigenes Bauteil im Tischkörper
des Rütteltisches
selbst ausgebildet sein.
-
In
besonders vorteilhafter Ausführung
kann die Spannschraube SS entgegen einer Rückstellkraft in Richtung des
Aufsetzens des Formeinsatzes auf den Rütteltisch, d. h. in z-Richtung
verschiebbar sein. Eine solche Rückstellkraft
ist im Beispiel der 7 bis 9 durch
eine Druckfeder VS aufgebracht. Die Verschiebbarkeit entgegen der
Rückstellkraft
ermöglicht
das Aufsetzen des Formeinsatzes auf dem Rütteltisch RT bzw. das Steinbrett
SB bevor die Spannschraube SS mit ihrem Schraubengewinde in ein
Gegengewinde GG als Gegenspannelement auf Seiten des Formeinsatzes
verschraubt wird. Die Spannschraube liegt dann mit ihrem oberen
Ende unter Einwirkung der Rückstellkraft
der Feder VS am Eingang des Gegengewindes GG an, welches in 7 in
der Unterseite eines Anschlussbereichs ABR eines Formeinsatzes FE
angedeutet ist.
-
Für die Verschiebbarkeit
der Spannschraube ist die Aufnahme WA im Schraubenkopf für die Antriebswelle
MW des Motors in z-Richtung hinreichend tief, um ein Eintauchen
des Endes der antreibenden Motorwelle MW in die Aufnahme bei Verschiebung der
Schraube nach unten zu ermöglichen.
-
Die
Abstützung
der Spannschraube SS in der Hülse
gegen vertikale Zugkräfte
erfolgt vorteilhafterweise über
konische Anlageflächen
AF von Hülse und
Schraubenkopf, wodurch eventuell einfallende Schmutzpartikel entlang
der schrägen
Flächen
nach unten ausfallen.
-
In 9 bis 21 sind
in Seitenansicht mit Blick in x-Richtung ein Formeinsatz mit Halteleisten und
eine rüttelbare
Unterlage in mehreren Stadien eines Herstellungszyklus in einer
Formmaschine skizziert, wobei Gesamtseitenansichten und vergrößerte Ausschnitte
gezeigt sind. Dabei sind der Übersichtlichkeit
halber die Rütteleinrichtung,
die Vertikalführung
der Halteleisten, die Auflastvorrichtung und andere Baugruppen der
Formmaschine nicht mit eingezeichnet.
-
In 9 ist
der Formeinsatz FE mit in Eingriff befindlichen Halteeinrichtungen
in den Halteleisten HLL, HLR des Formeinsatzes gehalten und vertikal von
der Rüttelunterlage
mit Rütteltisch
RT und Steinbrett SB beabstandet. Der in 10 vergrößert dargestellte
Ausschnitt X aus 9 zeigt, dass ein Halteelement
HB von der Halteleiste HLR über
den Spalt SP in das Gegenhalteelement im Anschlussbereich ABR des
Formeinsatzes eingreift. Die Spannelemente SE auf Seiten des Rütteltisches
sind nicht in Kontakt mit den Gegenspannelementen des Formeinsatzes.
Die Spannschraube SS ist durch die Rückstellkraft der Feder VS im
Spannelement in ihre obere Stellung in der mit dem Rütteltisch
verbundenen Hülse
HS gedrückt.
-
Beim
Absenken des Formeinsatzes mit Halterahmen in Pfeilrichtungen der 9 und 10 kommen
die oberen Enden der Spannschrauben SS in Anlage mit dem Eingang
der Gegengewinde im Formeinsatz. Die Spannschrauben werden entgegen der
Rückstellkräfte der
Federn in den Spannelementen in den Hülsen HS nach unten gedrückt, bis
die untere Begrenzungsebene UE des Formeinsatzes in 11 die
obere Fläche
des Steinbretts SB erreicht und der Formeinsatz auf der Unterlage
abgesetzt ist. Der in 12 gezeigte Ausschnitt XII aus 11 veranschaulicht
in vergrößerter Darstellung,
dass der Formeinsatz auf dem Steinbrett abgesetzt ist und die Spannschraube
SS nicht in das Gegengewinde GG eingreift, sondern in der Hülse nach
unten verschoben ist.
-
Das
Halteelement HB ist noch in Eingriff mit dem Gegenhalteelement im
Formeinsatz, ist aber in dieser Position im Idealfall im wesentlichen
belastungsfrei, da das Gewicht des Formeinsatzes nun auf dem Steinbrett
SB ruht.
-
In
einem nächsten
Schritt, in welchem Formeinsatz FE, Halterahmen HLL, HLR und Rütteltisch RT
mit Steinbrett SB gemäss 13 in
zu 11 unveränderter
Position sind, werden alle Spannschrauben SS in die Gegengewinde
SS eingeschraubt, wie in 14 als
Ausschnitt XIV aus 13 deutlich ersichtlich. Die
Halteelemente HB der Halteeinrichtungen sind unverändert in
Eingriff mit den Gegenhalteelementen.
-
Anschließend werden
die Halteeinrichtungen bei weiter unveränderter relativer Lage von
Formeinsatz FE, Halterahmen HLL, HLR und Rütteltisch RT mit Steinbrett
SB nach 15 gelöst, indem die Halteelemente
HB aus den Gegenhalteelementen GB des Formeinsatzes zurückgezogen
werden. Formeinsatz FE und Halterahmen mit Halteleisten HLL, HLR
sind nun vollständig
voneinander entkoppelt und durch den Spalt SP getrennt, wie in 16 als Ausschnitt
XVI aus 15 verdeutlicht ist.
-
Die
Betätigung
der Spanneinrichtungen kann vorteilhafterweise in zwei Stufen erfolgen,
wobei in einer ersten Stufe alle Spannschrauben mit geringem Anzugsmoment
in die Gegengewinde eingedreht werden und in einer zweiten Stufe
ein Anziehen der Schrauben mit hohem Moment zur Erzielung einer starken
vertikalen Verspannung erfolgt. Das Anziehen mit hohem Moment in
der zweiten Stufe kann vor oder auch erst nach dem Lösen der
Halteeinrichtungen erfolgen.
-
Die
darauf folgenden Vorgänge
des Befüllens
der Formnester des Formeinsatzes FE mit Frischbeton, das Einfahren
von Druckplatten der Auflastvorrichtung in die oberen Öffnungen
der Formnester und der Rüttelvorgang
mit Vibrationsanregung des Rütteltisches,
während
der Formeinsatz fest mit dem Rütteltisch
bzw. dem Steinbrett vertikal verspannt bleibt, sind allgemein bekannt
und daher nicht gesondert gezeichnet.
-
Während des
Rüttelvorgangs
führt der
Formeinsatz zusammen mit Rütteltisch
und Steinbrett Rüttelbewegungen
relativ zu dem in der Formmaschine fixierten Halterahmen aus. Die
Druckplatten der Auflastvorrichtung senken sich in dem Maß der Verdichtung
des Betons weiter in die Formnester ein.
-
Nach
Abschluss des Rüttelvorgangs
befinden sich in 17 Formeinsatz, Halterahmen
und Rütteltisch
wieder in der gleichen relativen Position wie in 15 und
die Halteeinrichtungen werden wieder in Eingriffsstellung gebracht,
indem die Halteelemente HB wieder über den Spalt SP in die Gegenhalteelemente
GB eingeschoben werden, wie in 18 als
Ausschnitt VIII aus 17 ersichtlich ist. Die Druckplatten
der Auflastvorrichtung (nicht eingezeichnet) sind in abgesenkter
Stellung in den Formnestern. Die Spannschrauben sind noch in die
Gegengewinde eingedreht.
-
Im
nächsten
Schritt gemäß 19 und
dem vergrößertem Ausschnitt
XX in 20 werden die Spannschrauben
aus den Gegengewinden GG herausgedreht, wobei der Formeinsatz auf
dem Steinbrett aufgesetzt bleibt und die Spannschrauben SS in den
Hülsen
HS nach unten gedrückt
werden.
-
Die
Reihenfolge des Eingreifens der Halteeinrichtungen und des Lösens der
Spanneinrichtungen kann auch umgekehrt sein.
-
Der
Formeinsatz kann nun durch Verfahren des Halterahmens nach oben
in die in 21 gezeigte Stellung von dem
Steinbrett abgehoben werden, wobei aber die hier eingezeichnete
Auflastvorrichtung AL nicht mit angehoben wird und die Druckplatten
DP die verdichteten Betonformkörper
BK auf dem Steinbrett halten, so dass beim Anheben des Formeinsatzes
FE die Betonformkörper
BK aus den Formnestern entformt werden. Beim Anheben des Formeinsatzes
werden die Spannschrauben durch die Rückstellkräfte der Federn wieder in den
Hülsen
in ihre obere Stellung gedrückt.
Die Vertikalposition des Halterahmens und des Formeinsatzes muss
relativ genau eingehalten werden, damit die Betonformkörper zuverlässig aus
den Formnestern ausgedrückt werden,
die Druckplatten aber noch in den Formnestern geführt bleiben.
-
Nach
Anheben der Auflastvorrichtung in eine Position oberhalb des Formeinsatzes,
Entfernen des Steinbretts mit den verdichteten Betonformkörpern und
Einlegen eines leeren Steinbretts auf dem Rütteltisch ist wieder die in 9 skizzierte
Ausgangsposition für
einen neuen Zyklus erreicht.
-
Die
vertikale Verfahrung des Formeinsatzes relativ zu Rütteltisch
und/oder Auflastvorrichtung kann auch bei in der Formmaschine fest
positioniertem Halterahmen und vertikalen Bewegungen von Rütteltisch
bzw. Auflastvorrichtung erfolgen.
-
Die
Verfahrung des Halterahmens und der Auflastvorrichtung in der Formmaschine,
die Betätigung
der Halteeinrichtungen und der Spanneinrichtungen sowie der Rütteleinrichtung
und die koordinierte Steuerung gegebenenfalls weiterer Vorgänge innerhalb
eines Zyklus erfolgt vorteilhafterweise durch eine Steuereinheit
der Formmaschine automatisch oder teilautomatisch mit manueller
Auslösung einzelner
Zyklusschritte. Gegenüber
herkömmlichen Steuerungen
von Formmaschinen ist insbesondere die zeitrichtige Einbindung der
Betätigung
von Halteeinrichtungen und Spanneinrichtungen von Bedeutung. Zur Überwachung
der richtig erfolgten Betätigung
aller Elemente können
Sensoren für
die aktuelle Position von Halteelementen und/oder von Spannelementen
oder von damit korrespondierenden zusätzlichen Elementen vorgesehen
sein.
-
Die
Funktionen der beispielhaft geschilderten Halteeinrichtungen, welche
den Formeinsatz in allen Richtungen in definierter Position relativ
zum Halterahmen sichern, können
auch aufgeteilt sein auf die Vertikalposition von Halterahmen und
Formeinsatz koppelnde Tragelemente ohne Zentrierfunktion einerseits
und die Horizontalposition des Formeinsatzes relativ zum Halterahmen
in einer x-y-Ebene
bestimmende Zentrierelemente andererseits, welche gleichzeitig oder
nacheinander betätigbar
sind.
-
In 22 ist
in Schrägansicht
von oben und in 23 in Schrägansicht von unten eine Kombination
von Halterahmen, Formeinsatz und Rütteltisch mit Steinbrett skizziert,
bei welcher der Formeinsatz eine wesentlich größere Höhe zwischen unterer und oberer
Begrenzungsebene des Steinfelds mit den Formnestern aufweist. Die
Handhabung dieses Formeinsatzes erfolgt im wesentlichen gleich wie
bei vorangegangenen ausführlich
beschriebenen Beispielen, wobei hier aber die am Formeinsatz ausgebildeten
Gegenhalteelemente in z-Richtung deutlich von den Gegenspannelementen
beabstandet sind. Allgemein gilt für ein bevorzugtes Formensystem
mit mehreren Formeinsätzen
unterschiedlicher Höhe
zur Verwendung in einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art,
dass die Lage der Gegenhalteelemente und der Gegenspannelemente
in x- und in y-Richtung für
alle verschiedenen Formen im wesentlichen gleich ist, und dass die
relative vertikale Position DG der Gegenspannelemente für alle verschiedenen Formen
in z-Richtung bezüglich
der unteren Begrenzungsebene UE der Formeinsätze gleich ist. Vorteilhafterweise
ist zusätzlich
die Lage DH der Gegenhalteelemente in z-Richtung bezüglich der
oberen Begrenzungsebene OE für
alle Formeinsätze
gleich. Die genannten relativen Lagegrößen in z-Richtung sind in 25 an
einem vergrößerten Aus schnitt
aus dem Schnittbild nach 24 durch
eine Kombination nach 22 und 23 mit
einem Formeinsatz FE, dessen beliebige Höhe HEV durch die horizontale Unterbrechung
angedeutet ist, veranschaulicht. Die Formeinsätze unterschiedlicher Höhe können dann besonders
vorteilhaft mit denselben Halterahmen mit Halteelementen und demselben
Rütteltisch
mit Spannelementen eingesetzt werden, und zeigen ohne weitere Aufbauten
jeweils eine einheitliche Oberseite mit der oberen Begrenzungsebene
OE
-
Um
auch bei höheren
Formeinsätzen
den Gewichtsanteil des Anschlussbereichs mit Gegenhalteelementen
und Gegenspannelementen gering zu halten, kann der Anschlussbereich
unterhalb eines oberen Plattenabschnitts AP, in welchem die Gegenhalteelemente
angedeutet sind, gegenüber
einer massiven Blockform bis zu den an der Unterseite des Formeinsatzes
angeordneten Gegenspannelementen größere Aussparungen AA aufweisen.
Die Gegenspannelemente sind in dem Beispiel der 22 und 23 an
den Unterseiten von Materialstegen MS angeordnet.
-
In 26 ist
in Schrägansicht
eine Kombination eines Formeinsatzes mit einem diesen an allen vier
Seiten umgebenden geschlossenen Halterahmen HR skizziert.
-
Um
eine seitliche Verschiebung in x- oder y-Richtung des gegen den
Rütteltisch
verspannten und vom Halterahmen entkoppelten Formeinsatzes relativ
zum Rütteltisch
während
des Rüttelvorgangs zu
verhindern, können
zusätzliche
Zentriereinrichtungen zwischen Rütteltisch
und Formeinsatz vorgesehen sein, welche beim Aufsetzen des Formeinsatzes vorgesehen
sein, welche beim Aufsetzen des Formeinsatzes auf dem Rütteltisch
oder beim Verspannen mittels der Spanneinrichtungen in Eingriff
treten und zusätzlich
zu der hohen kraft schlüssigen
Festlegung des Formeinsatzes auf dem Rütteltisch in der x-y-Ebene noch eine formschlüssige Lagesicherung bewirken.
-
Während in 22 bis 25 bei
höheren Formeinsätzen in
bevorzugter Ausführung
davon ausgegangen ist, dass die Halteeinrichtungen zwischen dem
maschinenseitigen Halterahmen und dem Formeinsatz in zur oberen
Begrenzungsebene OE des Formeinsatzes definierter Höhenlage
DH liegen und damit immer ohne zusätzlichen Aufbau eine gleichbleibende
obere Begrenzung, über
welche der Füllwagen
geführt
wird, gegeben ist, kann in anderer Ausführung auch eine bestimmte gleichbleibende Höhenlage
zwischen den Halteeinrichtungen und der unteren Begrenzungsebene
UE des Formeinatzes gegeben sein. Eine solche Ausführung ist
insoweit stärker
an gebräuchliche
Formmaschinen angepasst, als diese üblicherweise mit einer maschinenseitigen
Spannleiste zur Aufnahme eines Flansches einer auswechselbaren Form
zum Aufsetzen des Formeinsatzes auf das Steinbrett bzw. dem Rütteltisch
die Spannleiste bis zu einem festen Anschlag in der Maschine nach
unten verfahren.
-
In 27 ist
von schräg
oben und in 28 von schräg unten ein Formeinsatz skizziert,
bei welchem im unteren Bereich eine Grundplatte GP als Anschlussbereich
das Steinfeld mit den mehreren Formenstern seitlich überragt
und sowohl die Gegenhalteelemente der Halteeinrichtungen in Form
der Bohrungen GB mit Erweiterungen ER als auch die Gegenspannelemente
in Form der Gegengewinde GG enthält.
Auf Höhe
der oberen Begrenzungsebene des Formeinsatzes ist der Bereich des
Steinfeldes durch eine Deckplatte HP seitlich verbreitert. Die Außenkanten
der Deckplatte bilden Anschlusskanten AKM für maschinenseitige Auflagen
oder Führungsbleche,
welche beim Befüllvorgang
an die Deckplatte mehrseitig angrenzend angeordnet sind. Die Deckplatte
HP ist durch Knotenbleche KN abgestützt, welche an Seitenflächen des
Einsatzes befestigt sind und vorzugsweise bis zu der Grundplatte
GP reichen.
-
In 29 ist
ein derartiger Formeinsatz FEL an sich beliebiger Höhe HEL in
Seitenansicht und in 30 ein vergrößerter Ausschnitt XXX daraus
skizziert. In dieser Ausführungsform
mit im unteren Bereich des Formeinsatzes FEL angeordneten Gegenhalteelementen
der Halteeinrichtungen sind die Gegenhalteelemente GB in für alle Formeinsätze gleichbleibender
relativer Höhenposition
DHL bezüglich der
unteren Begrenzungsebene UE des Formeinsatzes angeordnet. Die Position
der Gegenhalteelemente sei durch eine definierte Linie der Gegenhalteelemente,
z. B. die Mittelachse einer Bohrung repräsentiert.
-
In 31 ist
eine vorteilhafte Möglichkeit
der Ergänzung
bestehender Formmaschinen zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung skizziert. übliche Formmaschinen
weisen beidseitig eines Aufnahmeraums für eine Form bzw. einen Formeinsatz
jeweils einen Maschinenflansch MF mit vorgegebenem Anschlussbild
für eine
Form auf. Die Form ihrerseits weist dann an gegenüber liegenden
Seiten je einen Anschlussflansch in zum Maschinenflansch korrespondierender
Ausführung
auf.
-
In 31 sind
in einer herkömmlichen
Formmaschine die Maschinenflansche MF mit je einer Halteleiste HL
versehen, welche die im Sinne der vorliegenden Erfindung maschinenseitigen
Halteelemente HB der Halteeinrichtungen zwischen Formrahmen und
Formeinsatz aufweisen. Die Halteleisten HL können zur Verwendung mit mehreren
verschiedenen Einsätzen
dauerhaft mit den Maschinenflanschen verbunden, z. B. verschraubt
oder verschweißt
sein, oder nach Art der gebräuchlichen
Formflansche nur auf den Maschinenflanschen festgespannt und jeweils
zusammen mit dem Formeinsatz austauschbar sein. In 32 ist
eine Vorrichtung nach 31 mit eingesetztem Formeinsatz
skiz ziert. Anschlüsse
zur Betätigung
der Halteelemente HB, insbesondere Druckmittelanschlüsse und
Leitungen sind vorzugsweise ausschließlich in den Halteleisten HL
vorgesehen.
-
Die
vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen
sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln
als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern im Rahmen fachmännischen
Könnens
in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere sind für die Gestaltungen der
Halteeinrichtungen und der Spanneinrichtungen im Detail eine Mehrzahl
anderer Lösungen
dem Fachmann an sich geläufig
und bekannt, beispielsweise Keilflächen oder Hydraulikzylinder
für die Spanneinrichtungen,
schwenkbare Halteelemente und andere.