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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen und ein Formensystem hierzu.
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Bei einer gebräuchlichen Verfahrensweise zur Herstellung von Betonformsteinen wird ein Betongemenge in eine Form mit einem oder mehreren Formnestern eingefüllt und unter Einwirkung einer Rüttelvorrichtung verfestigt. Die Formnester der Form sind dabei typischerweise zylindrisch und oben und unten offen. Die unteren Öffnungen sind für den Befüllvorgang und den Verfestigungsvorgang durch eine Unterlage verschlossen. In die mit Betongemenge befüllten Formnester werden Druckplatten einer Auflastvorrichtung eingesenkt, welche auch dazu dienen, die verfestigten Betonformsteine durch die unteren Öffnungen der Formnester auszudrücken. Die Auflastvorrichtung mit den Druckplatten ist hierfür relativ zu der Form vertikal verfahrbar. Die unteren Flächen der Druckplatten bestimmen auch die Gestalt der Oberflächen der Betonformsteine.
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Für die Herstellung von Betonformsteinen mit gestuftem Relief der Steinoberfläche ist es bekannt, die den Querschnitt eines Formnestes im wesentlichen ausfüllende Fläche der Druckplatte auf wenigstens zwei Teilplatten mit einander ergänzenden Flächenbereiche entsprechend den gestuften Flächenabschnitten der gewünschten Steinoberfläche zu unterteilen und die beiden Teilplatten vertikal relativ zueinander verschiebbar zu machen.
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Aus der
EP 0 118 872 A2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Druckplatten einen zentralen ersten Flächenbereich einer ersten Teil-Druckplatte aufweisen, welcher umlaufend von einem zweiten Flächenbereich einer zweiten Teil-Druckplatte umgeben ist. Die zweite Teil-Druckplatte ist über Stempelrohre mit einer Befestigungsplatte zur Befestigung an einem in der Formmaschine vertikal verfahrbaren Auflastanschluss verbunden. Die zweite Teil-Druckplatte bildet einen nach unten offenen Kasten, in welchem eine erste Teil-Druckplatte entgegen einer Federkraft von einer unteren Position in eine obere Position verschoben werden kann. Bei vertikalem Andrücken der Druckplattenanordnung auf das Betongemenge taucht die zweite Teil-Druckplatte tiefer in das Formnest ein als die erste Teil-Druckplatte und bestimmt einen abgesenkten Randbereich in der Steinoberfläche. Beim Abheben der Druckplattenanordnung von der Oberfläche des aus dem Formnest ausgedrückten Betonformsteins gleitet zuerst die zweite Teil-Druckplatte entlang der Reliefstufe des Steins nach oben, während die erste Teil-Druckplatte noch unter der Einwirkung der Federkraft auf der Steinoberfläche aufliegt.
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Aus der
DE 44 43 366 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformkörpern bekannt, bei welcher mindestens drei unterschiedliche Stempel innerhalb eines Formnestes vorgesehen sind. Einer der Stempel ist rohrförmig als Ausstecher ausgebildet und fest mit einer höhenverfahrbaren Auflastplatte verbunden. Ein zweiter Stempel ist als innerer Stempel des Ausstechers ausgeführt und über hydraulische oder pneumatische Zylinder zwischen Auflastplatte und einem zweiten Stempelträger relativ zu dem ersten Stempel vertikal verschiebbar, um durch den Ausstecher ausgestochenes Betongemenge aus dem Ausstecher auszustoßen. Der erste Stempel ist von einem dritten Stempel umgeben, welcher auf das Betongemenge drückt und über einen weiteren hydraulischen oder pneumatischen Zylinder zwischen Auflastplatte und drittem Stempelträger relativ zu der Auflastplatte höhenverstellbar ist.
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Die
DE 44 07 127 A1 zeigt gleichfalls eine Vorrichtung mit drei Stempeln zur Erzeugung einer nicht ebenen Steinoberfläche, wobei wiederum ein erster Stempel über Stempelstangen fest mit einer höhenverfahrbaren Auflastplatte verbunden ist und die anderen beiden Stempel an zweiten bzw. dritten Kopfplatten befestigt sind. Die zweiten und dritten Kopfplatten sind relativ zu der Auflastplatte höhenverschiebbar. Die relative Verschiebung kann unter Beteiligung vertikaler Federkräfte zwischen den Kopfplatten und der Auflastplatte oder mittels pneumatischer Einrichtungen zwischen der Auflastplatte und wenigstens einer der Kopfplatten erfolgen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung zur Herstellung von Betonformkörpern mit einer in zwei vertikal relativ zueinander verschiebbare Teil-Druckplatten unterteilten Druckplatte sowie ein vorteilhaftes Formensystem dazu anzugeben.
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Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Antriebseinrichtungen zur relativen Bewegung der Teil-Druckplatten zueinander auf Seiten der Auflastvorrichtung angeordnet und somit nicht Teil der formspezifischen Druckplattenanordnung und sondern für verschiedene Formen bzw. deren Druckplattenanordnungen gemeinsam eingerichtet sind und bei einem Wechsel der Form mit der Auflastvorrichtung in der Formmaschine verbleiben.
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Eine erste Teil-Druckplatte sei als feststehend bezüglich der Auflastvorrichtung angenommen. Zur Übertragung der Bewegung der Antriebseinrichtungen auf eine Bewegung der zweiten Teil-Druckplatte können mechanische Übertragungseinrichtungen vorgesehen sein, welche in erste Übertragungsmittel auf Seiten der Auflastvorrichtung und zweite Übertragungsmittel auf Seiten der Druckplattenanordnung aufgeteilt sein können.
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Anschlusseinrichtungen zum lösbaren Anschluss der Druckplattenanordnung an die Auflastvorrichtung sind unterteilt in erste Anschlusselemente zur Verbindung der ersten Teil-Anschlussplatte mit einem Grundkörper der Auflastvorrichtung und zweite Anschlusselemente zwischen der Antriebseinrichtung und der zweiten Teil-Druckplatte. Bei zwischen Antriebseinrichtung und zweite Teil-Druckplatte eingefügten mechanischen Übertragungseinrichtungen sind die zweiten Anschlusselemente vorteilhafterweise zwischen ersten und zweiten Übertragungsmittel angeordnet. Die zweiten Anschlusselemente sind relativ zu den ersten Anschlusselementen bzw. zu Grundkörper der Auflastvorrichtung und erster Teil-Druckplatte bewegbar.
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Bei einem Formensystem mit mehreren verschiedenen, auswechselbar in eine Formmaschine einsetzbaren Formen mit jeweils zugeordneten Druckplattenanordnungen mit relativ zueinander bewegbaren Teil-Druckplatten sind die Teil-Druckplatten über getrennte und relativ zueinander bewegbare Teile der Anschlusseinrichtungen mit der Auflastvorrichtung verbindbar.
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Die Bewegungsmuster der Bewegung der zweiten Teil-Druckplatte relativ zu der ersten Teil-Druckplatte einerseits und der Antriebseinrichtungen andererseits können verschieden und über die Übertragungseinrichtungen ineinander umsetzbar sein. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher die Relativbewegung der Teil-Druckplatten eine vertikale lineare Bewegung ist und auch die Antriebseinrichtungen lineare vertikale Bewegungen ausführen. Vorteilhafterweise vorhandene Übertragungseinrichtungen sind in diesem Fall vorzugsweise als in sich starres Gebilde ausgeführt.
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Typischerweise enthält eine Form mehrere Formnester und die Druckplattenanordnung dementsprechend mehrere erste und zweite Teil-Druckplatten, welche gruppenweise zusammengefasst sind.
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Die Antriebseinrichtungen können mechanischer und/oder elektrischer Art sein und/oder enthalten vorzugsweise druckmittelbetätigte, insbesondere hydraulische Aktuatoren. Den Hydraulikaktuatoren können zur individuellen Ansteuerung und/oder Positionsregelung jeweils ein Servoventil und/oder Positions- bzw. Wegmessereinrichtungen zugeordnet sein. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform können die Aktuatoren bidirektional betätigbar sein und die Übertragungseinrichtungen bidirektional Kräfte zwischen den Antriebseinrichtungen und der zweiten Teil-Druckplattenanordnung übertragen. Übertragungseinrichtungen können insbesondere ein Gestänge enthalten. Die Antriebseinrichtungen sind vorteilhafterweise oberhalb eines Grundkörpers der Auflastvorrichtung angeordnet, können aber auch in den Grundkörper integriert sein, insbesondere bei kastenförmig hohler Ausführung eines solchen Grundkörpers.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
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1 eine Formmaschine
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2 eine Auflastvorrichtung von schräg unten mit Antriebseinrichtungen in abgesenkter Position,
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3 die Vorrichtung nach 2 mit Antriebseinrichtungen in angehobener Position,
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4 die Vorrichtung nach 2 von schräg oben,
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5 die Vorrichtung nach 3 von schräg oben,
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6 die Vorrichtung nach 2 mit Druckplattenanordnung,
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7 einen vergrößerten Ausschnitt aus 6,
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8 die Vorrichtung nach 3 mit Druckplattenanordnung,
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9 einen Ausschnitt aus 8,
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10 einen Schnitt durch 6,
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11 einen Schnitt durch 8.
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1 zeigt schematisch einen Auszug aus einer Formmaschine zur Herstellung von Betonformsteinen durch Verfestigen eines Betongemenges. Innerhalb eines Maschinenrahmens MR ist ein Formrahmen FR in im wesentlichen konstanter Höhe angeordnet. Der Formrahmen FR weist eine Aussparung FA zur Aufnahme eines Formeinsatzes auf. Eine Rütteltischanordnung RT ist mittels Verfahreinrichtungen VE, welche vorzugsweise als hydraulische Zylinder ausgeführt sind, vertikal verschiebbar zwischen der in 1 dargestellten unteren Position und einer oberen Position, in welcher ein auf den Rütteltisch aufgelegtes Steinbrett gegen die Unterseite eines in die Aufnahme FA eingesetzten Formeinsatzes angedrückt ist.
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Eine Auflastvorrichtung mit einem Auflast-Grundkörper AK ist oberhalb des Formrahmens angeordnet und entlang von Vertikalführungen VF und Führungselementen AF auf Seiten der Auflastvorrichtung vertikal verschiebbar. Die Einrichtungen zur vertikalen Verschiebung können in die Vertikalführungen VF integriert oder in anderer, an sich bekannter Weise in Form von Hydraulikzylindern gegeben sein. Diese sind der Übersicht halber in 1 nicht mit eingezeichnet. An der Oberseite des Auflast-Grundkörpers AK sind fluidbetätigbare Zylinder AA als Antriebseinrichtungen für eine noch im nachfolgenden näher beschriebene Druckplattenanordnung angeordnet. Die Bewegungsrichtung der Antriebseinrichtungen AA ist im wesentlichen vertikal. Die Antriebseinrichtungen AA wirken auf erste Übertragungsmittel UM1 von mechanischen Übertragungseinrichtungen, über welche die Vertikalbewegung der Antriebseinrichtungen AA in eine Relativbewegung zweier relativ zueinander verlagerbaren Druckplattenanordnungen, wie nachfolgend noch näher beschrieben, übertragen wird. Die Antriebseinrichtungen AA sind vorteilhafterweise oberhalb des Auflast-Grundkörpers AK angeordnet. In anderer vorteilhafter Ausführungsform können die Antriebseinrichtungen auch in den Grundkörper AK ganz oder teilweise integriert sein, insbesondere bei Ausführung des Grundkörpers als hohler Kasten.
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In den nachfolgenden Figuren sind jeweils aufeinander folgend in entsprechenden Ansichten eine erste Situation mit Antriebseinrichtungen bzw. ersten Übertragungsmitteln UM1 in abgesenkter Position und Antriebseinrichtungen bzw. einer zweiten Situation mit ersten Übertragungsmitteln und Antriebseinrichtungen in angehobener Position dargestellt.
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2 und 3 zeigen die Auflastvorrichtung in schräger Ansicht von unten, wobei mit unterbrochener Linie an der Unterseite APA des Auflast-Grundkörpers AK eine Anschlussplatte APD einer Druckplattenanordnung eingezeichnet ist, welche mit ersten Anschlusselementen AE an den Grundkörper befestigt ist. Die ersten Übertragungsmittel UM1 von mechanischen Übertragungseinrichtungen enthalten in dem skizzierten Beispiel eine horizontal verlaufende Querstrebe AQ, an welcher vertikal verlaufende Elemente AS, beispielsweise Stangen oder Rohre, befestigt sind. Die vertikal verlaufenden Elemente AS sind innerhalb des Auflast-Grundkörpers AK vertikal verschiebbar geführt. Die Antriebseinrichtungen AA wirken auf die horizontalen Querstreben AQ. An den unteren Enden der vertikal verlaufenden Elemente AS sind schematisch zweite Anschlusselemente AE2 auf Seiten der Auflastvorrichtung angedeutet.
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Aus dem Vergleich von 2 mit einer nachfolgend auch als Grundposition bezeichneten abgesenkten Position der Antriebseinrichtungen und der ersten Übertragungsmittel UM1 mit der in 3 dargestellten, nachfolgend auch als Liftposition bezeichneten angehobenen Position der Antriebseinrichtungen AA bzw. der ersten Übertragungsmittel UM1 ist ersichtlich, dass in der Liftposition die zweiten Anschlusselemente AE2 gegenüber der Grundposition relativ zum Grundkörper AK der Auflastvorrichtung nach oben verschoben sind. In entsprechender Weise sind Zwischenstellungen der Antriebseinrichtungen AA mit ersten Übertragungsmitteln UM1 und zweiten Anschlusselementen AE2 möglich, wozu vorteilhafterweise Positions- oder Wegmesseinrichtungen vorgesehen sind, welche vorteilhafterweise in die ersten Übertragungsmittel oder deren Führungen oder vorzugsweise in die Antriebseinrichtungen integriert sein können, z. B. als Schrittzähler oder als digitale inkrementale Positions- oder Bewegungssensoren. Solche Wegmesseinrichtungen sind an sich bekannt. Insbesondere die Liftposition kann auch durch individuell verschiedene mechanische Anschläge der Druckplattenanordnung verschieden vorgebbar sein.
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In 4 und 5 ist die Auflastvorrichtung in zu 2 und 3 entsprechender Grundposition bzw. Liftposition in Schrägansicht von oben dargestellt.
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Aus diesen Ansichten ist insbesondere der Unterschied der Grundposition bzw. angehobenen Position der Antriebseinrichtungen AA anschaulich ersichtlich.
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In 6 ist in schräger Ansicht von unten ähnlich der 2 eine Auflastvorrichtung mit angekoppelter Druckplattenanordnung in Grundposition der Antriebseinrichtungen dargestellt. Die Druckplattenanordnung im skizzierten Beispiel ist einem Formeinsatz mit vier rechteckigen Formnestern zugeordnet. Die Druckplattenanordnung weist erste Teil-Druckplatten DP1 und zweite Teil-Druckplatten DP2 auf, welche sich in einer horizontalen Ebene jeweils zu Flächen entsprechend den Querschnitten der Formnester ergänzen. Dabei bilden die zweiten Teil-Druckplatten DP2 eine Rahmenfläche mit mehreren Durchbrüchen, in welchen die ersten Teil-Druckplatten DP1 als Mehrfachflächen vertikal verschiebbar geführt sind. Die Außenkontur der zweiten Teil-Druckplatten DP2 entspricht mit geringem seitlichem Spiel dem Querschnitt der Formnester des zugehörigen Formeinsatzes.
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Die ersten Teil-Druckplatten DP1 sind über Stempelrohre ST1 mit einer gemeinsamen Trägerplatte TP1 verbunden. Die Trägerplatte TP1 ist an die untere Anschlussseite APA der Auflastvorrichtung angelegt und über in 6 nicht mit eingezeichnete erste Anschlusselemente von Anschlusseinrichtungen mit dem Grundkörper AK der Auflastvorrichtung lösbar verbunden.
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Die die ersten Teil-Druckplatten DP1 im Beispiel rahmenförmig umgebenden zweiten Teil-Druckplatten DP2 sind über Streben DS an gegenüber liegenden Querleisten DQ befestigt, welche eine Trägereinheit als zweite Übertragungsmittel UM2 für die zweiten Teil-Druckplatten DP2 bilden. Die Querleisten DQ sind über in 6 nicht mit eingezeichnete zweite Anschlusselemente mit den vertikal verlaufenden Elementen AS der ersten Übertragungsmittel auf Seiten der Auflastvorrichtung lösbar verbunden.
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Insbesondere aus dem vergrößerten Ausschnitt aus 6 nach 7 ist ersichtlich, dass in der Grundposition die ersten Teil-Druckplatten DP1 gegen die untere Begrenzungsfläche der zweiten Teil-Druckplatten DP2 nach oben versetzt sind.
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In 8 ist eine der 6 entsprechende Ansicht der Auflastvorrichtung mit der Druckplattenanordnung in der Liftposition dargestellt. Die mittels der Antriebseinrichtungen AA nach oben verschobenen ersten Übertragungsmittel UM1 verschieben über die Kopplungen den ersten Anschlusselemente die zweiten Übertragungsmittel UM2 und damit auch die mit diesen verbundenen zweiten Teil-Druckplatten DP2 relativ zu dem Grundkörper AK der Auflastvorrichtung und damit auch relativ zu den bezüglich des Grundkorpers AK der Auflastvorrichtung feststehenden ersten Teil-Druckplatten DP1 nach oben. Die Verschiebung erfolgt vorteilhafterweise um ein solches Maß, dass die unteren Berandungen der ersten Teil-Druckplatten DP1 im wesentlichen mit den unteren Berandungen der Aussparungen in den zweiten Teil-Druckplatten DP2 auf gleicher vertikaler Höhe liegen, was aus dem vergrößerten Ausschnitt aus 8 nach 9 noch deutlicher ersichtlich ist.
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In 10 und 11 sind Schnittdarstellungen zu den Anordnungen nach 6 bzw. 8 skizziert, wobei zusätzlich noch ein Formeinsatz FE, ein Steinbrett SB und die Rütteltischanordnung RT angedeutet sind. Die Schnittebenen sind vertikale Ebenen, welche zwischen der linken und der rechten Hälfte der 10 und 11 in unterschiedlichen Ebenen parallel zur Zeichenebene verlaufen. 10 zeigt die Grundposition der Antriebseinrichtungen AA bzw. der mechanischen Übertragungseinrichtungen UM1, UM2, welche einer Situation Formnestern FN des Formeinsatzes FE mit eingefülltem Betongemenge entsprechen. Benachbarte Formnester FN sind durch eine Zwischenwand ZW des Formeinsatzes getrennt. Die Druckplattenanordnung mit ersten und zweiten Teil-Druckplatten DP1 bzw. DP2 ist in die oberen Öffnungen der Formnester eingesenkt und drückt auf das in die Formnester eingefüllte Betongemenge. Die unteren Öffnungen der Formnester sind durch ein auf der Rütteltischanordnung RT aufgelegtes Steinbrett SB verschlossen. In dieser Grundposition kann die Verfestigung des Betongemenges durch Einwirkung von Rüttelbewegungen über die Rütteltischanordnung RT auf das Betongemenge erfolgen. Hierbei wird das Betongemenge zu formstabilen Formsteinen verfestigt.
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Nach Abschluss des Verfestigungsvorgangs wird typischerweise der in dem Formrahmen FR gehaltene Formeinsatz FE relativ zu der Auflastvorrichtung und dem Steinbrett vertikal verschoben, wofür in dem nach 1 gewählten Beispiel Auflastvorrichtung und Rütteltischanordnung in gleichbleibender relativer Lage vertikal nach unten verschoben werden, wogegen der Formrahmen mit dem Formeinsatz in im wesentlichen konstanter vertikaler Höhenlage verbleibt.
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Dabei werden die verfestigten Betonformsteine durch die unteren Öffnungen der Formnester FN des Formeinsatzes ausgedrückt und bleiben auf dem Steinbrett SB liegen. Antriebseinrichtungen AA und mechanische Übertragungseinrichtungen UM1, UM2 befinden sich dabei noch in der Grundposition. Nach Entformung der Betonformsteine BS aus den Formnestern werden die Antriebseinrichtungen AA und die mit diesen gekoppelten mechanischen Übertragungseinrichtungen UM1, UM2 in die Liftposition verschoben und damit auch die zweiten Teil-Druckplatten DP2 relativ zu den ersten Teil-Druckplatten DP1 nach oben verschoben. Die ersten Teil-Druckplatten DP1 liegen dabei noch auf den oberen Flächen der Betonformsteine BS auf. Durch die Relativverschiebung der zweiten Teil-Druckplatten DP2 nach oben gleiten diese entlang der Flanken SS der Stufen in der oberen Fläche der Betonformsteine streifend entlang. Bei diesem Abstreifvorgang wird zuverlässig vermieden, dass sich Betonreste an den Aussparungen der zweiten Teil-Druckplatten DP2 festsetzen oder von Fertigungszyklus zu Fertigungszyklus gar aufbauen können. Es wird daher eine gleichbleibend zuverlässige gestufte Struktur der oberen Fläche der Betonformsteine BS erreicht.
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Die Auflastvorrichtung mit der an dieser gehaltenen Druckplattenanordnung wird danach wieder über den Formeinsatz in die in 1 skizzierte Position nach oben verfahren, die verfestigten Betonformsteine BS werden samt dem Steinbrett SB aus der Formmaschine entfernt, ein neues Steinbrett SB wird eingelegt und gegen die untere Seite des Formeinsatzes angelegt und die Formnester werden erneut mit Betongemenge gefüllt. Die Auflastvorrichtung wird in der Grundposition der 6 erneut in die befüllten Formnester abgesenkt.
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Die Steuerung der Antriebseinrichtung kann vorteilhafterweise in eine für die Formmaschine vorhandene programmierbare Steuereinrichtung integriert werden, insbesondere hinsichtlich der Zeitpunkte der Betätigung der Antriebseinrichtung während des Ablaufs eines Arbeitszyklus und/oder gegebenenfalls variablem Verschiebeweg. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass für alle Formen bzw. alle zugehörigen Druckplattenanordnungen dieselbe Antriebseinrichtung zum Einsatz kommt und dadurch die Integration der Ansteuerung in auch für den Benutzer ohne tiefer gehende Programmierkenntnisse verständlicher Weise vorbereitet werden kann, so dass für neue Formen nur wenige Parameter, wie z. B. Zeitpunkte und/oder Verschiebeweg neu eingegeben werden müssen.
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Die Anschlusselemente AE1, AE2 der Anschlusseinrichtungen können auf unterschiedliche, dem Fachmann an sich geläufige Weise ausgeführt sein. Die Verbindungen über die Anschlusseinrichtungen können insbesondere werkzeuglos erfolgen und durch automatische Antriebe auf Seiten der Auflastvorrichtung vorgenommen werden.
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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.
