DE10326126A1

DE10326126A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen

Info

Publication number: DE10326126A1
Application number: DE10326126A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Keller
Original assignee: Rampf Formen GmbH
Current assignee: Rampf Formen GmbH
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Herstellung von Formsteinen aus einer fließfähigen Masse, insbesondere aus Beton (B) oder dergleichen, in einer Form (4) mit wenigstens zwei auf die in einem Formnest (5) vorhandene Masse (B) einwirkenden Druckelementen (8). Hierbei wirkt ein zweites Druckelement (8) in wenigstens einem unterverdichteten Bereich (E) der fließfähigen Masse (B) bzw. einer Hinterschneidung auf die fließfähige Masse (B) innerhalb des Formnests (5) ein.

Description

Die Erfindung betriff eine Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Formsteins gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 32.
Aus der EP 0 118 872 A2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Beton bekannt, welche einen zweiteiligen Stempel aufweist, wobei die den Stempel bildenden Teilstempel von außen unterschiedlich tief in den zu formenden Formstein eindringen.
Weiterhin ist aus der DE 295 16 128 U1 eine Form zur Herstellung von im Querschnitt bauchigen Betonsteinen bekannt, welche mit zwei Teilstempeln arbeitet, wobei zur vollständigen Herstellung des Betonsteins zwei Füllvorgänge erforderlich sind.
Aus der DE 100 50 908 A1 ist schließlich eine Form zur Herstellung von Betonsteinen mit schräg stehenden, strukturierten Seitenwänden bekannt, welche jedoch keine Hinterschneidungen aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Formsteinen und ein Verfahren zur Herstellung eines Formsteins vorzuschlagen, welche auch im Bereich von schräg zur Pressrichtung liegenden Wandbereichen bzw. Hinterschneidungen eine gute Verdichtung ermöglichen und lediglich einen Füllvorgang erfordern.
Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung und das im Anspruch 34 bestimmte Verfahren gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wenigstens ein schon beim Befüllen der Form in einer Formkammer angeordnetes zweites, inneres Druckelement, wobei dieses Druckelement in wenigstens einem unterverdichteten Bereich der fließfähigen Masse bzw. einem hinterschnittenen Bereich auf die fließfähige Masse innerhalb des Formnests verdichtend einwirkt. Durch das innere, zweite Druckelement ist es möglich an ausgesuchten Stellen auf das den Formstein bildende Material Einfluss zu nehmen und so unterverdichtete Bereiche gezielt nach zu verdichten. Unterverdichtete Bereiche treten insbesondere an schräg zu der Pressrichtung des äußeren Stempels stehenden Seitenwänden der Form bzw. an Hinterschneidungen und an Unterformungen auf. Durch die dauerhafte Anordnung des inneren Druckelements in der Formkammer, durch die ein Herausfahren des zweiten Druckelements beim Entschalen oder Befüllen vermieden ist, ist ein Nachfüllvorgang vermeidbar, so dass bislang in der Steinfertigung erreichte Taktzeiten beibehalten werden können. Mit einer derartigen Vorrichtung wird die Qualität des erzeugten Formsteins der Qualität eines idealer Weise durch allseitigen Druck gepressten Formsteins weitgehend angenähert.
Kern der Erfindung ist es einen Pressvorgang, welcher im wesentlichen in eine Richtung, nämlich in die Verfahrrichtung des äußeren Stempels abläuft, nach dem Abschluss der den Formstein im wesentlichen formenden und bildenden Vorverdichtung durch eine weitere Verdichtung zu ergänzen, welche sich von der Vorverdichtung in ihrer Druckausrichtung und/oder ihrem Ort der Wirkungsentfaltung unterscheidet. Hierbei erfolgt die Druckeinleitung in das zu pressende Material durch das zweite, innenliegende Druckelement entweder in eine Pressrichtung, welche sich von der Pressrichtung der Vorverdichtung unterscheidet und/oder in einem Bereich, welcher von dem äußeren Druckelement nicht erreichbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt wird durch die Erfindung eine Vorrichtung bzw. Form gebildet, welche sich nach dem Vorverdichten bildlich gesprochen ganz oder in Teilbereichen zusammendrücken lässt. Durch eine von der Pressrichtung der Vorverdichtung abweichende Pressrichtung ist es möglich Hinterschneidungen bzw. eine bauchige Form des Formkörpers zu erzeugen. Eine Verdichtung in einem vom ersten Druckelement entfernten Bereich erlaubt insbesondere das Verdichten von Unterfüllungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die den Formstein bildende Masse zunächst in einem ersten Verdichtungsvorgang durch wenigstens ein von außen auf das Formnest wirkendes äußeres Druckelement zu verdichten und anschließend die Masse in einem Nachverdichtungsvorgang durch wenigstens ein in der Formkammer angeordnetes oder als Formkammerwand ausgebildetes, inneres Druckelement zu verdichten, wobei während des Nachverdichtungsvorgangs auch das äußere Druckelement weiter Druck auf das Material ausübt und sich insbesondere synchron mit dem inneren Druckelement in die Formkammer hinein bewegt. Dieses Verfahren erlaubt ein gezieltes Nachverdichten unterverdichteter Bereiche. Durch die parallele Bewegung der Druckelemente während des Nachverdichtungsvorgangs ergibt sich auch an Übergängen, an welchen die Druckelemente ggf. aneinander anliegen kein Versatz, so dass der Formkörper eine Oberfläche erhält, die ein Erscheinungsbild wie aus einem Guss aufweist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:
1a: eine Schnittansicht einer Detailansicht einer auf einem Formtisch liegenden Form zur Herstellung von Betonsteinen im Bereich einer Höhenverstellvorrichtung für Kernhalter,
1b: einen weiteren Schnitt durch die in 1a teilweise dargestellte Form im Bereich eines Formnests in einer oberen Endstellung der Höhenverstellvorrichtung,
1c: den in 1b dargestellten Schnitt, wobei die Höhenverstellvorrichtung in einer unteren Endstellung steht,
2: einen Schnitt durch eine weitere auf einem Formtisch liegende Form zu Herstellung von Betonsteinen, welche an den Formwänden jeweils ein elastisches, inneres Druckelemente aufweist,
3: einen Schnitt durch eine dritte auf einem Formtisch liegende Form zu Herstellung von Betonsteinen, welche an den Formwänden jeweils mehrere elastische, innere Druckelemente aufweist,
4: einen Schnitt durch eine vierte auf einem Formtisch liegende Form zu Herstellung von Betonsteinen, deren elastische, innere Druckelemente durch eine Stahlfeder vorgespannt sind,
5: einen Schnitt durch eine fünfte auf einem Formtisch liegende Form zu Herstellung von Betonsteinen, deren elastische, innere Druckelemente von Leitungen durchlaufen werden,
6: einen Schnitt durch eine sechste auf einem Formtisch liegende Form zu Herstellung von Betonsteinen, deren elastische, innere Druckelemente jeweils eine entgegen der Pressrichtung orientierte Hinterschneidung aufweisen,
7: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
8a – 8c verschiedene Befestigungsmöglichkeiten für den Kunststoffanguss an der Druckplatte.
1a zeigt ein Detail einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im Schnitt. Die Vorrichtung 1 ist auf einem Formtisch 2 angeordnet und beinhaltet eine Form 4 mit Formwänden 3, welche Formnester 5 bilden. An einem Flansch 6 ist ein Kernhalter 7 befestigt, welcher als inneres, zweites Druckelement einen Kern 8 trägt, der aus einer Trägerplatte 9 und einem im Querschnitt u-förmig gebogenen Kernblech 10 gebildet ist (siehe auch 1b). Auf einer gemeinsamen Ebene E₁ mit der Trägerplatte 9 ist ein Tischblech 11 angeordnet, welches Bereiche der Form 1 abdeckt, welche von einem auf einer Laufschiene 12 fahrenden, nicht dargestellten Füllwagen nicht befüllt werden sollen. Der Kernhalter 7 bzw. der Flansch 6 sind über ein pneumatisches Kissen 13 an einem mit den Formwänden 3 verbundenen Flansch 14 abgestützt. Das Kissen 13 hält die Flansche 6, 14 auf einem maximalen Abstand D₁ und somit den Kernhalter 7 in einer oberen Stellung So. Ein Ablassen der Druckluft aus dem Kissen 13 führt zu einem Absinken des Flansches 6 mit dem Kernhalter 7 in eine Pfeilrichtung z' um einen Weg W₁ auf eine an dem Flansch 14 angeordnete Schlagleiste 15, auf welcher der Flansch 6 zu liegen kommt. Nach dem Absinken steht der Kernhalter 7 mit dem daran befestigten Kern 8 in einer unteren Stellung S₂ (siehe 1c).
1b zeigt die in der 1a dargestellte Vorrichtung 1 in einem weiteren Schnitt, wobei der Kernhalter 7 ebenfalls in der oberen Stellung So steht. In dieser Stellung wird das Formnest 5 von dem nicht dargestellten Füllwagen mit Beton B befüllt, welcher den im Querschnitt etwa u-förmigen Füllraum 17 ausfüllt. Dieser ist durch die Formwände 3, den Formtisch 2 und den Kern 8 definiert. Nach dem Verfüllen des Formnests 5 erfolgt ein bekanntes Verdichten mittels als erste, äußere Druckelemente arbeitenden Druckstücken 18, welche über Stempelrohre 19 mit einer nicht dargestellten Auflast verbunden sind (siehe 1c). Die Druckstücke 18 wirken hierbei im wesentlichen in eine Pfeilrichtung z' auf eine Oberfläche 20 des Betons B. Hierdurch wird vor allem der senkrecht unterhalb der Oberfläche 20 in Bereichen C und D liegende Beton B verdichtet. Beton B, welcher unterhalb des Kerns 8 in einem Bereich E liegt erfährt nur eine geringere Verdichtung durch Querkräfte und ist somit im Verhältnis zu den direkt unter der Oberfläche 20 liegenden Bereichen C, D unterverdichtet. Dieser ersten Verdichtung des Betons B durch die Druckstücke 18 folgt eine Endverdichtung, bei welcher die Druckstücke 18 und der Kern 8 in die Pressrichtung z' um den Verdichtungsweg W₁ tiefer in das Formnest 16 bzw. den darin enthaltenen und bereits verdichteten Beton B gedrückt werden.
Gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, bei der Endverdichtung lediglich den Kern 8 in die Pfeilrichtung z' zu verfahren und die Druckstücke 18 in der Stellung stehen zu lassen, in welcher diese nach der ersten Verdichtung stehen.
Somit erfolgt in einem ersten Verdichtungsschritt V₁ ein Verdichten des Betons mittels dem oder den äußeren Druckelementen und in einem zweiten Verdichtungsschritt V₂ ein Verdichten des Betons mittels dem inneren Druckelement oder mittels dem inneren Druckelement und dem äußeren Druckelement.
1c zeigt die Vorrichtung 1 nun in der Endstellung, in welcher der Kern 8 in der unteren Stellung S₂ steht, wobei beim nach unten Pressen des Kerns 8 der direkt unterhalb des Kerns 8 im Bereich E liegende Beton B nachverdichtet wurde. In 1c definieren die Druckstücke 18 und der Kern 8 das endgültige Aussehen einer aus dem Beton hergestellten Rinne.
2 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Vorrichtung 1 mit einer auf einem Formtisch 2 liegenden Form 4 zur Herstellung von Betonsteinen. Die Vorrichtung 1 ist links einer senkrechten Mittellinie M in einer unteren Stellungen S₂ dargestellt, in der ein erstes, äußeres Druckelement 21 maximal in eine Pfeilrichtung z' niedergefahren ist und ein zweites, inneres Druckelement 22 maximal in eine Pfeilrichtung z' und eine Pfeilrichtung x verfahren ist. Rechts der senkrechten Mittellinie M ist die Vorrichtung 1 in einer Zwischenstellung abgebildet, in welcher das äußere Druckelement 21 in einer mittleren Verdichtungsstellung S₁ steht und das innere Druckelement 22 in einer oberen Stellung So steht (zum Vergleich ist hier das Druckelement 22 auch in der links gezeigten Stellung S₂ angedeutet). In der oberen Stellung So des inneren Druckelements 22 ist noch keine Verdichtung erfolgt. In dieser Stellung So erfolgt das Befüllen eines Formnests 5 der Form 4 durch einen nicht dargestellten, auf dem Tischblech 11 laufenden Füllwagen, wobei hierzu selbstverständlich das als Stempel ausgebildete Druckelement 21, welches an einer nicht dargestellten Auflast der Vorrichtung 1 angeordnet ist, in bekannter Weise aus dem Bewegungsbereich des Füllwagen nach oben in eine Pfeilrichtung z angehoben ist. Von der Form 4 sind in der 2 einen Formrahmen 16 bildende Formwände 3 und das gegenüber den Vorwänden 3 vertikal verfahrbare Tischblech 11 sichtbar, an welchem das zweite, innere Druckelement 22 befestigt ist, welches mit einer Rückseite 23, die parallel zu der Formwand 3 verläuft an dieser in die Pfeilrichtungen z, z' verfahrbar ist. Bei einem Verfahren des Tischblechs 11 und des elastisch verformbaren Druckelements 22 aus der Stellung So über eine nur angedeutete mittlere Stellung S₁ in die links der Mittellinie M dargestellte Stellung S₂ wird das Druckelement mit seiner Rückseite 23 in die Pfeilrichtung z' an der Formwand 3 entlang geschoben. Ein keilförmiger Abschnitt 24 der Formwand 3 bewirkt, dass das Druckelement 22 in einem unteren Bereich 25 in Richtung der Mittellinie M quer zur Hauptverdichtungsrichtung z' verschoben wird. Hierdurch wird der im Formnest 5 befindliche Beton B im Bereich des Formtisches 2 von dem Druckelement 22 um- bzw. hintergriffen. Im Querschnitt betrachtet verformt sich das Druckelement 22 durch das Verschieben in ein C, welches den Beton B seitlich umgreift. Ein derartiger Hintergriff ist bislang allenfalls durch die Verwendung von quer zur Hauptverdichtungsrichtung z' arbeitenden Schiebern möglich. Hier erfolgt das Entformen jedoch durch ein Anheben des Druckstücks 22 entgegen der Hauptverdichtungsrichtung z', wobei der keilförmige Abschnitt 24 der Formwand 3 ein Zurückweichen des Druckstücks 22 ermöglicht, welches sich aus elastisch zurückverformt. Links der Mittellinie M ist weiterhin eine von vier an der Form 4 angeordneten Abstützvorrichtungen 26 dargestellt. Die nicht dargestellte Auflast der Vorrichtung 1 besitzt zur Abstützung auf der Form 4 bzw. auf dem Formtisch 2 einen Fuß 27, welcher aus einem Außenrohr 28 und einem Innenrohr 29 aufgebaut ist. Die Rohre 28, 29 sind in die Pfeilrichtungen z, z' gegeneinander verfahrbar. Der Fuß 27 der Auflast ist in der 2 mit dem Innenrohr 29 auf einen Bolzen 30 niedergefahren, welcher in der Form 4 angeordnet ist und über Dämpfungselemente 31 von der Form 4 schwingungsentkoppelt ist. Das Außenrohr 28 des Fußes 27 ist auf das Tischblech 11 niedergefahren und hält das Tischblech 11 mit dem daran befestigten Druckstück 22 in der unteren Stellung S₂, in welcher das Druckstück 22 den Beton B zur Mittelachse M hin umschließt. Das Druckstück 21 besteht aus einer harten Stempelplatte 32, welche auch als Druckstück oder Druckplatte bezeichnet wird, und einer diese ummantelnde, elastisch verformbare Stempelhülle 33, welche auch als Kunststoffanguss bezeichnet wird. Über eine Zuleitung Z_V ist ein Druckmedium, insbesondere Druckluft zwischen die Druckplatte 32 und den Kunststoffanguss 33 in einen Raum V ein- und ableitbar. In der 2 ist der Raum V während des Verdichtens mit Druckluft gefüllt, welche in der Endstellung des Druckstücks 21 vollständig zusammengedrückt oder ausgepresst ist. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen beim Entschalen Druckluft zwischen den Kunststoffanguss 33 und die Druckplatte 32 zu leiten, damit sich die Kunststoffplatte 33 wölbt und bei der Verwendung von nassem Beton unter der Kunststoffplatte 33 bzw. zwischen der Kunststoffplatte 33 und dem Beton B kein Vakuum entstehen. Somit ist der Gefahr einer Mitnahme des Betons B in die Pfeilrichtung z mit dem Druckstück 21 beim Entschalen wirksam vorgebeugt.
Der Ablauf bei der Herstellung eines Betonsteins mit der in der 2 gezeigten Vorrichtung 1 kann wie folgt beschrieben werden. Vor dem Befüllen des Formnests 5 mit Beton B steht das Tischblech 11 und das Druckelement 22 in der Stellung So, wobei der Fuß 27 und das Druckstück 21 aus dem Verfahrbereich eines nicht dargestellten Füllwagens gefahren sind. Nach dem Befüllen des Formneste 5 mit Beton B wird das Druckstück 21 in die Pfeilrichtung z' in das Formnest 5 in die Stellung S₁ verfahren und verdichtet hierbei den Beton B. Auf dem letzten Stück dieser Verfahrbewegung wird das Druckstück 21 von dem Druckstück 22 begleitet, welches gemeinsam mit dem Tischblech 11 in die Stellung S₁ (in der 2 nur angedeutet dargestellt) verfährt. In der Stellung S₁ des Druckstücks 22 schließt eine Oberseite 34 des Tischblechs 11 mit einer Oberseite 35 des Bolzens 30 bündig ab, das heißt der Fuß 27 steht mit dem Außenrohr 28 und dem Innenrohr 29 auf einem Niveau, wenn sich die Druckstücke 21, 22 in der Stellung S₁ befinden. In der beschriebenen Stellung ist es der Form 4 möglich frei zu schwingen, da die Auflast, welche mit dem Innenrohr 29 des Fußes 27 auf den Bolzen 30 drückt über die Dämpfungselemente 31 von der Form 4 entkoppelt ist und Tischblech 11, welches durch das Außenrohr 28 des Fußes 27 belastet ist in der Stellung S1 nicht auf den Formwänden 3 aufliegt. Diesem ersten Verdichtungsschritt V₁, bei welchem der Beton B bereits durch das Druckelement 22 quer zur Hauptverdichtungsrichtung z' verdichtet wurde, folgt nun ein zweiter Verdichtungsschritt V₂. Im zweiten Verdichtungsschritt V₂ werden die Druckstücke 21, 22 gemeinsam aus ihrer Stellung S₁ in die Stellung S₂ um ein Nachpressmaß N verfahren. Bei diesem zweiten Verdichtungsschritt V₂ ist die Verdichtung so hoch, dass sich beim Druckstück 21 die elastisch verformbare Stempelhülle 33 vollflächig an die Stempelplatte 32 anlegt, sofern der Raum V nicht mit Druckluft beaufschlagt ist. Weiterhin wird der Beton B vom Druckelement 22 noch weiter quer zur Hauptverdichtungsrichtung z' im Bereich des Formtisches 2 umgriffen, da das Druckelement 22 noch weiter an dem keilförmigen Abschnitt 24 der Formwand 3 entlang gleitet und hierbei in einem unteren Bereich 25 in die Pfeilrichtung x bzw. x' geschoben wird. Um den zweiten Verdichtungsschritt V₂ herbeizuführen wird das Druckelement 21 durch die Auflast um das Nachpressmaß N verfahren und das Verfahren des Druckelements 22 bzw. des Tischblechs 11 erfolgt ebenfalls mittels der Auflast durch ein Nachsetzen des Außenrohrs 28 um das Nachpressmaß N in die Pfeilrichtung z'. Hierbei wird ggf. im Raum V befindliche Druckluft zusammengepresst oder aus dem Raum V hinausgedrückt. Zur Entformung werden die Druckstücke 21, 22 gemeinsam in die Pfeilrichtung z angehoben, wobei das Druckelement 22 zunächst in der Stellung S₀ stehen bleibt, um dann gemeinsam mit der Form 4 weiter angehoben zu werden, um den geformten Betonstein gänzlich zu entformen. Das Entlangleiten des Druckelements 22 an der Formwand 3 bzw. deren keilförmigem Abschnitt 24 bewirkt ein Zurückziehen des Druckelements 22 in die Richtung der Formwand 3 und somit eine Freigabe des geformten Betonsteins.
3 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Vorrichtung 1 mit einer auf einem Formtisch 2 liegenden Form 4 zur Herstellung von Betonsteinen, die zahlreiche Gemeinsamkeiten mit der in der 2 dargestellten Vorrichtung aufweist. Die Vorrichtung 1 ist rechts einer senkrechten Mittellinie M in einer unteren Stellungen S₂ dargestellt, in der ein erstes, äußeres Druckelement 21 maximal in eine Pfeilrichtung z' niedergefahren ist und ein zweites, inneres Druckelement 22 maximal in eine in eine Pfeilrichtung z' und eine Pfeilrichtung x' verfahren ist. Links der senkrechten Mittellinie M ist die Vorrichtung 1 in einer Zwischenstellung abgebildet, in welcher das äußere Druckelement 21 in einer mittleren Verdichtungsstellung S₁ steht und das innere Druckelement 22 in einer oberen Stellung So steht. In der oberen Stellung So des inneren Druckelements 22 ist noch keine Verdichtung erfolgt. Für den Bewegungsablauf beim Formen eines Betonsteins wird auf die Beschreibung zur 2 verwiesen, wobei auch die in der 2 beschrieben Abstützvorrichtung bei der Vorrichtung gemäß 3 zum Einsatz kommen kann. Im Unterschied zur Anordnung der Druckelemente in der Vorrichtung gemäß der 2 ist das Druckelement 22 mit einer Kontaktfläche 36 mit einer Gegenkontaktfläche 37 der Formwand 3 verklebt. Somit führt eine Bewegung des Druckelements 22 aus der Stellung So in die Stellung S₂ in eine Pfeilrichtung z' zu einer Aufwölbung des elastisch verformbaren Druckelements 22 in eine etwa durch eine Pfeilrichtung x bzw. x' angegeben Richtung, da das Druckelement 22 nicht an der Gegenkontaktfläche 37 der Formwand 3 weitergleiten kann. Diese Aufwölbung wird durch eine schräge Gleitfläche 38 des Druckelements 22 unterstützt, mit welcher dieses an einer Gegengleitfläche 39 der Formwand 3 entlang gleitet. Auf diese Weise erfährt der Beton auch in Bereichen E eine Verdichtung, welche nicht senkrecht unterhalb des Druckelements 21 liegen, das nur in die Hauptverdichtungsrichtung z' wirkt. Anders ausgedrückt wird eine Bossierung 40 des Druckelements 22 bei dessen Bewegung von der Stellung So in die Stellung S2 in den Betonstein eingedrückt bzw. eingeformt, wobei sich das Druckelement 22 beim Entformen entgegen der effektiven Druckrichtung f aus dem Betonstein bewegt, so dass die durch die Bossierung bewirkte Formgebung nicht beschädigt wird.
4 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Vorrichtung 1 mit einer auf einem Formtisch 2 liegenden Form 4 zur Herstellung von Betonsteinen, welche der in der 2 dargestellten Vorrichtung weitestgehend entspricht, wobei auf die Darstellung der Abstützvorrichtung verzichtet wurde. Im Unterschied zu der in der 2 dargestellten Vorrichtung weist ein elastisch verformbares Druckelement 22 in einem unteren Bereich 25 eine Stahlfeder 41 auf. Diese drückt den unteren Bereich 25 des Druckelements 22 gegen Formwände 3. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Druckelement 22 beim Formen und Entformen mit einer Rückseite 23 fest an den Formwänden 3 anliegt und somit beim Formen ohne die Ausbildung von Verwerfungen an in einem Formnest 5 befindlichen Beton B herangedrückt wird und beim Entformen in Richtung der Formwände 3 vom geformten Formstein abgezogen wird, um die eingebrachte Bossierung und Hinterschneidung nicht zu beschädigen.
5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei welcher die Vorrichtung 1 bzw. die Form 4 ebenfalls zwei elastisch verformbare Druckelemente 21, 22 aufweist. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird die Bewegung des Druckelements 22 in Richtung des in einem Formnest 5 befindlichen Betons B jedoch nicht durch eine Verfahrbewegung des Druckelements erzeugt, sondern durch in dem Druckelement 22 angeordnete Schwellkörper 42 bewirkt, welche zur Druckausübung auf den Beton B ihr Volumen vergrößern und/oder ihre Form verändern. In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schwellkörper 42 als Ringleitungen 43 unterschiedlichen Querschnitts ausgebildet, welche in Reihe oder parallel mit Druckluft oder einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Links einer Mittellinie M ist das Druckelement 22 in einer Stellung S₀ dargestellt, in welcher die Schwellkörper 42 nicht angeschwollen sind. Rechts der Mittellinie M ist das Druckelement 22 in einer Stellung S₂ dargestellt, in welcher die Schwellkörper 42 maximal vergrößert sind und das elastisch verformbare Druckelement 22 mit einer Bossierung 40 etwa in eine Pfeilrichtung x' in den Beton B drücken. Zum Entformen wird das Druckelement 22 durch die sich verkleinernden Schwellkörper 42 etwa in eine Pfeilrichtung x bzw. x' aus dem geformten Betonkörper gezogen, so dass der geformte Betonkörper durch ein Anheben der gesamten Form 4 entformbar ist.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen zur Bewegung des inneren Druckelements in Richtung des Formnests Schieber oder Druckstücke vorzusehen, welche auf die Rückseite des inneren Druckelements einwirken.
In der 6 ist schließlich eine Vorrichtung 1 dargestellt, welche zahlreiche Gemeinsamkeiten mit den in den 1a bis 1c und 2 dargestellten Vorrichtungen aufweist. Im Unterschied zu der in den 1a bis 1c dargestellten Vorrichtung weist die Vorrichtung 1 ein Formnest 5 auf, bei welchem nicht ein Formkern in die Mitte des Formnests eintaucht, sondern Formkerne 8 parallel zu Formwänden 3 einer Form 4 angeordnet sind und ein Druckstück 18 umschließen. Die Formkerne 8 weisen Rücksprünge R₈ auf, in welche aus einer Richtung z' eingefüllter Beton B kaum eindringt. Die Formkerne 8 verdichten Bereiche E, welche nicht in einer Hauptverdichtungsrichtung z' senkrecht unterhalb des Druckstücks 18 liegen. Das heißt, die Formkerne 8 verdichten die Hinterschneidungen H und die Rücksprünge R₈. Der Verdichtungsablauf wird analog zu der in der 2 dargestellten Vorrichtung durch Abstützvorrichtungen 26 gesteuert, welche ein auf ein Tischblech 11 wirkendes Außenrohr 28 aufweisen. Die Vorrichtung 1 ist links und rechts einer Mittellinie M in unterschiedlichen Stellungen dargestellt. Rechts der Mittellinie M ist die Vorrichtung 1 in einer Stellung gezeigt, in welcher das Druckstück 18 und der Formkern 8 jeweils in einer unteren Stellung S₂ stehen. Links der Mittellinie M ist die Vorrichtung 1 in einer Stellung gezeigt, in welcher das Druckstück 18 und der Formkern 8 jeweils in einer mittleren Stellung S₁ stehen, das heißt, ein erster Verdichtungsschritt V₁ bereits erfolgt ist.
In der 7 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung 1 schematisch dargestellt. In einem Formrahmen 16 sind vier Abstützbolzen 30 angeordnet, auf welchen sich eine nicht dargestellte Auflast abstützen kann. Der Formrahmen 16 weist etwa rechteckförmige Formnester 5 auf, deren Konturen K₅ einen wellenförmigen Verlauf zeigen. In die Formnester 5 tauchen Druckplatten 32 mit Konturen K₃₂ ein, welche Kunststoffangüsse 33 mit Konturen K₃₃ aufweisen, die mit den Konturen K₅ der Formnester 5 etwa deckungsgleich sind.
In den 8a bis 8c sind drei Druckelemente 21 unterschiedlicher Bauart in schematischer Schnittdarstellung gezeigt. Die 8a zeigt ein Druckelement 21 mit einer Druckluftzuleitung Z_V. Das Druckelement 21 besteht aus einer Druckplatte 32, welche an Klebflächen K_F mit einer elastischen Stempelplatte 33 verklebt ist. Die Stempelplatte 33 weist einen umlaufenden Schlitz S₃₃ auf, welcher ein Abwölben der elastischen Stempelplatte von der Druckplatte erlaubt. Sofern in der Zuleitung Z_V ein Unterdruck vorherrscht, ist es auch möglich, die Stempelplatte 33 gezielt an die Druckplatte 32 heranzusaugen und ein Abwölben zu unterbinden. In der 8b ist ein Druckelement 21 dargestellt, bei welchem eine elastische Stempelplatte 33 auf eine Druckplatte 32 aufgezogen ist bzw. diese formschlüssig umgreift. Zur Verstärkung des Druckelements 21 ist es vorgesehen die Bauteile 32, 33 an Klebflächen K_F miteinander zu verkleben. In der 8c ist schließlich ein Druckelement 21 dargestellt, bei welchem eine Anschraubplatte 44, welche das Druckelement 21 trägt, auch zum Halten einer elastischen Stempelplatte 33 dient. Hierzu wird die elastische Stempelplatte 33, welche eine Druckplatte 32 umgreift, zwischen der Druckplatte 32 und der Anschraubplatte 44 formschlüssig gehalten. Die Anschraubplatte 44 übernimmt hier die Funktion eines Gegenhalters. Eine Zuleitung Z_V für Druckluft ist durch eine in der Anschraubplatte 44 vorgesehene Bohrung 45 frei zugänglich. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist auch das Klemmen einer elastischen Stempelplatte vorgesehen. Dies kann mit Hilfe einer Anschraubplatte oder mit Hilfe anderer Klemmelemente erfolgen.
Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. Insbesondere ist es vorgesehen die flexiblen Druckelemente aus Kunststoff oder Elastomeren oder Hartgummi auszubilden. Weiterhin ist es vorgesehen, zur Verdichtung über eine von unten und/oder von oben auf den Beton wirkende Rüttelung beizutragen.

1: Vorrichtung
2: Formtisch
3: Formwand
4: Form
5: Formnest
6: Flansch
7: Kernhalter
8: Kern; Formkern; zweites, inneres Druckelement
9: Trägerplatte
10: Kernblech
11: Tischblech
12: Laufschiene
13: Kissen
14: Flansch
15: Schlagleiste
16: Formrahmen
17: Füllraum
18: Druckstück; erstes, äußeres Druckelement
19: Stempelrohr
20
21: erstes, äußeres, elastisch verformbares Druckelement
22: zweites, inneres Druckelement
23: Rückseite von 22
24: keilförmiger Abschnitt von 3
25: unterer Bereich von 22
26: Abstützvorrichtung
27: Fuß der Auflast
28: Außenrohr von 27
29: Innenrohr von 27
30: Bolzen
31: Dämpfungselement
32: Stempelplatte bzw. Druckstück bzw. Druckplatte
33: Stempelhülle bzw. Kunststoffanguss bzw. Stempelplatte
34: Oberseite von 11
35: Oberseite von 30
36: Kontaktfläche an 22
37: Gegenkontaktfläche an 3
38: Gleitfläche an 22
39: Gegengleitfläche an 3
40: Bossierung von 22
41: Stahlfeder
42: Schwellkörper
43: Ringleitung
44: Anschraubplatte
45: Bohrung in 44
E₁: Ebene
D₁: maximaler Abstand zwischen 6 und 14
S₀: obere Stellung von 18, 21 bzw. 8, 22
S₁: mittlere Stellung von 18, 21 bzw. 8, 22
S₂: untere Stellung von 18, 21 bzw. 8, 22
W₁: Weg von 6 bzw. 7
B: Beton
C, D: Bereich
E: unterverdichteter Bereich
N: Nachpressmaß
f: Druckrichtung
H: Hinterschneidung
R₈: Rücksprung an 8
V₁: erster Verdichtungsschritt
V₂: zweiter Verdichtungsschritt
Z_V: Druckluftzuleitung
V: Raum für Druckluft zwischen 32 und 33
K₅: Kontur von 5
K₃₂: Kontur von 32
K₃₃: Kontur von 33
K_F: Klebfläche
S₃₃: umlaufender Schlitz in 33

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung von Formsteinen aus einer fließfähigen Masse, insbesondere aus Beton (B) oder dergleichen in einer Form (4) mit wenigstens zwei auf die in einem Formnest (5) vorhandene Masse (B) einwirkenden Druckelementen (18, 8; 21, 22), dadurch gekennzeichnet, dass eines der Druckelemente (8, 22) in wenigstens einem unterverdichteten Bereich (E) der fließfähigen Masse (B) bzw. einer Hinterschneidung (H) auf die fließfähige Masse (B) innerhalb des Formnests (5) einwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes, äußeres Druckelement (18, 21) vorzugsweise von oben auf die in dem Formnest (5) befindliche Masse (B) einwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites, inneres Druckelement (8, 22) vorzugsweise nach einem ersten Verdichtungsschritt (V₁), welcher allein durch das erste Verdichtungselement (18, 21) ausgeführt wird, auf die fließfähige Masse (B) einwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) durch eine Verfahrbewegung und/oder durch eine Volumenvergrößerung wenigstens in einem Abschnitt (E, H) des Formnests (5) den Querschnitt verringert und so einen insbesondere seitlich wirkenden Druck auf die Masse (B) ausübt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) als Stempel ausgebildet ist, welcher insbesondere senkrecht von oben auf die zu verdichtende Masse (B) wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Druckelement (18, 21) als Stempel ausgebildet ist, welcher senkrecht von oben auf die zu verdichtende Masse (B) wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) gemeinsam mit einem Tischblech (11), insbesondere in vertikaler Richtung (z, z') verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) eine strukturierte, insbesondere bossierte Oberfläche (40) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Druckelement (18, 21) eine strukturierte, insbesondere bossierte Oberfläche (40) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) wenigstens einen Rücksprung (R₈) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8) als innerhalb des Formnests (5) angeordneter Formkern (8) ausgebildet ist, welcher insbesondere in die Wirkrichtung des äußeren Druckelements (18) tiefer in das Formnest (5) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8) an einem Kernhalter (7) angeordnet ist und insbesondere als u-förmiges Kernblech (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur Herstellung von im Querschnitt u-förmigen Rinnen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Kernhalter (7) höhenverstellbar und/oder seitlich und/oder schräg verschiebbar an dem Formrahmen (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhenverstellvorrichtung insbesondere durch wenigstens ein Kissen (13) oder wenigstens einen Zylinder angetrieben ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (22) als innerhalb des Formnests (5) angeordnetes inneres, flexible verformbares Druckelement (22) ausgebildet ist, welches insbesondere aus einem elastisch verformbaren Material besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) insbesondere eine Shore-Härte von 70 bis 100 Shore und insbesondere von 85 bis 95 Shore aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) an wenigstens einer Seitenwand (3) des Formnests (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) insbesondere an gegenüberliegenden Seitenwänden (3) des Formnests (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) insbesondere an allen Seitenwänden (3) des Formnestes (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) relativ zu der Seitenwand (3) des Formrahmens (16) bzw. des Formnests (5), insbesondere vertikal verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Druckelement (22) im Querschnitt einen etwa senkrecht stehenden Keil bildet, der zum Formtisch (2) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (3) des Formrahmens (16) bzw. des Formnests (5) wenigstens einen Vorsprung (24; 37, 39) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Seitenwand (3) des Formrahmens (16) bzw. des Formnests (5) und dem inneren, flexiblen Druckelement (22) wenigstens ein Schieber oder Keil angeordnet ist, der gegen das flexible Druckelement (22) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem inneren, flexiblen Druckelement (22) und/oder zwischen dem inneren, flexiblen Druckelement (22) und der Formwand (3) des Formnests (5) wenigstens ein Schwellkörper (42), insbesondere ein Schlauch (43) oder eine Kammer angeordnet ist, dessen Volumen, insbesondere durch die Einleitung von Druckluft oder einem flüssigen Medium veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (43) als Ringleitung (43) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere, flexible Wandelement (22) mehrere Ringleitungen (43) aufnimmt oder von mehreren Ringleitungen (43) durchlaufen wird, wobei die Ringleitungen (43) gemeinsam oder unabhängig voneinander, insbesondere nacheinander ansteuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem inneren, flexiblen Wandelement (22) wenigstens eine Feder (41) angeordnet ist, welche das innere, flexible Wandelement (22) in Richtung der Wand (3) des Formnests (5) drückt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (41) als kreisringförmige Stahlfeder (41) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste, äußere Druckelement (21) als Stempelplatte (32) ausgebildet ist, welche wenigstens bereichsweise von einer flexibel verformbaren Stempelhülle (33) umkleidet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Druckelemente (18, 21) und/oder die Druckelemente (8, 22) eine Oberfläche mit einer Bossierung (40) aufweisen und mit dieser auf das im Formnest (5) befindliche Material (B) einwirken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelhülle (33) beim Pressen und/oder Entschalen mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stempelplatte (32) eine Zuleitung (Z_V) für das Druckmedium vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung von Formsteinen aus einer fließfähigen Masse, insbesondere aus Beton (B) in Formnestern (5) einer Form (4), dadurch gekennzeichnet, dass – die Masse (B) zunächst in einem ersten Verdichtungsvorgang (V₁) durch wenigstens ein von außen wirkendes äußeres Druckelement (18, 21), insbesondere einen Stempel in eine erste Richtung verdichtet wird, – die Masse (B) anschließend in einem zweiten Verdichtungsvorgang (V₂) durch wenigstens ein inneres Druckelement (8, 22) verdichtet wird, welches bereits beim Befüllen des Formnests (5) in diesem oder an einer Formwand (3) angeordnet ist, wobei das Material (B) während des zweiten Verdichtungsvorgangs (V₂) auch durch das von außen wirkende äußere Druckelement (18, 21) weiter verdichtet wird.
Verfahren zur Herstellung von Formsteinen nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Druckelement (8, 22) seine Wirkung hauptsächlich in eine etwa quer zu einer Hauptverdichtungsrichtung (z') liegende Richtung (x, x', f) entfaltet.