DE102005046073B3

DE102005046073B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine

Info

Publication number: DE102005046073B3
Application number: DE200510046073
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Foerster
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: RU2006127500A; CH699651B1; NL1032486A1; NL1032486C2

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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine.
Kalksandsteine werden durch Pressen von Kalk und Sand in einer Presse und anschließende Härtung unter Dampfdruck hergestellt.

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°) 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).

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° oder 45° (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).

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.

DE 22 64 247 A1 offenbart die Herstellung von Formlingen 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.

DE 28 30 779 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.

Gemäß DE 34 46 092 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° um eine in Richtung der Steinbreite weisenden Achse gedreht.

Aus DE 35 05 465 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.

DE 195 35 790 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 folgen.

DE 195 01 812 C2 beschriebt 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.

Die DE 197 56 148 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kalksandstein-Steinformlingen für Plansteine und Passstücke, die jeweils zwischen zwei aneinander gegenüber angeordneten Stoß-Stirnflächen eine bestimmte Steinlänge aufweisen, bei dem jeder Steinformling umfasst von vier Formwänden und zwischen einem Oberstempel und einem Unterstempel geformt und gepresst wird, bei dem jeder Steinformling mittels Nutformmitteln und/oder Federformmitteln an mindest einer Stoß-Stirnfläche mit einer Nut oder Feder versehen wird, bei dem zum Pressen ein Endabstand von Oberstempel und Unterstempel eingestellt wird, bei dem jeder Steinformling nach dem Pressen entladen wird und abgestapelt wird, wobei er auf einer ebenen Stirnfläche aufliegt, und bei dem bezüglich der Passstücke zusätzliche Maßnahmen zugeführt werden, wobei die Steinformlinge mit der Steinlänge der Passstücke geformt und gepresst werden, die Stoß-Stirnflächen der Steinformlinge mittels des Oberstempels und Unterstempels gestaltet werden und die Steinformlinge nach dem Entladen vor dem Abstapeln mit den Stoß-Stirnflächen um 90° gedreht werden. In einer Ausführung wird eine schräge Stoß-Stirnfläche eines Passstückes durch eine entsprechend schräg geneigte wirksame Unterseite des Oberstempels erzeugt.

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

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 12 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 oder des Anspruchs 29.

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.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 oder 12 bzw. Anspruch 20 oder 29 jeweils abhängigen Ansprüchen.

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° oder 38° oder 17° oder einem anderen, insbesondere bei Giebelsteinen benötigten, Innenwinkelwert aufweisen.

Alternativ kann der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings auch ein Polygon mit wenigstens fünf Ecken sein, wobei die Seiten des Polygons an wenigstens zwei Ecken des Polygons einen rechten Winkel einschließen und/oder an wenigstens einer Ecke des Polygons einen Winkel von 45° oder 135° einschließen. Eine solche Ausführungsform eignet sich besonders für einen Eckstein im Mauerverband.

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 wenigstens zwei rechtwinklige Ecken und in wenigstens einem zwischen zwei rechtwinkligen Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereich die konvexe Krümmung vorgesehen sind. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für einen Radius- Eckstein.

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.

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 zugehörigen Formraum für einen gewünschten Steinformling an eine Füllposition gebracht und dort wenigstens teilweise mit Rohmaterial befällt 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.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren
1 eine Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen unterschiedlicher Abmessungen in einem Längsschnitt,
2 ein Teil der Vorrichtung gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht auf die Form,
3 die Vorrichtung gemäß 1 beim Befüllen eines Formraums der Form in einem Längsschnitt,
4 die Vorrichtung gemäß 3 beim Pressen des Füllmaterials in dem zugehörigen Formraum in einem Längsschnitt,
5 die Vorrichtung gemäß 3 und 4 beim Auswerfen des gepressten Rohlings in einem Längsschnitt,
6 die Vorrichtung gemäß 1 mit horizontal verschobener Form in einem Längsschnitt,
7 ein Teil der Vorrichtung gemäß 6 mit verschobener Form in einer teilweise geschnitten Draufsicht,
8 den gemäß 5 gepressten Rohling in einer perspektivischen Ansicht,
9 eine weitere Ausführungsform einer Form in einer Draufsicht,
10 der mit der Form gemäß 9 gepresste Steinrohling in einer perspektivischen Ansicht,
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Form in einer Draufsicht und
12 der mit der Form gemäß 11 hergestellte Steinrohling.
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in 1 bis 12 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Presse oder Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen, insbesondere Kalksandsteinen, gemäß 1 und 2 weist 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.
Die Formmatrize 2 weist vier separate oder voneinander beabstandete Formräume 20, 21, 22 und 23 auf, die in 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.
Die Dreiecke der Querschnitte der Formräume 20 bis 23 sind in 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.
Beim Formraum 20 schließt die Hypotenuse c1 mit jeder beiden Seiten a1 und b1 jeweils einen Winkel von 45° ein. Das rechtwinklige Dreieck des Querschnitts des Formraums 20 ist also ein gleichschenkliges Dreieck, das heißt die Seiten a1 und b1 sind gleich lang.
In dem Querschnitt des Formraums 21 schließen die Seite a2 und die Hypotenuse c2 einen Winkel von 38° und die Seite b2 und die Hypotenuse c2 einen Winkel von 52° ein.
Im Querschnitt des Formraums 22 schließen die Seite a3 und die Hypotenuse c3 einen Winkel von 31° und die Seite b3 und die Hypotenuse c3 einen Winkel von 59° ein.
Im Querschnitt des Formraums 23 beträgt der Winkel zwischen der Seite a4 und der Hypotenuse c4 17° und der Winkel zwischen der Seite b4 und der Hypotenuse c4 73°.
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.
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.
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 Übertragungsseinrichtung wie beispielsweise einem Zahnstangengetriebe. Der Verstellantrieb 16 kann schrittweise oder in diskreten Schrittweiten antreiben oder vorzugsweise kontinuierlich in jede Position.
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.
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 1 ist 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.
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.
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.
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.
In der Grundstellung gemäß 1 und 2 ist 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 5) des Steinformlings in der Pressrichtung P wird der Füllungsgrad oder die Füllhöhe des Füllmaterials 10 bestimmt. 3 zeigt die Vorrichtung nach der Befüllung, wobei hier eine vollständige Befüllung mit Füllmaterial 10 des Formraums 21 vorgesehen ist.
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 zugerichteten Pfeile. Dabei werden der Pressstempel 31 der oberen Stempeleinheit 3 und der Pressstempel 41 der unteren Stempeleinheit 4, wie in 4 gezeigt, 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.
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.
Der Steinformling 50 (in 8 in perspektivischen 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.
Die Führungselemente 48 der unteren Stempeleinheit 4 greifen nun gemäß 5 in die Führungsräume 28 der Formmatrize 2 ein. Der fertige Steinformling 50 wird nun von der Steinentnahmeeinrichtung 8 (in 2 dargestellt) von der Formmatrize 2 entnommen und abtransportiert zum Härten. Dieser gehärtete im Querschnitt dreieckige Stein 50 kann insbesondere als Giebelstein verwendet werden.
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 soweit verschoben, bis ein gewünschter anderer Formraum, im Beispiel der 6 und 7 der Formraum 22, der Formmatrize 2 in der Mittelebene M der Vorrichtung zu liegen kommt. Um die Stempeleinheiten 3 und 4 um den gleichen Verstell weg 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, 53 und 54 vorgesehen, die eine Verschiebung der Stempeleinheit 3 oder 4 relativ zu dem Stößel 13 bzw. 14 in der Verschieberichtung V ermöglichen.
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 53 bzw. 54 gelöst, so dass eine Verschiebbarkeit der Stempeleinheiten 3 und 4 in ihren Führungen 53 und 54 hergestellt ist.
Nun wird der Verstellantrieb 16 mit dem Verbindungselement 6 betätigt und die Formmatrize 2 in den linearen Führungen 11 und 12 – gemäß 6 und 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 53 und 54 synchron oder um den gleichen Verstellweg mit der Formmatrize 2 als geschlossene Werkzeugeinheit in der Verschieberichtung V mit.
Im Allgemeinen werden die zum Pressen jeweils verwendeten Stempel 31 und 41 in 4 und 32 und 42 in 6 in 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.
Während in 3 bis 5 ein Steinformling mit dem Dreiecks-Querschnitt des Formraums 21 hergestellt wird, kann mit der verschobenen Formmatrize 2 gemäß 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 3 bis 6, nur eben in dem Formraum 22 anstelle des Formraums 21.
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 6 und 7 nach rechts verfahren, bis der jeweilige Formraum 20 oder 23 in der Mittelebene M zu liegen kommt.
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.
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.
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).
In 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 10 gezeigt ist und im Querschnitt ebenso wie der Formraum 24 drei rechte Winkel und zwei stumpfe Winkel von 135° aufweist sowie an einer Seite Ausnehmungen und Vorsprünge für eine Nut-Feder-Verbindung.
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 12 gezeigt ist und im Querschnitt ebenso wie der Formraum 24 drei Ecken mit rechten Winkeln und eine vierte kreisbogenförmig abgerundete Ecke aufweist.

2: Formmatrize
3: obere Stempeleinheit
4: untere Stempeleinheit
5: Gestell
6: Verbindungselement
7: Füllmaterialzuführung
8: Entnahmeeinrichtung
10: Füllmaterial
11, 12: Führung
13: oberer Stößel
14: unterer Stößel
16: Verstellantrieb
20, 21: Formraum
22, 23: Formraum
24, 25: Formraum
30, 31: oberer Stempel
32, 33: oberer Stempel
38: oberes Führungselement
40, 41: unterer Stempel
42, 43: unterer Stempel
48: unteres Führungselement
50: Steinformling
53, 54: Führung
B: Abmessung
a1,a2,a3,a4: Abmessung
b1,b2,b3,b4: Abmessung
c1,c2,c3,c4: Abmessung
V: Verschieberichtung
M: Mittelebene
P: Pressrichtung

Claims

Verfahren zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem a) wenigstens eine Formmatrize (2) mit wenigstens einem Formraum (20, 21, 22, 23) verwendet wird, b) 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, c) 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.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings dreieckig ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem wenigstens zwei Seiten des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings gleich lang sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings 90° beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings 45° oder 38° oder 17° beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem wenigstens eine Seite des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes oder Steinformlings 500 mm lang ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings ein Polygon mit wenigstens fünf Ecken ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Seiten des Polygons an wenigstens zwei Ecken des Polygons einen rechten Winkel einschließen und/oder an wenigstens einer Ecke des Polygons einen Winkel von 45° oder 135° einschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens in einem Teilbereich seines Randbereiches eine konvexe Krümmung, insbesondere kreisförmige Krümmung, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens zwei rechtwinklige Ecken aufweist und in wenigstens einem zwischen zwei rechtwinkligen Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereich die konvexe Krümmung aufweist.
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.
Verfahren zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem a) eine Formmatrize mit mehreren Formräume (20, 21, 22, 23) verwendet wird, die sich in dem Querschnitt senkrecht zu der Pressrichtung (P) unterscheiden, b) wenigstens ein erster Formraum (22) der Formmatrize durch Verstellen der Formmatrize in wenigstens einer Verstellrichtung (V) senkrecht zur Pressrichtung mittels eines Verstellantriebes (16) in wenigstens eine Füllposition (M) gebracht wird, c) wenigstens einmal Rohmaterial (10) in den wenigstens einen ersten Formraum (22) in der wenigstens einen Füllposition eingefüllt wird und 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) der Formmatrize durch Verstellen der Formmatrize in der oder wenigstens einer Verstellrichtung senkrecht zur Pressrichtung mittels des oder eines weiteren Verstellantriebes 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 mittels eines zweiten Paares von gegeneinander in einer Pressrichtung beweglichen Pressstempeln (33, 43) in dem zweiten Formraum zu wenigstens einem zweiten Steinformling verpresst wird. f) wobei der Querschnitt wenigstens eines der Formräume (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.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das zu einem oder dem in die wenigstens eine Füllposition bewegten Formraum der Formmatrize zugehörige Paar von Pressstempeln ebenfalls zur Füllposition bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, bei dem a) zwei zueinander in Pressrichtung bewegliche Stempeleinheiten (3, 4) mit jeweils wenigstens einem, vorzugsweise mehreren, Pressstempel(n) verwendet werden, wobei jedes einem Formraum der Formmatrize zugeordnete Paar von Presstempeln zum Pressen eines Steinformlings mit einem Pressstempel der ersten Stempeleinheit und einem zugehörigen Pressstempel der zweiten Stempeleinheit gebildet ist, und bei dem b) die Stempeleinheiten beim Verstellen der Formmatrize ebenfalls in der gleichen Verstellrichtung verstellt werden, um das zu einem oder dem in die wenigstens eine Füllposition bewegten Formraum der Formmatrize zugehörige Paar von Pressstempeln ebenfalls in die Füllposition zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem jede Stempeleinheit von einem zugehörigen Stößel (13, 14) in Pressrichtung angetrieben wird und an dem zugehörigen Stößel in einer zugehörigen Führung (53, 54) in der wenigstens einen Verstellrichtung verschieblich gelagert ist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem jede Stempeleinheit in allen oder verschiedenen Positionen in der oder jeder Verstellrichtung an den Führungen mittels wenigstens eines lösbaren Fixierelementes fixierbar ist und zum Verstellen jeder Stempeleinheit jedes Fixierelement gelöst wird und die Stempeleinheit in der zugehörigen Führung um denselben Verstellweg wie die Formmatrize oder deren Formraum verschoben wird und anschließend die Stempeleinheit in der erreichten neuen Position wieder mittels des wenigstens einen Fixierelementes fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) vor dem Verstellen mit der Formmatrize zumindest bezüglich der wenigstens einen Verstellrichtung formschlüssig verbunden werden und gemeinsam mit der Formmatrize in der wenigstens einen Verstellrichtung verstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Formmatrize und die formschlüssig verbundene(n) Stempeleinheit(en) gemeinsam mittels desselben Verstellantriebs verstellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei der wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) mit einem zugehörigen eigenen oder unabhängigen Verstellantrieb verstellt wird bzw. werden.
Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, 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.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes dreieckig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der wenigstens zwei Seiten des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes gleich lang sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, bei der ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes 90° beträgt und/oder bei der ein Innenwinkel des Dreiecks des Querschnitts des Formraumes 45° oder 38° oder 17° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes ein Polygon mit wenigstens fünf Ecken ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, bei der die Seiten des Polygons an wenigstens zwei Ecken des Polygons einen rechten Winkel einschließen und/oder bei der die Seiten des Polygons an wenigstens einer Ecke des Polygons einen Winkel von 45° oder 135° einschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes wenigstens in einem Teilbereich seines Randbereiches eine konvexe Krümmung, insbesondere kreisförmige Krümmung, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes wenigstens zwei rechtwinklige Ecken aufweist und in wenigstens einem zwischen zwei rechtwinkligen Ecken liegenden Teilbereich seines Randbereich die konvexe Krümmung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, bei der der Querschnitt wenigstens eines Formraumes oder des gepressten Steinformlings wenigstens an einer Seite wenigstens eine Aussparung und/oder wenigstens einen Vorsprung aufweist zum Bilden einer Nut-Feder-Verbindungsfläche.
Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, mit a) einer Formmatrize (2) mit wenigstens zwei Formräumen (20, 21, 22, 23), wobei sich die wenigstens zwei Formräume im Querschnitt senkrecht zu der Pressrichtung unterscheiden, b) für jeden Formraum der Formmatrize jeweils einem zugehörigen Paar von 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, und mit c) wenigstens einem Verstellantrieb (16) zum Verstellen der Formmatrize in wenigstens einer Verstellrichtung senkrecht zur Pressrichtung derart, dass jeder Formraum der Formmatrize in wenigstens eine vorgegebene Füllposition der Befüllungseinrichtung bewegbar ist. d) wobei der Querschnitt wenigstens eines Formraums (20, 21, 22, 23) senkrecht zu der Pressrichtung (P) eine nicht-rechteckige Grundgestalt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 29 mit zwei zueinander in Pressrichtung beweglichen Stempeleinheiten (3, 4) mit jeweils wenigstens einem, vorzugsweise mehreren, Pressstempel(n) (30, 31, 32, 33, 34, 40, 41, 42, 43), wobei jedes einem Formraum der Formmatrize zugeordnete Paar von Pressstempeln zum Pressen eines Steinformlings mit einem Pressstempel einer ersten Stempeleinheit und einem zugehörigen Pressstempel der zweiten Stempeleinheit gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Stempeleinheiten beim Verstellen der Formmatrize ebenfalls in der gleichen Verstellrichtung und/oder um den gleichen Verstellweg verstellbar sind, um das zu einem oder dem in die wenigstens eine Füllposition gebrachten Formraum der Formmatrize zugehörige Paar von Pressstempeln ebenfalls in die gleiche Füllposition zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 30 oder Anspruch 31, bei der jede Stempeleinheit an einem zugehörigen Stößel (13, 14) zum Antreiben der Stempeleinheit axial zur Pressrichtung in einer zugehörigen Führung (53, 54) in der wenigstens einen Verstellrichtung verschieblich gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der jede Stempeleinheit in allen oder in verschiedenen Positionen in der oder jeder Verstellrichtung an den Führungen mittels wenigstens eines lösbaren Fixierelementes fixierbar oder fixiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, bei der wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) vor dem Verstellen mit der Formmatrize zumindest bezüglich der wenigstens einen Verstellrichtung formschlüssig verbindbar sind, insbesondere über den oder die in den zugehörigen Formraum eingreifenden Pressstempel oder über wenigstens ein formschlüssig in wenigstens einen Führungsraum (28) in der Formmatrize eingreifendes Führungselement (38, 48) der Stempeleinheit(en), so dass die Stempeleinheit(en) gemeinsam mit der Formmatrize in der wenigstens einen Verstellrichtung verstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 34, bei der wenigstens ein Verstellantrieb über wenigstens ein Verbindungselement (6) mit der Formmatrize gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 35, bei der wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) mit wenigstens einem zugehörigen ein Verstellantrieb über wenigstens ein Verbindungselement gekoppelt ist bzw. sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 36, bei der wenigstens ein Verstellantrieb einen hydraulischen Antrieb umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 37, bei der wenigstens ein Verstellantrieb einen teleskopartig aus- und einfahrbaren Verstellzylinder umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 38 mit in der wenigstens einen Verstellrichtung verlaufenden Führungen (11), in denen die Formmatrize verschiebbar gelagert ist und mittels des Verstellantriebs und/oder mittels Fixierelementen an allen oder an verschiedenen Positionen festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 39, bei der die Formmatrize wenigstens einen Führungsraum (28) und jede Stempeleinheit jeweils ein Führungselement (38, 48) für jeden Führungsraum der Formmatrize aufweisen, wobei die Querschnitte von Führungsräumen und zugehörigen Führungselementen senkrecht zur Pressrichtung aneinander angepasst sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 40, bei der an der wenigstens einen Füllposition an einer Seite der Formmatrize die Befüllungseinrichtung (7) zum Befüllen des Formraumes der Formmatrize an der Füllposition und an der anderen Seite der Formmatrize eine Formlingentnahmeeinrichtung (8) zum Entnehmen der fertig gepressten Steinformlinge angeordnet oder anordenbar sind.