DE102015108257A1

DE102015108257A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen

Info

Publication number: DE102015108257A1
Application number: DE102015108257.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Metten
Original assignee: Metten Stein and Design GmbH and Co KG
Current assignee: Metten Stein and Design GmbH and Co KG
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: DE102015108257B4; US20160346955A1; CA2930785C; CA2930785A1; US11110627B2

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (1, 1') zur Bearbeitung von Betonsteinen (2), umfassend: eine Transporteinrichtung (3) zum Transport der Betonsteine (2), und Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung der Kanten der Betonsteine (2), wobei die Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung oberhalb der Transporteinrichtung (3) angeordnet sind. Um die Betonsteine (2) bei geringer mechanischer Belastung auf konstruktiv einfache Weise bearbeiten zu können, wird vorgeschlagen, die Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung drehbar zu lagern. Dargestellt und beschrieben ist zudem ein Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Betonsteinen, umfassend: eine Transporteinrichtung zum Transport der Betonsteine, und Mittel zur mechanischen Bearbeitung der Kanten der Betonsteine, wobei die Mittel zur mechanischen Bearbeitung oberhalb der Transporteinrichtung angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen umfassend die folgenden Schritte: a) Formen der Betonsteine, b) mechanisches Bearbeiten der Kanten der Betonsteine auf wenigstens einer Seite der Betonsteine, und c) Aushärten der Betonsteine.
Betonsteine sind im Gegensatz zu Natursteinen künstlich hergestellte Steine. Als Werkstoffe für die Herstellung von Betonsteinen werden häufig Sand, Kies, Zement, Wasser und Natursteinsplitte eingesetzt. Bei der Herstellung von Betonsteinen wird die zu diesem Zeitpunkt noch feuchte Materialmischung in eine Form gegeben und nach dem Entformen ausgehärtet. Je nach Materialmischung und verwendeter Form können Betonsteine mit unterschiedlichsten Formen, Farben und Oberflächenstrukturen hergestellt werden.
Oftmals weisen die Betonsteine jedoch nach dem Entformen noch nicht die gewünschten Eigenschaften auf, was eine Nachbearbeitung der Betonsteine erforderlich macht. Beispielsweise kann die Nachbearbeitung darin bestehen, an den Kanten der Betonsteine vorhandene scharfkantige Grate zu entfernen. Dies hat einerseits den Zweck, die Verletzungsgefahr zu verringern und dient andererseits optischen Gründen. Um den Effekt einer künstlichen Alterung zu erreichen, werden sogar oftmals nicht nur die Grate entfernt, sondern noch etwas mehr Material von den Kanten der Betonsteine abgetragen.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Methode zur Bearbeitung der Kanten von Betonsteinen ist das so genannte „Rumpelverfahren” oder „Kollerverfahren”, bei dem die ausgehärteten Betonsteine in eine rotierende Trommel gefüllt werden, wobei die Kanten der Betonsteine infolge der Zusammenstöße zwischen den Betonsteinen abplatzen. Dieses Verfahren hat den Nachteil eines hohen apparativen Aufwands; zudem können aufgrund der hohen mechanischen Belastungen nur bereits vollständig ausgehärtete Betonsteine auf diese Weise bearbeitet werden.
Aus der DE 38 14 148 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum künstlichen Altern von Betonsteinen bekannt. Zur Bearbeitung der Betonsteine wird vorgeschlagen, eine Hammervorrichtung an der Steinfertigungsanlage vorzusehen. Die Hammervorrichtung ist oberhalb einer Transportbahn angeordnet, auf der die Betonsteine transportiert werden und kann mit den Betonsteinen mitbewegt werden. Die Hammervorrichtung umfasst mehrere Hammerwerkzeuge mit Schlagflächen. Die Hammerwerkzeuge können in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden und somit auf die Betonsteine einwirken bzw. einhämmern. Durch das Auftreffen der Hammerwerkzeuge auf den Oberseiten der Betonsteine soll im Bereich der Kanten der Betonsteine Beton ausbrechen.
Die aus der DE 38 14 148 A1 bekannte Lösung hat mehrere Nachteile. Ein Nachteil liegt in der sehr hohen mechanischen Belastung der Betonsteine. Aus diesem Grund kann die Hammervorrichtung nur im „Trockenbetonbereich” – also nach Austritt der Betonsteine aus einer Trockenkammer – und nicht im „Nassbetonbereich” eingesetzt werden, da die Betonsteine im Nassbetonbereich noch recht weich sind und von den Hammerwerkzeugen zerdrückt würden. Auch die starken Vibrationen stellen eine Herausforderung dar und machen die Sicherung der Betonsteine durch eine Haltevorrichtung erforderlich. Ein weiterer Nachteil liegt in dem hohen konstruktiven Aufwand der Anlage, da die Hammervorrichtung derart gelagert sein muss, dass sie in Transportrichtung der Betonsteine und quer zur Transportrichtung der Betonsteine bewegt werden kann. Auch die für eine Bearbeitung im „Trockenbetonbereich” typischen hohen Staubemissionen stellen einen Nachteil dieser Lösung dar.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Vorrichtung ebenso wie das eingangs genannte und zuvor näher dargestellte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Betonsteine bei geringer mechanischer Belastung auf konstruktiv einfache Weise bearbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Mittel zur mechanischen Bearbeitung drehbar gelagert sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der Bearbeitung von beispielsweise quaderförmigen Betonsteinen und insbesondere der Bearbeitung der Kanten an der Oberseite („Sichtseite”) der Betonsteine. Unter einem Betonstein wird – in Abgrenzung zu einem Naturstein – ein künstlich hergestellter Stein verstanden, der beispielsweise Sand, Kies, Zement, Wasser oder Natursteinsplitte enthalten kann. Unter Betonsteinen werden sowohl Betonsteinplatten als auch Beton-Mauersteine oder Betonstufen verstanden. Betonsteine können einschichtig, zwei- oder mehrschichtig ausgeführt werden. Die Betonsteine können an ihren zu bearbeitenden Kanten Grate aufweisen, die vorzugsweise wenigstens 1 mm, insbesondere wenigstens 2 mm von den Betonsteinen abstehen. Die Vorrichtung umfasst zunächst eine Transporteinrichtung zum Transport der Betonsteine. Bei der Transporteinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Transportband oder eine andere geeignete Fördereinrichtung handeln. Die Transporteinrichtung ist vorzugsweise in einer horizontalen Ebene angeordnet. Die Vorrichtung umfasst zudem Mittel zur mechanischen Bearbeitung der Kanten der Betonsteine. Unter einer mechanischen Bearbeitung kann insbesondere eine berührende Bearbeitung verstanden werden. Die Mittel zur mechanischen Bearbeitung sind oberhalb der Transporteinrichtung angeordnet. Dies ermöglicht es, die auf der Transporteinrichtung liegenden Betonsteine unterhalb der vorzugsweise ortsfest angeordneten Mitteln zur mechanischen Bearbeitung hindurchzuführen, so dass die oben liegenden Kanten der Betonsteine bearbeitet werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Mittel zur mechanischen Bearbeitung drehbar gelagert sind. Eine drehbare Lagerung hat den Vorteil, dass die Mittel zur mechanischen Bearbeitung ortsfest – wenngleich in vertikaler Richtung beweglich – gelagert werden können und nicht mit den Betonsteinen mitbewegt werden müssen. Stattdessen können die Mittel zur mechanischen Bearbeitung aufgrund der drehbaren Lagerung auf den sich fortbewegenden Betonsteinen abrollen und dabei deren Kanten bearbeiten. Die Mittel zur mechanischen Bearbeitung sind daher vorzugsweise in vertikaler Richtung beweglich gelagert, jedoch in horizontaler Richtung (also in Transportrichtung) unbeweglich gelagert.
Eine derartige Lagerung hat mehrere Vorteile. Ein Vorteil einer drehbaren Lagerung liegt darin, dass durch eine abrollende Bewegung eine wesentliche geringere und gleichmäßigere Belastung der Betonsteine erreicht werden kann als bei einer stoßartigen Hammerbewegung. Auf diese Weise können die Betonsteine bereits im Nassbetonbereich, also vor dem vollständigen Aushärten und vorzugsweise sogar vor dem Beschichten der Betonsteine bearbeitet werden. Eine Bearbeitung der Kanten vor dem Beschichten der Betonsteine hat den erheblichen Vorteil, dass die (Schutz-)Beschichtung der Betonsteine lückenlos erfolgt und nicht durch eine nachträglich Bearbeitung im Bereich der abgewalzten bzw. abgeplatzen Kanten wieder verloren geht. Ein weiterer Vorteil einer drehbaren Lagerung liegt darin, dass die Kanten der Betonsteine während der Bearbeitung ihrer Kanten kontinuierlich fortbewegt werden können. Dies erlaubt eine problemlose Integration der Vorrichtung in die Gesamtanlage zur Herstellung der Betonsteine ohne einen Verlust an Produktionsleistung.
Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Mittel zur mechanischen Bearbeitung als Rollen ausgeführt sind. Rollen haben den Vorteil, dass sie mit ihrem Umfang auf den zu bearbeitenden Betonsteinen abrollen können. Zudem haben sie aufgrund ihrer rotationssymmetrischen Form eine definierte Drehachse und können daher besonders einfach gelagert werden. Beispielsweise kann die Rolle einseitig oder beidseitig geführt werden. Die Drehachse der Rolle kann parallel zur Ebene der Transporteinrichtung verlaufen oder gegenüber dieser Ebene geneigt sein. Vorzugsweise sind die Rollen derart gelagert, dass zwischen den Rollen und der Transporteinrichtung ein Spalt entsteht, dessen Höhe etwas geringer ist als die Höhe der zu bearbeitenden Betonsteine. Das Untermaß liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Rollen erzielt, deren Masse im Bereich zwischen 1000 Gramm und 4000 Gramm liegt, da die hierdurch entstehende Anpresskraft in einem optimalen Bereich liegt.
Zu dieser Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, dass die Rollen zylindrisch oder kegelförmig geformt sind. Die zylindrische Form hat den Vorteil, dass sich der Druck der Rolle gleichmäßig auf den noch weichen Betonstein verteilt, so dass die ebene Oberfläche erhalten bleibt. Überraschend hat sich herausgestellt, dass die Kanten der Betonsteine auch mit zylindrischen Rollen auf die gewünschte Weise abplatzen, da beim Entfernen der Grate regelmäßig nicht nur der Grat selbst, sondern etwas mehr Material von den Betonsteinen gelöst wird. Ein weiterer Vorteil zylindrischer Rollen liegt darin, dass mit einer Rolle mehrere Kanten desselben Betonsteins oder sogar die Kanten mehrerer gleich hoher Betonsteine gleichzeitig bearbeitet werden können. Zudem können mit zylindrischen Rollen sowohl Kanten bearbeitet werden, die quer zur Drehachse der Rolle verlaufen als auch Kanten, die parallel zur Drehachse der Rolle verlaufen. Die kegelförmige oder kegelmantelförmige Gestaltung der Rollen hat demgegenüber den Vorteil, dass besonders viel Material von den Kanten abgetragen werden kann und die obere Fläche der Betonsteine nicht berührt wird. Beispielsweise kann die Neigung der Mantelfläche der Rollen an die gewünschte Form der zu bearbeitenden Kanten der Betonsteine angepasst werden. Bei kegelförmigen Rollen oder kegelmantelförmigen Rollen ist vorzugsweise jeder zu bearbeitenden Kante eine separate Rolle zugeordnet.
Im Hinblick auf die Gestaltung der Rollen wird weiter vorgeschlagen, dass die Rollen eine glatte oder eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Durch die Gestaltung der Oberfläche der Rollen kann die Struktur der Oberfläche der damit bearbeiteten Betonsteine beeinflusst werden. Durch Rollen mit glatter Oberfläche können demnach Betonsteine mit glatten Oberflächen erreicht werden und durch Rollen mit strukturierter Oberfläche können Betonsteine mit strukturierten Oberflächen erreicht werden.
Weiterhin wird in Bezug auf die Gestaltung der Rollen vorgeschlagen, dass die Rollen eine Oberfläche aus Kunststoff, Metall oder Keramik aufweisen. Eine Oberfläche aus Kunststoff hat den Vorteil einer hohen Elastizität, wodurch der Druck besonders gleichmäßig auf die Betonsteine verteilt wird. Oberflächen aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, sind hingegen besonders langlebig und erlauben eine sehr präzise Formgebung. Keramik weist eine sehr hohe Verschleißfestigkeit auf.
Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch Arme zur Lagerung der Rollen. Eine Lagerung der Rollen an Armen hat den Vorteil, dass die Rollen präzise geführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass jede Rolle an zwei Armen gelagert ist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Rolle angeordnet sind. Vorzugsweise erstrecken sich die Arme parallel zur Transportrichtung der Betonsteine, wobei eine Konfiguration wie bei einer nachlaufenden Fahrzeugachse bevorzugt wird: Die Rollen sollen also in Transportrichtung gesehen am hinteren Ende der Arme gelagert sein.
Eine Weiterbildung dieser Ausbildung der Vorrichtung zeichnet sich aus durch einen Rahmen zur Aufhängung der Arme. Durch den Rahmen können die Arme – und die daran gelagerten Rollen – in der gewünschten Position angeordnet werden. Der Rahmen kann beispielsweise durch Profile aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium hergestellt sein. Vorzugsweise erstreckt sich der Rahmen in Querrichtung vollständig über die Transporteinrichtung.
Hierzu wird weiter vorgeschlagen, dass die Arme über Lagerungen schwenkbar mit dem Rahmen verbunden sind. Durch die schwenkbare Lagerung können die Arme – und die daran gelagerten Rollen – eine definierte Bewegung ausführen. Vorzugsweise sind die Arme derart schwenkbar mit dem Rahmen verbunden, dass die Rollen eine Bewegung in vertikaler Richtung ausführen können. Auf diese Weise können die Rollen mit ihrer eigenen Gewichtskraft von oben auf die Betonsteine einwirken und brauchen nicht aktiv nach unten gepresst werden. Es kann sich um eine rein lineare Vertikalbewegung oder um eine gekrümmte Bewegung handeln, beispielsweise um eine Bewegung entlang einer Kreisbahn. Bei der Lagerung kann es sich beispielsweise um einfache Drehlager handeln.
Im Hinblick auf die Verbindung zwischen den Armen und dem Rahmen wird weiter vorgeschlagen, dass die Arme über Spiralfedern mit dem Rahmen verbunden sind. Durch die elastischen Eigenschaften der Feder können die Arme weiterhin die gewünschte Bewegung ausführen und werden nach einer Auslenkung in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Mit anderen Worten wird durch die Federn eine Rückstellwirkung erreicht. Dies hat den Vorteil, dass die an den Armen gelagerten Rollen nach der Bearbeitung eines Betonsteins und der damit verbundenen Auslenkung schnell wieder eine durch die Vorspannung der Feder definierte Ausgangslage einnehmen und somit auf die Bearbeitung des nächsten Betonsteins vorbereitet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist schließlich vorgesehen, dass die Rollen versetzt auf unterschiedlichen Drehachsen angeordnet sind. Durch die versetzte Anordnung der Rollen können mehrere dicht nebeneinander auf der Transporteinrichtung liegende Betonsteine von separaten Rollen bearbeitet werden, obgleich die Rollen möglichweise breiter sind als die Betonsteine. Dies wäre bei einer Anordnung aller Rollen auf derselben Drehachse aus Platzgründen meist nicht möglich.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Formen der Betonsteine, b) mechanisches Bearbeiten der Kanten der Betonsteine auf wenigstens einer Seite der Betonsteine, und c) Aushärten der Betonsteine. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) vor Schritt c) erfolgt. Die zuvor beschriebene Reihenfolge der Schritte hat zur Folge, dass die mechanische Bearbeitung im Nassbetonbereich erfolgen muss. In dieser Phase sind die Betonsteine noch nicht ausgehärtet und somit besonders weich. Gleichwohl kann eine mechanische Bearbeitung der Kanten der Betonsteine auch bereits in dieser frühen Phase erfolgen, beispielsweise durch die zuvor beschriebene Vorrichtung. Eine Bearbeitung der Kanten der Betonsteine im Nassbetonbereich hat beispielsweise den Vorteil besonders geringer Staubemissionen. Vorzugsweise erfolgt Schritt b) weniger als eine Stunde, insbesondere weniger als 30 Minuten oder sogar weniger als 15 Minuten nach Schritt a). Mit anderen Worten soll die Bearbeitung der Kanten der Betonsteine vor dem Einsetzen der Erhärtung und vor dem Einsetzen der Erstarrung des Zements erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Verfahren ergänzt durch den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b2) Reinigen der Betonsteine durch Druckluft. Durch diesen Schritt wird sichergestellt, dass diejenigen Materialstücke, die infolge der mechanischen Bearbeitung von den Kanten der Betonsteine abgeplatzt sind, auch vollständig von den Betonsteinen abgelöst werden. Alternativ zu einer Reinigung durch Druckluft kann auch eine Reinigung durch andere komprimierte Gase erfolgen.
Nach einer weiteren Ausbildung des Verfahrens wird das Verfahren ergänzt durch den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b3) Absaugen der Betonsteine. Vorzugsweise erfolgt Schritt b3) auch nach Schritt b2). Auch durch diesen Schritt wird sichergestellt, dass diejenigen Materialstücke, die infolge der mechanischen Bearbeitung von den Kanten der Betonsteine abgeplatzt sind, auch vollständig von den Betonsteinen abgelöst werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Verfahren ergänzt durch den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b4) Beschichten der Betonsteine. Vorzugsweise erfolgt Schritt b4) auch nach Schritt b2) und nach Schritt b3). Durch das Auftragen einer Beschichtung (Schritt b4) sollen die Betonsteine geschützt werden und beispielsweise schmutz- oder wasserabweisende Eigenschaften erhalten. Damit die Beschichtung die gesamte Oberfläche der Betonsteine abdecken kann, sollte das Auftragen der Beschichtung nach der mechanischen Bearbeitung (Schritt b) stattfinden, da andernfalls im Bereich der abgewalzten bzw. abgeplatzten Kanten keine Beschichtung mehr vorhanden ist.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass sich die Betonsteine in Schritt b) kontinuierlich fortbewegen, insbesondere kontinuierlich in linearer Richtung fortbewegen. Der kontinuierliche Betrieb erlaubt eine problemlose Integration des Verfahrens in ein Gesamtverfahren zur Herstellung der Betonsteine. Im Vergleich zu einem intermittierenden Betrieb kann zudem eine erhöhte Produktionsleistung erreicht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in Schritt b) Betonsteine mechanisch bearbeitet werden, die an ihren zu bearbeitenden Kanten Grate aufweisen. Vorzugsweise stehen die Grate wenigstens 1 mm, insbesondere wenigstens 2 mm von den Betonsteinen ab. Die Grate haben den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer abstehenden Form besonders gut von den Bearbeitungswerkzeugen – beispielsweise Rollen – erfasst werden. Versuche haben gezeigt, dass bei der Entfernung der Grate nicht nur die Grate selbst, sondern etwas mehr Material von den Kanten der Betonsteine abplatzt. Auf diese Weise wird der Effekt einer künstlichen Alterung bzw. eines künstlichen Verschleißes der Kanten erreicht. Es kann vorgesehen sein, dass einige Kanten oder alle Kanten an der Oberseite („Sichtseite”) der Betonsteine Grate aufweisen. Die Kanten können durchgehend oder nur abschnittsweise mit Graten versehen sein. In letzterem Fall können in denjenigen Abschnitten der Kanten, die keine Grate aufweisen, Fasen vorgesehen sein. Im Bereich der Fasen können die Bearbeitungswerkzeuge – beispielsweise Rollen – nicht auf die Betonsteine einwirken, so dass dort keine Bearbeitung der Kanten stattfindet. Durch die Kombination aus Graten und Fasen kann also eine Kombination aus bearbeiteten Kantenabschnitten und nicht-bearbeiteten Kantenabschnitten der Betonsteine erreicht werden. Die Grate an den Kanten der Betonsteine können beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung der Stempelplatten des Steinfertigers erzeugt werden.
In weiterer Ausbildung des Verfahrens wird schließlich vorgeschlagen, dass die Kanten der Betonsteine in Schritt b) durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bearbeitet werden. Die zuvor beschriebene Vorrichtung eignet sich in allen dargestellten Ausgestaltungen in besonderer Weise zur Durchführung des Verfahrens. Dies liegt insbesondere daran, dass die Vorrichtung eine besonders geringe mechanische Belastung der Betonsteine verursacht, was insbesondere bei einer Bearbeitung von Betonsteinen vorteilhaft ist, die noch nicht ausgehärtet sind.
Ein wichtiger Grundbestandteil für Beton ist Zement. Der Zement dient vor allem als Bindemittel für die eingesetzten Zusätze wie z. B. die Zuschlagstoffe. Bei der Herstellung von Beton hat der sogenannte Wasser-Bindemittel-Wert (w/b-Wert) einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des erhaltenen Produkts. Dieser Wert beschreibt das Verhältnis zwischen der Masse des Anmachwassers und der Masse des Bindemittels (üblicherweise Zement) einer verdichteten Mischung. Bei Verwendung von Zusatzstoffen wie Hüttensand, Puzzolan, Flugasche, Kalkstein, Steinkohlenflugasche oder Silikastaub ist für die Masse des Bindemittels bei der Berechnung des w/b-Wertes nicht nur die Masse des reinen Zements ausschlaggebend, sondern auch die Masse dieser Zusatzstoffe, welche zur Masse des Zements dazugezählt werden muss.
Abhängig vom Waser-Bindemittel-Wert werden verschiedene Arten von Beton mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, besonders in Bezug auf die Druckfestigkeit des Betons, erhalten. Beim Erhärten kann ein typischer Zement circa 40% seiner Masse an Wasser binden. Dies entspricht einem w/b-Wert von 0,40. Bei einem w/b-Wert über 0,4 ist mehr Wasser in der Mischung vorhanden, als der Zement binden kann. Daher bilden sich verstärkt Poren im Beton, wodurch die Druckfestigkeit herabgesetzt werden kann. Außerdem nimmt die Frostempfindlichkeit zu. Je geringer der w/b-Wert ist, umso steifer und schlechter verarbeitbar ist der Beton. Zudem besteht bei tiefen w/b-Werten die Gefahr, dass nicht das gesamte Bindemittel aushärtet, wodurch die Druckfestigkeit sinkt.
Betonsteine mit der folgenden Zusammensetzung haben sich als besonders geeignet erwiesen für eine Bearbeitung in der zuvor beschriebenen Vorrichtung bzw. durch das zuvor beschriebene Verfahren:

– Der Beton wird vor der Aushärtung auf einen Wasser-Bindemittel-Wert (w/b-Wert) von 0,3 bis 0,5 insbesondere auf einen Wasser-Bindemittel-Wert (w/b-Wert) von 0,31 bis 0,45, insbesondere auf einen Wasser-Bindemittel-Wert (w/b-Wert) von 0,35 bis 0,40 eingestellt.
– Der Zementanteil im Beton beträgt 15 bis 25 Gew.-%, insbesondere 17,5 bis 20,5 Gew.-%.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1: eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung von Betonsteinen in einer Seitenansicht,
2: die Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht,
3: eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung von Betonsteinen in einer Seitenansicht,
4: die Vorrichtung aus 3 in einer Draufsicht, und
5: ein Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen in schematischer Darstellung.
1 zeigt eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Betonsteinen 2. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Einrichtung 3 zum Transport der Betonsteine 2. Die Transporteinrichtung 3 verläuft in horizontaler Richtung und fördert die Betonsteine 2 entlang einer Transportrichtung T. Die Vorrichtung 1 umfasst zudem Mittel 4 zur mechanischen Bearbeitung der Kanten der Betonsteine 2. Die Mittel 4 sind bei der in 1 dargestellten und insoweit bevorzugten Vorrichtung 1 als zylindrische Rollen 4 ausgeführt. Die Rollen 4 sind oberhalb der Transporteinrichtung 3 angeordnet und drehbar an jeweils zwei Armen 5A, 5B gelagert (Arm 5B ist in 1 verdeckt). Während an dem einen Ende der Arme 5A, 5B die Rollen 4 gelagert sind, sind die anderen Enden der Arme 5A, 5B über eine Lagerung 6 schwenkbar mit einem Rahmen 7 verbunden. Zwischen jedem Arm 5A, 5B und dem Rahmen 7 sind zudem Spiralfedern 8A, 8B vorgesehen.
In 2 ist die Vorrichtung 1 aus 1 in einer Draufsicht gezeigt. Die bereits im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 1 sind in 2 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Draufsicht ist deutlich erkennbar, dass vier Reihen von Betonsteinen 2 nebeneinander auf der Transporteinrichtung 3 angeordnet sind und in Transportrichtung T bewegt werden. Jeder Reihe von Betonsteinen 2 ist eine Rolle 4 zugeordnet. Die Rollen 4 sind über jeweils zwei parallel verlaufende Arme 5A, 5B mit dem Rahmen 7 verbunden. Zudem ist jeder Arm 5A, 5B über eine Spiralfeder 8A, 8B mit dem Rahmen 7 verbunden. Bei der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausgestaltung der Vorrichtung 1 sind alle vier Rollen 4 auf derselben Drehachse 9 angeordnet.
3 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1' zur Bearbeitung von Betonsteinen 2. Die bereits im Zusammenhang mit 1 oder 2 beschriebenen Bereiche der Vorrichtung 1' sind in 3 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten Ausgestaltung der Vorrichtung 1 und der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 1' liegt darin, dass die zweite Ausgestaltung der Vorrichtung 1' sieben Rollen 4, 4' aufweist und somit sieben Reihen von Betonsteinen 2 gleichzeitig bearbeiten kann. Aus Platzgründen sind die Rollen 4, 4' bei der zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 1' versetzt angeordnet: vier Rollen 4 sind auf einer ersten Drehachse 9 angeordnet während drei weitere Rollen 4' auf einer zweiten Drehachse 9' angeordnet sind, die gegenüber der ersten Drehachse 9 in Transportrichtung T versetzt ist. Die Rollen 4, 4' sind auch bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung der Vorrichtung 1' drehbar an jeweils zwei Armen 5A, 5B, 5A', 5B' gelagert (Arme 5B, 5B' sind in 3 verdeckt). Die schwenkbare Anbindung der Arme 5A, 5B, 5A', 5B' an den Rahmen 7 erfolgt – wie bereits zuvor beschrieben wurde – über Lagerungen 6 und Spiralfedern 8A, 8B, 8A', 8B'.
In 4 ist die Vorrichtung 1' aus 3 in einer Draufsicht gezeigt. Die bereits im Zusammenhang mit 1 bis 3 beschriebenen Bereiche der Vorrichtungen 1, 1' sind in 4 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. In der Draufsicht ist deutlich erkennbar, dass sieben Reihen von Betonsteinen 2 nebeneinander auf der Transporteinrichtung 3 angeordnet sind und in Transportrichtung T bewegt werden. Jeder Reihe von Betonsteinen 2 ist eine Rolle 4, 4' zugeordnet. Die vorderen Rollen 4 sind über die parallel verlaufende Arme 5A, 5B mit dem Rahmen 7 verbunden und die hinteren Rollen 4' sind über die parallel verlaufende Arme 5A', 5B' mit dem Rahmen 7 verbunden. Die Arme 5A, 5B der vorderen Rollen 4 und die Arme 5A', 5B' der hinteren Rollen 4' sind aufgrund der überlappenden Lage der Rollen 4, 4' abwechselnd angeordnet. Jeder Arm 5A, 5B, 5A', 5B' ist über eine Spiralfeder 8A, 8B, 8A', 8B' mit dem Rahmen 7 verbunden. Bei der in 3 und 4 dargestellten zweiten Ausgestaltung der Vorrichtung 1' sind die Rollen 4, 4' auf unterschiedlichen Drehachsen 9, 9' angeordnet: die vorderen vier Rollen 4 sind auf der vorderen Drehachse 9 angeordnet und die hinteren drei Rollen 4' sind auf der hinteren Drehachse 9' angeordnet.
Die in 1 bis 4 gezeigten Vorrichtungen 1, 1' sind nicht auf vier oder sieben Rollen 4, 4' festgelegt, sondern können auf eine beliebige Anzahl an Rollen 4, 4' angepasst werden. Die Rollen 4, 4' können auf derselben Drehachse 9 oder auf zwei oder mehr unterschiedlichen Drehachsen 9, 9' angeordnet sein.
5 zeigt ein Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen 2 in schematischer Darstellung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Formen der Betonsteine, b) Mechanisches Bearbeiten der Kanten der Betonsteine, b2)/b3) Reinigen/Absaugen der Betonsteine, b4) Beschichten der Betonsteine, c) Aushärten der Betonsteine. Die Schritte a), b) und c) sind zwingend erforderlich, während die Schritte b2), b3) und b4) lediglich optional – wenngleich sehr vorteilhaft – sind.
Bezugszeichenliste

1, 1': Vorrichtung
2: Betonstein
3: Transporteinrichtung
4, 4': Mittel/Rollen
5A, 5B, 5A', 5B': Arm
6: Lagerung
7: Rahmen
8A, 8B, 8A', 8B': Spiralfeder
9, 9': Drehachse
T: Transportrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3814148 A1 [0006, 0007]

Claims

Vorrichtung (1, 1') zur Bearbeitung von Betonsteinen (2), umfassend: – eine Transporteinrichtung (3) zum Transport der Betonsteine (2), und – Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung der Kanten der Betonsteine (2), – wobei die Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung oberhalb der Transporteinrichtung (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung drehbar gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4, 4') zur mechanischen Bearbeitung als Rollen (4, 4') ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4, 4') zylindrisch oder kegelförmig geformt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4, 4') eine glatte oder eine strukturierte Oberfläche aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4, 4') eine Oberfläche aus Kunststoff, Metall oder Keramik aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Arme (5A, 5B, 5A', 5B') zur Lagerung der Rollen (4, 4').
Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Rahmen (7) zur Aufhängung der Arme (5A, 5B, 5A', 5B').
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (5A, 5B, 5A', 5B') über Lagerungen (6) schwenkbar mit dem Rahmen (7) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (5A, 5B, 5A', 5B') über Spiralfedern (8A, 8B, 8A', 8B') mit dem Rahmen (7) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4, 4') versetzt auf unterschiedlichen Drehachsen (9, 9') angeordnet sind.
Verfahren zur Bearbeitung von Betonsteinen (2), umfassend die folgenden Schritte: a) Formen der Betonsteine (2), b) mechanisches Bearbeiten der Kanten der Betonsteine (2) auf wenigstens einer Seite der Betonsteine (2), und c) Aushärten der Betonsteine (2), dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) vor Schritt c) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b2) Reinigen der Betonsteine (2) durch Druckluft.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, umfassend den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b3) Absaugen der Betonsteine (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, umfassend den folgenden Schritt, der nach Schritt b) und vor Schritt c) erfolgt: b4) Beschichten der Betonsteine (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Betonsteine (2) in Schritt b) kontinuierlich fortbewegen, insbesondere kontinuierlich in linearer Richtung fortbewegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) Betonsteine (2) mechanisch bearbeitet werden, die an ihren zu bearbeitenden Kanten Grate aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Betonsteine (2) in Schritt b) durch eine Vorrichtung (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bearbeitet werden.