DE102021134540A1

DE102021134540A1 - Mehrzweckvorrichtung für die steinfertigung

Info

Publication number: DE102021134540A1
Application number: DE102021134540.5A
Authority: DE
Inventors: Phil Meuser- Schaede; Dieter Heinrich Plagemann; Norbert Ferdinand Kajüter
Original assignee: Kb Eng GmbH; Kb Engineering GmbH; Trasswerke Meurin Produktions und Handelsgesellschaft Mbh
Current assignee: Kb Eng GmbH; Kb Engineering GmbH; Trasswerke Meurin Produktions und Handelsgesellschaft Mbh
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-06-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrzweckvorrichtung für die Steinfertigung umfassend mindestens ein Fördersystem zum Materialtransport, eine oder mehrere Mischvorrichtungen, eine einzige Lagereinrichtung zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, wobei die Vorrichtung einen Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken und einen Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, aufweist, wobei zur gleichen Zeit entweder A) oder B) oder A) und B) betrieben werden können; Verfahren zur Steinfertigung mit solchen Vorrichtungen, sowie die Verwendung solcher Anlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrzweckvorrichtung für die Steinfertigung umfassend mindestens ein Fördersystem zum Materialtransport, eine oder mehrere Mischvorrichtungen, eine einzige Lagereinrichtung zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, wobei die Vorrichtung einen Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken und einen Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, aufweist, wobei zur gleichen Zeit entweder A) oder B) oder A) und B) betrieben werden können; Verfahren zur Steinfertigung mit solchen Vorrichtungen, sowie die Verwendung solcher Anlagen.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt bei der Steinfertigung Vorrichtungen zu nutzen, die neben Fördersystemen für den Materialtransport und Vorrichtungen zur Bereitstellung bzw. zur Mischung der Rohmaterialien noch eine Lagereinrichtung wie zum Beispiel ein Regalsystem aufweisen und die darüber hinaus entweder einen Vorrichtungsteil zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken oder einen Vorrichtungsteil zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial aufweisen. Obwohl sich diese Vorrichtungen bzw. Anlagen technisch gut bewährt haben gibt es insbesondere hinsichtlich Platzbedarf und Verfahrensökonomie immer noch Verbesserungsbedarf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es mithin Vorrichtungen zur Steinfertigung zur Verfügung zu stellen, die im Hinblick auf die Anlagen des Standes der Technik weniger Platzbedarf aufweisen und in verfahrensökonomischer Hinsicht optimiert sind. Zudem war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren zu finden, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.
Weitere Aufgabenstellungen ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung.
Gelöst werden diese und andere Aufgaben im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Mehrzweckvorrichtung für die Steinfertigung umfassend oder bestehend aus:

- mindestens einem Fördersystem zur Förderung und Führung von Werkstoffen in der Vorrichtung, insbesondere zur Zuführung von Rohmaterialien, Führung von Zwischenprodukten innerhalb der Vorrichtung, zur Führung von Produkten zur Lagerung oder Zwischenlagerung und zur Abführung von fertigen Produkten aus der Vorrichtung,
- einem oder mehreren, bevorzugt zwei, Mischvorrichtung(en), insbesondere zum Anmischen von Füllschaum und/oder Vergussmaterial, insbesondere Vergussschaum,
- einer einzigen Lagereinrichtung zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, insbesondere Regalsystem,

A) einem Vorrichtungsteil zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, mit Schaum, umfassend insbesondere einen Schaum-Einbringmanipulator, der bevorzugt speziell für diesen Anwendungsfall entwickelt ist. Hierbei kann zum Beispiel eine Portal-Manipulatorvariante oder ein Robotersystem zum Einsatz kommen.
B) einem Vorrichtungsteil zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial, bevorzugt Vergussmasse, insbesondere Schaum, zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, umfassend insbesondere eine Steinfertigungsmaschine und austauschbare Gieß- und/oder Aufschäumformen, aufweist,

Weiterhin ist in manchen bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung eine Mischanlage vorgesehen, mit Rohmateriallagerung, -dosierung, -transport und - verarbeitung, so dass sowohl chemische als auch wahlweise eine mechanische Schaumerzeugung realisiert werden kann.
Auch der der Aufbau einer Verfüll- und/oder einer Schaumproduktionslinie ohne Integration einer Steinfertigungsmaschine ist in Varianten der vorliegenden Erfindung möglich.
Die Mindestanzahl der Mischvorrichtungen für die einzusetzenden Materialien ergibt sich dabei im Wesentlichen daraus, ob in den vorrichtungsteilen A) und B) unterschiedliche oder gleiche Materialien verarbeitet werden sollen. Wenn gleiche Materialien verarbeitet werden sollen, ist eine Mischvorrichtung ausreichend, wenn verschiedene Materialien verarbeitet werden sollen, sind in der Regel mehrere Mischvorrichtungen von Vorteil.
Wenn gleiche Materialien verarbeitet werden und mithin nur eine Mischvorrichtung benötigt wird, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dennoch zwei oder mehr Mischvorrichtungen umfassen, die nur augenblicklich nicht verwendet werden. Dieser Stillstand kann für Befüllungen oder Wartungsarbeiten genutzt werden, so dass beispielsweise ein nahtloser Übergang von einer Mischvorrichtung (und dem darin enthaltenen Material) auf eine zweite (oder mehrere) Mischvorrichtung(en) (jeweils mit gleichem oder anderen Material) erfolgen kann.
Es ist zwar denkbar, dass keine Mischung notwendig ist und die Materialien direkt aus den Vorratsbehältern zugeführt werden können, was ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst ist - dann sind die Mischvorrichtungen dennoch Teil der Vorrichtung, kommen nur in dem Moment nicht zur Anwendung und werden beispielsweise durch Bypassleitungen umgangen - jedoch sind die Schäume in der Regel derart, dass sie schnell verarbeitet und in der Regel nicht über einen längeren Zeitraum (zum Beispiel mehr als 2 Stunden) bevorratet werden können.
Die für die beiden Vorrichtungsteile zur Verwendung kommenden Rohmaterialien bzw. Ausgangswerkstoffe sind dem Fachmann hinreichend bekannt und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden. Es handelt sich hierbei beispielsweise um verschiedene Zemente, Fließmittel, Beschleuniger- oder Verzögererkomponenten, Füllermaterial, usw.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hat man also einen entsprechenden Entscheidungsspielraum, was erfolgen soll. Somit kann vor Ort sehr schnell und genau auf die jeweiligen Bedürfnisse reagiert werden.
Zudem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr Platz- und Energieökonomisch, da nur eine einzige Lagereinheit verwendet wird, die sowohl für unverfüllte poröse Werkstücke als auch für Vergossene (Verfüllte) und/oder aufgeschäumte Werkstücke zur Anwendung kommt. Hier ist also neben der erheblichen Platzeinsparung (es wird nur eine Lagereinheit benötigt) auch eine deutliche Energieersparnis gegeben, da nicht zwei Anlagen mit Energie versorgt werden müssen, sondern nur eine. Nicht zuletzt ist dies von Vorteil, da die Errichtungskosten für die Vorrichtung/Anlage entsprechend niedriger sind; dies trägt auch zu einem verminderten ökologischen Footprint bei.
Alles in allen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung also unter vielen Aspekten sehr vorteilhaft.
Im Stand der Technik hingegen war man bisher nicht auf diese Lösung gekommen. Denn einerseits gab es bisher nur wenig kombinierte Anwendungen, so dass sich für den Fachmann diese Denkrichtung kaum ergab und andererseits herrschte, für diesen seltenen Fall, vielmehr das Vorurteil, dass eine solche kombinierte Vorrichtung/Anlage nicht sinnvoll umzusetzen wäre.
In bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung sind die beiden Vorrichtungsteile A) und B) zur Verarbeitung gleicher oder unterschiedlicher Materialien, im Falle gleicher Materialien insbesondere gleicher Schäume, konfiguriert. Besonders vorteilhaft und mithin in weiteren Varianten bevorzugt ist es dabei, wenn die beiden Vorrichtungsteile jeweils mindestens einen eigenen Vorratsbehälter oder Zuführmechanismus, oder mindestens einen eigenen (gegebenenfalls auch gemeinsamen) Vorratsbehälter und einen eigenen Zuführmechanismus, für den zu verwendenden Schaum bzw. das zu verwendende Rohmaterial aufweisen.
In weiteren bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung teilen sich der Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, und der Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, die Einrichtungen zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen oder Schiebebühne oder andere automatische/halbautomatische Fahrzeuge, in die eine Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem (Speichersystem), teilen. Anstelle eines stationären Regalsystems können auch bewegliche/verfahrbare Speicherregale oder Regalwagen eingesetzt werden.
Dadurch ist es möglich nur eine einzige Einrichtung zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen (Schiebebühne oder andere automatische Fahrzeuge), vorzusehen, was den Raumbedarf noch weiter verringert (im Gegensatz zum Stand der Technik, der üblicherweise mindestens eine solche Einrichtung pro einer einem erfindungsgemäßen Vorrichtungsteil entsprechenden Anlage vorsieht). Entsprechend ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, beide Vorrichtungsteile mit der einen Lagereinheit über eine einzige Einrichtung zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen oder Schiebebühne oder andere automatische/halbautomatische Fahrzeuge, zu verbinden; allerdings kann es auch im Rahmen der vorliegende Erfindung sinnvoll sein, zwei solche Einrichtungen zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen oder Schiebebühne oder andere automatische/halbautomatische Fahrzeuge, vorzusehen; in diesem Fall können beide Vorrichtungsteile gleichzeitig betrieben werden und es muss kein „Reihenfolgen-Management“ für die fertigen, in die Lagereinheit zu befördernden Produkte, betrieben werden (was aber genauso gut einfach möglich ist, zum Beispiel per Roboter etc.). demgemäß sind in erfindungsgemäß Varianten bei der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zwei Einrichtungen zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen, vorgesehen, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung. Mehr als zwei sind erfindungsgemäß ebenfalls möglich, aber in der Regel nicht gewollt und daher nicht bevorzugt.
In noch weiteren bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung sind der Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, und der Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, beide auf der gleichen Seite der einen Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, angeordnet. In anderen noch weiteren bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung sind sie auf verschiedenen Seiten der einen Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, angeordnet.
Die erfindungsgemäße Lagereinrichtung kann dabei eine einfache Regalanordnung oder Absetzposition für Regalgestelle oder Regalwagen sein, es kann aber auch eine beliebig anspruchsvolle Konstruktion, wie ein Computergesteuertes Hochregallager oder ähnliches sein.
In Varianten der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäße Lagereinrichtung zumindest teilweise, bevorzugt ganz, beheizbar oder belüftet sein, um beispielsweise die Härtung oder Aushärtung von eingelagerten Werkstücken durch Wärmeeintrag/Wärmezufuhr oder Umluft zu unterstützen. Zusätzlich oder alternativ kann die Lagereinrichtung zumindest teilweise, bevorzugt ganz mit Strahlungsquellen wie beispielsweise (N)IR-Lampen bzw. (N)IR-Strahlern oder UV-Lampen bzw. UV-Strahlern versehen sein, die ebenfalls die Härtung oder Aushärtung von eingelagerten Werkstücken durch Energieeintrag unterstützen können (je nach Rezeptur). Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, einen Teil der Lagereinrichtung beheizbar auszugestalten und einen anderen Teil bestrahlbar, wobei die einzelnen Teile zum Beispiel durch (Kunststoff) Folien oder Vorhänge voneinander abgegrenzt sein können.
In weiteren bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung werden als einzusetzende Materialien Recyclingmaterialien eingesetzt. In einem solchen Fall können alte Werkstücke, beispielsweise Betonwerkstücke, gebrochen und/oder aufgemahlen werden und wieder als Rohstoff verwendet werden. Das Material kann von Brech- und/oder Mahleinheiten zu einem Vorratsbehälter oder direkt in (mindestens) eine Mischvorrichtung geführt werden. Die genannten alten Werkstücke können dabei Abfallprodukte oder fehlerhafte Produkte aus der Produktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein, oder von extern zugeliefert werden.
Insofern umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung in bevorzugten Varianten Brech- und/oder Mahleinheiten, die konfiguriert sind, Abfallprodukte, insbesondere aus den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Produktionsvorgängen, zu brechen und/oder aufzumahlen und mithin für die erneute Verwendung als Rohmaterial aufzubereiten.
Nachfolgend werden einige Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben und erläutert; soweit nicht explizit anders angeführt sind diese Ausgestaltungen bevorzugte Ausgestaltungen.
Mittels des Fördersystems können in einigen Ausgestaltungen zum Beispiel Produktionspaletten transportiert werden. Integrierte Komponenten können unter anderem ausgewählt werden aus Palettenbürsten, Ölstationen, Steinbürsten, Qualitätsprüfsystemen, Abkippstationen.
Der Vorrichtungsteil (zur Herstellung der frischen Produkte) für das/zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial umfasst insbesondere eine (fachbekannte) Steinfertigungsmaschine zur Erstellung der frischen Produkte, beispielsweise Betonprodukte.
Die Vorrichtung kann in einige Varianten auch Hubleitern(n) und/oder Senkleiter(n) oder Wagen-/Gestellbeladesysteme umfassen oder Komponenten mit ähnlichen Funktionen.
Die Mischvorrichtung, die der Teilvorrichtung B) zugeordnet ist, dient in einigen Ausführungsformen der Erstellung von Frischbetonmischung. Eine solche Mischvorrichtung kann BigBag-Entleerstationen, Vorratssilos, Dosiereinheiten, Wiegesysteme, Mischwerk an sich, Mischanlagensteuerung etc. umfassen. Zugeordnet sind normalerweise eine oder mehrere Vorratsbehälter. Ein solcher Vorratsbehälter kann zum Beispiel ein (optionaler) Wassertank sein, der als Vorratsbehälter für das zur Produktion als auch für die Reinigung benötigte Wasser dienen kann. Eigene Tanks für Warm- und Kaltwasser sind möglich, falls mit Warmwasser gearbeitet werden soll. Ein solcher Behälter ist üblicherweise mit den notwendigen Reguliereinheiten zur Dosierung der benötigten Wassermengen für die Mischungen ausgestattet. Zusätzlich optional kann ein weiterer Tank für Reinigungswasser vorgesehen sein
Die (optionalen) Big-Bag-Entleerstationen dienen zur Dosierung von Groß- oder Kleinmengen aus den Transportbehältern; diese Stationen können Entleerungshilfen umfassen.
Weiterhin können als Vorratsbehälter Silos für die Lagerung und Dosierung des einzusetzenden Compounds (Rohmateriales) vorgesehen sein. Die Beschickung kann dabei von Silo-Fahrzeugen aus (mittels Druckluftförderung) erfolgen. Das Rohmaterial kann dabei als ein „Gesamtcompound“, oder in verschiedenen „Einzelcompounds“ (je in einem separaten Silo oder Big-Bag) gelagert und der Mischanlage dosiert zugeführt werden. In bevorzugten Varianten wird mit zwei Silos gearbeitet, wobei ein Silo für die Aufnahme eines Füllers für die höheren Rohdichten angedacht ist. Bei solchen Silos sind die notwendigen Austragseinheiten (Förderschnecken, Druckluftförderung, Vibrationsrinne, Gurtförderer, usw.) für die Silos üblicherweise mit enthalten. Auch können Entleerungshilfen oder Auflockerungseinheiten zur optimalen Entleerung der Silos mit vorgesehen werden.
Dosier- und Wiegeeinheiten für die verschiedenen Mischungskomponenten können ebenfalls vorhanden sein. Eine Einzelverwiegung der Rohkomponenten (einschl. Wasser) kann bevorzugt sein, um eine hohe Dosiergenauigkeit und auch einen optimalen Einfüllzeitpunkt in den Mischungsprozess zu ermöglichen. Eine Dosierung in Vorwiegeeinheiten kann ebenfalls bevorzugt sein; eine Verwiegung im Mischer selbst ist ebenfalls möglich.
Es ist auch möglich eine Mischzentrale einzurichten, mit der notwendigen Mischvorrichtung und einem Sammelbehälter oder Transportsystem, um die Chargenmischungen aufzunehmen und einen nachfolgenden, kontinuierlichen Produktionsfluss (Materialfluss) zu ermöglichen. Der Einsatz von zwei Mischvorrichtungen die parallel oder abwechselnd arbeiten ist ebenfalls möglich. In manchen Varianten der vorliegenden Erfindung kommen schnell laufende Mischer zum Einsatz, um eine optimale Vermischung und Energieeintrag in das Mischgut zu erreichen. Konusförmige Mischer oder auch „Slurrymischer“ sind in manchen Fällen vorteilhaft, da diese sich auch einfacher schnell reinigen lassen. Ferner kann ein sehr enger Abstand der „Mischerpaddel oder Rühreinheiten“ zu den Mischerwänden und dem Boden sinnvoll sein, um feinkörniges Mischgut (gegebenenfalls mit hohem Flüssigkeitsanteil) sicher und gut mitnehmen und vermischen zu können. Eine Arbeitsweise mit einem Durchlaufmischer (kontinuierliche Mischung) anstelle eines Chargenmischers ist ebenfalls möglich. Es kommen für die Aufstellung der Dosier- und Mischeinheiten ein (nahezu) Bodenniveau in Betracht, ebenso eine Installation auf einer gemeinsamen Unterkonstruktion („Mischerbühne“), oder auch andere Konstruktionen/Anordnungen.
In Varianten der vorliegenden Erfindung können Sammelbehälter zur Aufnahme der Mischung aus dem Chargenmischer und zur Zwischenspeicherung für die anschließende Abgabe in eine kontinuierlichen (oder auch diskontinuierlichen) Förder- und Auftrageprozess vorgesehen sein. Diese können mit einer Förderpumpe bestückt sein, um den „Slurrytransport“ zu Auftrageinheiten zu ermöglichen. Diese Fördereinheit kann auch zum kontinuierlichen „Umpumpen der Slurry“ genutzt werden, um Verklumpung oder Ansteifung zu minimieren (Verklumpungen oder Ansteifungen der Slurry können zu Qualitätsbeeinträchtigungen führen).
In Varianten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Mischrohre oder Nachmischer, gegebenenfalls mit Zugabemöglichkeit für ein Treibmittel einzusetzen. Durch Treibmittel kann ein „Aufquelleffekt“ der Slurry erreicht werden. Solch ein Mischrohr/Nachmischer kann aus Stahl, anderen Metallen, Kunststoff, Keramik oder Verbundwerkstoffen (in Abhängigkeit der chemischen Bestandteile oder Reaktionen der zu verarbeitenden Materialien) bestehen. Im Mischrohr selber sind vorzugsweise Wendeln oder andere geeignete Mischwerkzeuge eingebaut, die ein optimales Vermischen der Slurry mit dem Treibmittel erlauben.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung erfolgt eine (gesteuerte) Treibmitteldosierung (Falls dies zum Aufschäumen notwendig ist). Als Treibmittel kann in einigen Varianten vorzugsweise Wasserstoffperoxid eingesetzt werden. Die Zugabe (Dosierung) aus zwei unterschiedlichen Qualitäten (Konzentrationen) ist in Varianten möglich, um den anschließenden Treibprozess der Slurry (zum Beispiel zeitlich) zu optimieren. Die Vermischung der Slurry mit dem Treibmittel sollte vorzugsweise in einem Mischer, zum Beispiel Mischrohr/Nachmischer, erfolgen, bevor die fertige Mischung von den Auftrageeinheiten auf das Fördersystem aufgebracht wird. In den meistens Fällen liegt die Konzentration des Wasserstoffperoxids zwischen 10% und 30%. Andere Konzentration sind jedoch ebenfalls verarbeitbar und möglich; gegebenenfalls bedingen andere Konzentrationen einen „Korrekturwert“ durch die Anlagensteuerung.
Als Teil des Fördersystems kann in einigen Varianten der Transport des Frischbetons von der Mischvorrichtung zur Steinfertigungseinheit erfolgen. Dieses kann zum Beispiel per Kübelbahn erfolgen (Übernahme größerer Materialvolumen oder zur Überbrückung größerer Fahrstrecken) oder auch durch Förderbänder (Gurtförderer), die individuell kleinere oder größere Materialmengen transportieren und eventuell auch als Dosiereinheit mit genutzt werden können.
Die Lagereinrichtung kann in manchen bevorzugten Varianten ein Regalsystem (Speichersystem) sein, dass insbesondere in Zusammenhang mit Vorrichtungsteil B) zur Aufnahme der mit frischen Produkten beladenen Produktionspaletten zwecks Aushärtung / Trocknung ausgestalte sein kann; wobei es mit stationären Plätzen ausgestattet oder auch als Durchschubsystem oder Transporteinheiten versehen sein kann.
Je nach genauer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann in manchen Varianten auch die Gegenwart von Produktionspalettenwendern sinnvoll sein, die zum Beispiel als Roboter mit der Möglichkeit parallel auch Paletten ein- oder auszuschleusen, um Taktzeitunterschiede zwischen der Steinfertigungsmaschine (Frischseite) und der Paketierlinie (Verpackungslinie / Hartseite) ausgleichen zu können, ausgeführt sein können. In manchen Ausführungen ist dies Teil des Fördersystems.
Je nach genauer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann in manchen Varianten auch die Gegenwart von Produktionspaletten-Speicherbahnen, zur Aufnahme von ausgeschleusten Paletten, sinnvoll sein; diese können dann zum Beispiel auch als vertikal selbststapelnde vertikale Einheit (analog einem Versandpalettenmagazin) ausgeführt sein.
Ferner können in manchen Varianten Paketiermanipulatoren vorgesehen sein. Dies können zum Beispiel als Roboter (stationär oder verfahrbar) oder in Mehrachsportalkranversion zur Entnahme der fertigen Produkte von mindestens zwei Zuführpositionen und Stapeln auf mindestens einer Versandpalette ausgeführt sein. Die Vereinzelung der Paletten vom Stapel ist ebenfalls durch solche Manipulatoren möglich. Ausschussprodukte oder Abfallprodukte können auch noch in einen Container oder auf ein Abfallband abgegeben werden und schadhafte Produkte durch „Gutprodukte“ ersetzt werden. Mit einer solchen Einheit ist es beispielsweise auch möglich, die Produkte auf eine Förderstrecke zur Veredlung oder Weiterbearbeitung abzugeben, bzw. die von dort zurückkommenden Produkte abzunehmen und zu Paketieren.
Weiterhin kann bei der erfindungsgemäßen Mehrzweckvorrichtung mindestens eine Produktqualitätskontrolle pro Teilvorrichtung vorgesehen sein, die durch ein Kamerasystem oder anderweitige Qualitätskontrolle (automatisch oder manuell (zum Beispiel optische 3D-Vermessung)) vorgenommen wird und das entsprechende Ergebnis kann dann als (Steuer-)Signal an einen Manipulator gegeben werden. Dabei kann zum Beispiel unter anderem eine Oberflächenprüfung erfolgen, eine Dichtemessung, eine Wiegung.
Zusätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Mehrzweckvorrichtung bevorzugt eine durchgehende (Gesamt-)Qualitätskontrolle (100%-Kontrolle) vorgesehen sein. Dazu können zum Beispiel die Mischanlagendaten und Produktionsauslaufdaten kombiniert und mit den Qualitätskontrollinformationen abgeglichen werden, so dass fehlerhafte Produktbereiche definiert und aus dem Strang „ausgeschnitten“ werden können - was beispielsweise im Bereich der Schneideinrichtung oder in einem nachfolgenden (manuellen oder automatischen) Schritt erfolgen kann, um eine hohe Qualitätsrate zu erlangen. Diese Qualitätskontrolle kann, insbesondere zur längerfristigen Archivierung und Nachvollziehung bei möglichen Reklamationen von Seiten der späteren Baustelle, auch die Produktionsdatenspeicherung über die Qualitätskontrolle einschließen.
Optional einsetzbare Veredlungs- oder Bearbeitungseinheiten können z. B. sein: Spaltanlagen, Bossieranlagen, Schleifanlagen, Profilierungen, Kalibrierungen, Imprägnierung, usw.
In Varianten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Leerpalettenzuführung (Ausgeführt zum Beispiel als Kettenbahn, Rollenbahn, Gurtbahn, Stabkettenbahn, Transportwagen, Kransystemen, usw.) zu integrieren, zum Beispiel als einzelne Position oder als Magazinbahn für die Zuführung von größeren Palettenmengen. Die Separierung der Paletten vom Stapel und die Aufgabe auf die Verpackungsachse kann beispielsweise per Vereinzelungsmagazin, oder auch durch die Paketiereinheit erfolgen; der Einsatz unterschiedlichster Palettentypen (z. B. in Abhängigkeit der Produktgrößen) ist möglich.
Noch andere Varianten der vorliegenden Erfindung umfassen zum Beispiel eine Versandpalettentransportstrecke zur Taktung der mit Produkten beladenen Pakete zu den Verpackungsmaschinen. Diese können zum Beispiel als zweiachsige Förderstrecke mit anschließender Zusammenführung, um sortenreine Paketgruppen vor der Verpackung zusammenstellen zu können, ausgeführt sein. Eine sortenreine Zusammenstellung danach (im Anschluss an die Verpackung) ist ebenfalls möglich. Alternativ kann dieses auch durch eine Krananlage oder einen Gabelstapler nach der Paketabnahme vorgenommen werden, bzw. entfällt im Falle eines Einzelpakethandlings.
In Varianten der Erfindung können auch Ein- / Ausschleuspositionen vorgesehen sein. Diese ermöglicht, Pakete vor der Verpackung dem Prozess zu entnehmen, bzw. dort Pakete einzuschleusen.
In Varianten der Erfindung können Pakettransportstrecken (ausgeführt wahlweise als Kettenbahn, Rollenbahn, Gurtbahn, Stabkettenbahn, Transportwagen, Kransystemen, fahrerlosen Transportsystemen, usw.) vorgesehen sein, wobei ein Fördersystem aus verschiedenen Bahntypen möglich ist; dies dient zur Taktung der beladenen Paletten (Pakete) durch den Verpackungsmaschinensektor.
In Varianten der Erfindung können Verpackungsmaschinen (Folienhaube; Deckblatt; Schrumpfhaube; Stretchfolie; Wickelfolie; Umreifung; usw.) zugegen sein.
In Varianten der Erfindung kann die Signierung als Option zur Beschriftung / Kennzeichnung der Pakete mit Produktionskenndaten (zum Beispiel: Firmenlogo; Produktabmessungen; Produktionsdatum; laufende Produktionsnummer; Code für die Qualitätsdaten; QR-Code; usw.) vorgesehen sein (Aufdruck mittels Tintenstrahldrucker oder Laserdrucker, usw.). Die Aufbringung an den Produktseiten ist für den Gabelstaplerfahrer oder den Anwender leicht erkennbar. Die Aufbringung ist an verschiedenen Paketseiten möglich, oder auch auf der Oberfläche denkbar. Eine weitere Option, die in Varianten der vorliegende Erfindung vorhanden sein kann, ist die Etikettierung zur Kennzeichnung der Pakete Produktionskenndaten (zum Beispiel: Firmenlogo; Produktabmessungen; Produktionsdatum; laufende Produktionsnummer; Code für die Qualitätsdaten; QR-Code; usw.) (Aufbringung mittels handelsüblicher Klebeetiketten (unterschiedlichste Größen einsetzbar)). Die Aufbringung an den Produktseiten ist für den Gabelstaplerfahrer oder den Anwender leicht erkennbar. Die Aufbringung ist vorzugsweise an den Produktseiten vorzunehmen.
In Varianten der Erfindung kann auch eine Abnahmebahn zur Bereitstellung der fertigen (verpackten) Pakete zur Abnahme und Verbringung auf den Lagerplatz vorgesehen sein (Paketabnahme mittels Gabelstapler; Kran; usw.). Produktionspaletten als Unterlagspaletten für den Produkttransport können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus Stahlblech, Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder ähnlichem Material bestehen.
Selbstverständlich können (und in aller Regel werden) Schaltschränke und Bedienpulte vorgesehen sein, sowie gegebenenfalls dezentrale Bedienpulte an verschiedenen Maschinenpositionen oder Kontrollstellen (inklusive Produktionsdatenspeicherung, zur Archivierung und Nachvollziehung). Die Bedienpulte können dabei sowohl stationär angeordnet als auch flexibel verschiebbar (mobil) ausgeführt werden. Auch Funksteuerungen/ Fernsteuerungen für die Anlagenkomponenten sind möglich.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung können eine Schalt- und Steuerzentrale vorgesehen sein. Dabei umfasst der Schaltraum beispielsweise die notwendigen Schaltschränke und Steuerpulte zur Regelung und Steuerung der Produktionslinie. Zur Anlagensteuerung können dann gegebenenfalls auch zusätzlich dezentrale Bedienpulte an verschiedenen Maschinenpositionen oder Kontrollstellen herangezogen werden.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung können Bearbeitungs- und / oder Veredlungslinien, also Maschinen und Komponenten zur Veränderung / Bearbeitung / Behandlung der Produktoberfläche, bzw. Seiten vorgesehen sein; von dort können die Produkte wieder einem Paketiermanipulator oder einer separaten (eigenen) Paketier- und Verpackungseinheit zugeführt werden.
Es können zudem in Varianten Abfallcontainer zur Aufnahme von Bruchprodukte oder Ausschussprodukten vorgesehen sein. Alternativ können in weiteren Varianten zum Beispiel Förderbahnen und/oder Transportbänder eingesetzt werden (vorzugsweise als Gurtförderer ausgeführt, wobei Rohrfördersysteme oder ähnliche Transportsysteme ebenfalls möglich sind), die die Teile dann in eine Brecheinheit und/oder Mahleinheit zur (direkten) Zerkleinerung (zum Beispiel für Recyclingzwecke) fördert. Kleinere Bruch-/Recyclingmaterialen können über Staubabsaugungen entfernt und/oder transportiert werden. Entsprechend können in Varianten auch Container oder Auffangboxen zur Aufnahme von überschüssigem oder Restmaterial vorhanden sein.
Die Bruchprodukte, Ausschussprodukte oder Abfallprodukte (diese Begriffe sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym) können im Rahmen der vorliegenden Erfindung recycelt und nach dem Brechen und/oder dem Mahlen, abhängig von dem gerade herzustellenden Produkt, wieder als Rohmaterialien eingesetzt werden. Insofern können in weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Zerkleinerungseinrichtungen zur Zerkleinerung der Reststücke zur späteren Wiedernutzung als Recyclingmaterial (Rohstoff) vorgesehen sein. Diese sind in Varianten der Erfindung als Brecheinheit ausgeführt, wobei Hammermühlen, Prallmühlen, Walzenbrecher, usw. ebenfalls möglich sind. Entsprechend können dann Container oder Auffangboxen zur Aufnahme des zerkleinerten Materiales angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Varianten der Erfindung mindestens einen Schaum-Einbringmanipulator umfassen. Dieser kann als Roboter ausgeführt sein oder in einer Portalversion und dient zur Einbringung des Schaumes in die Produkte (zum Beispiel Beton-, Bims-, Ziegel-, Porenbetonsteine, Kalksandsteine, usw.) oder bietet die Möglichkeit zur Schaum-Einbringung in Formen zur Herstellung von Blöcken oder Platten oder anderen geometrischen Formen.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Handlingsmanipulator, beispielsweise ausgeführt als Roboter oder in Portalversion, zur Abnahme der Formen (Formenteile) und /oder der vorgehärteten (angetrockneten) Schaumprodukte von den Produktionspaletten und Umsetzen der Schaumprodukte (z. B. Platten, Blöcke, Paneelen, Designmodule, usw.) auf die Bearbeitungstrecke zur Maßkalibrierung, als auch zur Zuführung der Formenteile zur Reinigungseinheit als auch zur nachfolgenden Speichereinheit (Stapelung) vorgesehen sein.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung können auch Formenreinigungseinrichtungen, wie zum Beispiel Reinigungsstationen beispielsweise zur Abreinigung von Schaumresten oder anhaftendem Material vorgesehen sein.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung können auch eine oder mehrere Imprägniereinheiten zum Auftrag einer Beschichtung (Oberflächenschutz) an Oberflächen des Werkstückes (oben, unten und/oder die Seiten) im Durchlauf zur Verbesserung der Oberfläche oder für Absorptionsoptimierung vorgesehen sein (insbesondere für die Teilvorrichtung B)). Zum verbesserten, gleichmäßigen Auftrag erfolgt dieser zuerst an den Oberseiten und erst später von unten (oder umgekehrt). Alternativ ist auch eine gleichzeitige Imprägnierung von Ober- und Unterseite als auch aller Außenflächen möglich. Eine gleichzeitige (oder direkt im Anschluss hintereinander) Imprägnierung erhöht auf der Unterseite die Gefahr von Tropfen oder die Gefahr eines ungleichmäßigen Auftrages oder Eindringtiefe durch die Auflagepositionen auf dem Fördersystem, lässt sich aber gleichzeitig auf einer reduzierten Fördererlänge realisieren. Eine (oder mehr als eine) Imprägniereinheit als fahrendes System ist ebenfalls möglich. In Varianten erfolgt der Auftrag mittels Sprühen, Rollen, per Tauchbad oder ähnlichem.
Die Teilvorrichtungen können in Varianten der Erfindung jeweils auch ein eigenes (Zwischen-)Speichersystem zur Aufnahme der Formenteile und Zwischenpufferung bei Taktzeitunterschieden zwischen der Schaum-Einbringlinie und der Schaumrohblock-Bearbeitungs-Strecke aufweisen. Diese können zum Beispiel als stationäre Einheit, Karusseleinheit, Hochregal, usw., ausgeführt sein.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung mindestens einen Handlingsmanipulator, zum Beispiel ausgeführt als Roboter oder in Portalversion zur Rücksetzung der Formteile vom Speichersystem auf die Schaum-Einbringlinie und / oder Komplettierung der Formteile zu einer Form, umfassen. Ferner kann sie in Varianten mindestens einen Handlingsmanipulator, ausgeführt als Roboter oder in Portalversion, zur Abnahme der Produkte und Umsetzen auf das Fördersystem zur Imprägnierung umfassen. Das Greifsystem des Roboters (falls eingesetzt) kann zum Beispiel mit speziellen Spreiz-Dreheinrichtungen ausgestattet sein, um die Produkte schonend um 180° zu wenden und somit die bisherige Produktunterseite nach oben zu drehen. Im gespreizten Zustand könnten die Produkte dann auch seitlich imprägniert werden. Um produktschonend zu agieren werden in manchen Varianten Hubtische, Rollenbahnen, Eckförderer, usw. vermieden.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung mindestens eine Form zur Einfüllung eines Schaumes zur Herstellung von Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen (zum Beispiel auch von Paneelen oder ähnlichen Konturen) und Produkte, umfassen.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung ein eigenes System zur Aufnahme der Schaum-Rohprodukte vom Handlingsmanipulator und Transport durch die Bearbeitungsstationen umfassen. Dieses System ist ein Untersystem des Fördersystems und weist regelbare Geschwindigkeit auf, wobei integrierte Komponenten Bahnabreinigungseinheit etc. sein können.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung eine Seitenbearbeitung (Profiliereinheit) (zum Beispiel ausgeführt als Säge; Fräse; Seilsäge; Bandsäge; Profilwalze, Fräser, Wasserstrahl, usw.) zum Schneiden des Schaum-Rohblockes auf sein seitliches Fertigmaß und/oder Anbringung von Seitenprofilen (z. B.: Nut / Feder; Fasen; Rundungen; L-Profilierungen; glatte Konturen; usw.). Ein weiterer Schnitt zur Trennung des Rohblockes in Förderrichtung kann ebenfalls integriert sein.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung eine Einrichtung zur Höhenkalibrierung zur Höhenbearbeitung des Schaum-Rohblockes auf das vorgesehene Maß umfassen. Die Abtrennung des Übermaßes kann zum Beispiel per Drahtschnitt, Säge, Fräse, Wasserstrahl, Schleifen oder ähnlich erfolgen.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung zudem mindestens eine Vertikalschneideinrichtung zur Trennung / zum Schneiden von Rohblöcken in unterschiedliche Produktgrößen umfassen. Das Schneiden kann dabei zum Beispiel per Drahtschnitt, Säge, Fräse, Wasserstrahl, Schleifen oder ähnlich erfolgen.
Die Teilvorrichtung B) kann in Varianten der Erfindung mindestens einen weiteren Handlingsmanipulator, ausgeführt als Roboter oder in Portalversion, zur Abnahme der fertig geschnittenen Produkte und Umsetzen auf eine optional vorhandene Imprägnierbahn, umfassen. Um mögliche Taktunterschiede zwischen den beiden Förderstrecken zu kompensieren ist es möglich Produkte auch auf einem Speicherplatz zwischenzuspeichern. Dazu kann optional ein weiteres Speichersystem vorgesehen sein, was gegebenenfalls als Tisch, Fördersystemteil (bzw. -abschnitt), Palettenplatz, Regal, usw. ausgeführt ist.
In weiteren Varianten der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Produkte mittels eine Manipulators oder Roboters zu nehmen und nacheinander in die verschiedenen Bearbeitungsmaschinen zu halten; in diesem Fall wird das Produkt nur ein einziges Mal angefasst und daher schonend behandelt. Die Bearbeitungsmaschinen können in diesem Fall beispielsweise kreisförmig (oder kreisähnlich) um den Roboter/Manipulator herum angeordnet sein.
Die Mischvorrichtung, die der Teilvorrichtung A) zugeordnet ist, dient insbesondere zur Erstellung eines Schaumes. Ihr können zum Beispiel zugeordnet sein: Silos, BigBag-Entleerstation, Dosiereinheiten, Wiegesysteme, Mischer, Mischanlagensteuerung, jeweils wie sie oben näher beschrieben sind.
Für den Fall, dass in beiden Teilvorrichtungen A) und B) das gleiche Material verarbeitet wird, insbesondere also ein Schaum, kann in einigen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegende Erfindung eine einzelne Mischvorrichtung genutzt werden, durch die die Mischung für beide Teilvorrichtungen A) und B) bereitgestellt wird.
Die oben beschriebenen Einzelvorrichtungen bzw. Einzeleinrichtungen können abhängig vom genauen Design der Gesamtvorrichtung so vorgesehen sein, dass sie von beiden Teilvorrichtungen A) und B) genutzt werden, oder so, dass sie jeweils einer der beiden Teilvorrichtungen zugeordnet sind. Die genaue Anzahl, welche für eine gegebene Einzelvorrichtung bzw. Einzeleinrichtung nötig ist, erschließt sich dem Fachmann anhand des Designs der Gesamtvorrichtung und muss hier nicht diskutiert werden.
In weiteren bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung ist nur genau ein Fördersystem zum Betrieb der Mehrzweckvorrichtungen ausgestaltet. Im bisherigen Stand der Technik, der eine Mehrzweckvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht kannte, waren naturgemäß mehrere Fördereinrichtungen notwendig, was im Vergleich zur vorliegenden Erfindung ökologisch und ökonomisch nachteilig ist.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auch ein Verfahren zur Steinfertigung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst oder daraus besteht:

I) Schalten der Vorrichtung entweder für
1. a) die Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen,

b) das Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial, bevorzugt Vergussmasse, insbesondere Schaum, zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen,

c) sowohl a) als auch b);
- II) abhängig von der Einstellung in Schritt I)
  1. a) Verfüllen der porösen Ausgangswerkstücke,

b) Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial,

c) Verfüllen der porösen Ausgangswerkstücke und Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial;
- III) Einbringen der in II) erhaltenen Produkte in die eine Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, gegebenenfalls unter begleitender Härtung und/oder Trocknung;
- IV) nach Härten, bevorzugt Aushärten, der Verfüll- bzw. Vergussmasse Weiterverarbeitung, insbesondere durch Auf-Maß-Arbeiten, Zuschneiden, Imprägnieren, Kennzeichnen der jeweiligen Produkte.

Insofern wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren also durch entsprechendes Schalten der Anlage zunächst entschieden, ob nur eine Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken erfolgen soll, oder ob nur ein Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial erfolgen soll, oder ob beides gleichzeitig ablaufen soll.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat man also, durch die spezielle erfindungsgemäß Vorrichtung, einen entsprechenden Entscheidungsspielraum, was erfolgen soll. Somit kann vor Ort sehr schnell und genau auf die jeweiligen Bedürfnisse reagiert werden.
In bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als poröse Ausgangswerkstücke Betonhohlblocksteine, Profilsteine, Schalungssteine, Mantelsteine, Keramikziegel, Kalksandsteine, Betonelemente, Schamottesteine, Polymersteine, Bimsbetonsteine oder ähnliches, eingesetzt. Bevorzugt werden Ausgangswerkstücke ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Betonhohlblocksteinen, Profilsteine, Schalungssteine, Mantelsteine, Keramikziegeln, Kalksandsteinen, Betonelementen, Schamottesteinen, Polymersteinen und Bimsbetonsteinen, insbesondere Bimsbetonsteine, eingesetzt.
In weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Verfüllung als Schaum Systeme auf organischer oder anorganischer Basis, insbesondere anorganische Schäume, eingesetzt.
Ähnlich werden in weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens für das Vergießen als Schaum eine Suspension (Slurry), insbesondere eine anorganische (zementäre) Mischung, eingesetzt.
In weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden alte Werkstücke aus Betonhohlblocksteinen, Profilsteine, Schalungssteine, Mantelsteine, Keramikziegeln, Kalksandsteinen, Betonelementen, Schamottesteinen, Polymersteinen, Bimsbetonsteinen gebrochen und/oder aufgemahlen und in Form von Recyclingmaterialien als Rohmaterialien eingesetzt. In noch weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Recyclingmaterialien von extern erhalten und als Rohmaterialien eingesetzt.
In weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrenswerden zu verfüllende Steine von extern in die Anlage eingeschleust. Somit kann dadurch die Anlage falls notwendig besser ausgelastet werden, was die Wirtschaftlichkeit erhöht und verbessert. Gleichzeitig ist es dadurch auch möglich Produkte (zum Beispiel Sonderformate) zu verfüllen die in externen Arbeitsschritten/Produktionslinien hergestellt werden (sich in der beschriebenen Steinfertigungslinie nicht oder nur aufwendig herstellen lassen).
In weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nur genau ein Fördersystem zum Betrieb der Mehrzweckvorrichtungen eingesetzt.
In weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Faserzugaben verarbeitet.
Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von verfüllten Steinwerkstücken und/oder vergossenen Stein- und Formwerkstücken.
Der Begriff „Steine“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch solche, die mit Polymerschäumen hergestellt, gefüllt bzw. ausgeschäumt sind. Unter dem Begriff „Steine“ sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle Produkte gemeint die zur Erstellung von Mauer-, Wand-, Decken, Schornsteinsystemen, Kaminsystemen oder Dachsystemen genutzt werden können, und in die Schaum zur Verbesserung der Dämmeigenschaften eingebracht werden kann. Der Schaum wird dabei in naturgegebene und/oder dafür vorgesehene Löcher (Öffnungen) des Steines eingebracht. Die zugefügten Löcher können als Durchgangslöcher oder auch als Sacklöcher (Sacköffnungen) ausgeführt sein. Die zugefügten Löcher (Öffnungen) können dabei unterschiedlichste Konturen aufweisen (rund, eckig, oval, usw.) und es können auch unterschiedliche Lochgrößen und / oder Konturen innerhalb des gleichen Steines sein. Auch die Aufbringung von Schaum auf die Außenkontur der Produkte ist dabei möglich.
Durch die Schaumeinbringung in poröse Ausgangsmaterialien (Steine) wird die Wärme-Dämmeigenschaft des Steines / Produktes verbessert. Es lassen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit auch neue Steingeometrien oder Steinstrukturen entwickeln, die auf spezielle Anforderungen (zum Beispiel auf höhere Traglasten) ausgelegt sind und dadurch zunächst einen nachteiligen Effekt bei der Wärmeleitfähigkeit bekommen, wobei dieser Nachteil aber durch den eingebrachten Dämmschaum wieder (über)kompensiert wird.
Bei einer Vorrichtung/Anlage wir derjenigen der vorliegenden Erfindung (und mithin auch bei derjenigen der vorliegende Erfindung) sind üblicherweise, und mithin im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, die Programme und Funktionsabläufe im Steuerungsprogramm der Maschinen und Vorrichtung/Anlage hinterlegt und laufen automatisch ab. Manuelle Änderungen (Anpassungen) der Funktionsabläufe oder Taktgeschwindigkeiten sind durch den Bediener am Anlagenbedienpult einstellbar, bzw. können dort vorgenommen werden.
Die Vorteile der Vorrichtung zur Steinfertigung gemäß vorliegende Erfindung, die als eine „Hybridanlage“ (Verfüllung von Steinen und Möglichkeit zur Blockherstellung) angesehen werden kann, sind erheblich. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Steinverfüllung und der Blockherstellung in einer einzigen Vorrichtung ist es möglich, am gleichen Ort sowohl Steine mit Schaum zu verfüllen, als auch Block-/Plattenprodukte herzustellen. Das für die Steinproduktion verwendete Härteregal (Stein-Speichersystem) wird, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Lagereinrichtung bezeichnet, gleichermaßen für die Aushärtung oder Antrocknung des Schaumes (sowohl im Stein als auch als Block- oder Plattenware) benutzt. Ein zusätzliches Härteregalsystem (inkl. der notwendigen Beschickungsgeräte) kann somit entfallen, so dass sowohl Platzressourcen geschont werden, als auch Energieverbräuche minimiert sind.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass alte Werkstücke nach Aufarbeitung (brechen und/oder aufmahlen) wieder als Rohmaterialien eingesetzt werden können. Erfolgt die Aufarbeitung direkt mit/bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, also wenn diese Brecher und/oder Mahleinheiten aufweist, sind auch hierfür nur sehr kurze Wege notwendig was zu erheblichen Kosten-, Zeit- und Energieersparnissen führt.
Sofern bei der Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung/Anlage Teile oder die ganze Anlage als „bestehend aus“ gekennzeichnet sind, ist darunter zu verstehen, dass sich dies auf die genannten wesentlichen Bestandteile bezieht. Selbstverständliche oder inhärente Teile wie Leitungen, Ventile, Schrauben, Gehäuse, Messeinrichtungen, Steuerungssysteme, Vorratsbehälter für Rohmaterialien/Produkte etc. sind dadurch nicht ausgeschlossen. Bevorzugt aber sind andere wesentliche Bestandteile, wie dies weitere Lagereinrichtungen o.ä. wären, die die Vorrichtung substantiell ändern würden, ausgeschlossen.
Entsprechendes gilt auch für die erfindungsgemäßen Verfahren und Verfahrensschritte. Wenn diese als bestehend aus dargestellt sind ist für den Fachmann klar, dass selbstverständliche Verfahrensschritte, wie die Öffnung von Ventilen, das Einschalten von Strom etc. gleichwohl mit umfasst sind. Bevorzugt aber sind andere wesentliche Verfahrensschritte, die den Verfahrensablauf substantiell ändern würden ausgeschlossen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „und/oder“ dass beide in dem Zusammenhang genannten Elemente jeweils einzeln als auch die Kombination der in dem Zusammenhang genannten Elemente umfasst ist.
Die einzelnen Teile der Vorrichtung/Anlage stehen dabei in fachüblicher und bekannter Art und Weise miteinander in Wirkverbindung.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, z.B. - aber nicht ausschließlich - diejenigen der verschiedenen abhängigen Ansprüche, können dabei in beliebiger Art und Weise miteinander kombiniert werden, sofern solche Kombinationen sich nicht widersprechen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nicht limitierend auszulegen und nicht maßstabsgetreu. Weiterhin enthalten die Figuren nicht alle Merkmale, die übliche Vorrichtungen/Anlagen aufweisen, sondern sind auf die für die vorliegende Erfindung und ihr Verständnis wesentlichen Merkmale reduziert.
Gleiche Bezugszeichen/-ziffern bedeuten dabei gleiche oder gleichwirkende Vorrichtungsteile.
Gestrichelte Linien bzw. Pfeile deuten in der folgenden Figurenbeschreibung das Fördersystem bzw. Teile dessen an, welches beispielsweise Wegstrecken, zum Beispiel von Hubwagen oder Gabelwagen etc., umfasst oder auch Verschwenkwege, zum Beispiel von Roboterarmen, die Rohstoffe, Produkte etc. von einem Ort an einen anderen Verschwenken können.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Teilvorrichtung A) und die Teilvorrichtung B) beide auf der gleichen Seite der Lagereinheit L angeordnet sind. Gezeigt sind ferner eine Mischvorrichtung M, die sich in diesem Beispiel beide Teilvorrichtungen A) und B) teilen. Mithin wird in diesem Beispiel illustriert, dass in beiden Teilvorrichtungen das gleiche Rohmaterial, also insbesondere der gleiche Schaum, eingesetzt wird. In anderen, hier nicht illustrierten Ausführungsformen der vorliegende Erfindung werden in A) und B) verschiedene Rohmaterialien eingesetzt. Beispielhaft wird in dieser Figur gezeigt, dass zwei Vorratsbehälter V mit der Mischvorrichtung M verbunden sind. Mithin wird in diesem Beispiel gezeigt, dass das gleiche Material, welches in A) und B) verarbeitet wird, ein Zwei-Komponentenmaterial, insbesondere Schaum ist. Zum Beispiel kann dies eine Mischung aus einem Rohmaterial (aus dem einen der beiden Vorratsbehälter kommend) sein, zu dem in der Mischvorrichtung M ein Schaumbildner (aus dem anderen der beiden Vorratsbehälter kommend) zugesetzt wird. Genauso ist aber möglich, ein Drei- oder Mehrkomponentensysteme zu verwenden; in diesem Falle wären dann entsprechen mehr Vorratsbehälter V mit der Mischvorrichtung M verbunden (was hier der Übersichtlichkeit halber aber nicht dargestellt ist). Zwar sind hier die Mischvorrichtung M und die Vorratsbehälter V am rechten Rand der Figur dargestellt, jedoch ist dies nur illustrativ. Sie könnten genauso gut am oberen oder unteren Rand (also zum Beispiel auch jenseits der Transporteinrichtungen T liegend) dargestellt sein; es ist ebenso möglich, dass die Mischvorrichtung M und/oder die Vorratsbehälter V zwischen A) und B) liegen, oder auch über den Teilvorrichtungen oder unterirdisch (bzw. in einem darüber- oder darunterliegenden Stockwerk) angeordnet sind. Wie oben bereits angedeutet, stellen die gestrichelten Linien Verbindungen des Fördersystems dar; allerdings sind hier nur die zum Verständnis dieses Beispiels notwendigen Verbindungen dargestellt, aber nicht zwangsläufig alle. Durch Pfeile dargestellt ist hier, dass ausgehend von den Teilvorrichtungen A) bzw. B) die fertigen Produkte oder Zwischenprodukte zu den Transporteinrichtungen T gefördert werden können, von wo aus diese dann zum Beispiel mit Gabelwagen zu der einen Lagereinrichtung L transportiert und dort abgelegt (gelagert) werden können, was durch die doppelspitzigen Pfeile illustriert ist. In diesem Beispiel sind zwei solche Transporteinrichtungen, eine oben und eine unten in der Figur, gezeigt parallel oder einzeln, in jedem Falle im Rahmen der vorliegenden Erfindung generell aber unabhängig voneinander betrieben werden können. Schließlich sind vier Pfeile E gezeigt, welche Einrichtung(en) zur Abführung der Produkte aus der Vorrichtung darstellen (diese Einrichtungen sind Teil des Fördersystems).
Je nach den genauen Gegebenheiten vor Ort ist es möglich an jedem Ende der Transporteinrichtungen L einen solche Einrichtung E vorzusehen, oder an manchen, oder nur an einer, oder sogar an keiner (wenn die Produkte zum Beispiel nicht aus der Lagereinrichtung wegbefördert werden, sondern eine Abholung, zum Beispiel per LKW, vorgesehen ist.
Eine weitere, hier nicht illustrierte erfindungsgemäße Variante ist, dass ein Vorratsbehälter mehreren Mischvorrichtungen M zugeordnet ist; dies könnte zum Beispiel dann der Fall sein, wenn in diesem Vorratsbehälter ein (mehr oder weniger) universell einsetzbarer Schaumbildner bevorratet ist, in den mehreren Mischvorrichtungen M aber verschiedenen Schaumgrundmaterialien verarbeitet werden sollen.
Weiterhin nicht illustriert (aus Gründen der Übersichtlichkeit), aber in bevorzugten varianten Teil der vorliegenden Erfindung, ist bei der Teilvorrichtung A) ein Teil des Fördersystems, der die zu verfüllenden bzw. Steine zu dem Ort der Verfüllung transportiert. Dies kann beispielsweise ein Laufband sein, oder zum Beispiel ein Roboter, der die jeweils benötigte Form aus einem Vorratsregal nimmt, oder ähnliches.
Ebenfalls nicht illustriert (aus Gründen der Übersichtlichkeit), aber in bevorzugten varianten Teil der vorliegenden Erfindung, ist bei der Teilvorrichtung B) ein Teil des Fördersystems, der verschiedene Formen zu dem Ort des Vergießens/der Aufschäumung transportiert. Dies kann beispielsweise ein Laufband sein, oder zum Beispiel ein Roboter, der die jeweils benötigte Form aus einem Vorratsregal nimmt, oder ähnliches.
Die Einrichtung(en) zur Abführung der Produkte aus der Vorrichtung E sind in dieser Figur zwar an den jeweiligen Enden der Transporteinrichtungen T gezeigt, jedoch ist dies nur beispielhaft. Wenn beispielsweise die Produkte gar nicht gelagert werden sollen, dann können diese auch direkt ausgehend von den Teilvorrichtungen A) und B) aus der Vorrichtung gefördert werden (dies ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt).
Die genannten/beschriebenen aber in 1 nicht gezeigten Varianten sind für den Fachmann aufgrund derer Beschreibung nachvollziehbar, so dass eine zusätzliche Illustration dieser nicht notwendig ist; die Tatsache, dass einige Varianten nicht illustriert sind, bedeutet aber keinesfalls, dass diese nicht von der vorliegenden Erfindung umfasst seien.
2 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, bei der die Teilvorrichtungen A) und B) auf verschiedenen Seiten der Lagereinrichtung L angeordnet sind. Gezeigt ist hier eine Variante, bei der jeder der beiden Teilvorrichtungen A) und B) eine eigene Mischvorrichtung M zugeordnet ist, welche wiederum mit jeweils zwei Vorratsbehältern verbunden illustriert ist. Es ist genauso gut möglich auch bei dieser Variante der vorliegenden Erfindung, bei der die beiden Teilvorrichtungen A) und B) auf gegenüberliegenden Seiten der Lagereinrichtung L liegen, für beide Teilvorrichtungen A) und B) nur eine Mischvorrichtung vorzusehen, die beiden Teilvorrichtungen zugeordnet ist, jedoch ist dies hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Ferner müssen die Teilvorrichtungen A) und B) nicht zwangsläufig auf gegenüberliegenden Seiten der Lagereinrichtung L liegen, sie könnten auch beispielsweise über Eck angeordnet sein, zum Beispiel etwa 90° zueinander (oder in jedem anderen Winkel). Im Übrigen gelten sinngemäß prinzipiell die gleichen Ausführungen wie oben bei 1.
3 zeigt schematisch eine ähnliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie 1. Unterschied ist hier, dass jeder der Teilvorrichtungen A) und B) eine eigene Mischvorrichtung M (und dieser jeweils zwei Vorratsbehälter) zugeordnet ist. Im Übrigen gelten sinngemäß prinzipiell die gleichen Ausführungen wie oben bei 1 bzw. 2.
Bezugszeichenliste

A): Vorrichtungsteil zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken
B): Vorrichtungsteil zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial
E: Einrichtung(en) zur Abführung der Produkte aus der Vorrichtung (Teil des Fördersystems)
L: Lagereinrichtung
M: Mischvorrichtung
T: Transporteinrichtung, z.B. Gabelwagenstrecke (Teil des Fördersystems)
V: Vorratsbehälter

Claims

Mehrzweckvorrichtung für die Steinfertigung umfassend - mindestens ein Fördersystem zu Förderung, Transport und Führung von Werkstoffen in der Vorrichtung, insbesondere zur Zuführung von Rohmaterialien, Führung von Zwischenprodukten innerhalb der Vorrichtung, zur Führung von Produkten zur Lagerung oder Zwischenlagerung und zur Abführung von fertigen Produkten aus der Vorrichtung, - eine oder mehrere, bevorzugt zwei, Mischvorrichtung(en), insbesondere zum Anmischen von Füllschaum und/oder Vergussmaterial, insbesondere Vergussschaum, - eine einzige Lagereinrichtung zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, insbesondere Regalsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung A) einen Vorrichtungsteil zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, mit Schaum, umfassend insbesondere einen Schaum-Einbringmanipulator, und B) einen Vorrichtungsteil zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial, bevorzugt Vergussmasse, insbesondere Schaum, zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, umfassend insbesondere eine Steinfertigungsmaschine und austauschbare Gieß- und/oder Aufschäumformen, aufweist, wobei zur gleichen Zeit entweder A) oder B) oder A) und B) betrieben werden können.
Mehrzweckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorrichtungsteile A) und B) zur Verarbeitung gleicher oder unterschiedlicher Materialien, im Falle gleicher Materialien insbesondere gleicher Schäume, konfiguriert sind, insbesondere, dass die beiden Vorrichtungsteile jeweils einen eigenen Vorratsbehälter oder Zuführmechanismus oder beides für den zu verwendenden Schaum bzw. das zu verwendende Rohmaterial aufweisen.
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, und der Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, die Einrichtungen zum Transport der fertigen Produkte, insbesondere Gabelwagen oder Transportwagen, in die eine Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, teilen.
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtungsteil A) zur Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, und der Vorrichtungsteil B) zum Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, beide auf der gleichen Seite der einen Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, angeordnet sind, oder das sie auf verschiedenen Seiten der einen Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, angeordnet sind.
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit zumindest teilweise beheizbar ausgestaltet ist und zusätzlich oder alternativ zumindest teilweise mit Strahlungsquellen, insbesondere (N)IR-Lampen bzw. (N)IR-Strahlern oder UV-Lampen bzw. UV-Strahlern ausgerüstet ist.
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie konfiguriert ist, als einzusetzende Materialien Recyclingmaterialien zu verarbeiten, insbesondere durch Brecher und/oder Mahleinrichtungen als Teil der Vorrichtung,
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Brech- und/oder Mahleinheiten, die konfiguriert sind, Abfallprodukte, insbesondere aus den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Produktionsvorgängen, zu brechen und/oder aufzumahlen umfasst.
Mehrzweckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie genau ein Fördersystem aufweist,
Verfahren zur Steinfertigung unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfassend die Schritte I) Schalten der Vorrichtung entweder für a) die Verfüllung von porösen Ausgangswerkstücken, insbesondere Bimsbetonblöcken und Betonsteinen, oder b) das Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial, bevorzugt Vergussmasse, insbesondere Schaum, zu Blöcken, Platten oder anderen geometrischen Formen, oder c) sowohl a) als auch b); II) abhängig von der Einstellung in Schritt I) a) Verfüllen der porösen Ausgangswerkstücke, oder b) Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial, oder c) Verfüllen der porösen Ausgangswerkstücke und Vergießen und/oder Aufschäumen von Rohmaterial; III) Einbringen der in II) erhaltenen Produkte in die eine Lagereinrichtung, insbesondere Regalsystem, zum Lagern oder Zwischenlagern der hergestellten Produkte, gegebenenfalls unter begleitender Härtung; IV) nach Härten, bevorzugt Aushärten, der Verfüll- bzw. Vergussmasse Weiterverarbeitung, insbesondere durch Auf-Maß-Arbeiten, Zuschneiden, Imprägnieren, Kennzeichnen der jeweiligen Produkte.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass als poröse Ausgangswerkstücke Betonhohlblocksteine, Keramikziegel, Kalksandsteine, Betonelemente, Schamottesteine, Polymersteine, Bimsbetonsteine oder ähnliches, insbesondere Bimsbetonsteine, eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass - alte Werkstücke aus Betonhohlblocksteine, Profilsteine, Schalungssteine, Mantelsteine, Keramikziegel, Kalksandsteine, Betonelemente, Schamottesteine, Polymersteine, Bimsbetonsteine gebrochen und/oder aufgemahlen und in Form von Recyclingmaterialien als Rohmaterialien eingesetzt werden; oder - Abfallprodukte, insbesondere aus den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Produktionsvorgängen, gebrochen und/oder aufgemahlen und als Rohmaterialien eingesetzt werden; oder - das Recyclingmaterialien von extern erhalten und als Rohmaterialien eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu verfüllende Steine von extern in die Anlage eingeschleust werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Fördersystem zum Betrieb der Mehrzweckvorrichtungen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Faserzugaben verarbeitet werden.
Verwendung einer Mehrzweckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14 zur Herstellung von A) verfüllten Steinwerkstücken, und/oder B) vergossenen Stein- und Formwerkstücken.