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Die Erfindung betrifft die Fertigung von Bausteinen, insbesondere die Fertigung von Sand-Kalkstein-Bausteinen, die auch als Calciumsilikat-Bausteine bezeichnet werden.
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Es ist bekannt, für die Fertigung von Sand-Kalkstein-Bausteinen eine Fertigungsanlage zu verwenden, die eine große Fertigungsform aus Stahl umfasst, welche eine Anordnung aufrechtstehender rechteckiger Formhohlräume begrenzt. Nach unten hin sind die Hohlräume durch untere Stempel einer hydraulischen Presse begrenzt. An ihrer oberen Seite haben die Hohlräume jeweils eine komplementär geformte rechteckige Einfüllöffnung. An einer Position seitlich von Form und Presse wird ein Vorrat eines Sand-Kalkstein-Gemischs bereitgestellt. Ein Träger mit einem Ladetrog ist mittels einer Antriebseinheit in horizontaler Richtung bewegbar zwischen einer Beladeposition, in welcher der Trog mit dem Gemisch aus dem Vorrat befüllt wird, und einer Entladeposition, in welcher das in dem Trog enthaltene Gemisch in die Formhohlräume entladen wird, angeordnet. Hierfür weist der Ladetrog an seiner Unterseite eine Auslassöffnung auf, die in der Entladeposition oberhalb der Einfüllöffnungen positioniert ist. Innerhalb des Ladetroges an einer Position unmittelbar oberhalb der Auslassöffnung sind zwei rechteckige Rühr-Rahmen nebeneinander befestigt, welche durch eine gemeinsame Antriebseinheit rotiert werden können. Die Rühr-Rahmen erstrecken sich in horizontaler seitlicher Richtung über die Auslasssöffnung. Nachdem die Formhohlräume ausreichend befüllt worden sind, werden die Gemische in diesen mittels der hydraulischen Presse komprimiert. Hierfür umfasst die hydraulische Presse nicht nur die unteren Stempel, sondern auch einen oberen Satz von Stempeln, die abgesenkt werden, sobald Träger und Ladetrog ausreichend zurück zu ihrer Beladeposition unterhalb des Vorrates wegbewegt worden sind. Nachdem die Kompression abgeschlossen ist, hat das komprimierte Gemisch bereits die Form des zu erhaltenden Bausteins und muss nur noch gehärtet werden. Hierfür werden sie mittels der unteren Stempel aus den Formhohlräumen herausgedrückt und zu einem Autoklav transportiert, um in diesem unter Verwendung von unter Druck stehendem heißen Dampf für eine vorgegebene Zeitspanne ausgehärtet zu werden.
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Ein Nachteil derartiger Anlagen besteht darin, dass die Qualität der gefertigten Bausteine manchmal zu wünschen übrig lässt. Insbesondere hat die Erfahrung gezeigt, dass bestimmte Randbereiche der Bausteine im Vergleich zum Rest des Blockes eine geringere Dichte des Sand-Kalkstein-Gemischs aufweisen. Infolgedessen kann die Kompressionsstärke des Blockes in diesen kritischen Randbereichen ebenfalls geringer sein, was den Block vergleichsweise brüchig macht. Um dieses Problem zu beheben ist es einerseits möglich, mehr Leim zu dem Gemisch hinzuzufügen, da hierdurch die Stärke des Gemischs nach der Aushärtung erhöht wird. Hierdurch wird der Block jedoch teurer. Auf der anderen Seite ist es möglich, das Gemisch in den Formhohlräumen unter höheren Drücken zu komprimieren, da hierdurch ebenfalls die Stärke des Gemischs nach Aushärtung erhöht wird. Dies nimmt jedoch mehr Zeit in Anspruch und ist durch die maximale Kapazität der hydraulischen Presse begrenzt.
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Ein weiterer Nachteil, der im Zusammenhang mit der vorliegenden Anlage aufgetreten ist, besteht darin, dass Sand-Kalkstein-Gemisch an den Rühr-Rahmen hängen bleibt. Dies kann zu unvorhersagbaren und/oder unzulässigen Füllständen der Formhohlräume führen. Es ist sogar vorgekommen, dass Luft innerhalb der Hohlräume eingeschlossen wurde und die vollständige und gleichmäßige Befüllung der Hohlräume behinderte. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde bereits versucht, einen zusätzlichen Entladungsschritt einzuführen, bei dem der Ladetrog mit einer neuen Beschickung des Gemischs in dem Trog ein weiteres Mal von seiner Belade- zu seiner Entladeposition bewegt wird, um die in die Formhohlräume entladen zu werden. Das Hängenbleiben des Sand-Kalkstein-Gemischs an den Rühr-Rahmen kann ferner zur Trennung des Gemischs innerhalb des Troges führen, wobei infolgedessen inhomogene Gemische in die Hohlräume entladen werden. Dies kann ebenfalls einen negativen Einfluss auf die Stärke des Endproduktes haben.
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Die
FR 1.261.590 offenbart eine Anlage für die Befüllung und anschließende Pressung eines sogenannten „Brechungs“-Steinelementes. Dieses Brechungs-Steinelement wird aus Beton gefertigt und als Rechteck mit vier gleichen Seiten geformt, wobei sich zwischen den Seiten ein Raster von Rillen erstreckt. Die Rillen bilden Brechungslinien, entlang derer das Element nach der Aushärtung gebrochen werden kann, so dass kleine Steine mit eher rauen Brechkanten erhalten werden. Die Anlage umfasst einen Träger mit Ladetrog, die zusammen zwischen einem Reservoir eines Betonmgemischs und einem Formhohlraum bewegt werden können. Der Formhohlraum umfasst eine Matrix von obenseitig vorstehenden Füllblöcken. Der Trog umfasst vier Rührmittel, die jeweils mit radial nach außen vorstehenden Fingern versehen sind. Die Rührmittel erstrecken sich in Bewegungsrichtung des Trägers und werden gemeinsam mittels eines einzelnen Elektromotors angetrieben.
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Die
JP-64-55004-U offenbart ein weiteres Beispiel einer Anlage für die Fertigung von Steinblöcken, welche eine bewegbare Anordnung eines Trägers und eines Ladetroges mit sich in der Bewegungsrichtung des Trägers erstreckenden Rührmitteln umfasst. Zwei dieser Rührmittel sind vorgesehen, die jeweils radial nach außen vorstehende Finger umfassen. Die Anlage ist ausgelegt, um jeweils zwei rechteckige Steinblöcke gleichzeitig zu fertigen. Hierfür werden zwei rechteckige Formhohlräume bereitgestellt, deren Längsseiten sich parallel zu der Bewegungsrichtung des Trägers erstrecken.
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Die
US-3,164,649 zeigt eine Anlage für die Fertigung von Blöcken aus Keramik oder feuerfestem Material. Die Anlage umfasst eine bewegbare Anordnung eines Trägers und eines Ladetroges mit vier gemeinsam betriebenen Rührmitteln, die sich in der Bewegungsrichtung des Trägers erstrecken. Jeder Rührmittel umfasst Rührstifte, die in spitzen Winkeln angeordnet sind. An seinem Boden weist der Trog eine Mehrzahl von Blasrohren auf, durch welche pulverförmiges Material in ein Paar von zwei rechteckigen Formhohlräumen eingeblasen werden kann. Die Längsseiten der beiden rechteckigen Formhohlräume erstrecken sich parallel zu der Bewegungsrichtung des Trägers.
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Bei jeder der drei bekannten Anlagen lässt der Fertigungssprozess zu wünschen übrig und muss insbesondere verbessert werden, um die Anlagen für die Herstellung großer Bausteine und/oder anderer Typen von Steingemischen wie Sand-Kalkstein-Gemischen für die Fertigung von Calciumsilikat-Bausteinen geeigneter zu machen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen oder mehrere der oben genannten Nachteile wenigstens teilweise zu überwinden oder aber eine geeignete Alternativlösung bereitzustellen. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine vollkommen zuverlässige Baustein-Fertigungsanlage bereitzustellen, mit der es möglich ist, auf zeit- und kostensparende Weise hochqualitative Bausteine zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Baustein-Fertigungsanlage gemäß Anspruch 1. Die Anlage umfasst einen Ladetrog, der zu Beginn jedes Befüllungszyklusses mit einer Menge von aushärtbarem Baustein-Gemisch, insbesondere Sand-Kalkstein-Gemisch befüllt wird. Der Ladetrog weist an seinem Boden eine Auslassöffnung auf und ist auf einem Träger befestigt. Die Anordnung von Träger und Trog ist entlang einer Bewegungsrichtung, insbesondere einer im Wesentlichen horizontalen Bewegungsrichtung, zu und von einer Entladeposition bewegbar. In dieser Entladeposition ist die Auslassöffnung des Ladetroges oberhalb wenigstens einer Einfüllöffnung von einer Anordnung von einer oder mehreren Formhohlräumen positioniert, die innerhalb einer Fertigungsform begrenzt sind. In dem Ladetrog sind mehrere rotierbare Rührmittel über der Auslassöffnung nebeneinander positioniert. Der Träger kann mittels einer geeigneten Antriebseinheit, beispielsweise einem Kolben-Zylinder-System bewegt werden. Die Rührmittel können in gleicher Weise mittels geeigneter Antriebseinheiten, beispielsweise einem Elektromotor zur Rotation der Rührmittel rotiert werden. Erfindungsgemäß sind die Rührmittel derart in dem Trog positioniert, dass sich ihre Rotationsachsen in eine Richtung erstrecken, die im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des Trägers verläuft.
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Diese spezifische Orientierung der Rührmittel bringt eine Vielzahl von wichtigen Vorteilen mit sich, vor allem, da hierdurch ermöglicht wird, die Hohlräume genauer und gleichmäßiger mit dem Gemisch zu befüllen. In Folge dessen tritt ein geringerer Ausschuss von Bausteinen während des Fertigungsprozesses auf. Es wird auf diesem Wege beispielsweise ermöglicht, zunächst mit der Befüllung kritischer Bereiche, wie etwa der Eckbereiche und der gegenüberliegenden Randbereiche eines oder mehrerer Formhohlräume, zu beginnen. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Luft einfacher aus dem Formhohlraum oder den Hohlräumen entweichen kann, da es nun möglich ist, den Ladetrog zuerst entlang seiner äußeren Randseiten zu leeren. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass es mit dieser neuen Orientierung der Rührmittel möglich ist, die Geschwindigkeit der Rührmittel und somit die Füllgeschwindigkeit der Hohlräume zu erhöhen. Rotationsgeschwindigkeiten der Rührmittel von mehr als 90 bis 160 Umdrehungen pro Minute haben sich als möglich erwiesen. Diese hohen Geschwindigkeiten helfen dabei, die Rührmittel von anhaftenden Partikeln des Gemischs sauber zu halten und das Gemisch mit Kraft in die Hohlräume zu drücken. Dieses kraftvolle Drücken des Gemischs in die Hohlräume hat den Effekt, dass das Gemisch bereits innerhalb der Hohlräume vorkomprimiert wird. Dies macht es einfacher, das Gemisch zügig mittels einer Presseinrichtung zu ihrer erwünschten Endstärke zu komprimieren, nachdem sie den gesamten Hohlraum ausgefüllt hat. In Folge der genaueren und vorkomprimierten Befüllung der Hohlräume können Höhendifferenzen in dem Endprodukt, nämlich Höhendifferenzen der Bausteine nach Aushärtung auf zehntel von Millimetern minimiert werden, genauer gesagt von weniger als 0,8 mm auf weniger als 0,2 mm. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass mit dieser neuen Orientierung der Rührmittel die Trennung des Gemischs in dem Trog mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftritt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Bausteine hoher Dichte, beispielsweise Calciumsilikat-Bausteine, denen Partikel hoher Dichte wie Basalt beigefügt sind, hergestellt werden. Abschließend ist festzustellen, dass entlang der Seitenwände des Ladetroges keine Antriebsmittel, wie etwa eine Übersetzung vorgesehen werden müssen. Eine Antriebseinheit oder Antriebseinheiten und Übersetzung für die Rührmittel können hier vorteilhafterweise direkt vor oder hinter den Rührmitteln positioniert werden. Da die Höhe und Breite des Ladetroges im Wesentlichen durch die Presseinrichtung begrenzt ist, wird durch diese Positionierung der Antriebseinheiten und/oder Übersetzungen ermöglicht, die Breite des Troges zu erhöhen und somit die Menge an Gemisch, welche von dem Trog während jeder Bewegung zu seiner Entladeposition entladen werden kann zu erhöhen. Infolge dessen können größere Hohlräume mit kürzeren Befüllungs-Zyklus-Zeiten befüllt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Anlage in Kombination mit einem bestimmten Typ und einer bestimmten Orientierung einer Fertigungsform verwendet. Insbesondere weist diese Form eine oder mehrere längliche, im Wesentlichen rechteckige Einfüllöffnungen an ihrer Oberseite auf, mit denen die Form derart relativ zu dem Träger orientiert ist, dass die zentralen Achsen der länglichen Einfüllöffnungen sich in eine Richtung erstrecken, die im Wesentlichen senkrecht zu den Rotationsachsen der Rührmittel und zu der Bewegungsrichtung des Trägers verläuft. So liegen die Tangenten der Rotationsrichtung der Rührmittel in zentralen Ebenen der Hohlräume. In Folge dessen ist die Rotation der Rührmittel geeignet, um das Gemisch reibungslos in den Hohlraum in eine Richtung parallel zu der zentralen Ebene des Hohlraums zu drücken. Die Tangenten der Rotationsrichtung überschneiden sich nicht mit den longitudinalen Seitenwänden des Hohlraumes.
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Vorteilhafterweise wird das Gemisch nicht gegen oder über eine dieser Seitenwände geworfen. Die longitudinalen Seitenbereiche des Hohlraumes können auf diesem Wege einfach auf die gleiche einheitliche Weise wie der Rest des Hohlraumes befüllt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind geeignete Antriebseinheiten für jedes der Rührmittel vorgesehen. Diese Antriebseinheiten ermöglichen es, die einzelnen Rührmittel separat mit unterschiedlichen Rotationsrichtungen und/oder -geschwindigkeiten zu betreiben, wenn dies gewünscht ist. Die Antriebseinheiten können auf einfachem Wege nebeneinander positioniert werden, ohne die maximal mögliche Dimensionierung des Troges zu begrenzen. Eine geeignete Steuereinheit kann vorgesehen und derart programmiert sein, dass in Abhängigkeit des Typs und der Dimensionierung des Hohlraumes/der Hohlräume und/oder in Abhängigkeit des Fortschritts des Befüllungszyklus und/oder in Abhängigkeit der Zusammensetzung des verwendeten Gemischs einige der Rührmittel angetrieben oder nicht angetrieben werden, im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, mit hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Dies macht die Anlage während des Befüllens sehr flexibel, und anpassbar an alle Arten von Umständen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens drei, insbesondere vier Rührmittel nebeneinander angeordnet. Die beiden am weitesten außen liegenden Rührmittel können dann insbesondere verwendet werden, um die kritischen seitlichen Randbereiche der Hohlräume zu befüllen, wobei der eine oder die mehreren dazwischenliegenden Rührmittel verwendet werden, um den weniger kritischen zentralen Bereich der Hohlräume zu befüllen.
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Die Kombination der Bereitstellung von individuell antreibbaren Rührmitteln mit der Bereitstellung von wenigstens drei Rührmitteln ermöglicht es vorteilhafter Weise, die beiden am weitesten außen liegenden Rührmittel mit höheren Geschwindigkeiten, insbesondere wenigstens 20% schneller anzutreiben, als den (die) dazwischenliegenden. Die äußeren Rührmittel können dann beispielsweise mit 100 bis 150 Umdrehungen pro Minuten angetrieben werden, wobei die am inneren Rührmittel mit 75 bis 125 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden. So können die schwer befüllbaren Ecken entlang der kurzen Seiten der Formhohlräume auf einfacherem Wege befüllt werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die äußeren Rührmittel mit größeren Radien auszustatten als die inneren Rührmittel. Dies hat ebenfalls den Effekt, dass vergleichsweise größere Mengen des Gemischs in die Richtung der Ecken entlang der kurzen Seiten der Formhohlräume gedrückt werden. Die äußeren Rührmittel können beispielsweise einen Radius von etwa 300 mm aufweisen, während die inneren Rührmittel einen Radius von etwa 240 mm haben können.
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Darüber hinaus ermöglicht es die Kombination der Bereitstellung individuell antreibbarer Rührmittel mit der Bereitstellung von einer geraden Anzahl von wenigstens vier Rührmitteln vorteilhafter Weise, dass Sätze von nebeneinander liegenden Rührmitteln gegeneinander in entgegengesetzte Richtung rotieren. Für den Fall von vier Rührmitteln beispielsweise ist es dann möglich, dass der von der Vorderseite des Trägers aus gesehene linke äußere Rührmittel im Uhrzeigersinn rotiert, während der daneben liegende rechte innere Rührmittel im Uhrzeigersinn rotiert
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Es ist möglich, dass die Rührmittel während des gesamten Vorwärts- und Rückwärts-Arbeitstaktes des Trägers von der Füllposition zu der Entladeposition und zurück rotiert werden. In der Praxis hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die Rotation der Rührmittel unmittelbar mit oder kurz nach dem Beginn des Rückwärts-Arbeitstakts zu stoppen. Die Rührmittel können beispielsweise während des gesamten Vorwärts-Arbeitstaktes und während eines ersten Teilbereiches der Rückwärtsbewegung über eine Distanz von etwa 200 mm rotiert werden. Im Anschluss wird die Rotation der Rührmittel für den verbleibenden letzten Teil des Rückwärtsarbeitstaktes gestoppt. So ist es einfacher, eine Mehrzahl von Füllhohlräumen gleichmäßig und stabil zu befüllen, die in Bewegungsrichtung nacheinander positioniert sind.
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Jedes der Rührmittel kann insbesondere einen länglichen Schaft mit radial nach außen vorstehenden Zähnen umfassen. Diese Zähne können beliebige Formen aufweisen, gerade, gebogen oder hakenförmig, und bilden vorzugsweise einen Teil von sternförmigen Plattensegmenten, die entlang des länglichen Schaftes in Abständen nebeneinander vorgesehen sind. Die Zähne bewirken eine Mischungsbewegung des Gemischs während des Befüllens. Dies hilft, die Homogenität des Gemischs zu verbessern, was wiederum hilft, die Stärke des Endproduktes nämlich des Bausteins nach Kompression und Aushärtung zu verbessern. Im Vergleich zu den rechteckigen Rahmen benötigen die Rührmittel mit Zähnen einen geringeren Schwung, um durch das Gemisch zu rotieren. Dies ermöglicht es, die Rührmittel mit hohen Geschwindigkeiten anzutreiben, was wiederum hilft, die Rührmittel von Partikeln des Gemischs sauber zu halten, und hilft, das Gemisch mit Kraft in die Hohlräume zu drücken.
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Es ist möglich, dass alle nach außen vorstehenden Zähne und/oder sternförmige Plattensegmente in Richtung der Bewegungsrichtung gleich dick ausgebildet sind. In der Praxis hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die vorderen Zähne und/oder sternförmigen Platten dicker als die hinteren auszubilden. Die Vorderen können beispielsweise 20 mm dick ausgebildet sein, während die Hinteren 12 mm dick sind. So ist es einfacher, eine Mehrzahl von Formhohlräumen, die in Bewegungsrichtung nacheinander positioniert sind gleichmäßig zu befüllen. Da die hinteren Formhohlräume bereits teilweise mit dem Gemisch befüllt sind, welche während des Vorwärts-Arbeitstaktes unter den Rührmitteln vorhanden ist, helfen die dickeren Zähne und/oder sternförmigen Plattensegmente an der Vorderseite eine größere Menge des Gemischs in die vorderen Formhohlräume zu transportieren, um dies zu kompensieren.
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Nebeneinander liegende Rührmittel mit oder ohne Zähnen sind vorzugsweise derart mit ihren zentralen Achsen in einem Abstand voneinander angeordnet, dass etwas Spiel von beispielsweise einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern zwischen ihren äußeren diametralen Enden frei bleibt. So kann vorgebeugt werden, dass ein zu hoher Grad der Verdichtung des Gemischs zwischen zwei nebeneinander liegenden Rührmitteln während der Rotation dieser erhalten wird, was ansonsten zu der Bildung von Kontamination zwischen und um diese führen könnte.
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Es ist auch möglich, dass nebeneinander liegende Rührmittel mit Zähnen so nah beieinander angeordnet sind, dass ihre Zähne während der Rotation beginnen ineinander zu greifen. Die Zähne nebeneinander liegender Rührmittel sind dann vorzugsweise derart entlang ihrer länglichen Schafte angeordnet, dass sie relativ zueinander in horizontaler Richtung versetzt liegen. Dies ermöglicht es den Zähnen seitlich ineinander zu greifen, was bedeutet, dass sie zwischeneinander liegen. Während der Rotation gleiten die Zähne dann aneinander vorbei, was dabei hilft, die Rührmittel vergleichsweise sauber von anhaftenden Partikeln des Gemischs zu halten. Ein weiterer Vorteil von der Verwendung von Rührmitteln mit ineinandergreifenden Zähnen liegt darin, dass verhindert wird, dass große Partikel des Gemischs diese passieren können. Die großen Partikel werden zwischen den nebeneinander liegenden Rührmitteln zerkleinert. Sollte eine solche Zerkleinerung nicht möglich sein, zum Beispiel weil ein Fremdobjekt in dem Gemisch enthalten ist, so wird die Rotation der Rührmittel automatisch blockiert. Damit sind derartigen großen nicht zerkleinerbaren Fremdkörper nicht in der Lage in die Hohlräume einzudringen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Anlage für die Fertigung von Calciumsilikat-Bausteinen und ein Verfahren zum Betreiben der Anlage.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, in denen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die zur Fertigung von Calciumsilikat-Bausteinen verwendet wird, mit dem Träger in der Beladeposition;
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2 eine Ansicht entlang der Linie II-II aus 1 ist;
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3 eine Ansicht gemäß 1 mit dem Träger in der Entladeposition ist;
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4 eine Ansicht entlang der Linie IV-IV aus 3 ist;
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5 eine vergrößerte Seitenansicht einer Anordnung von Träger und Ladetrog aus 1 bis 4 ist;
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6 eine Aufsicht von 5 zeigt;
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7 eine Querschnitt-Ansicht entlang der Linie VII-VII aus 6 ist;
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8 eine Ansicht gemäß 6 einer alternativen Lösung ist; und
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9 Ausführungsformen der sternförmigen Plattensegmente von 8 zeigt.
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Die gesamte Baustein-Fertigungsanlage trägt die Bezugsziffer 1 in den 1 bis 4. Die Anlage 1 umfasst einen Ladetrog 2, der an seiner Oberseite eine offene Konstruktion aufweist, so dass er mit einem Sand-Kalkstein-Gemisch befüllt werden kann, wenn er in einer Beladeposition unterhalb von Zuführmitteln 3 positionier ist. Die Zuführmittel 3 umfassen eine Fallschütte 4, welchemit einer bedienbaren Abdeckung 5 verschließbar ist. Ein vorgemischtes Sand-Kalkstein-Gemisch wird mittels einer Fördereinrichtung 6 zu der Fallschütte 4 transportiert. Der Trog 2 ist auf einem Träger 10 befestigt, der mittels eines Kolben-Zylinder-Systems 11, welches zwischen dem Träger 10 und einem Rahmen 13 der Anlage 1 befestigt ist, in der horizontalen Bewegungsrichtung V bewegbar ist.
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Ein oberer Bereich 2a des Troges 2 ist mit nach unten geneigten Wandbereichen ausgestattet. Ein unterer Teil 2b des Troges hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, die an ihrer Unterseite in eine im Wesentlichen rechteckige Auslassöffnung 15 (siehe 5 bis 7) mündet. Im unteren Bereich 2b sind vier sich horizontal erstreckende längliche Rührmittel 16 vorgesehen. Jedes Rührmittel 16 umfasst einen Schaft 17, auf dem in äquidistanten Abständen eine Mehrzahl von sternförmigen Plattensegmenten vorgesehen ist. Die Segmente umfassen jeweils eine Anzahl – hier vier – radial nach außen vorstehender Zähne 18. Wie 6 entnommen werden kann, liegen die nach außen vorstehenden Zähne 18 der nebeneinander liegenden Rührmittel versetzt in der horizontalen Richtung relativ zueinander und greifen seitlich ineinander, ohne direkt in Kontakt zu kommen.
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Für jedes Rührmittel 16 ist als Antriebseinheit 20 ein Elektromotor vorgesehen, um diesen zu rotieren. Die Antriebseinheiten 20 liegen nahe der äußeren Endbereiche der Rührmittel 16. Jedes der Rührmittel 16 hat einen Schaft 17, dessen zentrale Achse zu seiner Rotationsachse 17a korrespondiert und die sich in einer horizontalen Richtung erstreckt, die parallel zu der Bewegungsrichtung V des Trägers 10 liegt.
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Die Anlage 1 umfasst weiterhin einen Verschiebetisch 22, der an dem Rahmen 13 befestigt ist. Der Träger 10 ist über den Tisch 22 bewegbar, wobei die Auslassöffnung 15 des Troges 2 über diesen gleitet. Vor der Beladeposition des Troges 2 ist eine Fertigungsform 25 platziert. Die Form 25 begrenzt hier vier aufrecht stehende rechteckige Formhohlräume 26, die jeweils eine komplementäre rechteckige Einfüllöffnung 27 an ihrer oberen Seite aufweisen. Die Einfüllöffnungen 27 sind (in Bewegungsrichtung V gesehen) hintereinander positioniert, und ihre zentralen Achsen 27a erstrecken sich in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung V sowie senkrecht zu den Rotationsachsen 17a der Rührmittel 16 verläuft.
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Die Form 25 hat eine im Wesentlichen flache Oberseite. Die Einfüllöffnungen 26 liegen auf der gleichen Höhe wie die Oberseite der Form 25. Die Form ist in einer solchen Höhe innerhalb der Anlage 1 platziert, dass die Oberseite der Form 25 glatt an dem Tisch 22 zum Anliegen kommt. Auf diesem Wege kann der Trog reibungsfrei über den Tisch 22 und die Oberseite der Form 25 geschoben werden, ohne dass das Gemisch aus dem Trog 2 herauszutreten beginnt.
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Es ist eine hydraulische Presseinrichtung 30 vorgesehen, welche einen unteren Satz von Stempeln 30a und einen oberen Satz von Stempeln 30b aufweist. Die unteren und oberen Stempel 30a, 30b sind in der vertikalen Richtung beweglich und weisen Querschnittsabmessungen auf, die zu den Querschnittsabmessungen der Hohlräume 26 und Einfüllöffnungen 27 korrespondieren, dass sie nahezu passgenau durch die Hohlräume 26 gleiten können.
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Ein vorteilhaftes Beispiel eines Befüllungszyklus, der mit der Anlage 1 möglich ist, beginnt mit einem Beladen des Troges 2 mit einer Beschickung von Sand-Kalkstein-Gemisch indem die Abdeckung 5 der Fallschütte 4 vorübergehend geöffnet wird. Anschließend wird der Träger 10 aus der Beladeposition vorwärts bewegt, wie in 1 und in 2 dargestellt ist, bis er seine Entladeposition erreicht, wie in den 3 und 4 gezeigt ist. In dieser Entladeposition ist die Auslassöffnung 15 des Troges 2 direkt oberhalb der Einfüllöffnungen 27 positioniert. Die Anordnung von Einfüllöffnungen 27 hat insgesamt eine Abmessung, die kleiner ist als die Abmessung der Auslassöffnung 15. Nachdem der Träger 10 einige Sekunden in der Entladeposition verblieben ist, wird er zu der Beladeposition zurückbewegt. Während der Vorwärtsbewegung, dem Stillstand und der Rückwärtsbewegung des Trägers 10 ist es dem Gemisch, sobald die Auslassöffnung 15 beginnt die Einfüllöffnungen 27 zu überdecken, möglich, in die Hohlräume 26 zu fließen. Während der Befüllung begrenzen die unteren Stempel 30a die Hohlräume an ihrer Unterseite. Die oberen Stempel 30b sind so in einem Abstand oberhalb der Form 25 positioniert, dass sie dem Trog 2 nicht im Weg stehen, der in Richtung seiner Entladeposition bewegt wird. Um den Einfüllprozess zu verbessern, werden einige oder alle Rührmittel 16 in vorgegebenen Richtungen mit vorgegebenen Geschwindigkeiten rotiert. Die Rührmittel 16 können so das Gemisch mit Kraft aus dem Trog in die Hohlräume 26 transportieren.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn während der Vorwärtsbewegung des Trägers 10 – gesehen von der Vorderseite wie in 7 gezeigt – das äußere linke Rührmittel 16a im Uhrzeigersinn rotiert wird, während das äußere rechte Rührmittel 16d im Gegenuhrzeigersinn rotiert wird. Die anderen beiden Rührmittel 16b und 16c können dann langsamer betrieben werden oder sogar im Wesentlichen unbewegt gehalten werden, indem sie während der initialen Stufe der Vorwärtsbewegung nicht betrieben werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass zuerst die kritischsten kurzen Seiten der Hohlräume 26 ordnungsgemäß mit dem Gemisch befüllt werden. Im Anschluss können die dazwischen liegenden Rührmittel ebenfalls beginnen zu rotieren, wobei sie mit hohen Geschwindigkeiten angetrieben werden können. Zum Beispiel kann das linke mittlere Rührmittel 16b im Gegenuhrzeigersinn und das rechte mittlere Rührmittel 16c im Uhrzeigersinn betrieben werden, wie in 7 dargestellt ist. So werden die weniger kritischen zentralen Bereiche der Hohlräume 26 im zweiten Schritt befüllt. Damit kann begonnen werden, sobald die kurzen Seiten bis zu einem bestimmten vorgegebenen Level befüllt sind, der von den Abmessungen der Hohlräume 26, der Zusammensetzung des Gemischs usw. abhängt. Das Betreiben der mittleren Rührmittel 16b und 16c kann beispielsweise gestartet werden, sobald der Träger 10 beginnt sich zurückzubewegen.
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Nachdem die gesamten Hohlräume 26 komplett auf diese Weise befüllt wurden und der Trog 2 zu seiner Beladeposition zurückbewegt wurde, um eine neue Beschickung des Gemischs zu erhalten, werden die oberen Stempel 30b herabgesenkt und in die Hohlräume 26 gepresst. So wird das Gemisch in den Hohlräumen 26 in erwünschtem Maße zu nicht ausgehärteten, komprimierten Bausteine zusammengepresst. Anschließend können diese komprimierten nicht ausgehärteten Bausteine aus den Formhohlräumen 26 gedrückt werden, indem die unteren Stempel 30a angehoben werden, wenn die oberen Stempel 30b bereits zu Ihrer ursprünglichen Position zurück gehoben worden sind, wie in 1 gezeigt ist. Abschließend werden die komprimierten nicht ausgehärteten Bausteine zu einer nicht eingezeichneten Autoklave transportiert, wo sie unter dem Einfluss von unter Druck stehendem Dampf ausgehärtet werden.
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8 zeigt eine alternative Ausführungsform, in welcher vier unabhängig antreibbare Rührmittel 80a bis 80d nebeneinander angeordnet sind. Jedes der Rührmittel 80a bis 80d ist mit sternförmigen Plattensegmenten 81a bis 81d ausgestattet. Dabei haben die äußeren Rührmittel 80a, 80d Segmente 81a, 81d, die einen größeren Durchmesser aufweisen als die Segmente 81b, 81c der inneren Rührmittel 80b, 80c. Darüber hinaus sind die rückseitigen Segmente 81a‘ bis 81d‘ dicker ausgebildet als die vorderseitigen Segmente 81a‘‘ bis 81d‘‘. Die zentralen Achsen der Rührmittel 80a bis 80d sind in äquidistanten Abständen positioniert, was zusammen mit den unterschiedlichen Durchmessern den Effekt hat, dass ein großes Spiel zwischen den beiden inneren Rührmitteln 80b, 80c freigelassen wird im Vergleich zu dem Spiel, das zwischen den äußeren Rührmitteln 80a, 80d und den neben diesen liegenden inneren Rührmitteln 80b, 80c besteht. Die äußeren Segmente 81a, 81d sind versetzt zueinander in Bezug auf die inneren Segmente 81b, 81c angeordnet.
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9a zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der großen äußeren sternförmigen Plattensegmente 81a, 81d. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, umfassen diese drei etwas gebogene Zähne, die an ihren äußeren Enden abgerundet sind. Die Zähne sind vorzugsweise in die Richtung gebogen, in welche die Segmente während der Entladung rotiert werden. Dies ist möglich, wenn von vornherein klar ist, welche Richtung dies sein wird.
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9b zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der schmalen inneren sternförmigen Plattensegmente 81b, 81c. Wie der Figur entnommen werden kann, umfassen diese drei im Wesentlichen gerade Zähne, die an ihren äußeren Enden abgerundet sind. Die Zähne sind hier nicht gebogen, um es möglich zu machen, die inneren Rührmittel 80b, 80c während der Entladung in beide Richtungen rotieren zu können. Wenn hier ebenfalls von vornherein bekannt ist, in welche Richtung die inneren Rührmittel 80b, 80c zu rotieren sind, so können diese auch mit Zähnen ausgestattet sein, die in die vorgesehene Rotationsrichtung gebogen sind.
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Es ist anzumerken, dass die Idee, Rührmittel mit nach außen vorstehenden Zähnen zu verwenden, welche insbesondere seitlich ineinander greifen können oder auch nicht, sich in der oben beschriebenen Art von Anlage bereits als vorteilhaft erwiesen hat, wenn die Rührmittel sich in andere Richtungen relativ zu der Bewegungsrichtung des Troges erstrecken, beispielsweise in Kombination mit den Rührmitteln, die sich in horizontale Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Trägers erstrecken, nämlich seitlich innerhalb des Troges. Darüber hinaus ist festzuhalten, dass die Idee der Verwendung einer Vielzahl von Rührmitteln, die jeweils individuell mittels einer ihnen zugewiesenen Antriebseinheit betrieben werden können, sich in der oben beschriebenen Art von Anlage ebenfalls bereits als vorteilhaft erwiesen hat, wenn die Rührmittel sich in andere Richtungen relativ zu der Bewegungsrichtung des Troges erstrecken, beispielsweise in Kombination mit den Rührmitteln, welche sich in horizontale Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Trägers erstrecken, nämlich seitlich innerhalb des Troges.
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Neben den dargestellten Ausführungsformen ist eine Vielzahl anderer Varianten möglich. Beispielsweise können die unterschiedlichen Teile und Komponenten unterschiedliche Formen und Abmessungen aufweisen. Anstelle der Verwendung von drei oder vier Zähnen, die gleichmäßig über den Umfang des Querschnittssegmentes des Rührmittels verteilt sind, ist es auch möglich, mehr oder weniger Zähne zu verwenden. Es ist auch möglich, andere Arten von Rührmitteln wie archimedische Schrauben oder die konventionellen rechteckigen Rahmen zu verwenden. Es können auch andere Arten von Antriebseinheiten verwendet werden oder aber eine gemeinsame Antriebseinheit mit einer geeigneten einstellbaren Übersetzung, die ebenfalls geeignet ist, die einzelnen Rührmittel jeweils individuell anzutreiben. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft für die Herstellung von eher großen rechteckigen Bausteinen, insbesondere rechteckige Bausteine, die Höhen von mehr als 50 cm und/oder Breiten von mehr als 30 cm und/oder Dicken von mehr als 15 cm aufweisen. Andere Abmessungen und Formen sind ebenfalls möglich.
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Die Erfindung gibt somit eine Anlage vor, mit der genau dimensionierte und feste Bausteine gefertigt werden können, wobei dies auf kostensparenden Weise und mit hoher Produktionsgeschwindigkeit erfolgt. Die Anlage hat sich insbesondere für den Umgang mit Sand-Kalkstein-Gemisch zur Herstellung von Calciumsilikat-Bausteinen als geeignet erwiesen. Die Materialeigenschaften hiervon benötigen einen besonders vorsichtigen Umgang während des Befüllungsprozesses, um eine schnelle, zuverlässige und gleichmäßig verteilte Befüllung der Formhohlräume zu gewährleisten, und zwar auch in ihren kritischsten Bereichen entlang der Ecken und Kanten nahe ihrer kurzen Seiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 1261590 [0005]
- JP 64-55004 U [0006]
- US 3164649 [0007]
