DE10311916A1

DE10311916A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen

Info

Publication number: DE10311916A1
Application number: DE10311916A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Keller
Original assignee: Rampf Formen GmbH
Current assignee: Rampf Formen GmbH
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen, insbesondere Betonsteinen, bei welchem ein auf einer Fertigungsunterlage befestigtes Formunterteil einen Formrahmen mit Ausnehmungen aufweist, welche mit Material gefüllt werden, wobei das Formunterteil mit einem Formoberteil zusammenwirkt, welches im wesentlichen aus einer Auflast besteht, welche Stempel aufweisen, die zur Verdichtung des Materials in die Ausnehmungen in x-Richtung eintauchen. Hierbei wirken Stützen 16 mit wenigstens einem Schieber 19 zusammen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Die Befüllung der einzelnen Ausnehmungen bzw. Kammern des Formunterteils einer Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen erfolgt mit einem sogenannten Füllwagen, welcher das Füllmaterial z.B. Beton auf die Kammern verteilt. Hierbei ist eine gleichmäßige Befüllung der Kammern mit dem Füllmaterial nicht zu 100% zu gewährleisten. Dies führt teilweise zu einer Überfüllung oder einer Unterfüllung der Kammern. Dem Füllvorgang folgt der Verdichtungsvorgang. Bei diesem Vorgang wird das Füllmaterial durch in den Rütteltisch, auf dem das Formunterteil aufliegt, eingeleitete Rüttelenergie und durch von den Stempeln aufgebrachte Druckenergie in kurzer Zeit verdichtet. Die Verdichtung ist teilweise durch das Rütteln so stark beeinflusst, dass die Höhe des Füllmaterials in einer Kammer unter das tiefste Niveau der Stempelplatte des zugehörigen Stempels in seiner tiefsten Stellung sinkt. Hierdurch entsteht ein Formkörper, welcher hinsichtlich seiner Höhe ein ungewünschtes Untermaß aufweist. Dies ist besonders bei Formsteinen nachteilig, welche ohne Nachfüllen von Material hergestellt werden, da Ausschuss oder eine mindere Qualität produziert wird. Selbst bei Formsteinen, welche durch ein- oder mehrmaliges Nachfüllen mehrschichtig aufgebaut sind, ist eine einheitliche Höhe der mit der ersten Lage produzierten Schicht wünschenswert, um von Anfang an hochgenau zu produzieren. Bislang ist ein Herstellungsverfahren für in der Höhe hochgenaue Formkörper nur für mehrschichtige Formkörper aus der DE 195 37 077 A1 bekannt, wobei die erforderliche Vorrichtung technisch aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung vorzuschlagen, welches bzw. welche mit einfachen Mitteln die Herstellung von ein- und mehrschichtigen Formsteinen erlaubt, bei welchen die Abweichungen in der Höhe der Formsteine minimal und Ungenauigkeiten der Formauflage bzw. des Rütteltisches ohne Auswirkung auf die Formsteinhöhe bleiben.
Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Verfahren und die im Anspruch 9 bestimmte Vorrichtung gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, in einem ersten Schritt das Material durch eine erste Verfahrbewegung der Auflast über einen ersten Verfahrweg zu verdichten, welcher in x-Richtung erfolgt, in einem zweiten Schritt ist es vorgesehen durch eine zweite Verfahrbewegung der Auflast über einen zweiten Verfahrweg in x-Richtung eine weitere Verdichtung des Materials herbeizuführen, wobei die Verfahrbewegungen ohne eine Gegenverfahrbewegung unmittelbar nacheinander ausgeführt werden und durch jeweils wenigstens einen Anschlag begrenzt werden, wobei der jeweilige Anschlag nach Abschluss der ersten Verfahrbewegung in wenigstens eine weitere Position verstellt wird und wobei die Parameter Vibration und Druck auf dem ersten und dem zweiten Verfahrweg in unterschiedlicher Stärke auf die Formsteine wirken. Hierdurch ist es möglich unter Beibehaltung kurzer Taktzeiten Formkörper zu produzieren, welche bei optimaler Verdichtung bezüglich ihrer Höhe in einem sehr kleinen Toleranzintervall liegen. Dies wird durch zwei direkt, das heißt ohne Rückfahr- bzw. Hubbewegung aufeinander folgende Verdichtungsvorgänge erreicht, welche durch unterschiedliche Parameter gekennzeichnet sind. Auf einen ersten Verdichtungsschritt, der unter herkömmlichen, auf eine kurze Taktzeit optimierten Parametern erfolgt, die unter Umständen ein Überverdichten bewirken, folgt ein zweiter Verdichtungsschritt bei welchem das maßgenaue Verdichten der Formsteine im Vordergrund steht und die Wahl der Parameter bestimmt. Die Verfahrstrecken werden für die Auflast durch wenigstens einen Anschlag vorgegeben der in seiner Lage verstellbar ist und als Anschlag für eine die erste Verfahrbewegung begrenzende Endposition und für eine die zweite Verfahrbewegung begrenzende Endposition dient. Eine derartiger flexibler bzw. verstellbarer Anschlag erlaubt das schnelle Durchfahren zwei aufeinander folgender Verfahrwege und ist technisch einfach und somit robust und für den Alltagsbetrieb tauglich ausführbar. Parameter bzw. Verdichtungsparameter im Sinne dieser Erfindung sind der auf den Formstein aufgebrachte Druck und die Frequenz und die Stärke mit welcher die Vibrationen auf die Fertigungsunterlage bzw. den Rütteltisch wirken.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, während der zweiten Verfahrbewegung den Anschlag kontinuierlich in weitere Position zu verstellen. Hierdurch ist es möglich das Nachsinken der Auflast über ganze Abschnitte des Verfahrwegs zu kontrollieren bzw. zu begrenzen und so ein ungewünscht rasches oder tiefes Einsinken zu verhindern.
Alternativ sieht die Erfindung vor, den Anschlag vor Beginn der zweiten Verfahrbewegung in eine Endposition zu verstellen. Hierdurch können die Parameter Druck und Rüttelstärke auf dem zweiten Verfahrweg frei auf das Material einwirken.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, den Anschlag mittels wenigstens eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders aus der ersten Position in eine weitere Position zu verstellen. Dies erlaubt einen einfachen Aufbau der Vorrichtung, da der Zylinder an die an der Vorrichtung grundsätzlich vorhandene Hydraulik oder Pneumatik angeschlossen werden kann und somit auch über die vorhandene Maschinensteuerung betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, den ersten Verdichtungsweg (V₁) größer auszulegen als den zweiten Verdichtungsweg (V₂). Diese Auslegung erlaubt schnelle Taktzeiten, da die Verfahrgeschwindigkeit auf dem ersten Verdichtungsweg, welcher die Gesamtverdichtungszeit stärker beeinflusst, größer ist als auf dem zweiten Verdichtungsweg, da mehr Energie pro Zeiteinheit eingeleitet wird bzw. da das zu verdichtende Material in diesem Bearbeitungsschritt noch nicht so hoch verdichtet ist. Insbesondere ist der erste Verdichtungsweg etwa drei bis sechs mal so groß wie der zweite Verdichtungsweg.
Die Erfindung sieht vor, die Verdichtung auf dem ersten Verdichtungsweg durch eine in den Formtisch eingeleitete Rüttelbewegung und durch über die Auflast aufgebrachten Druck zu bewirken. Dies führt zu einem raschen Fortschritt der Verdichtung auf dem ersten Verfahrweg.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, auf dem zweiten Verfahrweg die Verdichtung allein durch über die Auflast aufgebrachten Druck zu bewirken. Bei einer derartigen Verdichtung besteht keine Gefahr der Überverdichtung.
Alternativ schlägt die Erfindung vor, die Verdichtung auf dem zweiten Verfahrweg durch eine in den Rütteltisch eingeleitete Rüttelbewegung und einen allein durch das Gewicht der Auflast bewirkten Druck vorzunehmen, wobei die Auflast mit dem Material auf den Endanschlag nachsinkt. Auch bei einer derartigen maßvollen Verdichtung besteht nahezu keine Gefahr der Überverdichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, den wenigstens einen Anschlag zur Begrenzung des Verfahrwegs der Auflast während der Herstellung der Formsteine aus einer ersten Position in wenigstens eine weitere Position verstellbar zu gestalten. Hierdurch lässt sich der Verdichtungsvorgang auf einfache Weise in zwei wegabhängige Verdichtungsschritte unterteilen.
Die Erfindung sieht vor, die Auflast in jeder Anschlagposition auf dem Rütteltisch abstützt. Hierdurch ist es gewährleistet, dass eine Schieflage des Formrahmens keine negative Auswirkung auf die Lage der Auflast und somit auf die Höhe der zu erzeugenden Steine hat.
Durch die Anordnung des verstellbaren Anschlags am Formoberteil ist dieses vor Verschmutzungen durch das zu verarbeitende Material geschützt und lässt sich optimal an die Versorgungs- und Kontrollleitungen der Maschinensteuerung anschließen.
Schließlich sieht die Erfindung vor jeweils zwei Stützen über einen gemeinsamen Schieber zu steuern und insbesondere für die Steuerung von vier an der Auflast angeordnete Stützen zwei parallel verlaufende Schieber einzusetzen und diese über einen gemeinsamen Antrieb zu bewegen. Hierdurch ist eine synchrone Verstellung der Anschlagflächen auf einfachste Weise möglich.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, jede Stütze mit einer an einer Unterseite der Stütze angeordneten Düse zu versehen, welche mit Druckluft versorgt wird, und den Druck in den die Düsen versorgenden Leitungen zu messen. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich das Aufsetzen aller Stützen beim Niederfahren des Formoberteils über einen Druckanstieg zu überwachen und zu erfassen und so ein zuverlässiges Signal für einen Wechsel der Anschlagstellung zu erhalten.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Stütze in ihrem Fußbereich als Düsenplatte auszubilden, in welcher die Düse angeordnet ist. Hierdurch ist eine einfache Wartung möglich, da die Düsenplatte geringe Abmessungen aufweist und einfach demontiert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Druckluft der Düse durch eine in der Stütze angeordnete Bohrung zugeführt wird. Eine derartige Zuführung ist gegen Beschädigungen besonders unempfindlich.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, den Schieber mit einer Durchgangsbohrung zu versehen, welche in der ersten Anschlagstellung des Schiebers mit der Bohrung in der Stütze fluchtet. Auf diese Weise ist eine Versorgung der Stütze mit Druckluft möglich, ohne dass diese in ihrer Bewegungsfreiheit durch eine fest an dieser montierte Zufuhrleitung behindert ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Druckluftzufuhr zur Stütze bzw. Düse durch die Stellung des Schiebers zu steuern. Hierdurch ist ein besonders einfacher und robuster Aufbau des Formoberteils möglich.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, die Düse als Reinigungsdüse auszubilden. Dies erlaubt es, mit der Düse vor dem Aufsetzen der Stütze den Bereich, in welchem die Stütze aufsetzt, zu reinigen und somit Fehlsteuerungen durch Verunreinigungen zu vermeiden.
Abschießend ist es vorgesehen, an den Stützen (16) Näherungsschalter vorzusehen, welche die Position der Stützen erfassen. Ein solches Überwachungssystem kann als zusätzliches System zum Einsatz kommen, um das mit Druckluft arbeitende System zu überwachen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:
1a: eine Form zur Herstellung von Formsteinen in schematischer Darstellung, wobei sich das Formoberteil in einer Stellung FO₁ und das Formunterteil in einer Stellung FU₁ befindet,
1b, 1c: ein Detail des Formoberteils aus 1a in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen,
2a: die aus der 1a bekannte Form, wobei sich das Formoberteil in einer Stellung FO₂ und das Formunterteil in der Stellung FU₁ befindet,
2b – 2e: ein Detail des Formoberteils aus 2a in unterschiedlichen Stellungen,
3a: die aus der 1a bekannte Form, wobei sich das Formoberteil in einer Stellung FO₃ und das Formunterteil in der Stellung FU₁ befindet,
3b ein Detail des Formoberteils aus 3a,
4a: die aus der 1a bekannte Form, wobei sich das Formoberteil in der Stellung FO₃ und das Formunterteil in einer Stellung FU₂ befindet,
4b, 4c: ein Detail des Formoberteils aus 4a in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen,
5a: die aus der 1a bekannte Form, wobei sich das Formoberteil in einer Stellung FO₄ und das Formunterteil in einer Stellung FU₃ befindet,
5b: ein Detail des Formoberteils aus 5a,
6a: die aus der 1a bekannte Form, wobei sich das Formoberteil wieder in der Stellung FO₁ und das Formunterteil wieder in der Stellung FU₁ befindet,
6b: ein Detail des Formoberteils aus 6a,
7: eine schematische Darstellung einer Steuerungsanordnung für das Formoberteil,
8a: einen Schnitt im Bereich einer mit Druckluft versorgten Stütze,
8b: eine Ansicht der Stütze aus einer in 8a dargestellten Pfeilrichtung VIIIb,
8c: einen weiteren Schnitt im Bereich der mit Druckluft versorgten Stütze,
8d: eine Draufsicht auf 8c,
9a: einen Schnitt durch einen Fußbereich einer Stütze und
9b: einen Schnitt durch einen Fußbereich einer weiteren Stütze.
1a zeigt in schematischer Darstellung eine Form 1 zur Herstellung von Formsteinen 2 (siehe 4a). Die Form 1 besteht aus einem Formunterteil 3 und einem Formoberteil 4. das Formunterteil 3 liegt auf einer Fertigungsunterlage 5 bzw. einem Brett auf und besitzt Formkammern 6, welche in Richtungen x und x' offen sind. Die Formkammern 6 werden mit Hilfe eines Füllwagens 7 befällt, welcher zunächst aus einer Wartestellung in Richtung y über die Formkammern 6 geschoben wird und dann in Richtung y' in seine Wartestellung zurück geschoben wird. Seitlich von den Formkammern 6 sind im Formunterteil 3 vier Gegenstützen 8 angeordnet (in 1a sind nur zwei der vier Gegenstützen sichtbar), welche gegenüber dem Formrahmen 9 schwingungsisoliert sind. Die Fertigungsunterlage 5 ist auf Auflagern 10 angeordnet, über welche Schwingungen auf die Fertigungsunterlage 5 bzw. das Formunterteil 3 und in diesem befindliches Material 11 eingeleitet werden. Das Formoberteil 4 wird auch als Auflast 12 mit einer Auflastplatte 13 bezeichnet, welche Stempel 14 trägt. Aus einer in der 1a gezeigten oberen Stellung FO₁ des Formoberteils 4 ist dieses in die Pfeilrichtung x verfahrbar und so zum Formunterteil 3, welches in 1a in einer unteren Stellung FU₁ steht, ausgerichtet, dass die Stempel 14 deckungsgleich mit Öffnungsquerschnitten A der Formkammern 6 sind. Weiterhin sind in vier an der Auflastplatte 13 angeordneten Führungen 15 vier Stützen 16 verschiebbar gelagert, wobei die Stützen 16 in einer unteren Stellung ST₁ stehen (siehe 1b) und auf die vier Gegenstützen 8 ausgerichtet sind. An einem Kopfende 17 weisen die Stützen 16 Teller 18 auf, welche ein Herausrutschen der Stützen 16 aus den Führungen 15 in die Pfeilrichtung x verhindern. An einer Bewegung in die Pfeilrichtung x' sind die Stützen 16 durch einen Schieber 19 gehindert, welcher am Formoberteil geführt ist und aus einer in 1a gezeigten ersten Anschlagstellung AS₁, in welcher dieser einen Anschlag A₁ bildet, in die Pfeilrichtung y in eine weitere Anschlagstellung AS₂ (siehe 2e), in welcher dieser einen Anschlag A₂ bildet, und eine dritte Stellung AS₃ (siehe 4a, 4b), in welcher dieser einen Durchlass A₃ bildet, verschiebbar ist. Die Betätigung des Schiebers 19 erfolgt über zwei miteinander gekoppelte Zylinder 20, 21, wobei der Zylinder 20 auf dem Schieber 19 befestigt ist und der Zylinder 21 an der Auflastplatte 13 gelagert ist.
In den 1b und 1c ist ein Detail des Formoberteils 4 nochmals in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen dargestellt.
In 2a ist das Formoberteil 4 in einer Stellung FO₂ dargestellt, welche durch ein Verfahren des Formoberteils 4 aus der in 1a dargestellten Stellung FO₁ in die Pfeilrichtung x erreicht wird. In dieser Stellung stehen die Stützen 16 unverändert in der Stellung ST₁ zum Formoberteil 4 bzw. zu den Stempeln 14. Beim Verfahren des Formoberteils 4 in die Stellung FO₂ erfolgt eine Verdichtung des Materials 11 in den Formkammern 6 über einen ersten Verdichtungsweg V₁ durch von der Auflast 12 aufgebrachte Druckenergie und durch über die Fertigungsunterlage 5 eingeleitete Rüttelenergie. Die Auflast 12 ist hierbei über eine Kupplung 22 an einer nicht dargestellten hydraulischen Presse angeordnet, so dass auf dem ersten Verfahrweg W₁ (FO₁ nach FO₂) die Auflast 12 mit ihrer Gewichtskraft und mit der Druckkraft der hydraulischen Presse wirkt. In der in 2a gezeigten Stellung liegen die Stützen 16 mit freien Enden 23 auf den Gegenstützen 8 auf. Hierdurch ist über den als Anschlag dienenden Schieber 19 eine weitere Bewegung des Formoberteils 4 in die Pfeilrichtung x verhindert. Der Verdichtungsweg v₁ fällt mit einem zweiten Teil des Verfahrwegs W₁ zusammen, wobei der Verdichtungsweg V₁ als die Wegstrecke definiert ist, welche der Stempel 14 innerhalb der Formkammer 6 zurücklegt, wenn das Formoberteil 4 aus der Stellung FO₁ in die Stellung FO₂ absinkt.
In 2b ist nochmals die aus den 1b und 1c bekannte erste Anschlagstellung AS₁ der Stütze 16 am Schieber 19 gezeigt, in welcher dieser den Anschlag A₁ für die Stütze 16 bildet. Die 2b bis 2e zeigen schrittweise die Verschiebung des Schiebers 19 aus der ersten Anschlagstellung AS₁ (2b) in die zweite Anschlagstellung AS₂ (2e), wobei in den 2c und 2d Zwischenstellungen gezeigt sind, über welche sich der Schieber 19 am Teller 18 der Stütze 16 mit einer Schräge 24 entlang bewegt. In der Anschlagstellung AS₁ bildet die Fläche F₁ den Anschlag A₁ für die Stütze 16. In der Anschlagstellung AS₂ bildet die Fläche F₂ den Anschlag A₂ für die Stütze 16. Die am Schieber 19 zwischen den Anschlagflächen A1 und A2 ausgebildete Schräge 24 bildet für die Stütze 16 bzw. deren Teller 18 eine Vielzahl weiterer Zwischenanschläge ZA₁ bis ZA_N, beispielhaft ist der Zwischenanschlag ZA₁ dargestellt, welcher durch eine Stellung AS_S des Schiebers 19 erzeugt wird. Diese ermöglichen es, den Verdichtungsweg V₂ in beliebig viele Teilverdichtungswege VT₁ bis VT_N zu unterteilen (beispielhaft ist der Teilverdichtungsweg VT₁ dargestellt), welche ein schrittweises bzw. kontinuierliches Absinken der Auflast auf das Niveau FO₃ erlauben. Wenn die Stütze 16 am Anschlag A₂ anliegt, dann steht diese in einer mittleren Stellung ST₂. Die untere Stellung ST₁ und die mittlere Stellung ST₂ bzw. der Anschlag 1 und der Anschlag 2 weisen zueinander einen Abstand auf, welcher dem Verfahrweg W₂ bzw. dem Verdichtungsweg V₂ entspricht bzw. diesen definiert.
Der Wechsel vom Anschlag A₁ auf den Anschlag A₂ bzw. das Verschieben des Schiebers 19 aus der ersten in die zweite Anschlagstellung erlaubt der Auflast 12 ein Nachsinken in die Pfeilrichtung x in die Formkammern 6 um den Abstand zwischen den Anschlägen A₁ und A₂. Nach dem Nachsinken hat die Auflast 12 die in 3a gezeigte Stellung F0₃ erreicht und einen weiteren Verfahrweg W₂ in die Richtung x zurückgelegt, wobei der Verfahrweg W₂ einem Verdichtungsweg V₂ entspricht.
3b entspricht 2e.
Während des Verfahrens über den Verwahrweg W₂ erfolgt die Verdichtung des Materials 11 entweder allein durch die Gewichtskraft der Auflast oder durch die Gewichtskraft der Auflast und einen von der Presse auf die Auflast bewirkten Druck oder durch die Gewichtskraft der Auflast und eine Rüttelbewegung des Formunterteils.
4a zeigt das Entformen der Formsteine 2. Hierzu wird der Schieber 19 auf die Durchgangsstellung AS₃ geschoben. In dieser Stellung kann die Stütze 16 mit dem Teller 18 in der Pfeilrichtung x' durch den Schieber 19 treten. Dieser bildet hier den Durchlass A₃. Dies erlaubt ein Heranziehen des Formunterteils 3 an das Formoberteil 4, welches weiterhin in der Stellung FO₃ steht. Beim Heranziehen des Formunterteils 3 werden die Formsteine 2 von den Stempeln 14 aus den Formkammern 6 geschoben bzw. auf der Fertigungsunterlage 5 zurückgehalten. Das Formunterteil 3 steht in einer angehobenen Stellung FU₂. Die Stützen 16 sind vom Formunterteil 3 durch die Führungen 15 und die Durchlässe A₃ (siehe 4b) in eine obere Stellung ST₃ geschoben.
Die 4b und 4c zeigen den in der Stellung AS₃ stehenden Schieber 19, in welcher dieser den Durchlass A₃ für die Stütze 16 bildet.
In 5a sind das Formunterteil 3 und das Formoberteil 4 weiter in die Pfeilrichtung x' verfahren, um die Formsteine 2 vollständig frei zu geben. Die Formteile 3, 4 stehen in Stellungen FO₄ und FU₃.
Die 5b zeigt im Detail die durch die Führung 15 nahezu vollständig durchgeschobene Stütze 16.
Die 6a zeigt die Formteile 3, 4 wieder in der aus der 1a bereits bekannten Grundstellung (FO₁, FU₁). Auch die Stütze 16 und der Schieber 19 stehen wieder in der Anschlagstellung AS₁.
In 7 ist schematisch eine Steuerungsanordnung 25 zur Steuerung der Bewegung des Formoberteils 4 dargestellt. Die Steuerung 25 besteht im wesentlichen aus einem Druckspeicher 26, welcher über einen Verteiler 27 die am Formoberteil 4 gelagerten Stützen 16 (hier ist nur eine Stütze dargestellt) mit Druckluft versorgt, wobei die Druckluft über Leitungen L durch den Schieber 19 in eine die Stütze 16 durchlaufende Bohrung 28 strömt und aus dieser an einer Unterseite 29 durch eine Düse 30 austritt (siehe hierzu auch 8a). Zwischen der Düse 30 und dem Verteiler 27 sind in jeder Leitung L Druckmessgeräte 31a bis 31d angeordnet, welche den Druck in den Leitungen L erfassen und an ein Steuergerät 32 Weitermelden, welches wiederum mit der die gesamte Maschine steuernden Steuerung 33 in Verbindung steht. Die Steuerung 33 steuert auch ein pneumatisches Schaltgerät 34, welches den Zylinder 20 betätigt, der das Verfahren des Schiebers 19 bewirkt. Weiterhin ist es vorgesehen an die Steuerung 33 über elektrische Leitungen E hier nicht dargestellte Näherungsschalter anzuschließen, welche an den Stützen 16 angeordnet sind und deren Position zum Formunterteil überwachen.
In 8a ist ein Schnitt durch das Formoberteil 4 im Bereich einer der Stützen 16 dargestellt. Im Schieber 19 ist eine Durchgangsbohrung 35 angeordnet, an welche die Druckluftleitung L angeschlossen ist. Durch die Durchgangsbohrung 35 wird die Druckluft in die Bohrung 28 eingeleitet, welche die Stütze 16 von dem Kopfende 17, wo die Stütze als Teller 18 ausgebildet ist, zu einem Fußende 36 durchläuft, wo die Stütze 16 eine Düsenplatte 37 aufweist. Die Düse 30 öffnet sich zu der Unterseite 29 der Stütze 16. Beim Aufsetzen der Stütze 16 auf die Gegenstütze 8 (siehe auch 2a) entsteht durch das Verschließen der Düse 30 mit der Gegenstütze 8 in der Druckluftleitung L ein Staudruck, welcher von dem Druckmessgerät 31d erfasst und an das Steuergerät 32 gemeldet wird (siehe auch 7). Wenn das Erreichen des vorgegebenen Staudruckwerts von allen Druckmessgeräten gemeldet wird, dann leitet das Steuergerät 32 entsprechende Informationen an die Steuerung 33 weiter, welche dann über das Ventil 38 (siehe 7) die Druckluftzufuhr abschaltet und über das pneumatische Schaltgerät 34 den Zylinder 20 zu einem Verfahren des Schiebers 19 veranlasst, um den nachfolgenden Verdichtungsschritt einzuleiten.
In der 8b ist eine Draufsicht auf die Unterseite 29 der Stütze 16 dargestellt. Diese zeigt eine ringförmige Düsenöffnung 39. Die Düsenplatte 37 ist in die Stütze 16 eingeschraubt (siehe auch 8a).
Die 8c zeigt einen weiteren Schnitt durch das Formoberteil 4 im Bereich der Stütze 16. In dieser Ansicht ist zu sehen wie der Schieber 19 mittels zweier im Querschnitt L-förmiger Stahlplatten 40, 41 geführt ist, welche am Formoberteil 4 fest verschraubt sind. 8d zeigt eine Draufsicht auf die 8c, wobei der Druckluftschlauch L um 90° gedreht dargestellt ist. Weiterhin ist der Durchlass A₃ im Schieber 19 zu sehen, durch welchen die Stütze beim Anheben des Formoberteils 4 und des Formunterteils durch den Schieber 19 treten kann.
Bei einer Druckluftzuführung wie sie in den 7 bis 8d dargestellt ist wird die Druckluftzufuhr zur Stütze bzw. zur Düse unterbrochen, sobald der Schieber 19 aus der in den 7 bis 8d gezeigten Stellung verfahren wird.
In den 9a und 9b sind Ausführungsvarianten von Stützen 16 dargestellt, bei welchen die Druckluft nicht durch die Stütze 16 zugeführt wird, sondern seitlich über Anschlusskupplungen K an eine Düsenplatte 37 herangeführt wird. In der Ausführungsvariante gemäß der 9a ist die Düsenplatte 37 gegenüber der Stütze 16 durch Tellerfedern 42 gefedert gelagert, so dass zwischen der Stütze 16 und der Düsenplatte 37 beim Aufsetzen der Düsenplatte 37 auf die nicht dargestellte Gegenstütze eine Relativbewegung möglich ist, bei welcher die Düsenplatte 37 in die Stütze 16 einfedert. An der Stütze 16 ist ein Näherungsschalter 43 angeordnet, welche mit einem Flansch 44 zusammenwirkt, der mit der Düsenplatte 37 in Verbindung steht. Beim Aufsetzen der Düsenplatte 37 auf die Gegenstütze nähert sich der Flansch 44 dem Näherungsschalter 43 bis die Tellerfedern 42 vollständig zusammengedrückt sind und keine weitere Relativbewegung zwischen der Stütze 16 und der Düsenplatte bzw. dem Flansch 44 mehr möglich ist. Bei der Verwendung von Näherungsschaltern sieht die Erfindung vor, die Düse 30 lediglich als Reinigungsdüse 45 zu verwenden und auf eine Erfassung des Staudrucks zu verzichten. Alternativ ist es jedoch vorgesehen die Position des Formoberteils bzw. die Verdichtung mit Hilfe des Näherungsschalters 43 und mit Hilfe des Staudrucks zu messen. Hierdurch liegen redundante Überwachungssysteme vor, welche eine hohe Prozesssicherheit erlauben.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass das Formunterteil statt der Gegenstützen zylindrische Durchgangsöffnungen aufweist, durch welche die Stützen des Formoberteils durch das Formunterteil hindurch bis auf die Fertigungsunterlage absenkbar sind. Bei dieser Ausführungsvariante wird das Maß für die Bestimmung der Lage des Formoberteils direkt von der Fertigungsunterlage abgenommen, welche auch eine Seite der zu herzustellenden Formkörper definiert.
Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. Insbesondere sieht die Erfindung auch vor, die einzelnen Anschläge für die Stützen als drehbar an der Auflast befestigte Nocken auszubilden. Hierbei ist es insbesondere auch vorgesehen zwei gegenüberliegenden Stützen zugeordnete Nocken durch eine Welle zu verbinden, über welche die Nocken angetrieben bzw. verstellt werden.

1: Form
2: Formstein
3: Formunterteil
4: Formoberteil
5: Fertigungsunterlage, Brett, Rütteltisch
6: Formkammer, Ausnehmung
7: Füllwagen
8: Gegenstütze
9: Formrahmen
10: Auflager
11: Material
12: Auflast
13: Auflastplatte
14: Stempel
15: Führung
16: Stütze
17: Kopfende
18: Teller
19: Schieber
20: Zylinder
21: Zylinder
22: Kupplung
23: freies Ende
24: Schräge
25: Steuerungsanordnung
26: Druckspeicher
27: Verteiler
28: Bohrung in 16
29: Unterseite von 16
30: Düse an 16
31a – 31d: Druckmessgerät
32: Steuergerät
33: Steuerung
34: pneumatisches Schaltgerät
35: Durchgangsbohrung in 19
36: Fußende von 16
37: Düsenplatte
38: Ventil
39: Düsenöffnung
40, 41: Stahlplatte
42: Tellerfeder
43: Näherungsschalter
44: Flansch an 37
45: Reinigungsdüse
FO₁ – FO₄: 1. bis 4. Stellung des Formoberteils 4
FU₁ – FU₃: 1. bis 3. Stellung des Formunterteils 3
W₁: erster Verfahrweg
V₁: erster Verdichtungsweg
W₂: zweiter Verfahrweg
V₂: zweiter Verdichtungsweg
AS₁: erste Anschlagstellung des Schiebers 19
AS₂: zweite Anschlagstellung des Schiebers 19
AS₃: dritte Anschlagstellung des Schiebers 19
A₁, A₂: 1., 2. Anschlag
A₃: Durchlass
ST₁: untere Stellung der Stützen 16
ST₂: mittlere Stellung der Stützen 16
ST₃: obere Stellung der Stützen 16
F₁, F₂: Anschlagflächen an 19
AS_VT: Zwischenanschlagstellung des Schiebers 19
ZA₁: Zwischenanschlag
VT₁: Teilverdichtungsweg
L: Druckluftleitung
E: elektrische Leitung
K: Anschlusskupplung

Claims

Verfahren zur Herstellung von Formsteinen (2), insbesondere Betonsteinen, bei welchen ein auf einer Fertigungsunterlage (5) befestigtes Formunterteil (3) einen Formrahmen (9) mit Ausnehmungen (6) aufweist, welche mit Material (11) gefüllt werden, wobei das Formunterteil (3) mit einem Formoberteil (4) zusammenwirkt, welches im wesentlichen aus einer Auflast (12) besteht, welche Stempel (14) aufweist, die zur Verdichtung des Materials (11) in die Ausnehmungen (6) in x-Richtung eintauchen, wobei eine Verdichtung des Materials (11) mittels Vibration und/oder Druck erfolgt, wobei eine erste Verdichtung des Materials (11) durch eine erste Verfahrbewegung der Auflast (12) über einen ersten Verdichtungsweg (V₁) in x-Richtung erfolgt, wobei eine weitere Verdichtung des Materials (11) über eine zweite Verfahrbewegung der Auflast (12) über einen zweiten Verdichtungsweg (V₂) in x-Richtung erfolgt, wobei die zweite Verfahrbewegung der ersten Verfahrbewegung unmittelbar folgt, wobei auf dem ersten und dem zweiten Verdichtungsweg (V₁, V₂) Vibration und/oder Druck in unterschiedlicher Stärke und/oder Zusammensetzung auf das Material (11) wirken, wobei die Verfahrwege bzw. Verdichtungswege (V₁, V₂) durch jeweils wenigstens einen Anschlag (A₁, A₂) begrenzt werden und wobei der Anschlag (19) nach Abschluss der ersten Verfahrbewegung der Auflast (12) aus einer ersten Position (AS₁) in wenigstens eine weitere Position (AS_VT, AS₂) verstellt wird und dort wenigstens einen weiteren Anschlag (ZA₁, A₂) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Verfahrbewegung der Anschlag (19) kontinuierlich in weitere Position (AS_VT, AS₂) verstellt wird, in welcher dieser Anschläge (ZA₁, A₂) bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (19) vor Beginn der zweiten Verfahrbewegung in eine Endposition (AS₂) verstellt wird, in welcher dieser einen Endanschlag (A₂) bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (19) mittels wenigstens eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders (20, 21) aus der ersten Position (AS₁) in wenigstens eine weitere Position (AS_VT, AS₂) verstellt wird, in welcher dieser weiter Anschlagflächen (ZA₁, A₂) bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdichtungsweg (V₁) größer ist als der zweite Verdichtungsweg (V₂).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung auf dem ersten Verfahrweg (W₁) bzw. Verdichtungsweg (V₁) durch eine in die Fertigungsunterlage (5) eingeleitete Rüttelbewegung und durch über die Auflast (12) aufgebrachten Druck bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung auf dem zweiten Verfahrweg (W₂) bzw. Verdichtungsweg (V₂) durch über die Auflast (12) aufgebrachten Druck erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung auf dem zweiten Verfahrweg (W₂) bzw. Verdichtungsweg (V₂) durch eine in den Rütteltisch (5) eingeleitete Rüttelbewegung und einen allein durch das Gewicht der Auflast (12) bewirkten Druck erfolgt, wobei die Auflast (12) mit dem Material (11) auf den Endanschlag (A₂) nachsinkt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag (19) während der Herstellung der Formsteine (2) aus einer ersten Position (AS₁) in wenigstens eine weitere Position (AS₂) verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auflast (12) in ihren Endpositionen (FO₂, FO₃) auf dem Rütteltisch (5) abstützt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Anschlag (19) am Formoberteil (4), insbesondere an der Auflastplatte (13) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (19) als Schieber (19) ausgebildet ist und die Anschlagflächen (A₁, ZA₁, A₂) durch unterschiedliche Anlagef lächen (F₁, 24 , F₂) des Schiebers (19) gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (19) durch wenigstens eine vorzugsweise pneumatischen und/oder hydraulischen Zylinder (20, 21) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung von vier Stützen (16) zwei parallel zueinander angeordnete Schieber (19) zum Einsatz kommen, welche insbesondere über einen gemeinsamen Antrieb (20, 21) angetrieben sind
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stütze (16) ein Druckmessgerät (31a, 31b, 31c, 31d) zugeordnet ist, welches den Staudruck erfasst, der beim Aufsetzen der Stütze (16) auf die Gegenstütze (8) in einer Leitung (L) entsteht, welche Druckluft zu einer an einer Unterseite (29) der Stütze (16) angeordneten Düse (30) führt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (16) in einem Fußbereich (36) durch eine Düsenplatte (37) gebildet ist, in welcher die Düse (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft der Düse (30) durch eine in der Stütze (16) angeordnete Bohrung (28) zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (19) eine Durchgangsbohrung (35) aufweist, welche in der ersten Anschlagstellung (AS₁) des Schiebers (19) mit der Bohrung (28) der Stütze (16) fluchtet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftzufuhr zur Stütze (16) bzw . Düse (30) durch die Stellung (AS₁, AS₂ , AS₃) des Schiebers (19) gesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (30) als Reinigungsdüse (45) ausgebildet ist, um die Gegenstütze (8) vor dem Aufsetzen auf diese zu reinigen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass den Stützen (16) Näherungsschalter (43) zugeordnet sind, welche das Aufsetzen der Stützen (16) auf den Gegenstützen (8) erfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Formoberteil (4) mit den Stützen (16) direkt auf der Fertigungsunterlage (5) abstützt.