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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststeines
mit einer Aufnahme für
ein Fräswerkzeug
mit einem Werkzeugschaft und wenigstens einem verdickten Fräskopf, und
mit einer ersten, das Fräswerkzeug
in Eigenrotation versetzenden Antriebsmechanik und einer zweiten,
das Fräswerkzeug
parallel zur Oberfläche
des Kunststeines bewegenden Antriebsmechanik, wobei das Fräswerkzeug
wenigstens einen Spülkanal
zum Zuführen eines
Spülmediums
während
des Fräsvorganges aufweist.
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Es
sind großformatige
Kunststeine bekannt, an deren Oberflächen Vertiefungen angeordnet
sind, in denen Lastaufnahmedorne wenigstens zweier eine Greif- oder
Spreizkraft übertragender
Greifarme festsetzbar sind. Dazu sind die an der Oberseite des Kunststeines
angeordneten Vertiefungen zu Sacklöchern ausgebildet. Derartig
ausgebildete Kunststeine werden mit Hebegeschirren versetzt, deren
zueinander bewegliche Greifarme über
eine scherenartige Hebelkinematik an einem Seil oder einer Kette
aufgehängt
sind. Die zum Anheben des Kunststeines erforderliche Klemmkraft
zwischen den Lastaufnahmedornen resultiert aus der Masse des Kunststeines selbst,
mit dessen auf die Hebelkinematik wirkender Gewichtskraft eine einen
Reibschluß erzeugende Klemmkraft
von den Greifschenkeln auf die Lastaufnahmedorne übertragen
wird.
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Derartig
arbeitende Versetzhilfen haben jedoch den Nachteil, daß verschiedene
Umwelteinflüsse,
insbesondere bei einem Kontakt der Kunststeine mit Wasser oder Öl, dazu
führen
können,
daß die
einen sicheren Reibschluß gewährleistenden
Haftreibungswerte zwischen den Lastaufnahmedornen und den Innenwandungen
der Vertiefungen herabgesetzt werden. Folglich besteht die Gefahr,
daß die
erforderlichen Haftreibungswerte unterschritten werden und der Formstein
von den Lastaufnahmedornen rutscht. Deshalb ist es bekannt, daß die Sacklöcher jeweils wenigstens
eine mit der Erweiterung eines Lastaufnahmedornes korrespondierende
Hinterschneidung zur Bildung eines Formschlusses aufweisen.
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Zur
Herstellung eines derartigen Kunststeines ist es aus der
DE 37 00 831 A1 und
der
DE 43 06 218 A1 bekannt,
einen verdickten Fräskopf
eines Fräswerkzeuges
in Richtung seiner Rotationsachse um ein vorbestimmtes Maß in die
Vertiefung des Kunststeines hineinzuführen, den Fräskopf in
Eigenrotation zu versetzen und die Wandung der Vertiefung in zur
Oberfläche
des Kunststeines paralleler Richtung zu hinterscheiden. Hierbei
ist es erforderlich, daß jede
Hinterschneidung ein Hinterschneidungsmaß aufweist, das kleiner als
die halbe Breite bzw. der halbe Durchmesser der Vertiefung ist.
Erst mit derartigen Größenverhältnissen
ist ein berührungsloses
Einführen
des verdickten Fräskopfes
in Richtung seiner Rotationsachse in die Vertiefung möglich.
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Der
während
des Fräsvorganges
anfallende Gesteinsstaub wird mit einem Spülmedium aus der Vertiefung
herausgespült.
Somit werden maximale Standzeiten für das Fräswerkzeug erreicht. Aus der
DE 43 06 218 A1 ist
es bekannt, das mit Gesteinsstaub vermischte Spülmedium kontrolliert abzuführen. Dazu
weist das Bohrwerkzeug einen zentralen Kanal für die Zuführung von Wasser auf. Eine
Belastung der Umgebungsluft mit feinem Gesteinsstaub ist somit vorteilhaft
verhindert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung aufzuzeigen, mit welcher Kunststeine, aus denen
ein Heraus rutschen der Lastaufnahmedorne verhindert ist, besonders
kostenkünstig
herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, daß das
Fräs-Werkzeug wenigstens
einen Spülkanal
zum Zuführen
des Spülmediums
während
des Fräsvorganges
aufweist, daß der Spülkanal als
das Fräswerkzeug
etwa koaxial durchlaufender Druckluftkanal ausgebildet ist, und
daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine den Werkzeugschaft umgebende Saugglocke mit einer Absaugöffnung aufweist.
Sämtliche
bekannten Verfahrensschritte können
somit nach dem Pressen des Kunststeins und vor dem darauffolgenden
Aushärten
oder Backen des Kunststeins durchgeführt werden. Auf diese Weise
kann das Spülmedium
dem Arbeitsbereich direkt zugeführt
werden, womit eine optimale Kühlung
des Fräswerkzeuges
sowie eine optimale Spülung
des Arbeitsbereiches erreicht ist. Die somit unmittelbar auf den
Boden der Vertiefung geblasene Druckluft verhindert, daß sich Gesteinsstaub
am Boden der Vertiefung absetzen kann.
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Bevorzugt
wird der zu bearbeitende Kunststein bereits mit einer Vertiefung
bzw. einem Sackloch hergestellt. Insbesondere bei Kalksandsteinrohlingen,
die in einer Presse erzeugt werden, wird ein Dorn auf dem Pressenstempel
verwendet, mit dem die Sacklöcher
in der Steinoberfläche
beim Preßvorgang
erzeugt werden. In diesem sogenannten Rohling, der bereits die endgültigen geometrischen
Abmessungen besitzt, jedoch nur einen Bruchteil seiner Festigkeit,
kann nun besonders einfach der oben beschriebene Fräsvorgang
durchgeführt
werden. Der Fräsvorgang
findet daher bevorzugt auch im Bereich der Presse statt bzw. die
für den
Fräsvorgang
notwendigen Einrichtungen, wie insbesondere das Fräswerkzeug,
sind im Bereich der Presse installiert. Nach dieser Bearbeitung
wird der Kalksandsteinrohling dann erhärtet, bzw. gebacken, insbesondere
in einem Autoklaven unter Dampf mehrere Stunden gebacken, bis der
feste Kalk-Sandstein entsteht.
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Der
Fräskopf
ist auf seiner dem Werkzeugschaft abgelegenen Seite auf wenigstens
den Durchmesser des Werkzeugschaftes verjüngt. Entsprechend der Form
einer mit dem Fräskopf
zu fräsenden Hinterschneidung
weist er etwa die Form eines Kegelstumpfes auf, dessen den größten Durchmesser aufweisende
obere Kante radial abgerundet ist. Der Radius der Abrundung entspricht
dem Radius des abgerundeten Verlaufes an der Erweiterung eines bekannten
Lastaufnahmedornes sowie dem Radius des abgerundeten Bodenbereichs
der Hinterschneidung.
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Die
Saugglocke dient zum Abführen
des mit Gesteinsstaub vermischten Spülmediums und hat eine auf der
Oberfläche
des Kunststeines abdichtend aufstehende Wandung, in der die Absaugöffnung zur kontrollierten
Abführung
des mit Gesteinsstaub vermischten Spülmediums angeordnet ist.
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Die
Lastaufnahmedorne eines zum Versetzen der großformatigen Kunststeine bereitgestellten Hebegeschirrs
weisen jeweils wenigstens eine Erweiterung auf, mit der das Hebegeschirr
in den Sacklöchern
des Kunststeines unter Formschluß festsetzbar ist. Dabei kann
die das Hebegeschirr aufweisende Hebelkinematik grundsätzlich in
zwei verschiedenen Arbeitsweisen Anwendung finden. Eine erste Arbeitsweise
sieht vor, daß zwischen
den den Kunststein aufnehmenden Lastaufnahmedornen eine Druck- bzw.
Greifkraft aufgebaut wird, und eine zweite Arbeitsweise sieht vor,
daß zwischen
den den Kunststein aufnehmenden Lastaufnahmedornen eine Zug- bzw.
Spreizkraft aufgebaut wird. Jede Erweiterung ist auf der Druckseite
der die Greif- bzw. Spreizkräfte
auf den Kunststein übertragenden
Lastaufnahmedorne angeordnet, so daß die Greif- bzw. Klemmkräfte zur
Sicherung des Formschlusses dienen.
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Bei
dem für
die Erfindung bereitgestellten Hebegeschirr ist die Erweiterung
am unteren Ende des Lastaufnahmedornes angeordnet und der Lastaufnahmedorn
ist zu seiner Erweiterung hin verjüngt. Mit einer derartigen Formgebung
ist die Biegebelastbarkeit vorteilhaft an den realen Biegemomentenverlauf
angepaßt,
der sich bei Lastaufnahme in dem Lastaufnahmedorn einstellt.
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Der
Lastaufnahmedorn weist an seinem unteren Ende wenigstens zwei einander
gegenüberliegende,
als Einführhilfe
ausgebildete, abgeschrägte Leitflächen auf.
Diese dienen der Erleichterung des Einführens der Lastaufnahmedorne
in die Sacklöcher.
Es ist ebenso denkbar, daß das
untere Ende des Lastaufnahmedornes eine als Einführhilfe fungierende konisch
zulaufende Mantelfläche
aufweist.
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Weiterhin
ist vorgesehen, daß jede
Hinterschneidung als eine in der Wandung des Sackloches angeordnete
und parallel zur Oberseite des Kunststeines verlaufende Innennut
ausgebildet ist, wobei die Hinterschneidung im unteren Wandungsdrittel des
Sackloches angeordnet ist.
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Die
Vertiefung weist vorzugsweise einen unterhalb der Hinterschneidung
liegenden Bodenbereich auf, mit dem es möglich ist, die Erweiterung
des Lastaufnahmedornes von unten her in die Hinterschneidung zu
führen.
Außerdem
ist die untere Seitenwandung der Hinterschneidung als schräg gestellte
Leitfläche
ausgebildet, mit der die Hinterschneidung zur Wandung des Sackloches
hin erweitert ist. Mit derartigen Merkmalen ist eine Anschlaghilfe
geschaffen, die ein sicheres Hineingleiten der Erweiterung in die
Hinterschneidung gewährleistet.
Die zunächst
am Boden aufstehenden Lastaufnahmedorne rutschen beim Hochziehen
des Hebegeschirrs mit ihren Erweiterungen an den Wandungen der Sacklöcher hinauf,
bis die Erweiterungen, über
die geneigte Leitfläche
rutschend, schließlich
in den Hinterschneidungen anschlagen.
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Die
obere Seitenwandung der Hinterschneidung ist als etwa parallel zur
Oberfläche
des Kunststeines liegende Anschlagsfläche ausgebildet. Diese Anschlagsfläche korrespondiert
mit einer an der Oberseite der Erweiterung des Lastaufnahmedornes angeordneten
Mitnehmerfläche,
die zur Längsachse des
Lastaufnahmedornes in einem Winkel von etwa 90°, vorzugsweise jedoch von mehr
als 90° angeordnet
ist. Da die Greif- bzw. Spreizbewegung aufgrund der Hebelkinematik
auf einer Kreisbahn erfolgt, nehmen die Lastaufnahmedorne beim Eingreifen
der Hinterschneidung in die Erweiterung eine Schrägstellung
ein. Die zur Längsachse
des Lastaufnahmedornes in einem Winkel von mehr als 90° angeordnete Mitnehmerfläche gleicht
die Schrägstellung
des Lastaufnahmedornes vorteilhaft aus, so daß ein flächiges Aufeinandertreffen der
Mitnehmerflächen
auf die Anschlagsflächen
gewährleistet
ist.
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Die
Erweiterung des Lastaufnahmedomes weist einen ihre Oberseite mit
ihrer Unterseite verbindenden radial abgerundeten Verlauf auf. Die
Erweiterung erhält
somit eine etwa nasenförmige
Gestalt, wobei der Nasenrücken
eine der sich gegenüberliegend
angeordneten Leifflächen
ausbildet, und die Nasenspitze hakenartig unter die Anschlagsfläche fassen
kann.
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Entsprechend
der Formgebung der Erweiterung weist die in dem Sackloch angeordnete
Hinterschneidung einen ihre obere Seitenwandung mit ihrer unteren
Seitenwandung verbindenden radial abgerundeten Bodenbereich auf.
Der Radius des Bodenbereichs entspricht dabei vorzugsweise dem Radius
des abgerundeten Verlaufs an der Erweiterung.
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Die
untere Seitenwandung der Hinterschneidung ist besonders vorteilhaft
in einem flachen Winkel von weniger als 45° zur Wandung des Sackloches geneigt.
Ein. derartig flacher Winkel gewährleistet
ein sicheres Hineingleiten der Erweiterung in die Hinterschneidung.
Besonders bevorzugt werden die Kunststeine als sogenannte „Kalk-Sandsteine” hergestellt. Solche
Kalksandstein-Rohlinge bestehen aus Sand, Kalk und Wasser. Dieser
Rohling wird unter hohem Druck in einer Form verpreßt. Bevorzugt
werden hierzu automatische Hydraulikpressen verwendet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Teilansicht eines einen Kunststein versetzenden Hebegeschirrs mit
in einer Vertiefung festgesetztem Lastaufnahmedorn; und
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2 eine
Teilansicht einer den Kunststein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellenden Vorrichtung im Schnitt.
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1 zeigt
eine Teilansicht eines einen Kunststein 1 versetzenden
Hebegeschirrs 2 mit in einer Vertiefung 3 festgesetztem
Lastaufnahmedorn 4. Die Vertiefung 3 ist als in
der Oberfläche 5 des
Kunststeines 1 angeordnetes Sackloch ausgebildet. Der Lastaufnahmedorn 4 weist
eine endseitig angeordnete Erweiterung 6 auf, die mit einer
in der Vertiefung 3 angeordneten Hinterschneidung 7 im
Eingriff steht. Daß die
Erweiterung 6 aufweisende Ende des Lastaufnahmedomes 4 besitzt
zwei einander gegenüberliegende
als Einführhilfe
ausgebildete Leitflächen 8, 8'. Diese dienen
einem Abgleiten an der Außenkante 9 der
Vertiefung 3 beim Einführen
des Lastaufnahmedornes 4 in die Vertiefung 3.
Die untere Seitenwandung der Hinterschneidung 7 ist als
eine die Hinterschneidung 7 zur Wandung 10 der Vertiefung 3 hin aufweitende
Leitfläche 11 ausgebildet,
an der die Erweiterung 6 des Lastaufnahmedornes 4 von
unten hinauf in Anschlagsposition geleitet wird.
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Die
obere Seitenwandung der Hinterschneidung 7 ist als parallel
zur Oberfläche 5 liegende
Anschlagsfläche 12 ausgebildet.
Die Erweiterung 6 des Lastaufnahmedornes 4 weist
an ihrer Oberseite eine Mitnehmerfläche 13 auf, die an
die Anschlagsfläche 12 der
Hinterschneidung 7 angeschlagen ist. Außerdem weist die Hinterschneidung 7 einen
ihre Leitfläche 11 mit
ihrer Anschlagsfläche 12 verbindenden
radial abgerundeten Bodenbereich 14 auf, in den die Erweiterung 6 formschlüssig eingreift.
Unterhalb der Hinterschneidung 7 weist die als Sackloch
ausgebildete Vertiefung einen Bodenbereich 15 auf, der
als Kugelabschnitt ausgebildet ist.
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2 zeigt
eine Teilansicht einer den Kunststein 1 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren herstellenden
Vorrichtung im Schnitt. Die Vorrichtung weist eine Aufnahme 16 für ein Fräswerkzeug 17 mit einem
Werkzeugschaft 18 und einem verdickten Fräskopf 19 auf.
Zum Zuführen
eines Spülmediums weist
das Fräswerkzeug 17 einen
Spülkanal 20 auf, der
als das Fräswerkzeug 17 koaxial
durchlaufender Druckluftkanal ausgebildet ist. Der Fräskopf 19 ist
auf seiner dem Werkzeugschaft 18 abgelegenen Seite auf
etwa den Durchmesser des Werkzeugschaftes 18 verjüngt. Der
Fräskopf 19 weist
somit etwa die Form eines Kegelstumpfes auf, dessen den größten Durchmesser
aufweisende Körperkante 21 radial
abgerundet ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine den Werkzeugschaft 18 umgebende
Saugglocke 22 mit einer Absaugöffnung 23 zum Abführen des
mit Gesteinsstaub verunreinigten Spülmediums auf.