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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen,
insbesondere von Betonsteinen, Ziegelklinkern und Natursteinen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum künstlichen
Altern von Steinen.
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Steine,
beispielsweise Belagselemente, Fassadenelemente, Kalksandsteine,
Betonsteine, Ziegel bzw. Ziegelklinker, Natursteine 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 ist ein zu der Drehtrommel alternatives Verfahren
bekannt, bei der die zu alternden Steine gemeinsam mit einer Vielzahl von
Schlagkörpern
auf eine geneigte Rinne aufgelegt werden. Diese Rinne wird in Vibration
versetzt, sodass sich die Steine gegenseitig und an den Schlagkörpern anschlagen.
Dadurch erhalten die Steine eine gealterte Optik, welche annähernd dem
Resultat der vorbeschriebenen Drehtrommel entspricht. Aufgrund der
Neigung der Rinne wandern die zu bearbeitenden Steine als auch die
Schlagkörper
von einem oberen Ende zu einem unteren Ende der Rinne. Nachdem die
Steine und die Schlagkörper
die Rinne an deren unterem Ende verlassen haben, werden die Schlagkörper von
den Steinen getrennt. Die Schlagkörper werden erneut dem oberen
Ende der Rinne zugeführt,
während
die Steine zu einer Sortiereinrichtung weiterbefördert werden.
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Aus
dem Stand der Technik sind zur Sortierung der Steine Sortieranlagen
bekannt, die die Steine 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
DE 36 21 276 C2 ist
ein Verfahren bekannt, bei dem 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, sodass die Steine
eng aneinander anlie gen 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,
sodass 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
werden die Steine in Bewegung gebracht, sodass 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.
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In
Versuchen hat sich herausgestellt, dass der Kantenbruch um so schlechter
wird, je größer der zu
alternde Stein ist. Dies resultiert daraus, dass der Anschlagwinkel
umso flacher wird desto größer der zwischen
den Platten angebrachte Stein ist. Aus dem flachen Anschlagwinkel
resultiert ein ungünstiger Bruch
der Kasnten.
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Analog
zu dem Alterungsverfahren mittels der Drehtrommel besteht dabei
der Nachteil, dass Flächen
und Kan ten 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, Ziegelklinkern
und Natursteinen, zu schaffen, wodurch eine energie- und zeitsparende
Alterung mit einem vorteilhaften Kantenbruch möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des zu schaffenden Verfahrens durch die
Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich der zu schaffenden Vorrichtung durch die
Merkmale von Anspruch 12 gelöst.
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In überraschender
Weise hat der Erfinder herausgefunden, dass sich durch die erfindungsgemäße Lösung eine schnelle
und effektive Alterung der Oberseite der Steine und der darin angrenzenden, freiliegenden
Kanten ergibt. Die vibrierende Bewegung der Unterlage verursacht
dabei, dass die Schlagkörper
und in geringerem Maße
auch die Steine in Bewegung gesetzt werden.
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Die
Stärke
der Bewegung der Steine und der Schlagkörper ist bedingt durch die
Vibration sowie die Anzahl der Steine und Schlagkörper und
deren Gewicht. In einfacher Weise lässt sich dabei erreichen, dass
die Schlagkörper
von der Oberfläche
der Steine, auf der diese aufliegen, nach oben abgestoßen werden.
Bedingt durch die Schwerkraft fallen die Schlagkörper anschließend wieder
auf die Oberfläche
der Steine zurück
und schlagen mit diesen zusammen bzw. wirken auf diese "alternd" ein. Die Steine
werden durch das zufällige
Hochschleudern der Schlagkörper
und das ebenfalls zufällige
Zurückfallen
der Schlagkörper
unregelmäßig angeschlagen. Dadurch
entsteht eine Optik, die der eines natürlich gealterten Steines entspricht.
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Wie
der Erfinder herausgefunden hat, ist die Einwirkung der Schlagkörper auf
die Kanten der Steine besonders wirkungsvoll, sodass diese innerhalb kürzester
Zeit in gewünschter
Weise gebrochen werden und dadurch die gealterte Optik erhalten.
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Vorteilhaft
kann es dabei sein, wenn den Steinen ein gewisser Freiraum zur Verfügung gestellt wird,
der eine seitliche Bewegung der Steine zulässt, sodass die Kanten der
Steine einen Abstand zueinander einnehmen können. Dabei kommt es nicht
darauf an, dass sich durch diesen Abstand (bedingt durch die Vibration)
die Kanten der Steine gegenseitig anschlagen können, sondern dass die Schlagkörper besonders
effektiv in den Zwischenraum bzw. Spalt zwischen zwei Kanten einschlagen
und somit die Kanten optisch vorteilhaft brechen können. Prinzipiell
ist ein Brechen bzw. Bearbeiten der Kanten auch ohne einen derartigen
Abstand möglich.
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Von
Vorteil ist es, wenn der Freiraum, der den Steinen zum seitlichen
Wandern zur Verfügung steht,
geringer ist als der minimale Durchmesser der Schlagkörper. Da durch
wird verhindert, dass die Schlagkörper in den Spalt zwischen
zwei Kanten zweier angrenzender Steine eindringen können. Falls
die Schlagkörper
einen minimalen Durchmesser von beispielsweise 5 cm aufweisen, kann
vorgesehen sein, dass der Freiraum, der der den Steinen insgesamt
zum seitlichen Wandern zur Verfügung steht,
4 cm beträgt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
nicht auf das gleichzeitige Altern einer bestimmten Anzahl von Steinen
bzw. einer Lage von Steinen beschränkt. Unter dem Begriff "Vorrichtung bzw.
Verfahren zum künstlichen
Altern von Steinen" kann
ebenfalls verstanden werden, dass nur ein einziger Stein verfahrensgemäß gealtert
bzw. der Vorrichtung zugeführt wird.
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Die
Vorrichtung kann beispielsweise in Form einer Rinne ausgebildet
sein, welche die Steine einzeln oder in einer oder mehreren Reihen
durchwandern. Dabei werden die Schlagkörper zumindest in einem Bereich
der Rinne auf die Oberfläche
der Steine aufgebracht. Die Rinne kann dabei mit einer Vibrationseinrichtung,
beispiels weise mit Unwuchtgeneratoren, in Verbindung stehen, die
die Rinne in eine vibrierende Bewegung versetzen. Die vibrierende Bewegung überträgt sich
dabei über
die Steine auf die Schlagkörper,
die somit von der Oberfläche
der Steine abgestoßen
werden und unter schlagender Einwirkung wieder auf diese zurückfallen.
Die Rinne kann seitlich vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass
eine seitliche Begrenzung für
die Steine sowie für
die Schlagkörper
geschaffen wird, sodass sowohl die Steine als auch die Schlagkörper umfasst
und an einem Verlassen der Rinne gehindert werden.
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Die
Steine können
in beliebiger Weise auf die Rinne aufgelegt und wieder von dieser
entfernt werden. Vorgesehen sein kann dabei auch, dass die Rinne
mit einem Transportband versehen ist.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Steine in ihrer Produktionslage gealtert
werden. Die Steine können dabei
einlagig in ihrer Produktionslage auf die vorzugsweise tafelförmige Unterlage
aufgebracht werden. Hierzu stehen aus dem allgemeinen Stand der Technik
eine Viel zahl von Möglichkeiten
zur Verfügung.
Daraufhin werden die Schlagkörper
auf die Oberfläche
der Steine abgelegt, wobei die Unterlage anschließend oder
bereits vor dem Auflegen der Schlagkörper in Vibration versetzt
wird. Die Alterung einer gesamten Produktionslage von Steinen kann somit
zeit- und energiesparend durchgeführt werden. Das Ergebnis entspricht
dabei wenigstens dem Ergebnis von in einer Drehtrommel gealterten
Steinen.
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Eine
anschließende
Sortierung der Steine ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass die Unterlage mit einer Umrandung versehen
ist, durch die die aufgebrachten Steine in ihrer seitlichen Bewegung
begrenzt werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Umrandung die
Steine mit Spiel umgibt, sodass die Steine zueinander einen Abstand
einnehmen können,
der ein Einwirken der Schlagkörper
zwischen zwei angrenzenden Kanten der Steine und/oder eines Steines
und der Umrandung ermöglicht.
Besonders vor teilhaft ist es dabei, wenn die Umrandung die Oberfläche der
Steine in vertikaler Richtung überragt,
sodass eine seitliche Begrenzung für die Schlagkörper ausgebildet
wird. Die seitliche Begrenzung beschränkt dabei die Bewegung der
Schlagkörper
im wesentlichen auf die Oberfläche
der Steine.
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Nach
der Bearbeitung können
die Schlagkörper
in einfacher Weise wieder von der Oberfläche der Steine entfernt werden.
Hierzu sind verschiedene technische Ausgestaltungen möglich.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Schlagkörper
aus Hartmetall, Metall oder Stahl ausgebildet sind und die Schlagkörper nach
der Bearbeitung der Oberfläche und/oder
der Kanten der Steine magnetisch von der Oberfläche abgehoben werden. Hierzu
kann beispielsweise oberhalb der Oberfläche der Steine ein Magnet angeordnet
sein. Der Abstand des Magnets von der Oberfläche der Steine kann vorzugsweise derart
gewählt
werden, dass die Schlagkörper
den Magneten während
der Bearbeitung der Oberfläche der
Steine nicht berühren.
Vorzugsweise kann der Magnet durch das Anlegen eines entsprechenden Stromes
magnetisiert werden. Vorgesehen sein kann dabei auch, dass der Magnet
mittels einer Führungseinrichtung
zum Abheben der Schlagkörper
von der Oberfläche
der Steine an die Schlagkörper
herangeführt
wird.
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Alternativ
oder ergänzend
zu dem Magneten kann auch eine Ablage- und Entnahmeeinrichtung vorgesehen
sein, die ein Abstreifglied aufweist, welches zum Entfernen der
Schlagkörper über die
Oberfläche
der Steine führbar
ist. Hierzu können
beispielsweise zwei gegenüberliegende
Seiten der Umrandung abgesenkt oder weggeklappt werden, damit das
Abstreifglied entsprechend eingeführt und die Schlagkörper ausgeschoben
werden können.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine
Bearbeitung der Oberfläche
bzw. der Kanten, die im späteren,
eingebauten Zustand der Steine die Sichtseite bilden bzw. diese
umschließen.
Es wird folglich keine Energie und Zeit auf die Bearbeitung von
Kanten oder Oberflä chen
verschwendet, die bei einer späteren
Verwendung der Steine gar nicht sichtbar sind.
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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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Die
Unterlage bzw. die Umrandung der Unterlage kann an die verschiedenen
Abmessungen und Formen, die die Pro duktionslagen von Steinen aufweisen
können,
angepasst sein. Beispielsweise kann die Unterlage bzw. die Umrandung
der Unterlage eine kreisförmige
Form aufweisen, wenn beispielsweise Betonpflastersteine produziert
werden, die ein kreisrundes Pflaster darstellen sollen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren
Unteransprüchen
und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf eine Produktionslage von Steinen, die auf eine Unterlage
aufgebracht sind;
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2 eine
Draufsicht auf eine Produktionslage von Steinen, die auf eine Unterlage
aufgebracht sind, wobei auf die Oberfläche der Steine Schlagkörper aufgelegt
sind;
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3 eine
Ansicht der in 2 dargestellten Anordnung im
Betrieb, wobei die Steine aufgrund der Vibration der Unterlage einen
Abstand zueinander eingenommen haben;
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4 einen
Schnitt gemäß der Linie
IV-IV der 3 mit einer Darstellung eines
Magneten;
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5 eine
Draufsicht auf einen Produktionslage von Steinen nach Beendigung
des Alterungsprozesses, mit einem Abstreifglied zum Entfernen der
Schlagkörper
von der Oberfläche
der Steine; und
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6 einen
alternative Darstellung einer Unterlage mit einer reihenförmigen Anordnung
von Steinen, wobei auf die Oberfläche der Steine Schlagkörper aufbracht
sind.
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Erfindungsgemäß können beliebige
Steine, beispielsweise Belagselemente, Fassadenelemente, Kalksandsteine, Betonsteine,
Ziegel bzw. Ziegelklinker oder Natursteine unabhängig von ihrer Materialbeschaffenheit
gealtert werden. Nachfolgend wird anhand der Ausführungsbeispiele
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 Produktionslage
ist beispielhaft in den 1 bis 5 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 bearbeitende Kante 1b bzw.
die zu bearbeitende Oberflä che 1a (=
in der Regel die spätere Sichtseite)
des Steines 1 oben liegt.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, weist die Unterlage 2 eine
Umrandung 3 auf, die die Steine 1 umgibt. Die
von der Umrandung 3 umschlossene Fläche der Unterlage 2 ist
dabei größer als
die Fläche,
die die Steine 1 einnehmen. Somit haben die Steine 1 – bedingt
durch eine vibrierende Bewegung der Unterlage 2 – die Möglichkeit,
einen Abstand zueinander einzunehmen. Dies ist in 3 dargestellt.
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2 zeigt
eine Mehrzahl von Schlagkörpern 4,
welche auf der Oberfläche 1a der
Steine 1 aufgebracht bzw. aufgelegt sind. Die Schlagkörper 4 sind
gegenüber
der Oberfläche 1a frei
beweglich. Die Schlagkörper 4 sind
ebenfalls zueinander frei beweglich. Die Schlagkörper 4 können aus
jedem beliebigen Material hergestellt sein. Im Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, dass die Schlagkörper
aus Hartmetall, Metall oder Stahl gebildet sind. Die Form der Schlagkörper 4 kann
ebenfalls beliebig gewählt
werden, wobei es sich als vorteilhaft herausgestellt hat, die Schlagkörper 4 kugelförmig, ringförmig, mehreckig
oder zylindrisch auszubilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Schlagkörper 4 kugelförmig ausgebildet.
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Um
die Schlagkörper 4 auf
die Oberfläche 1a der
Steine 1 abzulegen und wieder von dieser zu entfernen,
ist im Ausführungsbeispiel
eine Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 vorgesehen. Hierfür sind verschiedene
Ausgestaltungen denkbar. In 4 ist eine
Ausgestaltung der Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 als
Magnet vorgesehen. Durch ein entsprechendes Magnetisieren bzw. Entmagnetisieren des
Magneten 5 werden die Schlagkörper 4 entweder von
dem Magneten 5 angezogen oder fallen von diesem in Richtung
auf die Oberfläche 1a der
Steine 1 ab.
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5 zeigt
eine alternative Ausgestaltung der Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 mit
einem Abstreifglied 6, welches die Schlagkörper 4 nach
Beendigung des Alterungsprozesses beispielsweise durch eine lineare
Bewegung von der Oberfläche 1a der
Steine 1 schiebt und in einen Sammelbehälter 7 ausgibt. Von
diesem Sammelbehälter 7 können die Schlagkörper 4 in
einfacher Weise weiter transportiert werden, sodass die Schlagkörper 4 auf
eine neu auf die Unterlage 2 aufgebrachte Lage von Steinen 1 aufgebracht
werden können.
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Nachdem
die Schlagkörper 4 gemäß 2 auf
der Oberfläche 1a der
Steine 1 aufliegen, beginnt der Vibrations- bzw. der eigentliche
Alterungsprozess. In einer alternativen Ausführungsform kann dabei auch
vorgesehen sein, dass der Vibrationsprozess bereits läuft, während die
Schlagkörper 4 aufgebracht
werden. 3 zeigt eine mögliche Darstellung
bzw. Anordnung der Steine 1 während dem Alterungsprozess,
d.h. während
der Vibration der Unterlage 2. Zur Erzeugung der Vibration
kann eine Vibrationseinrichtung 8, wie dies beispielsweise
in 4 dargestellt ist, eingesetzt werden. Die Vibrationseinrichtung 8 kann
beispielsweise Unwuchtgeneratoren aufweisen. Durch die Vibrationseinrichtung 8 werden
die Steine 1 und die Schlagkörper 4 zueinander
derart in Bewegung gesetzt, dass die Schlagkörper 4 auf die Oberfläche 1a und
die freilie genden Kanten 1b der Steine 1 einwirken.
Die Schlagkörper 4 werden
durch die vibrierende Bewegung der Unterlage 2 von der
Oberfläche 1a der
Steine 1 abgestoßen um anschließend
wieder auf die Oberfläche 1a bzw.
die Kanten 1b zurückzufallen.
Die seitliche bzw. horizontale Bewegung der Schlagkörper 4 wird
dabei im wesentlichen auf die Oberfläche 1a der Steine 1 beschränkt. Hierzu
sind seitliche Begrenzungen 9 vorgesehen, welche die Schlagkörper 4 derart
umfassen, dass die seitliche bzw. horizontale Bewegung der Schlagkörper 4 im
wesentlichen auf die Oberfläche 1a der
Steine 1 beschränkt
ist.
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4 zeigt
die seitliche Begrenzung 9 für die Schlagkörper 4 im
Schnitt.
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Analog
zu der Begrenzung der seitlichen bzw. horizontalen Bewegung der
Schlagkörper 4 begrenzt
die Umrandung 3 die seitliche bzw. horizontale Bewegung
der auf die Unterlage 2 aufgebrachten Steine 1.
Dabei ist vorgesehen, dass die Steine 1 zueinander einen
Abstand einnehmen können,
der ein Einwirken der Schlagkörper 4 auf
zwei angrenzende Kanten 1b zweier Steine 1 und/oder
eines Steines 1 und der Umrandung 3 ermöglicht,
ohne dass die Schlagkörper 4 in
die entstandenen Zwischenräume vollständig eindringen
können.
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Die
Umrandung 3 kann dabei derart ausgebildet sein, dass zwei
aneinandergrenzende Steine bzw. ein Steine 1 und die Umrandung 3 maximal
einen Abstand zueinander einnehmen können, der kleiner ist als der
minimale Durchmesser der auf die Oberfläche 1a aufgelegten
Schlagkörper 4.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist, wie beispielsweise aus 4 ersichtlich
ist, vorgesehen, dass die seitlichen Begrenzungen 9 durch
eine vertikale, die Oberfläche 1a der
Steine 1, überragende
Verlängerung
der Umrandung 3 ausgebildet sind. Die Unterlage 2 ist
somit schalen- oder topfförmig
augebildet.
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Der
in 3 und 4 dargestellte Alterungsprozess,
d.h. die Bearbeitungszeit in der die Schlagkörper 4 auf die Oberfläche 1a und/oder
die Kanten 1b der Steine 1 einwirken, kann beispielsweise
5 bis 50 Sekunden, vorzugsweise 15 bis 30 Sekunden, betragen. Vorzugsweise
wird die Vibration der Unterlage 2 mittels der Vibrationseinrichtung 8 derart
gewählt,
dass die Schlagkörper 4 mit
einer hohen Amplitude bewegt werden.
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In
der in 4 dargestellten Ausführungsform, in der vorgesehen
ist, dass die Schlagkörper 4 nach
der Bearbeitung der Oberfläche 1a und/oder der
Kanten 1b der Steine 1 magnetisch von der Oberfläche abgehoben
werden, kann eine bewegliche Führung
des Magneten 5 vorgesehen sein, sodass die Schlagkörper 4 in
besonders einfacher Weise angezogen werden können. Wie aus 4 ersichtlich, ist
der Magnet 5 oberhalb der auf die Unterlage 2 aufgebrachten
Steine 1 angeordnet. Alternativ zu einer beweglichen Ausführung des
Magneten 5 kann auch vorgesehen sein, dass die Magnetkraft
des Magneten 5 derart stark gewählt wird, dass die Schlagkörper 4 auch
ohne eine Bewegung des Magneten 5 von der Oberfläche 1a abgehoben
und an den Magneten 5 gezogen werden. Vorgesehen ist dabei,
dass die Magnet kraft des Magneten 5 zum Ablegen der Steine 1 derart
reduziert werden kann, dass die Schlagkörper 4 aufgrund ihres
Eigengewichtes bzw. der Schwerkraft zurück auf die Oberfläche 1a der
Steine 1 fallen können.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Anzahl der Schlagkörper 4 derart gewählt ist, dass
30 bis 90 %, vorzugsweise 70 %, der Oberfläche 1a der Steine 1 bedeckt
sind. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein,
dass die Unterlage 2 geneigt ist. Dabei kann auch vorgesehen
sein, dass die Neigung der Unterlage 2 fortlaufend verändert wird,
sodass die Schlagkörper 4 bzw.
die Steine 1 zusätzlich
in Bewegung versetzt werden.
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Eine
Neigung der Unterlage 2 kann sich auch zur Entnahme der
Schlagkörper 4,
insbesondere wenn diese kugelförmig
ausgebildet sind, eignen. Eine Neigung der Unterlage 2 kann
dabei eine Ausgestaltung der Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 gemäß 5 unterstützen, wenn
die Neigung der Unterlage 2 abschüssig in Richtung auf den Sammelbehälter 7 verläuft. Um
die Schlag körper 4 gemäß 5 in
vorteilhafter Weise von der Oberfläche 1a der Steine 1 entfernen
zu können,
kann vorgesehen sein, dass wenigstens die dem Ausgabebereich, d.h. dem
Sammelbehälter 7 zugewandte
seitliche Begrenzung 9 bzw. die entsprechende Verlängerung der
Umrandung 3 entfernt bzw. aufgeklappt werden kann. Um das
Abstreifglied 6 möglichst
einfach zuführen
zu können,
kann dabei auch vorgesehen sein, dass die gegenüberliegende seitliche Begrenzung 9 bzw.
die entsprechende vertikale Verlängerung
der Umrandung 3 entfernbar bzw. aufklappbar ist.
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Die
Unterlage 2 kann gegebenenfalls mit einem Transportband
zum Zu- und/oder Abführen
der Steine 1 versehen sein.
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6 zeigt
eine rinnenförmige
Ausgestaltung der Unterlage 2. Dabei ist der Einsatz eines Transportbandes 10 vorgesehen
auf dem die Steine 1 aufgelegt sind. Die Steine 10 durchlaufen
dabei einen mit Schlagkörpern 4 versehenen
Bereich. Die Unterlage 2 wird durch die Vibrationseinrichtung 8 fortlaufend
in Vibration ver setzt, sodass die Schlagkörper 4 fortlaufend
von der Oberfläche 1a der
Steine 1 nach oben abgestoßen werden, um anschließend wieder
auf die Oberfläche 1a bzw.
die Kante 1b herunterzufallen. Durch eine geeignete Wahl
des Abstandes zwischen den durchgeführten Steinen 1 und eine
angepasste Geschwindigkeit des Transportbandes 10 kann
in einfacher Weise erreicht werden, dass fortlaufend neue Steine 1 zugeführt werden,
auf die die in Bewegung versetzten Schlagkörper 4 auftreffen.
Ein Unterbrechen des Alterungsprozesses bzw. eine spezielle Ablage-
und Entnahmeeinrichtung 5 für die Schlagkörper 4 ist
somit nicht notwendig.
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Vorzugsweise
kann die Unterlage 2 derart geneigt werden, dass die Unterlage 2 in
Durchlaufrichtung leicht ansteigt und somit einem Impuls, den die
Schlagkörper 4 durch
die Bewegung der Steine 1 bekommen, entgegengewirkt wird.
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Der
Bereich, in dem die Schlagkörper 4 angeordnet
sind, kann beispielsweise durch eine Trennwand 11 am Anfang
und am Ende dieses Bereiches beschränkt werden.
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Die
Trennwand 11 ist dabei vorzugsweise derart angeordnet,
dass die Steine 1 darunter hindurchtransportiert werden
können,
jedoch der Abstand zwischen der Trennwand 11 und der Oberfläche 1a der
Steine 1 nicht so groß ist,
dass zusätzlich zu
den Steinen 1 auch Schlagkörper 4 unterhalb der Trennwand 11 hindurchtransportiert
werden können. Darüber hinaus
erstreckt sich die Trennwand 11 vorzugsweise derart in
vertikaler Richtung, dass die Schlagkörper 4 nicht über die
Trennwand 11 gestoßen
werden können.
Die Trennwand 11 kann dabei an ihrer Oberseite bündig mit
den seitlichen Begrenzungen 9 bzw. der vertikalen Verlängerung
der Umrandung 3 abschließen.
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Gemäß 6 ist
vorgesehen, dass der Abstand zwischen den einzelnen Steinen 1 und
den Steinen 1 und der Umrandung 3 derart gewählt ist, dass
die Schlagkörper 4 die
Kanten 1b gut bearbeitet können, jedoch ausgeschlossen
ist, dass die Schlagkörper 4 in
den durch den Abstand gebildeten Zwischenraum vollständig eindringen
können.
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In
einer zu 6 alternativen Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Reihen von Steinen 1 parallel
zueinander angeordnet sind und den mit den Schlagkörpern 4 versehenen Bereich
analog dazu durchlaufen.
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Prinzipiell
kann auch eine gesamte Produktionslage von Steinen 1 gemäß 6 bearbeitet
werden. Vorzugsweise werden dabei ganze Produktionslagen – analog
zu den einzelnen Steinen 1 – aneinandergereiht durch einen
mit Schlagkörpern 4 versehenen
Bereich transportiert.
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Zur
Alterung mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist bereits eine geringe
Vibration mit einer niedrigen Frequenz ausreichend, da sich die
Steine 1, wie sich in Versuchen herausgestellt hat, schnell und
effektiv mit den Schlagkörper 4 bearbeiten
lassen.
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Darüber hinaus
ist eine Bearbeitung der Steine 1 in einem relativ weichen
Zustand (d.h. nach einer kurzen Trocknungszeit) möglich, da
ein Brechen der Steine 1 nicht zu befürchten ist. Durch die Bearbeitung
von re lativ weichen Betonsteinen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
nur gering abgenutzt. Darüber
hinaus sind kurze Bearbeitungszeiten möglich. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass ein Brechen der Steine 1 nicht zu erwarten
ist, da der Zementanteil der Betonsteine reduziert werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
eignen sich zur Alterung von beliebigen Steinen und ist nicht auf
Betonsteine 1 bzw. einen bestimmten Einsatzzweck beschränkt. Gegebenenfalls
können
die Steine 1 in die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrmals, unterschiedlich
ausgerichtet, eingelegt werden, sodass mehrere Kanten 1b bzw.
Oberflächen 1a gealtert werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Schlagkörper 4 völlig frei
beweglich sind. Erfindungsgemäß kann jedoch
auch vorgesehen sein, dass die Schlagkörper 4 im wesentlichen
frei beweglich sind, d.h. beispielsweise könnten die Schlagkörper 4 untereinander
verbunden sein, sodass eine Art Netz von Schlagkörpern 4 auf die Oberfläche 1a der Steine 1 aufbringbar
ist. Die Verbindung zwischen den Schlagkörpern 4 könnte dabei
derart gestaltet sein, dass diese eine bestimmte Bewegung der Schlagkörper 4 innerhalb
des Netzes in Relation zu den anderen Schlagkörpern 4 ermöglicht.
Somit ist weiterhin ein zufälliges
Auftreffen der Schlagkörper 4 auf
die Oberfläche 1a innerhalb
eines bestimmten Freiraumes gewährleistet.
Des weiteren könnte
vorgesehen sein, dass die Schlagkörper 4 jeweils an
flexiblen Drähten,
Seilen, Ketten oder dergleichen aufgehängt sind, sodass die Schlagkörper 4 auf
die Oberfläche 1a abgesenkt
werden können.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bewegung der Schlagkörper 4 durch
die Drähte
bzw. Seile, an denen diese aufgehängt sind, nur geringfügig eingeschränkt wird.
Vorgesehen sein kann dabei auch, dass die Drähte eine Bewegung der Schlagkörper 4 innerhalb
eines bestimmten Radius ermöglichen,
sodass ein zufälliges
Aufschlagen auf die Oberfläche 1a der
Steine 1 weiterhin gewährleistet
wird. Zum Entnehmen der Schlagkörper
kann beispielsweise die Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 eingesetzt werden.
An dieser können die
Schlagkörper 4 über die
Drähte
bzw. Seile befestigt sein. Durch ein Anheben der Ablage- und Entnahmeeinrichtung 5 bzw.
ein Aufwickeln der Drähte
können
die Schlagkörper 4 – ähnlich wie
Kegel auf der Kegelbahn – angehoben und
somit von der Oberfläche 1a entfernt
werden.
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Prinzipiell
sind verschiedene Ausführungen denkbar,
die eine im wesentlichen frei bewegliche Anordnung der Schlagkörper 4,
insbesondere in Bezug auf die Oberfläche 1a bzw. die Kanten 1b der Steine 1 ermöglicht.
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In
besonders vorteilhafter Weise eignet sich die erfindungsgemäße Lösung auch
zum Altern von gesplitteten bzw. gespalteten Steinen, die im allgemeinen
eine unebene bzw. mit Erhöhungen
und Vertiefungen versehene Oberfläche aufweisen. Eine Alterung
dieser Steine ist aufgrund der unebenen Oberfläche mit den Verfahren aus dem
Stand der Technik nicht möglich.
Die erfindungsgemäß frei beweglichen Schlagkörper 4 eignen
sich jedoch auch bei diesen Steinen zum Altern der Kanten und der
Oberfläche.