DE102005047853B4

DE102005047853B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine

Info

Publication number: DE102005047853B4
Application number: DE102005047853.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Foerster
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2025-10-06
Also published as: DE102005047853A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem a) wenigstens zwei Formmatrizen mit jeweils wenigstens einem Formraum, wobei sich die Formräume in ihrer Gestalt in einem Querschnitt senkrecht zu einer Pressrichtung unterscheiden, vorgesehen werden, b) wenigstens einmal Rohmaterial in einem ersten Formraum, der in einer ersten Formmatrize vorgesehen ist, mittels eines an den ersten Formraum angepassten ersten Paares von gegeneinander in der Pressrichtung beweglichen Pressstempeln an einer vorgegebenen Pressposition zu wenigstens einem ersten Steinformling mit durch den ersten Formraum vorgegebener Gestalt verpresst wird, c) anschließend der erste Formraum durch Transportieren der ersten Formmatrize mittels einer Transporteinrichtung und das erste Paar von Pressstempeln mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung aus der Pressposition bewegt werden, d) anschließend ein zweiter Formraum, der in einer zweiten Formmatrize vorgesehen ist, durch Transportieren der zweiten Formmatrize mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung und ein an den zweiten Formraum angepasstes zweites Paar von gegeneinander in der Pressrichtung beweglichen Pressstempeln mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung an die Pressposition gebracht werden und bei dem e) wenigstens einmal Rohmaterial in dem zweiten Formraum an der Pressposition mittels des zweiten Paares von Pressstempeln zu wenigstens einem zweiten Steinformling mit durch den zweiten Formraum vorgegebener Gestalt verpresst wird.

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.
Aus DE 22 64 247 A1 ist ein Verfahren bekannt zur 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 hydraulischen Stellantriebe sind doppelseitig beaufschlagbar ausgebildet, die unter den Druckkolben gelegenen Zylinderkammern sind an den Steuerkreis angeschlossen und der Steuerkreis schließt eine Vorrichtung ein, die beim Pressvorgang das Gewicht der Pressform und von dieser getragener Bauteile ausgleicht und der Pressform eine allein von der Reibung mit der Pressmasse bestimmte Mitnahmebewegung vorgibt. 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.
DE 34 46 092 C2 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Wandelementen aus Kalksandstein, bei denen mehrere Kalksandsteinformlinge mit einer Steinpresse hergestellt werden und anschließend mit Mörtel oder Klebstoff zu einem Wandelement zusammengefügt werden und anschließend dampfgehärtet werden, wobei einzelne Formlingsschichten auf einem Härtewagen gestapelt und dabei 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 zur Herstellung eines Mauerwerksteines, insbesondere eines Kalksandsteines, unter Verwendung einer Steinpresse mit einem Formkasten zur Aufnahme des Formmaterials und einer in den Formkasten hineinbewegbaren Pressplatte zur Verdichtung des Formmaterials bekannt, bei der 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 zu folgen. Die Länge der Presslinge kann variabel eingestellt werden durch Einstellen der Füllmengen des Ausgangsmaterials in der Form.
DE 44 25 565 A1 offenbart ferner eine Mehrsäulenpresse mit einem Oberholm und einem Unterholm, sowie die Holme verbindende Pressensäulen mit einem oberen und einem unteren Presszylinder. Diese umfassen ein Werkzeugoberteil bzw. ein Werkzeugunterteil und zwischen den Werkzeugteilen einen Pressentisch. Der Pressentisch ist als Schwenktisch für die Werkzeugführung ausgebildet und im Wesentlichen in Pressentischebene schwenkbar.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, anzugeben, bei denen Steinformlinge oder Steine unterschiedlicher Abmessungen hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 bzw. Anspruch 13 jeweils abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, zum Pressen von in ihren Abmessungen oder ihrere Gestalt unterschiedlichen Steinformlingen (oder: Steinpresslingen) mehrere Formmatrizen oder Formwerkzeuge (oder: Pressmatrizen oder Presswerkzeuge) mit jeweils wenigstens einem Formraum (oder: Pressraum), wobei die Formräume in ihren Querschnitten senkrecht zur Pressrichtung unterschiedlich gestaltet sind, und zu jedem Formraum ein zugehöriges Paar von entsprechend geformten oder in den Querschnitt des jeweiligen Formraums angepassten Pressstempeln zu verwenden und durch automatisches Verfahren (oder: Transportieren, Verschieben, Verstellen) der Formmatrizen und der Pressstempel mittels wenigstens einer Verfahreinrichtung (oder: Verstellantriebs) einen zugechörigen Formraum und ein zugehöriges Paar von Presstempeln für einen gewünschten Steinformling an eine Pressposition zu bringen, Rohmaterial in dem Formraum zu wenigstens einem Steinformling zu verpressen und dann für einen Steinformling anderer Gestalt den zugehörigen anderen Formraum und das zugehörige Paar von Pressstempeln an die Pressposition zu verfahren.
Der Steinformling wird dabei durch Befüllen des zugehörigen Formraumes an einer Füllposition, die schon der Pressposition entsprechen kann oder auch von dieser beabstandet sein kann, wenigstens teilweise mit Rohmaterial und anschließendes Verpressen des Rohmaterials mittels der zwei zu dem Formraum gehörigen Pressstempel an der Pressposition erzeugt. Das Verfahren kann mittels der Verfahreinrichtung automatisch und sehr schnell (Werkzeugschnellverstellung) erfolgen, so dass kein zeitaufwändiger Werkzeugwechsel erforderlich ist.
Somit können gemäß der Erfindung zum Herstellen eines vorgegebenen Mauerwerks benötigte Steine, insbesondere Kalksandsteine, unterschiedlichen Formats, insbesondere unterschiedlicher Wandstärken oder Abmessungen wie Höhen, Breiten und/oder Längen und/oder Standardformate oder Sonderformate wie eingangs erwähnt, vollautomatisiert hergestellt werden.
Unterschiedlich gestaltete Formräume können in einer vorteilhaften Ausführungsform auch in einer einzigen Formmatrize ausgebildet sein, so dass eine Anzahl vorgegebener Steinformate durch eine entsprechende Anzahl von Formräumen verwirklicht werden kann, die unterschiedlich auf verschiedene Formmatrizen aufgeteilt werden, beispielsweise bei sechs vorgegebenen Formräumen entsprechend jeweils einem Steinformat jeweils drei Formräume in insgesamt zwei Formmatrizen oder jeweils zwei Formräume in insgesamt drei Formmatrizen oder jeweils ein Formraum in insgesamt sechs Formmatrizen. Außerdem können auch mehrere Formräume das gleiche Format oder die gleiche Gestalt aufweisen und nur ein Teil der Formräume unterschiedlich gestaltet sein.
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 und
7 ein Teil der Vorrichtung gemäß 6 mit verschobener Form in einer teilweise geschnitten Draufsicht,
8 eine Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen mit mehreren verfahrbaren Formmatrizen
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in 1 bis 8 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Presse oder Vorrichtung zum Pressen von Mauerwerksteinen, insbesondere Kalksandsteinen, gemäß 1 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 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen mit in einer Verschieberichtung V unterschiedlichen Abmessungen d1 des Formraums 20, d2 des Formraums 21, d3 des Formraums 22 und d4 des Formraums 23. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist d1 = 115 mm, d2 = 150 mm, d3 = 240 mm und d4 = 175 mm. Ferner weisen die Formräume 20 bis 23 senkrecht zur Verschieberichtung V die gleiche Abmessung a von beispielsweise a = 498 mm auf. In jedem Formraum 20 bis 23 kann also ein Steinformling mit vorgegebenen, zueinander zumindest in Verschieberichtung V unterschiedlichen Abmessungen gepresst werden.
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. Die Verschiebung der Formmatrize 2 entlang der Verschieberichtung V erfolgt 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.
Im Gegensatz zu bekannten Pressen ist die Formmatrize 2 wegen der linearen horizontalen Führung in den Führungen 11 und 12 nicht in Pressrichtung P oder vertikal mit den Presstempeleinheiten 3 und 4 verschieblich.
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 22 der Formmatrize 2 in der Mittelebene M angeordnet. Dieser Formraum 22 wird nun in einem Befüllungsschritt mit Füllmaterial 10 befüllt, wobei der Pressstempel 42 der unteren Stempeleinheit 4 den Formraum 22 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 22 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 32 der oberen Stempeleinheit 3 und der Pressstempel 42 der unteren Stempeleinheit 4, wie in 4 gezeigt, in den Formraum 22 der Formmatrize 2 hineinbewegt und verdichten oder verpressen das dort befindliche Füllmaterial 10. Wenn der vorgegebene Pressdruck erreicht ist, kommen die Stempel 32 und 42 zum Stillstand und die endgültige Endabmessung des aus dem Rohmaterial 10 nun gebildeten Formlings in Pressrichtung P ist erreicht. Parallel zu den Stempeln 32 und 42 greifen auch die Stempel 30, 31 und 33 bzw. 40, 41 und 43 in die zugehörigen Formräume 20, 21 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 42 der unteren Stempeleinheit 4 nach oben aus dem Formraum 22 der Formmatrize 2 herausgeschoben wird.
Der Steinformling 50 hat nun die Querabmessung d3 und die weitere Querabmessung a des Formraums 22 übernommen und hat in der dritten Koordinatenrichtung oder Dimension in Pressrichtung P die Abmessung c. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Abmessung c der Länge des Mauerwerksteins im gemauerten Zustand und kann beispielsweise c = 650 mm betragen. Hier ist also die Pressrichtung P in Längsrichtung des Steines gerichtet. Ebenso kann aber auch die Pressrichtung P in einer der anderen Dimensionen oder Abmessungen, beispielsweise in Richtung von d3 oder b, des Steinformlings 50 gerichtet sein, entsprechend der Steinhöhe oder Steinbreite.
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 und eventuell zum anschließenden oder vorherigen Sägen bei Sonderformen wie Gehrung oder Schrägen.
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 23, der Formmatrize 2 in der Mittelebene M der Vorrichtung zu liegen kommt. Um die Stempeleinheiten 3 und 4 um den gleichen Verstellweg mit der Formmatrize 2 in der Verschieberichtung V verfahren oder verstellen zu können, sind in den zugehörigen Stößeln 13 und 14 lineare Führungen, insbesondere Führungsschienen, 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 23 mit der Abmessung d4 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 32 und 42 in 4 und 33 und 43 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 den Abmessungen a = 498 mm, d3 = 240 mm und c = 650 mm hergestellt wird, kann mit der verschobenen Formmatrize 2 gemäß 6 und 7 nun ein Steinformling mit ebenfalls a = 498 mm und c = 650 mm, jedoch mit der anderen Abmessung d4 = 175 mm in der dritten Koordinatenrichtung hergestellt werden. Der Vorgang mit Befüllen, Pressen und Auswerfen geschieht dabei analog zu den 3 bis 6, nur eben in dem Formraum 23 anstelle des Formraums 22.
Zur Herstellung von Steinformlingen mit den Abmessungen d1 und d2 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 21 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.
8 zeigt nun eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit mehreren Formmatrizen 61 bis 65, die jeweils einen Formraum 71 bis 75 aufweisen. Die Formräume 71 bis 75 der einzelnen Formmatrizen 61 bis 65 weisen in einem Querschnitt senkrecht zu einer Pressrichtung rechteckige Querschnitte auf mit in einer Richtung gleichen Abmessungen oder der gleichen Seitenlänge a und mit unterschiedlichen Seitenlängen d5 des Formraumes 71, d6 des Formraumes 72, d7 des Formraumes 73, d8 des Formraumes 74 und d9 des Formraumes 75 senkrecht zur Seitenlänge a. Die Formmatrizen 61 bis 65 sind mittels einer ersten Verfahreinrichtung (Transporteinrichtung) 80 in einer Verfahrrichtung VR1 linear verfahrbar derart, dass jede Formmatrize 61 bis 65 in eine zentrale Wechselposition WP gebracht werden kann. Die Abmessungen d5 bis d9 sind parallel zur Verfahrrichtung VR1 gemessen. Die erste Verfahreinrichtung 80 kann beispielsweise ein Förderband oder einen Kettenförderer oder eine andere Fördereinrichtung umfassen, an der die Formmatrizen 61 bis 65 gelagert sind. Die erste Verfahreinrichtung 80 bildet zusammen mit den Formmatrizen 61 bis 65 ein Werkzeugwechselmagazin. Von der Wechselposition WP ist nun mittels einer zweiten Verfahreinrichtung oder Fördereinrichtung das an der Wechselposition WP befindliche Werkzeug, in 8 die Formmatrize 63, in einer zweiten, senkrecht zur ersten Verfahrrichtung VR1 gerichteten Verfahrrichtung VR2 von der Wechselposition WP in eine Pressposition PP in der Presse transportierbar und auch wieder zurück. Die zweite Verfahreinrichtung ist nicht dargestellt und kann beispielsweise einen Hydraulikzylinder oder einen ähnlichen Verstellantrieb oder einen Greifer oder einen Förderwagen mit einer Einrichtung zum Aufladen und Abladen des Werkzeugs oder der Formmatrize oder eine Fördereinrichtung wie ein Förderband oder dergleichen umfassen sowie Fixierelemente zum Fixieren der Formmatrize in der Pressposition PP. Insbesondere kann auch eine kammartige Anordnung von Führungen für dei Formmatrizen mit T-Verbindungen verwendet werden.
Das Pressen der Steinformlinge an der Pressposition PP erfolgt analog wie anhand von 1 bis 7 geschildert (dort in Mittelebene M).
In 8 ist an der entgegengesetzten Seite der Verfahreneinrichtung 80 die Zuführeinrichtung 7 für die Rohmaterial sowie die Abführeinrichtung 8 für die fertigen Steinformlinge angeordnet, beispielsweise übereinander.
Die Formmatrizen 61 bis 65 in 8 können ähnlich verfahren oder verstellt werden wie in den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 7 dargestellt und auch wie dort dargestellt jeweils oder zumindest teilweise mehrere Formräume mit unterschiedlichen Abmessungen oder Geometrien aufweisen.
Gemäß dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist also eine Vielzahl von Einzelwerkzeugen mit unterschiedlichen Formen vor einer Kalksandsteinpresse auf einer Schiene oder einem Fördersystem aufgereiht. Mittels eines Antriebs wird das entsprechende Formwerkzeug in die Wechselposition in Pressenmitte gebracht. Mit einem Hydraulikzylinder wird die Form dann rechtswinkelig zur Sammelverschieberachse in Pressposition gebracht und dort fixiert. Der Rückbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Bezugszeichenliste

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
28: Führungsraum
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
61 bis 65: Formmatrize
71 bis 75: Formraum
a, c: Abmessung
d1, d2: Abmessung
d3, d4: Abmessung
d5 bis d9: Abmessung
V: Verschieberichtung
M: Mittelebene
P: Pressrichtung
WP: Wechselposition
PP: Pressposition
VR1, VR2: Verfahrrichtung

Claims

Verfahren zum Herstellen von Steinformlingen für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, bei dem a) wenigstens zwei Formmatrizen mit jeweils wenigstens einem Formraum, wobei sich die Formräume in ihrer Gestalt in einem Querschnitt senkrecht zu einer Pressrichtung unterscheiden, vorgesehen werden, b) wenigstens einmal Rohmaterial in einem ersten Formraum, der in einer ersten Formmatrize vorgesehen ist, mittels eines an den ersten Formraum angepassten ersten Paares von gegeneinander in der Pressrichtung beweglichen Pressstempeln an einer vorgegebenen Pressposition zu wenigstens einem ersten Steinformling mit durch den ersten Formraum vorgegebener Gestalt verpresst wird, c) anschließend der erste Formraum durch Transportieren der ersten Formmatrize mittels einer Transporteinrichtung und das erste Paar von Pressstempeln mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung aus der Pressposition bewegt werden, d) anschließend ein zweiter Formraum, der in einer zweiten Formmatrize vorgesehen ist, durch Transportieren der zweiten Formmatrize mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung und ein an den zweiten Formraum angepasstes zweites Paar von gegeneinander in der Pressrichtung beweglichen Pressstempeln mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung an die Pressposition gebracht werden und bei dem e) wenigstens einmal Rohmaterial in dem zweiten Formraum an der Pressposition mittels des zweiten Paares von Pressstempeln zu wenigstens einem zweiten Steinformling mit durch den zweiten Formraum vorgegebener Gestalt verpresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem durch Transportieren der ersten Formmatrize oder der zweiten Formmatrize mittels der Transporteinrichtung an eine Füllposition einer Befüllungseinrichtung gebracht wird und an der Füllposition das Rohmaterial in den ersten Formraum oder zweiten Formraum eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Füllposition mit der Pressposition für den Formraum übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Füllposition zu der Pressposition versetzt oder beabstandet ist und der erste Formraum und der zweite Formraum nach dem Befüllen mit dem Rohmaterial an der Füllposition jeweils durch Transportieren der zugehörigen ersten Formmatrize bzw. zweiten Formmatrize mittels der oder einer weiteren Transporteinrichtung an die Pressposition gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem a) wenigstens eine Formmatrize wenigstens zwei Formräume, die sich in einem Querschnitt senkrecht zur Pressrichtung unterscheiden, aufweist und b) jeder dieser Formräume derselben Formmatrize mittels der oder einer Transporteinrichtung in die Pressposition und/oder Füllposition bringbar ist oder gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem a) zwei zueinander in Pressrichtung bewegliche Stempeleinheiten (3, 4) mit jeweils mehreren Pressstempeln 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 Transportieren der Formmatrize in die Pressposition verfahren werden, um das zu einem oder dem in die Pressposition bewegten Formraum der Formmatrize zugehörige Paar von Pressstempeln ebenfalls in die Pressposition zu bewegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Pressstempel oder jede Stempeleinheit von einem zugehörigen Stößel (13, 14) in Pressrichtung angetrieben wird und an dem zugehörigen Stößel in einer zugehörigen Führung (53, 54) verschieblich gelagert ist.
Verfahren nach Anspruch 7 und Anspruch 6, bei dem jede Stempeleinheit in allen oder verschiedenen Positionen an den Führungen mittels wenigstens eines lösbaren Fixierelementes fixierbar ist und zum Verfahren jeder Stempeleinheit jedes Fixierelement gelöst wird und die Stempeleinheit in der zugehörigen Führung verschoben wird und anschließend die Stempeleinheit in der erreichten neuen Position wieder mittels des wenigstens einen Fixierelementes fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) mit der Formmatrize zumindest während des Transports formschlüssig verbunden werden und gemeinsam mit der Formmatrize transportiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Formmatrizen in einem Magazin angeordnet werden und mittels der Transporteinrichtung von dem Magazin zur Pressposition und/oder Füllposition und zurück verfahrbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Formmatrizen in einer linearen Anordnung angeordnet sind und linear in eine Wechselposition neben der Pressposition und/oder Füllposition verfahrbar sind oder verfahren werden und dann von dieser Wechselposition in die Pressposition und/oder Füllposition oder umgekehrt verfahrbar sind oder verfahren werden.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Verfahren von der Wechselposition in die Pressposition und/oder Füllposition in senkrechter Richtung zu dem linearen Verfahren in der linearen Anordnung erfolgt.
Vorrichtung zum Herstellen von Steinformlingen (50) für Mauerwerksteine, insbesondere Kalksandsteine, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit a) wenigstens zwei Formmatrizen (2) mit jeweils wenigstens einem Formraum (20, 21, 22, 23), wobei sich die Formräume unterschiedlicher Formmatrizen im Querschnitt senkrecht zu einer Pressrichtung unterscheiden, b) einer Befüllungseinrichtung (7) mit wenigstens einer vorgegebenen Füllposition (M) zum Befüllen jeweils eines Formraumes jeder 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 angepasst ist und zum Pressen eines Steinformlings (50) aus dem in den Formraum (22) gefüllten Rohmaterial (10) an der Pressposition in der Pressrichtung in den Formraum hineinbewegbar ist, d) wenigstens einer Transporteinrichtung (16) zum Transportieren der Formmatrizen und der Pressstempel derart, dass jeder Formraum jeder Formmatrize in die Füllposition der Befüllungseinrichtung und in eine Pressposition bewegbar ist und dass jedes Paar von Pressstempeln in die Pressposition bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Formmatrizen in einer linearen Anordnung hintereinander angeordnet sind und mittels der Transporteinrichtung in der linearen Richtung verfahrbar sind, so dass jede Formmatrize in eine Wechselposition bringbar ist, und bei der jede Formmatrize mittels der oder einer Transporteinrichtung von der Wechselposition in die Füllposition oder Pressposition und umgekehrt bringbar ist, vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zur linearen Richtung der Formmatrizen in der linearen Anordnung.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei der die nicht in der Füllposition oder Pressposition befindlichen Formmatrizen in einem Magazin angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der wenigstens eine Formmatrize wenigstens zwei Formräume aufweist, die sich im Querschnitt senkrecht zu einer Pressrichtung unterscheiden, und bei der jeder dieser Formräume derselben Formmatrize mittels der oder einer Transporteinrichtung in die Pressposition und/oder Füllposition bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der a) zwei zueinander in Pressrichtung bewegliche Stempeleinheiten (3, 4) mit jeweils mehreren Pressstempel(n) (30, 31, 32, 33, 34, 40, 41, 42, 43) vorgesehen sind, 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 und b) bei der die Stempeleinheiten mittels der oder einer Transporteinrichtung verfahrbar sind, um das zu einem oder dem in die Pressposition bewegten Formraum der Formmatrize zugehörige Paar von Pressstempeln ebenfalls in die Pressposition zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, 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 17 oder Anspruch 18, 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 19, 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 13 bis 20, 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 13 bis 21, bei die wenigstens eine Transporteinrichtung über wenigstens ein Verbindungselement (6) mit der jeweiligen oder jeder Formmatrize gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, bei der wenigstens eine oder beide Stempeleinheit(en) mit wenigstens einer Transporteinrichtung über wenigstens ein Verbindungselement gekoppelt ist bzw. sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei der wenigstens eine Transporteinrichtung einen hydraulischen Antrieb umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, bei der wenigstens eine Transporteinrichtung einen teleskopartig aus- und einfahrbaren Verstellzylinder umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25 mit Führungen (11), in denen die Formmatrizen verschiebbar gelagert sind und mittels der Transporteinrichtung und/oder mittels Fixierelementen an allen oder an verschiedenen Positionen festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 26, 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 13 bis 27 mit einer Formlingentnahmeeinrichtung (8) zum Entnehmen der fertig gepressten Steinformlinge.