DE10333213A1

DE10333213A1 - Vorrichtung und Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen

Info

Publication number: DE10333213A1
Application number: DE2003133213
Authority: DE
Inventors: Martin Rothdach; Jochen Güthler
Original assignee: Baustoffwerke Gebhart and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Baustoffwerke Gebhart and Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen und Ziegelklinkern, durch schlagende Einwirkung weist eine in Wirkverbindung mit einer Vibrationseinrichtung stehende Auflageebene für die Steine auf. Die Auflageebene ist mit seitlichen Begrenzungen versehen, wobei die seitlichen Begrenzungen Alterungsformen zur Aufnahme jeweils eines Steines ausbilden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen und Ziegelklinkern, durch schlagende Einwirkung. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der EP 0 860 258 A1 bekannt.

Steine, beispielsweise Belagselemente, Fassadenelemente, Kalksandsteine, Betonsteine, Ziegel bzw. Ziegel klinker und dergleichen, werden, unabhängig von ihrer Materialbeschaffenheit, häufig einer Nachbehandlung unterworfen, um dadurch ihr künstliches Aussehen zu verlieren.

Besonders häufig werden frisch gefertigte, abgebundene Betonsteine, insbesondere Betonpflastersteine, einer derartigen Nachbehandlung unterworfen, im Verlauf welcher die Oberflächen und/oder die Kanten angeschlagen bzw. gebrochen werden, um auf diese Weise das Erscheinungsbild an natürliche Steine anzupassen. Hierzu werden die Betonsteine in größerer Anzahl in eine Drehtrommel eingebracht und dort "gerumpelt", wobei sich die Oberflächen und Kanten der Steine gegenseitig anschlagen und die so behandelten Steine in einem "gealterten" Zustand die Trommel verlassen. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 22 393 bekannt.

Bei der Behandlung der Betonsteine in einer Drehtrommel werden auch Oberflächen und Kanten bearbeitet, die, z.B. bei Verwendung der gealterten Steine, in einem Pflaster gar nicht sichtbar sind. Insoweit wird eine unnötige Energie- und Zeitverschwendung betrieben. Weiterhin ist es erforderlich, die behandelten und die die Drehtrommel verlassenden Betonsteine zum Versand in regelmäßiger Anordnung auf eine Palette aufzubringen, was einen unangemessenen hohen Arbeit- und Zeitaufwand erfordert.

Aus dem Stand der Technik sind zur Sortierung der "gerumpelten" Betonsteine Sortieranlagen bekannt, die die Betonsteine entsprechend ausrichten und palettenförmig anordnen. Derartige Sortieranlagen verursachen hohe Anschaffungs- und Betriebskosten und weisen darüber hinaus einen entsprechenden Platzbedarf auf.

Aus der DE 36 21 276 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Betonsteine einlagig in regelmäßiger Anordnung auf eine tafelförmige Unterlage aufgebracht werden. Anschließend werden die freiliegende Oberfläche und die angrenzenden freiliegenden Kanten oder im wesentlichen nur die Kanten der Betonsteine mittels eines vibrierenden Klopf- oder Schlagwerkzeuges unregelmäßig angeschlagen.

Durch dieses Verfahren kann auf eine nachfolgende Sortiereinrichtung verzichtet werden, da die Produktionslage nicht verändert wird. Von Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, dass die Klopf- oder Schlagwerkzeuge einem Verschleiß unterliegen, was zu entsprechenden Stand- bzw. Rüstzeiten und zu zusätzlichen Werkzeugkosten führt.

Die gattungsgemäße Schrift, die EP 0 860 258 A1 , betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei dem die Steine durch schlagende Einwirkung "gealtert" werden. Die Steine werden dazu in einer oder zwei Lagen, vorzugsweise in ihrer Produktionslage, zwischen zwei Platten angeordnet, zwischen denen sie geschlagen werden. Dabei steht die untere Platte, auf der die Betonsteine aufliegen, in Wirkverbindung mit einer Vibrationseinrichtung. Durch die Vibrationseinrichtung, beispielsweise durch Unwuchtgeneratoren, führen die Steine eine vertikale Bewegung bzw. eine Hubbewegung aus. Dabei schlagen sich die Steine sowohl gegenseitig als auch an der oberen und der unteren Platte an, wodurch die Kanten an der Oberseite und Unterseite gebrochen werden. Außerdem werden die Ober- sowie die Unterseiten der Steine durch die jeweils zugeordneten Platten angeschlagen. Die vertikalen Seitenkanten der Betonsteine sowie die Seitenflächen werden durch die jeweils angrenzenden Betonsteine gebrochen bzw. angeschlagen. Analog zu dem Alterungsverfahren mittels der Drehtrommel besteht dabei der Nachteil, dass Flächen und Kanten der Steine bearbeitet werden, die möglicherweise gar nicht sichtbar sind, wodurch eine unnötige Energie- und Zeitverschwendung betrieben wird. Darüber hinaus ist die notwendige Bearbeitungszeit, insbesondere bei abgebundenen Betonsteinen, hoch und der Kantenbruch nicht ideal.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen oder Ziegelklinkern, zu schaffen, wodurch eine energie- und zeitsparende Alterung in einer lagenförmigen Anordnung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auflageebene mit seitlichen Begrenzungen versehen ist, wobei die seitlichen Begrenzungen Alterungsformen zur Aufnahme jeweils eines Steines ausbilden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen ergibt sich dabei aus Anspruch 19.

Dadurch, dass die Auflageebene mit seitlichen Begrenzungen versehen ist, durch die Alterungsformen ausgebildet werden, kann jeder Stein gezielt bearbeitet werden. Die seitlichen Begrenzungen verhindern dabei, dass der Stein seitlich in Richtung auf einen anderen Stein ausweichen kann. Wie der Erfinder festgestellt hat, ergibt sich durch die seitlichen Begrenzungen eine besonders vorteilhafte Alterung. Durch die Vibrationseinrichtung werden die Steine in bekannter Weise nach oben bzw. im wesentlichen in vertikaler Richtung gestoßen, wobei die Steine beim Zurückfallen durch die seitlichen Begrenzungen in ihrer jeweiligen Alterungsform gehalten werden und sich mit ihren Kanten an den seitlichen Begrenzungen anschlagen, wodurch die Kanten gebrochen werden. Somit ist eine gezielte Bearbeitung der Kanten möglich, die im späteren, eingebauten Zustand des Steines die Steinoberfläche bzw. die Sichtseite umschließen. Es wird folglich keine Energie und Zeit auf die Bearbeitung von Kanten oder Oberflächen verschwendet, die bei einer späteren Verwendung der Steine gar nicht sichtbar sind.

In Versuchen hat sich herausgestellt, dass durch die Ausbildung von einzelnen Alterungsformen ein besonders effektives und zeitsparendes Bearbeiten der Steinkanten möglich ist.

In vorteilhafter Weise ist die Durchführung des Alterungsprozesses auch bei Betonsteinen möglich, die relativ frisch gefertigt sind. Derartig frisch gefertigte und folglich noch nicht ausreichend ausgehärtete Betonsteine können mittels anderer Verfahren bzw. Vorrichtungen im allgemeinen nicht bearbeitet werden, da z.B. bei einer Alterung in einer Drehtrommel die Gefahr eines Bruchs des ganzen Steines zu hoch ist bzw.

ein entsprechend hoher Ausschuss in Kauf genommen werden muss oder hohe Zusatzkosten zum schnellen Abbinden der Steine erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass die Produktionslage aufrecht erhalten werden kann, wodurch eine zeit- und kostenaufwändige Sortieranlage entfallen kann. Kostenintensive Klopf- oder Schlagwerkzeuge, die entsprechende Rüstzeiten erfordern, sind ebenfalls nicht notwendig.

Von Vorteil ist es, wenn die Alterungsformen jeweils an die Abmessungen der zu alternden Oberfläche (Sichtseite) bzw. der zu alternden Kanten des Steins angepasst sind.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Alterungsformen jeweils verschiedene Abmessungen und Formen aufweisen, wenn z.B. in einer Produktionslage Steine mit verschiedenen Außenabmessungen enthalten sind. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn es sich bei der Produktionslage um Betonpflastersteine handelt, die zur Erzeugung eines kreisrunden Pflasters vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Anordnung und die Anzahl der Alterungsformen einer Auflageebene an eine Produktionslage von Steinen angepasst ist.

Daraus ergibt sich eine besonders geeignete und gezielte Alterung. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Alterungsformen derart gestaltet sind bzw. die Auflageebene mit derartigen Alterungsformen versehen ist, dass diese schnell und einfach ausgetauscht werden können, wenn eine andere Produktionslage bearbeitet werden soll. Die Alterungsformen können beispielsweise auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sein, die als Teil der Auflageebene ausgebildet ist oder mit dieser verbunden werden kann.

In einer einfachen Ausgestaltung können die die Alterungsformen bildenden seitlichen Begrenzungen auf die Auflageebene aufgeschweißt sein.

Von Vorteil ist es, wenn die seitlichen Begrenzungen Anschläge aufweisen, an denen sich die in Vibration gebrachten Steine anschlagen.

Durch eine Ausgestaltung der seitlichen Begrenzungen mit Anschlägen ergibt sich, wie sich in Versuchen herausgestellt hat, eine besonders gute, gealterte Optik des Steines. Hierzu ist lediglich ein geringer Energie- und Zeitaufwand notwendig. Durch die Anzahl von Anschlägen bzw. die Bearbeitungszeit lässt sich in einfacher Weise das Erscheinungsbild des Steines verändern. Geringere Abstände der Anschläge bewirken ein feineres Bearbeiten des Steines, da sich die Aufprallenergie bzw. die Anschlagkraft entsprechend verteilt. Ein größerer Abstand der Anschläge bewirkt, dass diese tiefer in den Betonstein eindringen und ein entsprechendes Aussehen bewirken.

Durch die Anschläge erfolgt eine punktuelle Bearbeitung des jeweiligen Steines, wozu bereits eine geringe und somit zeit- und energiesparende Vibration ausreichend ist.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die den jeweiligen Stein umschließenden seitlichen Begrenzungen an den Kantenverlauf des Steines angepasst sind und sich, ausgehend von der Auflageebene, trichterförmig nach oben öffnen.

Wie der Erfinder herausgefunden hat, fällt der jeweilige Stein aufgrund der trichterförmigen Öffnung der seitlichen Begrenzungen besonders vorteilhaft in die Alterungsform zurück. In Verbindung mit den Anschlägen, mit denen die seitlichen Begrenzungen versehen sein können, ergibt sich somit eine besonders vorteilhafte Alterung. Die trichterförmige Ausgestaltung bewirkt außerdem, dass der Stein unregelmäßig in die Alterungsform zurückfällt bzw. zurückrutscht, so dass die Anschläge an verschiedenen Stellen auf die Kanten des Steines einwirken.

Von Vorteil ist es, wenn die Anschläge eine längliche Form aufweisen und sich aus Richtung der Auflageebene schräg nach oben erstrecken.

Durch die Schrägstellung bzw. den schrägen Verlauf der länglichen Anschläge erreichen diese eine größere Fläche des Steines. Bei einer vertikalen bzw. senkrechten Anordnung der länglichen Anschläge würde sich im wesentlichen eine strichförmige vertikale bzw. senkrechte Bearbeitung des Steines ergeben. Dies kann gegebenenfalls ein künstliches Aussehen bewirken. Durch die Schrägstellung der länglichen Anschläge wird, wie sich in nicht naheliegender Weise in Versuchen herausgestellt hat, ein besonders gutes Alterungsergebnis erzielt.

Erfindungsgemäß kann in einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Anschläge als Schweißnähte bzw. Schweißraupen ausgebildet sind.

Eine derartige Ausgestaltung hat sich in Versuchen als besonders geeignet herausgestellt. In einfacher Weise ist es dabei möglich, die Schweißnähte, wenn sich diese durch den Alterungsprozess abgenutzt haben, erneut aufzubringen, ohne dass die seitlichen Begrenzungen bzw. die Auflageebene erneuert werden muss. Die Schweißnähte werden vorzugsweise mit einem Winkel von 20 bis 60° zur Vertikalen auf die seitlichen Begrenzungen derart aufgebracht, dass die Schweißnähte einem in die Alterungsform einzubringenden Stein zugewandt sind.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, weisen die Schweißnähte eine hohe Härte auf, so dass entsprechend hohe Taktzahlen erreicht werden können und folglich die anteiligen Rüstzeiten zum Aufbringen von neuen Schweißnähten gering sind.

Von Vorteil ist es, wenn die seitlichen Begrenzungen sowie die als Auflagen für die Steine ausgebildeten Bodenflächen der Auflageebene aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, Hartmetall oder einer hochfesten Schweißlegierung, ausgebildet sind.

Die seitlichen Begrenzungen sowie die als Auflagen für die Steine ausgebildeten Bodenflächen können in verschiedenster Weise realisiert werden. Einerseits ist es vorstellbar, die seitlichen Begrenzungen auf die bestehende Auflageebene aufzubringen, beispielsweise aufzuschweißen, wodurch die Auflageebene die Bodenfläche für die Steine bildet. Andererseits ist es auch möglich, die jeweils aus den seitlichen Begrenzungen gebildeten Alterungsformen mit eigenen Bodenflächen auszubilden und diese Alterungsformen modulweise oder als Einheit mit der Auflageebene zu verbinden. Dadurch wird eine Beschädigung bzw. eine Abnützung der Auflageebene vermieden, da lediglich die aufgebrachten Module, bestehend aus seitlichen Begrenzungen und den Bodenflächen, durch den Alterungsprozess abgenützt werden. Die Verbindung dieser Module mit der Auflageebene kann in bekannter Weise, beispielsweise durch Schweißen oder Nieten, erfolgen.

Um eine der Bodenfläche der Alterungsform zugewandte Oberfläche des Steines, die im späteren verwendeten Zustand des Steines im Regelfall die Sichtseite des Steines bildet, zu altern, können auf der Bodenfläche vorzugsweise unregelmäßig verteilte Anschläge vorgesehen sein, an denen sich der zurückfallende Stein entsprechend anschlägt. Diese Anschläge können punktförmig oder länglich ausgebildet sein. Durch die Kombination von Anschlägen an den seitlichen Begrenzungen und an der Bodenfläche werden sowohl die Steinkanten als auch die zugehörige Oberfläche (Sichtseite), die von den Steinkanten umschlossen wird, gealtert.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Begrenzung der Amplitude bzw. des Hubs der Betonsteine ein oberhalb der Steine angeordnetes Hubbegrenzungselement vorgesehen ist.

Das Hubbegrenzungselement kann unbeweglich ausgebildet sein oder mit den Alterungsformen bzw. der Auflageebene derart verbunden sein, dass das Hubbegrenzungselement ebenfalls vibriert.

Das oberhalb der Steine angeordnete Hubbegrenzungselement dient (obwohl das möglich wäre) nicht dazu, schlagend auf die Steine einzuwirken, vielmehr soll sichergestellt werden, dass die Steine durch die Vibrationseinrichtung nicht derart angehoben werden, dass diese über die seitlichen Begrenzungen hinaus gestoßen werden. Eine schlagende Einwirkung auf die während des Alterungsprozesses oben liegende Oberfläche, die in Kontakt mit den Hubbegrenzungselementen kommen kann, ist schon deshalb nicht notwendig, da es sich bei dieser Oberfläche im verwendeten Zustand um die nicht sichtbare Seite des Steines handelt. Diese Seite wird beispielsweise beim Einsatz der Steine als Pflastersteine die Unterseite bilden.

Das Hubbegrenzungselement, das die Hubbewegung der Steine begrenzen soll, kann in verschiedenen Formen ausgebildet sein. In einer einfachen Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Hubbegrenzungselement plattenförmig ausgebildet ist. Jedoch ist es auch vorstellbar, dass das Hubbegrenzungselement für jeden Stein ein Begrenzungsglied aufweist, das beispielsweise stiftförmig oder gitterförmig oder in Form eines kleinen Stempels eine Hubbegrenzung für die Steine darstellt.

Bei gleichem vertikalen Abstand des Hubbegrenzungselements von der Bodenfläche der Alterungsform kann der maximal mögliche Hub der zu bearbeitenden Steinkanten durch die Größe bzw. die Form des Hubbegrenzungselementes bzw. seiner Begrenzungsglieder variiert werden. Bei einer Ausgestaltung des Hubbegrenzungselements als Platte, die die gesamte Lage der Steine abdeckt, können die zu bearbeitenden Kanten nur soweit angehoben werden, bis der oberste Punkt des Steines in Kontakt mit dem Hubbegrenzungselement kommt. Falls jedoch das Hubbegrenzungselement beispielsweise mittig über dem Stein angeordnet ist und lediglich eine Teilfläche des Steines abdeckt, ist es möglich, dass der oberste Punkt des Steines nicht in Kontakt mit dem Begrenzungsglied bzw. dem Hubbegrenzungselement kommt und somit über dieses hinausragt. Dadurch ergibt sich ein größerer Hub für die zu bearbeitenden Steinkanten. Besonders einfach ist dies vorstellbar, wenn das Hubbegrenzungselement mit einem Begrenzungsglied in Form von kleinen Stempeln ausgebildet ist. Der im allgemeinen schräg nach oben gestoßene Stein wird in etwa mit dem Mittelpunkt seiner Oberfläche in Kontakt mit dem Stempel kommen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der höchste Punkt des Steines, aufgrund der Schrägstellung des Steines, bereits deutlich oberhalb des Hubbegrenzungselements.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum künstlichen Altern von Betonsteinen durch schlagende Einwirkung, wonach die Steine auf eine Auflageebene aufgebracht und in Vibration versetzt werden, ergibt sich aus Anspruch 19.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich ebenfalls aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung mit in die Alterungsformen eingebrachten Betonsteinen;
2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Betonsteine;
3 eine prinzipmäßige Einzeldarstellung einer Alterungsform;
4 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit in die Alterungsformen eingebrachten Betonsteinen und einem Hubbegrenzungselement;
5 eine Produktionslage von Betonsteinen, die auf einer elastischen bzw. flexiblen Matte aufgelegt sind; und
6 eine Produktionslage von Betonsteinen gemäß 5, wobei die elastische bzw. flexible Matte derart auseinandergezogen ist, dass die einzelnen Betonsteine der Produktionslage auf Abstand zueinander liegen.
Erfindungsgemäß können beliebige Steine, beispielsweise Belagselemente, Fassadenelemente, Kalksandsteine, Betonsteine, Ziegel bzw. Ziegelklinker, unabhängig von ihrer Materialbeschaffenheit gealtert werden. Nachfolgend wird anhand des Ausführungsbeispieles die Alterung von Steinen (1), die als Betonstein ausgebildet sind, dargelegt. Die Erfindung ist hierauf jedoch selbstverständlich nicht beschränkt.
Die Herstellung von Betonsteinen 1, insbesondere von Betonpflastersteinen, ist hinlänglich bekannt, weshalb hierauf nachfolgend nicht näher eingegangen wird. Die Betonsteine 1 verlassen die Produktionsanlage im allgemeinen in einer Produktionslage, d.h. in einer Anordnung, bei der einlagig nebeneinander eine Vielzahl von Betonsteinen 1 angeordnet ist. Eine derartige Pro duktionslage ist beispielhaft in 1, 5 und 6 dargestellt.
Die 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung zum künstlichen Altern der Betonsteine 1 durch schlagende Einwirkung. Dabei steht eine Auflageebene 2 in Wirkverbindung mit einer Vibrationseinrichtung 3 (siehe 3).
Hinsichtlich der Vibrationseinrichtung 3 sind aus dem allgemeinen Stand der Technik eine Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt, weshalb hierauf nicht näher eingegangen wird. Erfindungsgemäß hat sich eine Ausgestaltung der Vibrationseinrichtung 3 mit Rüttlern bzw. mit Unwuchtgeneratoren, die mit einer Umdrehungszahl von 800 bis 1.300 U/min, vorzugsweise 1.100 U/min, arbeiten, als besonders geeignet herausgestellt.
Die Auflageebene 2 ist mit seitlichen Begrenzungen 4 versehen, wobei die seitlichen Begrenzungen 4 Alterungsformen 5 zur Aufnahme jeweils eines Betonsteines 1 ausbilden. Die Alterungsformen 5 sind dabei jeweils an die Abmessungen der zu alternden Oberfläche (im Regelfall der späteren Sichtseite des Steines) bzw. der zu alternden Steinkanten angepasst. Die Alterungsformen 5 bzw. die seitlichen Begrenzungen 4, die die Alterungsformen 5 bilden, umschließen dabei den jeweiligen Betonstein 1 (siehe 1).
Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind die den jeweiligen Betonstein 1 umschließenden seitlichen Begrenzungen 4 an dessen Kantenverlauf angepasst. Die seitlichen Begrenzungen 4 öffnen sich ausgehend von der Auflageebene 2 trichterförmig nach oben. Im Ausführungsbeispiel ist dabei vorgesehen, dass sich die seitlichen Begrenzungen 4 in einem Winkel von 15 bis 60°, vorzugsweise 45°, trichterförmig nach oben öffnen. Die von der Vibrationseinrichtung 3 nach oben gestoßenen Betonsteine 1 werden somit in einfacher Weise wieder von den seitlichen Begrenzungen 4 bzw. der entsprechenden Alterungsform 5 "eingefangen". Ein Winkel von 45° hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt. Dabei schlagen sich auch die Kanten der Betonsteine 1 besonders vorteilhaft an den seitlichen Begrenzungen 4 an.
Die seitlichen Begrenzungen 4 umschließen eine Bodenfläche 6. Dabei ist es, wie aus 1 und 4 ersichtlich, vorteilhaft, wenn die Abmessungen der Bodenfläche 6 geringfügig kleiner sind als die zugewandte Oberfläche des in die Alterungsform 5 einzulegenden Betonsteines 1. Dadurch ist sichergestellt, dass der Betonstein 1 nicht zufällig flach auf die Bodenfläche 6 zurückfällt, sondern sich in jedem Fall mit einem seiner Kanten an einer seitlichen Begrenzung 4 anschlagen muss.
Wie sich aus 3 ergibt, sind die seitlichen Begrenzungen 4 mit Anschlägen 7 versehen bzw. weisen Anschläge 7 auf, an denn sich die in Vibration gebrachten Betonsteine 1 anschlagen. Die Anschläge 7 weisem dabei im Ausführungsbeispiel eine längliche Form auf und erstrecken sich aus Richtung der Auflageebene 2 schräg nach oben. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Anschläge 7 in einem um 20° bis 60°, vorzugsweise 45°, zur Vertikalen geneigten Winkel verlaufen. Daraus resultiert ein besonders gutes optisches Ergebnis und die Anschläge 7 erreichen jeweils einen großen Bereich, in dem sie zufallsgesteuert die Kanten des Betonsteines 1 anschlagen können. Durch die schräge Anordnung der Anschläge 7 wird vermieden, dass die Anschläge 7 lediglich senkrechte Schlitze, die künstlich aussehen würden, in den Betonstein 1 schlagen. Durch die schräge Anordnung 7 erhält der Betonstein 1 eine Seitwärtsbewegung, wodurch die Anschläge 7 den Stein 1 nicht nur senkrecht von oben kommend anschlagen, sondern auch seitlich.
Die Anschläge 7 können im wesentlichen parallel oder gegenläufig ausgerichtet sein. Eine unregelmäßige Anordnung ergibt dabei eine bevorzugte Optik der Betonsteine 1.
Die Anschläge 7 sind im Ausführungsbeispiel als Schweißnähte 7 bzw. Schweißraupen ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist ebenfalls vorgesehen, dass die seitlichen Begrenzungen 4 sowie die Bodenflächen 6 aus Metall ausgebildet sind. Somit weisen die seitlichen Begrenzungen 4 sowie die Bodenflächen 6 eine besonders hohe Stabilität auf. Darüber hinaus lässt sich die Schweißnaht 7 in besonders einfacher Weise auf die seitlichen Begrenzungen 4 aufbringen und gegebenenfalls erneuern. Die Bodenflächen 6 werden im Ausführungsbeispiel durch die Oberfläche der Auflageebene 2 gebildet.
Die seitlichen Begrenzungen 4 sind im wesentlichen dach- bzw. im Querschnitt dreiecksförmig ausgebildet, so dass jeweils eine Dachseite, eine sich trichterförmig öffnende seitliche Begrenzung einer Alterungsform 5 bildet. Somit lassen sich beide Seiten einer seitlichen Begrenzung 4 nutzen. Vorzugsweise sind beide Seitenflächen der seitlichen Begrenzungen 4 mit Anschlägen 7 versehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind die Alterungsformen 5 in 1 und 2 einzeln dargestellt. Die vorteilhafte doppelte Nutzung der seitlichen Begrenzungen 4 als Bestandteil jeweils zweier angrenzender Alterungsformen 5 ergibt sich aus 4.
Die Alterungsformen 5 sind durch die doppelte Nutzung der seitlichen Begrenzungen 4 mit einem geringen Kostenaufwand herstellbar. Vorteilhaft ist außerdem, dass somit der Abstand zwischen den eingebrachten Betonsteinen 1 minimiert ist.
Wie aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Bodenflächen 6 mit Löchern 8 bzw. mit Aussparungen versehen. In vorteilhafter Weise können somit die abgeschlagenen Teile des Betonsteines 1 bzw. Schutt und Staub des Betonsteines 1 nach unten aus der Alterungsform 5 herausfallen.
Die seitlichen Begrenzungen 4 weisen im Ausführungsbeispiel eine Höhe von 5 bis 40 mm, vorzugsweise 20 mm, auf. Die Höhe der seitlichen Begrenzungen 4 ist einerseits derart ausgelegt, dass die Schweißnähte 7 entsprechend aufgebracht werden können. Andererseits sollen die seitlichen Begrenzungen 4 sicherstellen, dass der Betonstein 1 nicht aus der Alterungsform 5 gestoßen werden kann.
Im Ausführungsbeispiel sind die seitlichen Begrenzungen 4 bzw. die Alterungsformen 5 pfannenförmig ausgebildet und umschließen den Betonstein 1 entsprechend. Die seitlichen Begrenzungen 4 erstrecken sich dabei von der Auflageebene 2 bzw. der Bodenfläche 6 ähnlich den Rändern einer Pfanne nach oben. Die seitlichen Begrenzungen 4 umschließen den Betonstein 1 im Ausführungsbeispiel vollständig.
In einer alternativen Ausführungsform können auch Aussparungen in den seitlichen Begrenzungen 4 vorgesehen sein bzw. die seitlichen Begrenzungen 4 können jeweils als Segmente ausgebildet sein, die auf Abstand angeordnet sind. Dabei ist jedoch vorgesehen, dass die seitlichen Begrenzungen 4 wenigstens derart ausgebildet sind, dass der Betonstein 1 während des Vibrationsvorgangs zuverlässig in der durch die seitlichen Begrenzungen 4 gebildeten Alterungsform 5 bleibt und sich an den seitlichen Begrenzungen 4 anschlägt.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die seitlichen Be grenzungen 4 korbförmig ausgebildet sind und in die korbförmig ausgebildeten seitlichen Begrenzungen 4 Anschläge 7 ragen, an denen sich der Betonstein 1 bzw. die Kanten des Betonsteines 1 entsprechend anschlagen können.
Hinsichtlich der konkreten Ausbildung der seitlichen Begrenzungen 4 ergeben sich für den Fachmann verschiedene Möglichkeiten unter der Vorgabe, dass die seitlichen Begrenzungen 4 den jeweils aufgenommenen Betonstein 1 an einem Verlassen der Alterungsform 5 hindern und anschlagen.
Wie sich aus den 1 bis 3 ergibt, sind die Alterungsformen 5 und deren Anordnung an eine Produktionslage von Betonsteinen 1 angepasst. Zur Bearbeitung einer Produktionslage wird dabei eine mit entsprechenden Alterungsformen 5 versehene Auflageebene 2 in Wirkverbindung mit der Vibrationseinrichtung 3 gebracht. Alternativ dazu kann auch eine bereits in Wirkverbindung mit der Vibrationseinrichtung 3 stehende Auflageebene 2 mit einer entsprechenden Anordnung von Alterungsformen 5 versehen sein. Die Alterungsformen 5 können dabei jede beliebige Form aufweisen, beispielsweise quadratisch, rechteckig, trapezförmig oder kreisförmig.
Aus 4 ist ein Hubbegrenzungselement 9 zur Begrenzung der Amplitude bzw. des Hubs der Betonsteine 1 ersichtlich. Das Hubbegrenzungselement 9 ist dabei oberhalb der Betonsteine 1 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel weist das Hubbegrenzungselement 9 für jeden Betonstein 1 zwei Begrenzungsglieder 10 auf, die den Betonstein 1 gegebenenfalls in seiner Hubbewegung begrenzen und verhindern, dass dieser über die seitlichen Begrenzungen 4 hinaus gestoßen werden kann.
Der Abstand zwischen dem Hubbegrenzungselement 9 bzw. dessen Begrenzungsgliedern 10 und dem Betonstein 1 ist derart gewählt, dass der Betonstein 1 einerseits nicht so hoch gestoßen werden kann, dass dieser die Alterungsform 5 verlässt, andererseits der Hub ausreichend ist, um den zurückfallenden Betonstein 1 entsprechend an den Anschlägen 7 anzuschlagen. Um den Be tonstein 1 in der Alterungsform 5 zu halten, ist auch der vertikale Abstand zwischen den seitlichen Begrenzungen 4 und dem Hubbegrenzungselement 9 zu beachten.
Das Hubbegrenzungselement 9 kann im wesentlichen gitterförmig ausgebildet sein, wobei jeweils im Bereich der Betonsteine 1 Begrenzungslieder 10 nach unten, d.h. in Richtung auf die Betonsteine 1, ragen.
In einer nicht dargestellten Ausführung kann das Hubbegrenzungselement 9 plattenförmig ausgestaltet sein. Diese Ausgestaltung hat sich ebenfalls für den vorgesehenen Einsatzzweck als geeignet herausgestellt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann dabei auch vorgesehen, sein, dass das Hubbegrenzungselement 9 spiegelbildlich zu der Auflageebene 2 mit seitlichen Begrenzungen 4 versehen ist, die eine Aufnahmeform ausbilden, an denen sich der nach oben gestoßene Betonstein 1 analog zu der Alterungsform 5 anschlägt. In dieser Ausführungsform wird der Betonstein 1 an den umlaufenden Kanten zweier gegenüberliegender Oberflächen bearbeitet. Hierzu muss der Betonstein 1 entsprechend stark nach oben gestoßen werden bzw. das Hubbegrenzungselement 9 entsprechend knapp oberhalb des Betonsteins 1 angeordnet sein.
Für die übliche Verwendung der Betonsteine 1 ist eine derartige Ausgestaltung jedoch nicht notwendig, da im Regelfall lediglich die (spätere) Oberseite, d.h. die Sichtseite, des Steines 1, beispielsweise in einem Pflaster, ersichtlich ist und folglich nur diese Sichtseite bzw. die zugehörigen Kanten dieser Seite gealtert werden müssen. Die später Sichtseite ist im Ausführungsbeispiel der Bodenfläche 6 zugewandt.
Bei einem Verfahren zum künstlichen Altern von Betonsteinen 1 durch schlagende Einwirkung ist vorgesehen, dass die Betonsteine 1 nach ihrer Produktion, gegebenenfalls nach einem Trocknungsprozess, auf die Auflageebene 2 aufgebracht und in Vibration versetzt werden. Die Auflageebene 2 ist dabei für jeden Betonstein 1 mit einer Alterungsform 5 versehen, die Anschläge 7 aufweisen. In diese Alterungsformen 5 werden die Be tonsteine 1 eingelegt. Anschließend werden die Betonsteine 1 in Vibration versetzt, wobei sich die Betonsteine 1 im wesentlichen mit ihren Kanten an den Anschlägen 7 anschlagen.
Vorzugsweise ist die Taktzeit dieses Alterungsprozesses der Betonsteine 1 an die vorgelagerte Produktion angepasst. Eine Taktzeit des Alterungsprozesses von 5 bis 15 Sekunden hat sich dabei als besonders geeignet hinsichtlich eines effizienten Gesamtproduktionsprozesses herausgestellt.
Vorzugsweise werden die Betonsteine 1 in ihrer ursprünglichen Produktionslage gealtert. Selbstverständlich kann jedoch auch schrittweise lediglich ein Teil der Produktionslage gealtert werden bzw. eine Alterung unabhängig von der ursprünglichen Produktionslage vorgenommen werden. Unter der Alterung in Produktionslage ist auch zu verstehen, dass die Betonsteine 1 nach dem Verlassen der eigentlichen Produktion (verfüllen und verdichten) um 180° geschwenkt bzw. auf den Kopf gestellt werden, so dass die während der Produktion oben liegenden Oberseite (welche auch für die spätere Verwendung in der Regel die Sichtseite darstellt) nunmehr unten liegt bzw. in der Alterungsform 5 der Bodenfläche 6 zugewandt ist. Die Sichtseite des Betonsteines 1 besteht während des Produktionsvorganges in der Regel aus Vorsatzbeton.
Wie sich aus 4 ergibt, weisen die Betonsteine 1 einen definierten Abstand zueinander auf, wenn sich die Betonsteine 1 in der Alterungsform 5 befinden. Dieser Abstand entspricht im wesentlichen der Wandstärke der seitlichen Begrenzungen 4 (in 1 weisen die Betonsteine 1 aus Darstellungsgründen einen zusätzlichen Abstand auf).
Insofern es sich bei einer Produktionslage um Betonsteine 1 handelt, die relativ große Außenabmessungen aufweisen, können die Betonsteine 1 in ihrer ursprünglichen Produktionslage, in denen diese üblicherweise keinen bzw. nur einen geringen Abstand aufweisen, auf die Alterungsformen 5 aufgelegt werden. Die Betonsteine 1 rutschen dabei problemlos in die jeweils vorgese hene Alterungsform 5. Falls jedoch die Betonsteine 1 einer Produktionslage nur geringe Abmessungen aufweisen, kann es notwendig sein, die Betonsteine 1 vor dem Einlegen in die Alterungsformen 5 auf Abstand zueinander zu bringen. Bei einer Anordnung von 10×10 Betonsteinen, die jeweils eine Länge und Breite von 10 cm aufweisen, und unter der Annahme, dass die seitlichen Begrenzungen 4 eine Dicke von 1 bis 2 cm aufweisen, ist einfach vorstellbar, dass bereits der vierte oder fünfte Betonstein einer Reihe nicht mehr in die vorgesehene Alterungsform 5 rutschen würde, da die Wanddicken der seitlichen Begrenzung 4 bereits zu einer Verschiebung um mehr als 5 cm, d.h. über den Schwerpunkt hinaus, geführt haben.
Ein bevorzugtes Verfahren, um die Betonsteine 1 vor dem Einbringen in die Alterungsformen 5 auf Abstand zueinander zu bringen, ergibt sich aus 5 und 6. Dabei ist vorgesehen, dass die Betonsteine 1 einer Produktionslage vor dem Einbringen in die Alterungsformen 5 auf Abstand zueinander gebracht werden, indem die Produktionslage auf eine elastische bzw. flexible Matte 11 aufgelegt wird. Anschließend wird die Matte 11, wie in 6 dargestellt, gedehnt bzw. gestreckt. Dabei ist vorgesehen, dass die flexible Matte 11 wenigstens in zwei, vorzugsweise um 90° zueinander versetzten Richtungen gedehnt bzw. gestreckt wird. Im Ausführungsbeispiel wird die flexible Matte 11, die rechteckig ausgebildet ist, in vier jeweils um 90° zueinander versetzten Richtungen (in beide horizontale Achse) gestreckt bzw. gedehnt. Wie der Erfinder in nicht naheliegender Weise herausgefunden hat, lassen sich somit die Betonsteine 1 in einfacher Weise auf einen gleichmäßigen Abstand zueinander bringen. In der in 6 dargestellten Anordnung der Betonsteine 1 einer Produktionslage lassen sich diese mittels bekannter Vorrichtungen, beispielsweise einer Vakuumeinrichtung oder einem Greifer, in die Alterungsformen 5 befördern.
Dadurch, dass die Betonsteine 1 einer Produktionslage auf Abstand zueinander angeordnet sind, lassen sich diese auch besser greifen.
Unter flexiblen Matten 11 sind auch Platten, Auflagen und dergleichen zu verstehen, die mechanische Glieder aufweisen, welche zueinander bewegbar bzw. auf Abstand bringbar sind. Vorstellbar ist beispielsweise eine sich schuppenförmig überlappende Dehnungsfläche.
Zur Alterung mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist bereits eine geringe Vibration mit einer niedrigen Frequenz ausreichend, da sich die Betonsteine 1, wie sich in Versuchen herausgestellt hat, schnell und effektiv mittels der schräg angeordneten Schweißnähte 7 der seitlichen Begrenzungen 4 bearbeiten lassen.
Darüber hinaus ist eine Bearbeitung der Betonsteine 1 in einem relativ weichen Zustand (d.h. nach einer kurzen Trocknungszeit) möglich, da ein Brechen der Betonsteine 1 nicht zu befürchten ist. Durch die Bearbeitung von relativ weichen Betonsteinen 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung nur gering abgenützt. Darüber hinaus sind kurze Bearbeitungszeiten möglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, da ein Brechen der Betonsteine 1 nicht zu erwarten ist, der Zementanteil des Betonsteines 1 reduziert werden kann.
Üblicherweise befindet sich die der Bodenfläche 6 zugewandte Fläche des Betonsteines 1 während des Produktionsvorganges des Betonsteines 1 oben, so dass der Betonstein 1 vor dem Einbringen in die Alterungsform 5 gewendet werden muss. Dabei wird vorzugsweise ein Drehkreuz oder dergleichen eingesetzt, das in einem Vorgang die gesamte Produktionslage wenden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Alterung von beliebigen Steinen und ist nicht auf Betonsteine 1 bzw. einen bestimmten Einsatzzweck beschränkt. Gegebenenfalls können die Steine in die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrmals, unterschiedlich ausgerichtet, eingelegt werden, so dass mehrere Kanten bzw. Oberflächen gealtert werden. Hierzu müssen die Alterungsformen 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegebenenfalls gewechselt werden bzw. es müssen mehrere erfindungsgemäße Vor richtungen in einer Reihe vorgesehen sein, die die Steine nacheinander durchlaufen.

Claims

Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen und Ziegelklinkern, durch schlagende Einwirkung mit einer in Wirkverbindung mit einer Vibrationseinrichtung stehenden Auflageebene für die Steine, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageebene (2) mit seitlichen Begrenzungen (4) versehen ist, wobei die seitlichen Begrenzungen (4) Alterungsformen (5) zur Aufnahme jeweils eines Steines (1) ausbilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alterungsformen (5) jeweils an die Abmessungen der zu alternden Oberfläche bzw. der zu alternden Kanten des Steins (1) angepasst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung und die Anzahl der Alterungsformen (5) einer Auflageebene an eine Produktionslage von Steinen (1) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungen (4) Anschläge (7) aufweisen, an denen sich die in Vibration gebrachten Steine (1) anschlagen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen Stein (1) umschließenden seitlichen Begrenzungen (4) an den Kantenverlauf der Steine (1) angepasst sind und sich, ausgehend von der Auflageebene (2), trichterförmig nach oben öffnen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die seitlichen Begrenzungen (4) in einem Winkel von 15° bis 60°, vorzugsweise 45°, trichterförmig öffnen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (7) eine längliche Form aufweisen und sich aus Richtung der Auflageebene (2) schräg nach oben erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (7) in einem Winkel von 20° bis 60°, vorzugsweise 45°, zur Vertikalen verlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge als Schweißnähte (7) bzw. Schweißraupen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungen (4) pfannenförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungen (4) korbförmig und die Anschläge (7) stiftförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungen (4) sowie die als Auflagen für die Steine (1) ausgebildeten Bodenflächen (6) der Auflageebene (2) aus Metall ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenflächen (6) mit Löchern (8) bzw. Aussparungen versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der jeweiligen Bodenfläche (6) geringfügig kleiner sind als die Abmessungen der zugewandte Oberfläche des aufzubringenden Steines (1).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungen (4) eine Höhe von 5 bis 40 mm, vorzugsweise 20 mm, aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Amplitude bzw. des Hubs der Steine (1) ein oberhalb der Oberseite der Steine (1) angeordnetes Hubbegrenzungselement (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbegrenzungselement (9) für jeden Stein (1) ein Begrenzungsglied (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbegrenzungselement (9) plattenförmig ausgebildet ist und für jeden Stein (1) eine angepasste Aufnahmeform aufweist.
Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen und Ziegelklinkern, durch schlagende Einwirkung, wonach die Steine auf eine Auflageebene aufgebracht und in Vibration versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageebene (2) für jeden Stein (1) eine angepasste, mit Anschlägen (7) versehene Alterungsform (5) vorsieht, in die die Steine (1) eingelegt werden, wonach sich die Steine (1) durch ihre vib rationsbedingte Bewegung im wesentlichen mit den Kanten an den Anschlägen (7) anschlagen.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die die Vibrationen erzeugende Vibrationseinrichtung (3) mit einer Umdrehungszahl von 800 bis 1.500 U/min, vorzugsweise 1.000 bis 1.200 U/min, betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steine (1) in ihrer Produktionslage gealtert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steine (1) einer Produktionslage vor dem Einbringen in die Alterungsformen (5) auf Abstand zueinander gebracht werden, indem die Lage auf eine elastische bzw. flexible Matte (11) aufgebracht wird, wonach die Matte (11) in der Steinebene we nigstens in zwei, vorzugsweise um 90° zueinander versetzte Richtungen gedehnt bzw. gestreckt wird.