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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen,
insbesondere von Betonsteinen und Ziegelklinkern durch schlagende Einwirkung
auf die Steinoberflächen
und Steinkanten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung
zum Durchführen
des Verfahrens.
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Steine,
beispielsweise Belagselemente, Fassadenelemente, Kalksandsteine,
Betonsteine, Ziegel bzw. Ziegelklinker und dergleichen, werden,
unabhängig
von ihrer Materialbeschaffenheit, häufig einer Nachbehandlung unterworfen,
um dadurch ihr künstliches
Aussehen zu verlieren.
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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.
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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 Drehtrommel verlassenden Betonsteine zum
Versand in regelmäßiger Anordnung
auf eine Palette aufzubringen, was einen unangemessenen hohen Arbeits-
und Zeitaufwand erfordert.
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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.
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Aus
der gattungsgemäßen Schrift,
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 einer vibrierenden Klopf- oder
Schlageinrichtung unregelmäßig angeschlagen.
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Durch
dieses Verfahren kann auf eine nachfolgende Sortiereinrichtung verzichtet
werden, da die Produktionslage nicht verändert wird. Vor der Bearbeitung
durch die Klopf- oder Schlageinrichtungen werden die Steine auf
der tafelförmigen
Unterlage zusammengeschoben und ausgerichtet, so dass die Steine
eng aneinander anliegen und zwischen ihnen keine Zwischenräume mehr
vorhanden sind. Die Schlagwerkzeuge der Schlageinrichtung sind an
einem beweglichen Wagen angeordnet, der diese über die Oberflächen der
Steine hinweg führt,
so dass die freien Oberflächen
und die oben liegenden Kanten der Steine von den Schlagwerkzeugen
unregelmäßig angeschlagen
werden.
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Von
Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, dass die derart gealterten
Steine künstlich
bearbeitet und nicht natürlich
gealtert aussehen. Ein idealer Kantenbruch der Steine, wie er durch
das Rumpeln der Steine in einer Drehtrommel entsteht, ergibt sich
durch die Anwendung des Verfahrens der gattungsgemäßen Schrift
nicht.
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Aus
der
EP 0 860 258 B2 ist
eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, bei dem die Steine in
einer oder zwei Lagen, vorzugsweise in ihrer Produktionslage, zwischen
zwei Elementen, vorzugsweise Platten, angeordnet werden. Dabei steht
die untere Platte, auf der die Betonsteine aufliegen, in Wirkverbindung
mit einer Vibrationseinrichtung. Durch die Vibrationseinrichtung,
beispielsweise durch Unwuchtgeneratoren, werden die Steine in Bewegung
gebracht, so dass sich diese zwischen den Platten hin- und herbewegen.
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 Drehtrom mel
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.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum künstlichen
Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen oder Ziegelklinkern,
zu schaffen, wodurch eine energie- und zeitsparende Alterung in
einer lagenförmigen
Anordnung mit einem vorteilhaften Kantenbruch möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Klopf- oder Schlageinrichtung mit wenigstens annähernd an
den Verlauf der freiliegenden Kanten angepassten Schlagelementen
versehen ist, wobei die Schlagelemente in einem Winkel zu den Steinoberflächen auf
die Kanten einwirken.
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Eine
vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt
sich aus Anspruch 9.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist
es möglich,
die freiliegenden Kanten und gegebenenfalls auch die Oberflächen der
Steine gezielt zu bearbeiten. Dadurch, dass die Schlagelemente in
einem Winkel zu der Steinoberfläche
auf die Kanten einwirken, ergibt sich, wie der Erfinder in nicht
naheliegender Weise herausgefunden hat, ein besonders vorteilhafter
Kantenbruch.
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Im
Unterschied zu dem aus der
DE
36 21 276 C2 bekannten Verfahren, bei dem die Bearbeitung
im wesentlichen eindimensional (von oben) erfolgt und dadurch künstlich
aussieht, erfolgt die erfindungsgemäße Bearbeitung zweidimensional,
da die Schlagelemente schräg
bzw. winklig zu der Steinoberfläche
auf die Kanten einwirken. Die Kanten werden somit nicht nur von
oben nach unten, sondern auch durch seitliche Einwirkung gebrochen.
Der Stein erhält
eine Optik, die der Optik von in Drehtrommeln gerumpelten Steinen
entspricht.
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Somit
ermöglicht
das erfindungsgemäße Verfahren
eine energie- und zeitsparende Alterung der Steine in einer lagenförmigen Anordnung,
ohne Kompromisse hinsichtlich des Kantenbruches eingehen zu müssen. Eine
optisch besonders schöne
und darüber
hinaus energie- und zeitsparende Alterung der Steine ergibt sich
auch daraus, dass die Schlagelemente an den Verlauf der zu alternden
Kanten der Steine angepasst sind. Die Bearbeitung der Kanten erfolgt
somit gezielt entlang deren Verlauf und ist nicht auf ein punktförmiges Angreifen
eines über
die Steinoberflächen
hinweg bewegten Schlagwerkzeuges beschränkt. Eine punktuelle Bearbeitung
von Steinen ergibt in der Regel eine eher künstliche Optik.
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Wie
der Erfinder festgestellt hat, ergibt sich durch die Klopf- oder
Schlageinrichtung mit den wenigstens annähernd an den Verlauf der freiliegenden Kanten
angepassten Schlagelementen eine gezielte Bearbeitung für jeden
Stein, woraus sich eine besonders vorteilhafte Alterung ergibt.
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Bei
der vibrierenden Klopf- oder Schlageinrichtung kann es sich beispielweise
um an sich bekannte druckluftbetätigte
Werkzeuge handeln. Die Schlagelemente der Klopf- oder Schlageinrichtung können dabei
auf Kontakt zu den freiliegenden Kanten der Steine gebracht werden.
Anschließend
können
die Schlagwerkzeuge in Vibration gebracht werden, so dass die Bearbeitung
der Kanten erfolgt. Ein Abstand zwischen den Schlagelementen und
den Steinen bzw. zwischen den Steinen und der tafelförmigen Unterlage
ist hierbei nicht notwendig, da im Unterschied zu der
EP 0 860 258 B2 eine Hin-
und Herbewegung der Steine zwischen zwei Elementen, zwischen denen
diese angeschlagen werden sollen, nicht gewünscht ist. Das erfindungsgemäße Verfahren
sieht hierbei eine klopfende bzw. schlagende Einwirkung auf die
Kanten vor.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine
gezielte Bearbeitung der Kanten, die im späteren, eingebauten Zustand
der Steine 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.
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Selbstverständlich können jedoch
auch die Steinoberflächen
(Sichtseite) der Steine bearbeitet werden.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
es in vorteilhafter Weise, dass die Produktionslage aufrecht erhalten
werden kann, wodurch eine zeit- und kostenaufwändige Sortieranlage entfallen kann.
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Von
Vorteil ist es, wenn durch die Schlagelemente Alterungsformen ausgebildet
werden, die jeweils wenigstens annähernd dem Verlauf der zu bearbeitenden
Kanten eines Steines entsprechen.
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In
Versuchen hat sich herausgestellt, dass durch die Ausbildung von
einzelnen Alterungsformen, die jeweils dem Verlauf der zu bearbeitenden Kanten
eines Steines entsprechen, ein besonders effektives und zeitsparendes
Bearbeiten der Steinkanten möglich
ist.
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Dabei
ist vorgesehen, dass die durch die Schlagelemente gebildeten Alterungsformen
jeweils an die Abmessungen der zu alternden Oberflächen (Sichtflächen) bzw.
der zu alternden Kanten des zugeordneten Steines angepasst sind.
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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.
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Erfindungsgemäß kann ferner
vorgesehen sein, dass die Anordnung und die Anzahl der Alterungsformen
an eine Produktionslage von Steinen angepasst ist.
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Daraus
ergibt sich eine besonders geeignete und gezielte Alterung. Vorteilhaft
ist dabei, wenn die Alterungsformen derart gestaltet sind bzw. die
Klopf- und Schlageinrichtung 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 mit der Klopf- oder Schlageinrichtung einstückig oder verbunden ist bzw.
verbunden werden kann.
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In
einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen
sein, dass die Schlagelemente bzw. die Alterungsformen Anschläge aufweisen,
die auf die zu bearbeitenden Kanten der Steine ausgerichtet sind.
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In
vorteilhafter Weise werden die Kanten der zu bearbeitenden Steine
somit nicht an einem flächigen
bzw. ebenen Schlagelement angeschlagen, sondern es dringen entsprechend
vorstehende Anschläge
in die zu brechenden Kanten der Steine ein. Daraus ergibt sich,
wie sich in Versuchen herausgestellt hat, eine besonders idealer
Kantenbruch 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 Energie
bzw. die Anschlagskraft entsprechend verteilt. Ein größerer Abstand
der Anschläge
bewirkt, dass diese tiefer in den Stein eindringen und ein entsprechendes
Aussehen bewirken. Aufgrund der Vibration der Klopf- oder Schlageinrichtung
ist zudem sichergestellt, dass die Anschläge zufallsgesteuert an verschiedenen
Punkten des Steines angreifen, wodurch verhindert wird, dass die
Anschläge
lediglich künstlich
wirkende Einkerbungen erzeugen.
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In
einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen
sein, dass sich die Alterungsform, die den jeweiligen Stein an der
Steinoberfläche
umschließt,
nach oben verjüngt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die auf der tafelförmigen Unterlage aufliegenden
Steine von oben durch die Klopf- oder Schlageinrichtung bearbeitet
werden. Dabei wird die Alterungsform auf die Oberfläche bzw.
die an der Oberfläche
freiliegenden Kanten angesetzt. Durch die trichterförmig sich
nach oben verjüngende
Ausgestaltung der Alterungsform wird dabei verhindert, dass sich
die Steine während
der Vibration nach oben bewegen bzw. nach oben ausweichen können. Vielmehr
wird durch die sich nach oben verjüngende Form erreicht, dass
die Steine durch die Klopf- oder Schlageinrichtung auf die tafelförmige Unterlage
gedrückt
bzw. gepresst werden. Vorgesehen sein kann dabei, dass den Steinen
ein gewisses seitliches Spiel ermöglicht wird, wodurch die Kanten
der Steine unregelmäßiger angeschlagen
werden. Die trichterförmige
Ausbildung der Alterungselemente verhindert dabei, dass die Steine
die Alterungsform verlassen können.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Anschläge
eine längliche
Form aufweisen und sich schräg
nach oben erstrecken.
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Dadurch,
dass die Anschläge
auf den Schlagelementen derart angeordnet sind, dass sich diese schräg nach oben
erstrecken, erreichen die Anschläge
eine größere Fläche des
Steines.
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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.
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Erfindungsgemäß kann in
einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass
die Anschläge
als Schweißnähte bzw.
Schweißraupen
ausgebildet sind.
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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 Schlagelemente erneuert werden müssen. Die Schweißnähte werden
vorzugsweise mit einem Winkel von 20 bis 60° zur Vertikalen auf die Schlagelemente
aufgebracht.
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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.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Schlagelemente aus Metall, vorzugsweise
aus Stahl, Hartmetall oder einer hochfesten Schweißlegierung,
ausgebildet sind.
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Die
Schlagelemente bzw. die daraus gebildeten Alterungsformen können in
verschiedenster Weise realisiert werden. Einerseits ist es vorstellbar, die
Schlagelemente auf eine mit der Klopf- oder Schlageinrichtung verbundene
Grundplatte aufzubringen, beispielsweise aufzuschweißen. Andererseits
ist es auch möglich,
die Schlagelemente rahmen- oder gitterförmig auszubilden und diese
direkt mit der Klopf- oder Schlageinrichtung zu verbinden. Der rahmenförmige Aufbau
der Schlagelemente ermöglicht
dabei, dass die Oberflächen
der Steine durch eine zusätzliche
Einrichtung bearbeitet, beispielsweise zerkratzt werden können, damit
auch die Oberflächen
der Steine eine gealterte Optik erhalten. Vorgesehen sein kann auch,
dass jeweils eine durch die Schlagelemente gebildete Alterungsform
mit einem Schlagwerkzeug einer Klopf- oder Schlageinrichtung verbunden
ist.
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Zwischen
den die jeweilige Alterungsform bildenden Schlagelementen kann ein
Freiraum oder eine Grundplatte ausgebildet sein.
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Um
die Oberfläche
des Steines, die im späteren
verwendeten Zustand des Steines im Regelfall die Sichtseite des
Steines bildet, zu altern, können auf
der Grundplatte der entsprechenden Alterungsform vorzugsweise unregelmäßig verteilte
Anschläge vorgesehen
sein, die den Stein entsprechend anschlagen bzw. zerkratzen. Diese
Anschläge
können punktförmig oder
länglich
ausgebildet sein. Durch die Kombination von Anschlägen an den
Schlagelementen und der Grundplatte werden sowohl die Steinkanten
als auch die zugehörige
Oberfläche
(Sichtseite), die von den Steinkanten umschlossen wird, gealtert.
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Falls
in einer Ausführungsform,
bei der auf die Grundplatte verzichtet wird und stattdessen ein Freiraum
vorhanden ist, ebenfalls eine Bearbeitung der Oberfläche gewünscht wird,
kann dies durch eine separate Einrichtung erfolgen, die aufgrund
des Freiraumes zwi schen den rahmenförmig angeordneten Schlagelementen
auf die Oberfläche
des Steines einwirken kann.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass
die Steine vor der Bearbeitung durch die Klopf- oder Schlageinrichtung von
einer Halteeinrichtung umfasst werden, die den Bewegungsraum der
einzelnen Steine zueinander beschränkt.
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Die
Halteeinrichtung kann dabei in einfacher Weise als Formeinrichtung
ausgebildet sein, wie sie bei der Herstellung von Steinen zum Einfüllen und späteren Verdichten
des Betons verwendet wird. Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass die Steine, beispielsweise über ein Band, auf die tafelförmige Unterlage
geführt
werden. Anschließend wird
die Halteeinrichtung, die vorzugsweise für jeden Stein eine angepasste
Form aufweist, an die Steine herangeführt werden, so dass die Steine
von den Formen entsprechend umschlossen werden. Dabei ist vorgesehen,
dass die einzelnen Formen für
die Steine diese mit Spiel umschließen, so dass die Steine sich
innerhalb der Form etwas bewegen können, wodurch ein unregelmäßiges Bearbeiten
der Steinkanten, welches zu einer natürlich gealterten Optik führt, entsteht.
In vorteilhafter Weise kann das Schlagwerkzeug somit primär darauf
ausgerichtet werden, den Stein zu bearbeiten. Die Funktion, den Stein
an einem unkontrollierten Wandern auf der tafelförmigen Unterlage zu hindern,
wird durch die Halteeinrichtung übernommen.
Die Halteeinrichtung verhindert somit, dass die Steine miteinander
in Kontakt kommen und möglicherweise
derart verschoben werden, dass eine Bearbeitung durch die Schlagelemente
nicht mehr gezielt möglich
ist. Das Spiel, das die einzelnen Formen der Halteeinrichtung den
Steinen zur Verfügung
stellen, kann beispielsweise seitlich jeweils 1 cm betragen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren
Unteransprüchen
und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten
Ausführungsbeispielen.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen
durch schlagende Einwirkung ergibt sich aus Anspruch 9.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen hierfür ergeben sich ebenfalls aus
den weiteren Unteransprüchen
sowie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine Lage von Steinen, die auf einer tafelförmigen Unterlage
angeordnet sind, wobei die Steine von einer eine Vielzahl von Formen
aufweisenden Halteeinrichtung umgeben sind;
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2 eine
Draufsicht auf eine Vielzahl von Schlagelementen der Klopf- oder
Schlageinrichtung, wobei die Schlagelemente Alterungsformen ausbilden,
die jeweils dem Verlauf der Kanten eines zu bearbeitenden Steines
gemäß 1 entsprechen;
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3 eine
prinzipmäßige Einzeldarstellung einer
durch die Schlagelemente gemäß 2 gebildeten
Alterungsform;
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4 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei die Alterungsformen der Klopf- oder Schlageinrichtung die Kanten der
zu bearbeitenden Steine kontaktieren;
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5 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer zu 4 alternativen Ausführungsform,
wobei die Klopf- oder Schlageinrichtung aus einer Vielzahl von einzelnen
Klopf- oder Schlagwerkzeugen gebildet ist, die jeweils mit einer an
einen zu bearbeitenden Stein angepassten Alterungsform versehen
sind;
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6 eine
Produktionslage von Betonsteinen, die auf einer elastischen bzw.
flexiblen Matte aufgelegt sind; und
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7 eine
Produktionslage von Betonsteinen gemäß 6, wobei
die elastische bzw. flexible Matte derart auseinandergezogen ist,
dass die einzelnen Betonsteine der Produktionslage auf Abstand zueinander
liegen.
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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.
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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, 6 und 7 dargestellt.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, werden die Betonsteine 1 einlagig
in regelmäßiger Anordnung
auf eine tafelförmige
Unterlage 2 aufgebracht. Die Betonsteine 1 sind
dabei derart angeordnet, dass jeweils die zu bearbeitenden Kanten
bzw. die zu bearbeitende Oberfläche
des Steines 1 oben liegt. In 1 ist die
zu bearbeitende Oberseite mit dem Bezugszeichen 1a und
die an diese angrenzenden, freiliegenden Kanten mit 1b bezeichnet.
Im Regelfall werden dabei alle vier Kanten 1b "gealtert". Dabei kann vorgesehen
sein, dass lediglich die Kanten 1b und nicht auch die Oberfläche 1a gealtert
wird.
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Die
Unterlage 2 kann mit Aussparungen oder Bohrungen versehen
sein, damit bei der Kantenbearbeitung entstehende Steinreste von
der Unterlage 2 fallen können.
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1 zeigt
des weiteren eine Halteeinrichtung 3, durch die die Betonsteine 1 derart
umfasst werden, dass der Bewegungsraum der einzelnen Betonsteine 1 zueinander
beschränkt
ist. In der dargestellten Ausführungsform
weist die Halteeinrichtung 3 eine Vielzahl von Formen 3a auf,
die jeweils einen Betonstein 1 mit Spiel umgeben. Das Spiel
kann dabei seitlich beispielsweise 5 mm bis 20 mm, vorzugsweise
10 mm, betragen. Der Betonstein 1 hat somit die Möglichkeit,
sich bei der nachfolgenden Bearbeitung durch eine Klopf- oder Schlageinrichtung 4 leicht seitlich
zu bewegen, ohne jedoch den nächsten
angrenzenden Betonstein 1 zu berühren und diesen somit unkontrolliert
in Bewegung zu setzen. Wie sich aus 4 und 5 ergibt,
erstreckt sich die Halteeinrichtung 3 vorzugsweise nur über einen
Teil der Steinhöhe.
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2 zeigt
die Bearbeitungsseite der Klopf- oder Schlageinrichtung 4,
die zur Bearbeitung der Kanten 1b bzw. der Oberflächen 1a der
Betonsteine 1 mit dieser kontaktiert wird. Die in 2 dargestellte Klopf- oder Schlageinrichtung 4 ist
mit wenigstens annähernd
an den Verlauf der freiliegenden Kanten 1b der Betonsteine 1 angepassten
Schlagelementen 5 versehen. Die Schlagelemente 5 sind
dabei in einem Winkel zu der Steinoberfläche 1a angeordnet und
wirken auf die Kanten 1b ein. Die winklige Anordnung der
Schlagelemente 5 ist im Detail aus 3 ersichtlich.
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Durch
die Schlagelemente 5 werden Alterungsformen 6 ausgebildet,
die jeweils wenigstens annähernd
dem Verlauf der zu bearbeitenden Kanten 1b eines Betonsteines 1 entsprechen.
Wie aus einem Vergleich der 2 mit der 1 ersichtlich
ist, weist die Klopf- oder Schlageinrichtung 4 für jeden
Betonstein 1 der Lage eine entsprechend angepasste Alterungsform 6 auf.
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Gemäß 2 und 4 ist
vorgesehen, dass die Klopf- oder Schlageinrichtung 4 mit
Alterungsformen 6 für
alle Steine 1 einer Lage versehen ist. Dabei weist die
Klopf- oder Schlageinrichtung 4 ein Klopf- oder Schlagwerkzeug 4a auf,
das mit einer Werkzeugplatte 4b versehen ist, welche an
ihrer dem Betonstein 1 zugewandten Seite die Alterungsformen 6 aufweist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, dass die Klopf- oder Schlageinrichtung 4 für jeden
Betonstein 1 der Lage ein Klopf- oder Schlagwerkzeug 4a mit
einer entsprechenden Alterungsform 6 aufweist. Diese alternative Ausführungsform
ist in 5 prinzipmäßig dargestellt.
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Wie
aus 2 und 3 ersichtlich ist, sind die
durch die Schlagelemente 5 gebildeten Alterungsformen 6 rahmenförmig ausgebildet.
D.h. die durch die rahmenförmigen
Alterungsformen 6 begrenzte Fläche stellt einen Freiraum 7 dar.
Gemäß der in 2 dargestellten
Ausführungsform
weist die Werkzeugplatte 4b mit dem Freiraum 7 fluchtende Aussparungen
auf, so dass sichergestellt ist, dass die Oberflächen 1a der Betonsteine 1 durch
den Freiraum 7 hindurch zugänglich sind und gegebenenfalls bearbeitet
werden können.
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Auch
gemäß der in 5 dargestellten
Ausführungsform
kann eine rahmenförmige
Anordnung der Schlagelemente 5 mit einem dazwischen ausgebildeten
Freiraum 7 vorgesehen sein.
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In
einer alternativen und nicht näher
dargestellten Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, dass in dem Freiraum 7 eine
Grundplatte ausgebildet ist. Die Grundplatte kann dabei mit Anschlägen versehen
sein, die zur Bearbeitung der Oberfläche 1a des zugeordneten
Betonsteines 1 dienen. In der Ausgestaltung gemäß 2 kann
die Grundplatte in einfacher Weise dadurch gebildet werden, dass die
Werkzeugplatte 4b flächig,
d.h. ohne Aussparungen, ausgebildet ist.
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Wie
aus 3, 4 und 5 ersichtlich ist,
verjüngen
sich die Alterungsformen 6 nach oben bzw. öffnen sich
trichterförmig
in Richtung auf die Oberfläche 1a des
Betonsteines 1 nach unten. Im Ausführungsbeispiel ist dabei vorgesehen,
dass sich die Alterungsformen 6 in einem Winkel von 15
bis 60°,
vorzugsweise 45°,
trichterförmig
nach unten auf den Betonstein 1 bzw. dessen Oberfläche 1a öffnen. Ein
Winkel von 45° hat
sich hierfür
als besonders geeignet herausgestellt, da sich dabei die Kanten 1b der
Beton steine 1 besonders vorteilhaft an den Schlagelementen 5 anschlagen.
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Um
sicherzustellen, dass die Kanten 1b der Betonsteine 1 in
jedem Fall in Kontakt mit den Schlagelementen 5 kommen,
ist es vorteilhaft, wenn der Freiraum 7, den die Schlagelemente 5 umgrenzen, hinsichtlich
seiner Abmessungen geringfügig
kleiner ist als die zugewandte Oberfläche 1a des Betonsteines 1.
Somit ist sichergestellt, dass der Betonstein 1 nicht durch
den Freiraum 7 entweichen kann. Ähnliches gilt, wenn der Freiraum 7 durch
eine Grundplatte ausgefüllt
wird. In diesem Fall kann der Betonstein 1 zwar nicht durch
den Freiraum 7 entweichen, jedoch soll verhindert werden,
dass sich der Betonstein 1 lediglich flächig an der Grundplatte anschlägt und nicht
in Kontakt mit den Schlagelementen 5, die zum Brechen der
Kanten 1b vorgesehen sind, kommt.
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Wie
aus 3 im Detail ersichtlich ist, sind die Schlagelemente 5 mit
Anschlägen 8 versehen bzw.
weisen Anschläge 8 auf,
die auf die zu bearbeitenden Kanten 1b der Betonsteine 1 ausgerichtet sind.
Durch die vibrierende Bewegung der Klopf- oder Schlageinrichtung 4 schlagen
die Anschläge 8 an
den Kanten 1b der Betonsteine 1 an und wirken somit
auf diese "alternd" ein. Die Anschläge 8 weisen im
Ausführungsbeispiel
eine längliche
Form auf und erstrecken sich von der dem Betonstein 1 zugewandten
Spitze der Schlagelemente 5 schräg nach oben. Dabei hat es sich
als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Anschläge 8 in einen um 20° bis 60°, vorzugsweise
45°, zur
Vertikalen geneigten Winkel verlaufen. Daraus resultiert ein besonders
gutes optisches Ergebnis und die Anschläge 8 erreichen jeweils
einen großen
Bereich, in dem sie zufallsgesteuert die Kanten 1b des
Betonsteines 1 anschlagen können. Durch die schräge Anordnung
der Anschläge 8 wird vermieden,
dass die Anschläge 8 lediglich
senkrechte Schlitze, die künstlich
aussehen würden,
in den Betonstein 1 schlagen. Durch die schräge Anordnung
erhält
der Betonstein 1 eine Seitwärtsbewegung, wodurch die Anschläge 8 den
Betonstein 1 nicht nur senkrecht von oben kommend anschlagen, sondern
auch seitlich.
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Die
Anschläge 8 können im
wesentlichen parallel oder gegenläufig ausgerichtet sein. Eine
unregelmäßige Anordnung
ergibt dabei eine bevorzugte Optik der Betonsteine 1.
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Die
Anschläge 8 sind
im Ausführungsbeispiel
als Schweißnähte bzw.
Schweißraupen
ausgebildet.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Schlagelemente 5 und somit die
Alterungsform 6 aus Metall ausgebildet sind. Somit weisen
die Schlagelemente 5 eine besonders hohe Stabilität auf. Darüber hinaus
lassen sich die Schweißnähte 8 in
besonders einfacher Weise auf die Schlagelemente 5 aufbringen
und gegebenenfalls erneuern.
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Wie
sich aus 3 ergibt, sind die Schlagelemente 5 im
wesentlichen dach- bzw. im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet. Wie sich
aus einer Zusammenschau der 3 mit der 4 ergibt,
können
in vorteilhafter Weise beide Dachflächen eines Schlagelementes 5 genutzt
werden. Dabei bildet je eine "Dachseite" eines Schlagelementes 5 eine
seitliche Begrenzung einer angrenzenden Alterungsform 6.
Somit bildet das Schlagelement 5 eine Trennwand zwischen
zwei Alterungsformen 6. In vorteilhafter Weise lassen sich
dadurch beide Seitenflächen
des Schlagelementes 5 nutzen. Vorzugsweise sind beide Seitenflächen des
Schlagelements 5 mit Anschlägen 8 versehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist
die in 3 dargestellte Alterungsform 6 jedoch
einzeln dargestellt, weshalb auch nur eine Seite der Schlagelemente 5 mit
Anschlägen 8 versehen
ist. Die vorteilhafte doppelte Nutzung der Schlagelemente 5 als Bestandteil
jeweils zweier angrenzender Alterungsformen 6 ergibt sich
aus 4.
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Die
Alterungsformen 6 sind durch die doppelte Nutzung der Schlagelemente 5 mit
einem relativ geringen Kostenaufwand herstellbar. Vorteilhaft ist außerdem,
dass somit der Abstand zwischen den eingebrachten Betonsteinen 1 minimiert
ist.
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Die
Schlagelemente 5 weisen im Ausführungsbeispiel eine Höhe von 5
bis 40 mm, vorzugsweise 20 mm, und eine an die Länge der zu bearbeitenden Kanten 1b angepasste
Länge auf.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind die Alterungsformen 6 pfannenförmig ausgebildet und umschließen den
Betonstein 1 und dessen Oberfläche 1a entsprechend.
Hinsichtlich der konkreten Ausbildung der Schlagelemente 5 bzw.
der Alterungsformen 6 ergeben sich für den Fachmann verschiedene
Möglichkeiten
unter der Vorgabe, dass die Schlagelemente 5 in einem Winkel
zu der Steinoberfläche 1a auf
die Kanten 1b einwirken und wenigstens annähernd an den
Verlauf der Kanten 1b angepasst sind. Die Alterungsformen 6 können jede
beliebige Form aufweisen, beispielsweise quadratisch, rechteckig,
trapezförmig
oder kreisförmig.
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Bei
einem Verfahren zum künstlichen
Altern von Betonsteinen durch schlagende Einwirkung ist vorgesehen,
dass die Betonsteine 1 nach ihrer Produktion, gegebenenfalls
nach einem Trocknungsprozess, auf die tafelförmige Unterlage 2 aufgebracht werden.
Anschließend
umfassen die Formen 3a der Halteeinrichtung 3 die
auf die tafelförmige
Unterlage 2 aufgebrachten Betonsteine 1 mit Spiel.
In einem nächsten
Schritt werden die Kanten 1b des Betonsteines 1 mit
der Klopf- oder Schlageinrichtung 4 in Kontakt gebracht.
Dies kann einerseits dadurch erfolgen, dass die tafelförmige Unterlage 2 entsprechend auf
die Klopf- oder Schlageinrichtung 4 zu bewegt wird oder
alternativ dazu dass die Klopf- oder Schlageinrichtung 4 in
Richtung auf die Betonsteine 1 abgesenkt wird. Dadurch
entsteht die in 4 und alternativ dazu in 5 dargestellte
Bearbeitungsposition. In dieser Position umschließen die
einzelnen Alterungsformen 6 jeweils einen zugehörigen Betonstein 1 an
dessen Oberseite 1a. Anschließend setzt die Klopf- oder
Schlageinrichtung 4 den Vibrationsprozess in Gang, wodurch
die Anschläge 8 auf
die Kanten 1b der Betonsteine 1 einwirken. Die
Betonsteine 1 können
sich dabei mit Spiel innerhalb der Grenzen der Formen 3a bewegen,
werden von diesen jedoch daran gehindert, mit dem nächsten angrenzenden Betonstein 1 in
Kontakt zu kommen.
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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.
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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.
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Wie
sich aus 1 ergibt, weisen die Betonsteine 1 einen
definierten Abstand zueinander auf, wenn die Betonsteine 1 auf
der tafelförmigen
Unterlage 2 angeordnet sind. Dieser Abstand entspricht
im wesentlichen der Wandstärke
der Schlagelemente 5 (in 1 weisen
die Betonsteine 1 aus Darstellungsgründen einen zusätzlichen
Abstand auf).
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Ein
bevorzugtes Verfahren, um die Betonsteine 1 vor dem Auflegen
auf die tafelförmige
Unterlage 2 auf Abstand zueinander zu bringen, ergibt sich aus 6 und 7.
Dabei ist vorgesehen, dass die Betonsteine 1 einer Produktionslage
vor dem Auflegen auf die Unterlage 2 auf Abstand zueinander
gebracht werden, indem die Produktionslage auf eine elastische bzw.
flexible Matte 9 aufgelegt wird (6). Anschließend wird
die Matte 9, wie in 7 dargestellt,
gedehnt bzw. gestreckt. Dabei ist vorgesehen, dass die flexible
Matte 9 wenigstens in zwei, vorzugsweise um 90° zueinander
versetzten Richtungen gedehnt bzw. gestreckt wird. Im Ausführungsbeispiel
wird die flexible Matte 9, 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 7 dargestellten
Anordnung der Betonsteine 1 einer Produktionslage lassen
sich diese mittels bekannter Vorrichtungen, beispielsweise einer
Vakuumein richtung oder einem Greifer, auf die tafelförmige Unterlage 2 befördern.
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Dadurch,
dass die Betonsteine 1 einer Produktionslage auf Abstand
zueinander angeordnet sind, lassen sich diese auch besser greifen.
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Unter
dem Begriff flexible Matten 9 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.
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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 8 der
Schlagelemente 5 bearbeiten lassen.
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Darüber hinaus
ist eine Bearbeitung der Betonsteine 1 in einem relativ
weichen Zustand (d.h. nach einer kur zen 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.
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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 1b bzw. Oberflächen 1a gealtert werden.
Hierzu müssen
die Alterungsformen 6 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegebenenfalls
gewechselt werden bzw. es müssen
mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen
in einer Reihe vorgesehen sein, die die Steine 1 nacheinander
durchlaufen.
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Für die übliche Verwendung
der Betonsteine 1 ist die Alterung einer Oberfläche 1a bzw.
der an diese angrenzenden freiliegenden Kanten 1b ausreichend.
Falls jedoch auch die der Oberfläche 1a gegenüberliegende
Unterseite des Steines 1 gealtert werden soll, ist es in
einer nicht dargestellten Ausführungsform
möglich,
die tafelförmige
Unterlage 2 mit Schlagelementen 5 bzw. Alterungsformen 6 zu
versehen, die analog zu den Schlagelementen 5 bzw. den
Alterungsformen 6 der Klopf- oder Schlageinrichtung 4 ausgebildet
sind. In die derart ausgebildeten Alterungsformen 6 der
Unterlage 2 können
dann die Steine 1 eingelegt werden. Die von der Klopf-
oder Schlageinrichtung 4 auf die Oberfläche 1a eingeleitete
schlagende bzw. vibrierende Bewegung reicht dabei aus, dass auch
die Unterseite des Steins 1 durch eine entsprechende reibende
bzw. schlagende Bewegung an den dortigen Schlagelementen, vorzugsweise
ebenfalls versehen mit Anschlägen,
bearbeitet wird.