DE10204374C1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Steinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Steinen (4) mit einer Fördereinrichtung (5, 10) zum aufeinanderfolgenden Transportieren der Steine (4) entlang einer Bearbeitungsstation, in der wenigstens ein mittels eines Antriebs (23) umlaufend antreibbarer, eine Längsachse aufweisender Werkzeughalter (26, 31) angeordnet ist, an dem flexible, langgestreckte, zwei Enden aufweisende Bearbeitungswerkzeuge (27) befestigt sind, die beim Umlauf des Werkzeughalters (26) auf vorbestimmte Bereiche der Steine (4) treffen. Hierbei sind die flexiblen Bearbeitungswerkzeuge (27) schleifenförmig mit beiden Enden am Werkzeughalter (26, 31) in Richtung von dessen Längsachse zueinander beabstandet befestigt, so daß sie bei Stillstand des Werkzeughalters (26, 31) durchhängen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Steinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mauern vor allem zur Landschaftsarchitektur werden bevorzugt aus natürlichen oder künstlichen Steinen hergestellt, die an der Sichtseite mit einer unregelmäßig reliefierten Oberflächenstruktur und/oder gebrochenen Kanten versehen sind, wie sie beispielsweise durch manuelles Behauen von Natursteinen entsteht. Betonsteine lassen sich nur mit im wesentlichen ebenen Flächen herstellen. Aber auch gespaltene Natursteine haben im allgemeinen scharfe Kanten.

Aus US 6 109 906 ist eine Vorrichtung zum oberflächlichen Bearbeiten von Steinen bekannt, wobei die Steine, nachdem sie geformt und erhärtet sind, mittels zweier Fördereinrichtungen rechts und links an einer Bearbeitungsstation derart entlang gefördert werden, daß sie gegenüber der jeweiligen Fördereinrichtung in Richtung zur Bearbeitungsstation etwas vorstehen. Hierzu werden die Steine zwischen dem Untertrum und dem Obertrum von zwei Förderern der jeweiligen Fördereinrichtung eingeklemmt transportiert. In der Bearbeitungsstation befinden sich eine oder mehrere vertikal angeordnete Trommeln, die am Umfang mit Ketten bestückt sind, die an ihren freien Enden Schlagköpfe tragen, die bei Rotation der Trommeln abwechselnd auf die Oberflächen der rechts und links hiervon entlang geführten Steine treffen. Hierdurch wird zwar die Sichtfläche der Steine schlagend behandelt, wobei auch die Kanten gebrochen werden, jedoch sind hierbei jeweils nur die Schlagköpfe wirksam, die im übrigen nach dem Aufschlag auf den Stein zurückprallen und durch entsprechend hohe Zentrifugalkraft infolge schneller Rotation des Werkzeughalters wieder in Schlagposition zu bringen sind. Dadurch gestaltet sich die Bearbeitung der Steine nicht sehr effektiv, abgesehen davon, daß infolge der schlagenden Bearbeitung auch eine relativ große Menge an Ausschuß entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine effektivere und schonendere Bearbeitung liefert.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß schleifenförmige Bearbeitungswerkzeuge verwendet werden, die mit beiden Enden am Werkzeughalter in Richtung von dessen Längsachse zueinander beabstandet befestigt sind, so daß sie bei Stillstand des Werkzeughalters durchhängen und sich bei seiner Rotation aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen bogenförmig ausbreiten, passen sich die flexiblen Bearbeitungswerkzeuge beim Auftreffen auf die Steine an diese an und bearbeiten die Steine auf einer entsprechenden Länge und außerdem im wesentlichen schleifend bzw. ratschend, so daß die Bearbeitung einerseits schonend und andererseits sehr effektiv ist.

Die Wirkung kann durch Einstellung des Abstandes zwischen Werkzeughalter und Steinoberfläche als auch durch die Rotationsgeschwindigkeit gestärkt bzw. geschwächt werden, je nachdem, welcher Rauhigkeitsgrad für die Gestaltung gewünscht ist. Die Wirkung kann außerdem durch Ändern der Transportgeschwindigkeit verändert werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisiert eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Steinen in Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt schematisiert die Vorrichtung von Fig. 1 ausschnittweise in Frontansicht.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Werkzeugsatz für die Vorrichtung von Fig. 1.

Fig. 4 bis 6 zeigen ausschnittweise unterschiedliche Ausführungsformen von Bearbeitungswerkzeugen.

Fig. 7 zeigt schematisch eine Anordnung zur Bearbeitung einer gesamten Sichtfläche eines Steins.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung umfaßt ein Gestell 1, an dem eingangseitig ein Rollengang 2 mit gegebenenfalls angetriebenen Rollen 3 zum Zuführen von natürlichen oder künstlichen Steinen 4, etwa Betonsteinen, angebracht ist, der am Obertrum eines unteren Förderers 5 endet. Der untere Förderer 5 umfaßt zwei im Gestell 1 gelagerte Umlenkrollen 6, um die mehrere, nebeneinander angeordnete Keilriemen 7 geführt sind. Die Keilriemen 7, insbesondere Zahnriemen, sind im Obertrum des Förderers 5 durch Stützrollen 8 abgestützt. Der Antrieb erfolgt über einen am Gestell 1 befestigten Elektromotor 9a, dessen Abtriebswelle eine der Umlenkrollen 6 antreibt.

Oberhalb des Förderers 5 ist mit Abstand hierzu ein weiterer Förderer 10 vorgesehen. Der Förderer 10 wird von einem Rahmen 11 aufgenommen, der im Gestell 1 vertikal, insbesondere mittels eines Elektromotors 16, verstellbar geführt aufgenommen ist. Der Förderer 10 besitzt ebenfalls zwei Umlenkrollen 12, um die mehrere, nebeneinander angeordnete Keilriemen 13 geführt sind. Die Keilriemen 13, insbesondere Zahnriemen, werden im Untertrum nach unten hin durch Stützrollen 14 abgestützt. Der Antrieb erfolgt über den am Rahmen 11 befestigten Elektromotor 9b, dessen Abtriebswelle eine der Umlenkrollen 12 antreibt.

Der Rahmen 11 kann hierbei beispielsweise mit gegenüber dem Rahmen 11 drehbaren Spindeln 15 versehen sein, die in der Oberseite des Gestells 1 drehbar aufgenommen sind und gemeinsam über einen vom Elektromotor 16 betätigten Keilriemen 16a und jeweils einem mit der jeweiligen Spindel 15 in Eingriff stehenden Ritzel 15a, das über den Keilriemen 16a gedreht wird, verdreht werden können, um dadurch den Rahmen 11 gegenüber dem Gestell 1 auf und ab zu bewegen. Hierzu kann der Rahmen 11 ferner über nicht dargestellte Führungen vertikal geführt sein.

Die beiden Förderer 5 und 10 bilden eine Fördereinrichtung für die Steine 4, die diese nach Übernahme vom Rollengang 2 infolge der Stützrollen 8, 14, die mit elastischen Belägen etwa aus Hartgummi od. dgl. versehen sein können, zwischen sich einklemmend fördern. Da der Abstand zwischen den beiden Förderern 5, 10 höhenverstellbar ist, ist die Vorrichtung für unterschiedliche Steingrößen verwendbar.

Die Förderer 5 und 10 besitzen zweckmäßigerweise Spanneinrichtungen für die Keilriemen 7 bzw. 13, die beispielsweise - wie nur für den unteren Förderer 5 dargestellt - eine Spannrolle 17 umfassen können, die über eine Wippe 18 drehbar um die Achse eines der Umlenkrollen 6 angeordnet ist, wobei die Wippe 18 zum Spannen z. B. bezüglich des Gestells 1 über eine angelenkte Stange 19 nachstellbar festgelegt bzw. - wie dargestellt - federvorgespannt sein kann.

Die beiden Förderer 5, 10 können gegebenenfalls auch zur einfachen Synchronisierung über einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sein.

Am Gestell 1 sind ferner Lagerböcke 20 zum Lagern von horizontal in Transportrichtung der Steine 4 angeordneten Wellen 21 von zwei in Transportrichtung mit Abstand zueinander angeordneten sowie höhenversetzen Werkzeugsätzen vorgesehen. Jede Welle 21 ist über einen auf einer entsprechenden nach außen abstehenden Konsole 22 angeordneten Elektromotor 23 und einen Keilriemen 24 antreibbar. Die Lagerböcke 20 können - wie dargestellt - auf den Konsolen 22 angeordnet sein. Auf jeder Welle 21 befinden sich zumindest zwei axial zueinander beabstandete Scheiben 25, so daß ein drehbarer Werkzeughalter 26 gebildet wird (der rechte Werkzeughalter 26 in Fig. 1 ist zur Vereinfachung ohne Lagerung und Antrieb dargestellt und in Fig. 2 nur gestrichelt angedeutet). Jeder Werkzeughalter 26 weist an den Scheiben 25 befestigte flexible Bearbeitungswerkzeuge 27 auf (in Fig. 1, 2 nicht dargestellt). Hierbei sind die flexiblen Bearbeitungswerkzeuge 27 schleifenförmig mit beiden Enden am Werkzeughalter 26 in Richtung von dessen Längsachse zueinander beabstandet befestigt, so daß sie bei Stillstand des Werkzeughalters 26 durchhängen, sh. Fig. 3.

Bei Rotation des Werkzeughalters 26 durch den Elektromotor 23 bildet das jeweilige Bearbeitungswerkzeug 27 nach Passieren der jeweiligen Steinkante eine nach außen gerichtete, in Fig. 3 gestrichelt angedeutete Schleife aufgrund der darauf einwirkenden Zentrifugalkraft, die sich beim Auftreffen auf den Stein 4 aufgrund der Flexibilität des Bearbeitungswerkzeugs 27 an die Steinoberfläche 28 anpaßt und diese auf einer entsprechenden Länge bearbeitet.

Mittels der jeweiligen Sätze von Bearbeitungswerkzeugen 27 der beiden Werkzeughalter 26 werden die Ober- und die Unterkante des jeweiligen Steins 4 und ein Teil der hierzu benachbarten Sichtseite des Steins 4, der Steinoberfläche 28, bearbeitet, um diese aufzurauhen. Dies erfolgt am effektivsten, wenn die Bearbeitungswerkzeuge 27 von oben auf die Oberkante und von unten auf die Unterkante auftreffen. Hierzu sind die Werkzeughalter 26 entsprechend gegenläufig anzutreiben.

Zweckmäßigerweise sind die Bearbeitungswerkzeuge 27 mit ihren beiden Enden in Umfangsrichtung des Werkzeughalters 26 versetzt an diesem befestigt. Im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Versatz 180°. Er kann aber auch geringer sein und liegt vorzugsweise im Bereich von 40° bis 180°, insbesondere im Bereich von 90° bis 180°.

Es versteht sich, daß anstelle der gemäß Fig. 3 an einem Werkzeughalter 26 vorhandenen vier Bearbeitungswerkzeuge 27 auch mehr oder weniger als vier vorhanden sein können, wobei jedoch allgemein darauf zu achten ist, daß sie gleichmäßig über den Umfang des Werkzeughalters 26 verteilt sind, um Unwuchten zu vermeiden.

Die Drehzahl der Elektromotoren 23 kann verstellbar sein, um den durch die Bearbeitung erzielbaren Effekt der Brechung der Kanten und Aufrauhung der Sichtfläche je nach Kundenwunsch zu verstärken bzw. zu schwächen.

Die Lagerböcke 20 können auf der Konsole 22 in horizontaler Richtung quer zur Transportrichtung der Steine 4 auf einer Führung (nicht dargestellt) verstellbar und feststellbar sein, um so den Abstand zwischen Steinoberfläche 28 und Werkzeughalter 26 zu verstellen. Auch hierdurch kann der durch die Bearbeitung erzielbare Effekt der Brechung der Kanten und Aufrauhung der Sichtfläche je nach Kundenwunsch verstärkt bzw. geschwächt werden.

Der obere Werkzeughalter 26 (rechts in Fig. 1), der auf die Oberkante des Steins 4 wirkt, kann auch über seine entsprechende Konsole anstatt mit dem Gestell 1 mit dem Rahmen 11 verbunden sein, um mit letzterem höhenverstellt werden zu können.

Um auch die vor- und nachlaufende Kante der Sichtfläche bzw. Steinoberfläche 28 und die Sichtfläche zusätzlich zu bearbeiten, können zwei zusätzliche Werkzeughalter 31 mit zugehörigen Elektromotoren 32 gegebenenfalls zueinander höhenversetzt am Gestell 1 in entsprechender Weise wie die Werkzeughalter 26 befestigt sein, wie in Fig. 7 schematisch dargestellt ist, wobei allerdings die Achsen der Werkzeughalter 31 nicht horizontal, sondern senkrecht oder vorzugsweise schräg zur Vertikalen, insbesondere in einem Winkel von etwa 10° bis 30°, in einer Vertikalebene parallel zur Förderrichtung der Steine 4 verlaufen. Auch bezüglich der Werkzeughalter 31 ist es zweckmäßig, wenn diese zu gegenläufiger Rotation angetrieben werden, so daß die Bearbeitungswerkzeuge 27 jeweils von außen auf die vor- bzw. nachlaufende Seitenkante des jeweiligen Steins 4 auftreffen. Die Längsachsen der Werkzeughalter 31 sind dabei vorzugsweise parallel zueinander angeordnet, können aber auch in einem Winkel zueinander stehen.

Wenn die Bearbeitungswerkzeuge 27 nicht die gesamte Sichtfläche der Steine 4 überstreichen, werden die jeweiligen Paare von Werkzeughaltern 26, 31 zweckmäßigerweise derart angeordnet, daß sich die Bearbeitungsbereiche überlappen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann der Werkzeughalter 26 (oder 31) eine oder mehrere Zwischenscheiben 33 aufweisen, um auf diese Weise eine Art Trommel zu bilden, wodurch die flexiblen Bearbeitungswerkzeuge 27 nicht wesentlich nach innen durchhängen und sich eventuell stören können. Statt dessen kann als Werkzeughalter 26, 31 auch eine Trommel verwendet werden.

Bei den Bearbeitungswerkzeugen 27 kann es sich um Ketten, etwa um Gliederketten, so beispielsweise Rundgliederketten (Fig. 4), oder um Gelenk- oder Laschenketten, deren Einzelglieder durch Bolzen gelenkig miteinander verbunden sind, oder um Zahnketten (Fig. 5), deren Laschen Zähne besitzen, handeln.

Bei den Bearbeitungswerkzeugen 27 kann es sich aber auch um Drahtseile handeln, die insbesondere mit nach außen vorstehenden, beispielsweise nagelartigen Metallteilen bestückt sind (Fig. 6).

Bevor die zu bearbeitenden Steine 4, insbesondere Betonsteine, der Vorrichtung zum Bearbeiten zugeführt werden (Transportrichtung entsprechend Pfeil 34 in Fig. 7), können aus der Steinfertigung stammende Rohsteine lagenweise einer Teileinrichtung zugeführt werden, in der vorzugsweise die Rohsteine hälftig in Steine 4 zerteilt werden, die dann entsprechend der vorgenommenen Teilung in zwei Produktströme aufgeteilt auf zwei beabstandete Transportlinien mit den durch die Teilung entstandenen Flächen gegeneinander gerichtet gefördert werden. An den einander zugekehrten Innenseiten der beiden Transportlinien sind jeweils eine oder mehrere Vorrichtungen zum Bearbeiten der durch Teilung entstandenen Flächen als Sichtflächen der Steine 4 angeordnet. Am Ende der Transportlinien können die bearbeiteten Steine 4 der beiden Transportlinien dann zusammengeführt und transportfähig gestapelt werden. Die Vorrichtungen zum Bearbeiten befinden sich dabei im Innenraum zwischen den Transportlinien und sind zweckmäßigerweise zusätzlich mit Staubschutzhauben und Staubabzugsanlagen versehen, um das Austreten von bei der Bearbeitung entstehendem Staub weitgehend zu vermeiden.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Steinen (4) mit einer Fördereinrichtung (5, 10) zum aufeinanderfolgenden Transportieren der Steine (4) entlang einer Bearbeitungsstation, in der wenigstens ein mittels eines Antriebs (23) umlaufend antreibbarer, eine Längsachse aufweisender Werkzeughalter (26, 31) angeordnet ist, an dem flexible, langgestreckte, zwei Enden aufweisende Bearbeitungswerkzeuge (27) befestigt sind, die beim Umlauf des Werkzeughalters (26) auf vorbestimmte Bereiche der Steine (4) treffen, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Bearbeitungswerkzeuge (27) schleifenförmig mit beiden Enden am Werkzeughalter (26, 31) in Richtung von dessen Längsachse zueinander beabstandet befestigt sind, so daß sie bei Stillstand des Werkzeughalters (26, 31) durchhängen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (27) aus flexibel miteinander verbundenen Einzelgliedern bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (27) Ketten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (27) Drahtseile sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseile mit nach außen vorstehenden Metallteilen bestückt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungswerkzeuge (27) mit ihren beiden Enden in Umfangsrichtung des Werkzeughalters (26, 31) versetzt an diesem befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (23, 32) des Werkzeughalters (26, 31) in seiner Drehzahl einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Werkzeughalter (26, 31) in seinem Abstand zu der zu bearbeitenden Steinoberfläche (28) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Werkzeughalter (26, 31) in seinem Abstand zu der zu bearbeitenden Steinoberfläche (28) mittels eines Elektromotors verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Transportrichtung der Steine (4) hintereinander zur Bearbeitung von gegenüberliegenden Kanten der Steine (4) angeordnete Werkzeughalter (26, 31) gegenläufig antreibbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bearbeiten längs der oberen und unteren Kante der Sichtseite eines Steins (4) ein Paar von Einheiten von jeweils an einem Werkzeughalter (26) befestigten Bearbeitungswerkzeugen (27) vorgesehen ist, wobei die Längsachsen der Werkzeughalter (26) horizontal angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bearbeiten der in Transportrichtung der Steine (4) vor- und nachlaufenden Kanten der Steine ein Paar von Einheiten von jeweils an einem Werkzeughalter (31) befestigten Bearbeitungswerkzeugen (27) vorgesehen ist, wobei die Längsachsen der Werkzeughalter (31) in einer Vertikalebene parallel zur Fördereinrichtung (5, 10) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Werkzeughalter (31) parallel zueinander und schräg zur Vertikalen angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Werkzeughalter in einem Winkel von etwa 10° bis 30° schräg zur Vertikalen angeordnet sind.