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Vorrichtung zum Herstellen von Hohlformlingen aus Beton oder ähnlichen
Massen Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Steinen aus Beton oder
anderen geeigneten Massen, z. B. Kunststoffen, und bezweckt, solchen Steinen eine
größtmögliche Verschleiß- und Druckfestigkeit zu verleihen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer an sich bekannten
Vorrichtung aus, bei der Hohlformlinge aus Beton oder ähnlichen Massen in einer
Form mittels eines umlaufenden, axial verschiebbaren zylindrischen Verdrängungskörpers
hergestellt werden.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art sind zur Herstellung von Werkstücken
in Hohlkörpergestalt wie Rohren, Töpfen, Behältern u. dgl. bestimmt, und demgemäß
sind ihre umlaufenden Verdrängungskörper mit Vorsprüngen versehen, die an der Mantelfläche
eines umlaufenden zylindrischen oder auch konischen Verdrängungskörpers angeordnet
sind und den Mantel des Hohlkörpers gegenüber einer Forinwandung von entsprechender
Gestalt formen, während ein bei manchen dieser Werkstücke vorhandener Boden durch
Begrenzung des axialen Vorschubs des Verdrängungskörpers geformt wird. Lediglich
bei einer Vorrichtung zum Herstellen von homogenisierten Hubeln oder Halb- und Fertigwaren
aus keramischer Masse mittels gegenläufiger Drehbewegung eines Stempels und einer
Matrize ist es bekannt, diese beiden Teile oder einen von ihnen mit spiralig verlaufenden,
dem zu formenden Werkstück angepaßten Knetwulsten zu versehen, die sich in der Drehrichtung
des Werkzeuges verjüngen oder verflachen.
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Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht imstande, einem Hohlkörper aus
Beton od. dgl. im Bereich seines Bodens und der sich anschließenden Seitenteile
eine besondere Verfestigung zwecks Steigerung seiner Festigkeit zu erteilen, auf
die es gerade bei den Hohlformlingen ankommt, die mit der Vorrichtung nach der Erfindung
als Kopf- und Mantelteil von Steinen aus Beton und ähnlichen Stoffen hergestellt
werden und den der Hauptbeanspruchung ausgesetzten Bestandteil der Steine bilden
sollen, die im übrigen durch eine Ausfüllung des Hohlformlings ihre endgültige Gestalt
erhalten.
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Für die Herstellung eines hierzu geeigneten Hohlformlings schlägt
die Erfindung eine solche Ausbildung der an sich bekannten Vorrichtung vor, daß
der in einer Form umlaufende, axial verschiebbare zylindrische Verdrängungskörper
an seiner dem Boden der Form zugewandten Seite eine spiralige, schraubenfönnig gewundene
Fläche besitzt. Durch seinen Umlauf und seinen axialen Vorschub wirkt der Verdrängungskörper
in der Weise auf die in die Forrn eingefüllte Masse ein, daß er sie in dem gesamten,
von ihr auszufüllenden Raum der Form gleichmäßig verteilt und verdichtet, wodurch
ein Hohlformling geschaffen wird, der nach seiner Ausfüllung zu einem Kunststein
insbesondere für Pflasterungen, dessen Kopffläche mit ihren Kanten sowie anschließenden
Seitenflächen denjenigen Bestandteil des Steines bildet, welcher den schwersten
Beanspruchungen ausgesetzt, ihnen jedoch durch die erhöhte Festigkeit gewachsen
ist, die er infolge seiner Herstellung in der neuen Vorrichtung erhalten hat.
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Die Verdichtungswirkung, die mit der neuen Vorrichtung auf die Masse
des Hohlformlings ausgeübt wird, kann dadurch gesteigert werden, daß auf den umlaufenden
Verdrängungskörper über den Druck auf Grund seines Eigengewichtes hinaus zusätzliche
Druckkräfte ausgeübt werden.
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Für die vorerwähnte Ausfüllung des Hohlformlings kann man die Vorrichtung
nach der Erfindung durch einen nicht umlaufenden Stempel ergänzen, der den oberhalb
des Verdrängungskörpers befindlichen Raum der Form einnimmt. Vorzugsweise wird der
Verdrängungskörper in dem Stempel drehbar gelagert und in ihm in axialer Richtung
festgelegt.
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;);e Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch bei der Herstellung
solcher Kunststeine anwenden, für deren Kopf ein besonderes Material von z. B. höherer
Verschleißfestigkeit im Vergleich zu dem unteren Teil des Steines gewählt wird.
Hierbei konzentriert man die Ausübung, der Verdichtungskräfte zunächst auf die Kopffüllung
und schließt den Kopfbereich der Form durch den nicht umlaufenden Stempel ab. Damit
wird die Verdichtungswirkung des umlaufenden Verdrängungskörpers durch den Raum
der Form, der die Masse für den Kopf des Steines aufnimmt, begrenzt und entsprechend
gesteigert. Hiernach wird auf die verdichtete Kopffüllung eine Hinterfüllmasse für
den Fuß des Steines eingebracht und die gesamte Füllung
der Form
mittels des Verdrängungskörpers und des Stempels zusammengepreßt. Durch hierbei
mögliche Anwendung höherer Drücke kann man auch die Kopffüllung über den bereits
erzielten Verdichtungsgrad hinaus noch weiterhin verdichten und die beiden Füllungen
innig gegen- bzw. ineinanderpressen. Es ist auch möglich, auf die Kopffüllung noch
eine oder mehrere Zwischenfüllungen unter Anwendung des umlaufenden Verdrängungskörpers
aufzubringen und erst dann die gemeinsame Zusammenpressung mit der Fußfüllung durchzuführen.
Auf
diese Weise ermöglicht die Vorrichtung nach der Erfindung auch die Herstellung
von Steinen oder ähnlichen Körpern von größerer Höhe.
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Ferner kann die Vorrichtung nach der Erfindung für die Herstellung
solcher Steine ausgebildet werden, die in gewissem Abstand von der Kopffläche in
ihrer Seitenwand eine umlaufende Kehle besitzen, welche die Handhabung und das Verlegen
der Steine erleichtert. Hierzu läßt man den umlaufenden Verdrängungskörper in einer
Form arbeiten, die in entsprechender Höhe eine wulstartige Rippe zur Formung der
Kehle besitzt. Will man auch hierbei den Kopf des Steines aus einer besonderen Masse
herstellen, so kann man erfindungsgemäß den mit dem umlaufenden Verdrängungskörper
zusammenwirkenden, nicht umlaufenden Stempel so gestalten, daß sich seine Mantelfläche
verjüngt und tangential an der wulstartigen Rippe der Form anliegen kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im Nachstehenden an Hand von
zwei die Herstellung von sechskantigen Betonsteinen behandelnden Ausführungsbeispielen
näher erläutert, die auf der Zeichnung in Abb. 1 und 2 jeweils im axialen
mittleren Längsschnitt und in A b b. 3 im Schnitt nach III-111 der
A b b. 2 veranschaulicht sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 besteht die
Form aus einem sechskantigen Formrahmen 1 und einem mit ihm einstückigen
Boden 2. In der senkrechten Mittelachse der Form ist ein den Formrahmen
1 sich abstützende Schrauben 4 einder sechskantiger Stempel 3 senkrecht
verschiebbar angeordnet. Seine Abwärtsbewegung wird durch auf die Formrahmen
1 sich abstützende Schrauben 4 einstellbar begrenzt. In der Mittelachse des
Stempels 3
ist in einer Buchse 5 in durch einen Ring 6 einstellbarer
Höhe eine Welle 7 drehbar gelagert. Sie trägt unterhalb des Stempels
3 einen Verdrängungskörper 8, dessen Unterseite spiralig-schraubenförinig
gestaltet ist, so daß sie eine nach oben sich radial gleichförmig erweiternde Stirnfläche
9 (s. a. A b b. 3)
besitzt. Für die Welle 7 ist ein Umlaufantrieb
vorgesehen, der ebenso wie eine auf sie einwirkende z. B. hydraulische Preßeinrichtung
nicht dargestellt ist.
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Bei dieser Vorrichtung wird eine den Kopf des Formlings bildende erdfeuchte
Betonmasse 10, die unter Berücksichtigung ihrer Zusammendrückung abgemessen
ist, in die Form 1, 2 eingefüllt, wobei ihre Oberfläche etwa nach der Linie
a verlaufen kann. Hiernach werden der Stempel 3 und der in ihm gemäß Pfeil
s (Ab b. 1 und 3) umlaufende Verdrängungskörper 8 in
die Form 1, 2 gesenkt und der letztere in Umlauf sowie unter Preßdruck gesetzt,
sobald er in die Betonmasse 10 eintaucht. Nunmehr setzt eine durch die umlaufende
spiralige Schraubenfläche 9 hervorgerufene Förderwirkung auf die Betonmasse
10 mit der Folge ein, daß diese im Zuge des weiteren Absenkens des Verdrängungskörpers
8
in Querrichtung (Pfeile b) nach außen gewälzt und unter der Druckeinwirkung
zugleich homogen verdichtet wird. Dabei wird die Masse auch nach oben gedrückt,
bis sie den gesamten Raum der Form 1, 2 ausfüllt, den der Stempel
3 und der Verdrängungskörper 8 freilassen, so daß die Kopffüllung
in der Endstellung des Verdrängungskörpers 8 die aus dessen Oberfläche sich
ergebende angenäherte Muldenform eines Hohlfonnlings annimmt. Durch die Fortpflanzung
des Druckes in der gesamten Füllmasse wirkt sich ihre unter der starken Preßwirkung
auf den Verdrängungskörper 8 erfolgende gleichmäßige Verdichtung auch in
dem Bereich c der Stirnkante des Formlings aus und gibt ihm an dieser nach der Verlegung
vornehmlich beanspruchten Stelle eine entsprechend gesteigerte Druck- und Verschleißfestigkeit.
Dabei kann die Verdichtungswirkung durch Wahl und gegenseitige Abstimmung der Drehzahl
des Verdrängungskörpers 8 und des auf ihn ausgeübten Druckes in der Weise
beeinflußt werden, daß durch Steigerung der Drehzahl und des Druckes die Zusammenpressung
der Füllung erhöht wird und eine optimale Verdichtung erzielbar ist. Da-Dei wird
auch bei noch so hoher Drehzahl eine Entmischung der vorzugsweise aus Teilmengen
von unterschiedlicher Komgröße zusammengesetzten Füllung vermieden, da auf sie keinerlei
Fliehkraftwirkung ausgeübt wird. Die Förder- und Verdichtungswirkung erstreckt sich
bis in den Spalt d
zwischen dem Stempel 3 und dem Formmantel
1,
so daß der Unterteil des Formlings eine Ummantelung durch den Hohlformling
des Kopfes erhält.
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Nach Beendigung der Verdichtung und Formung der Kopffüllung unter
Begrenzung des Stempelhubes durch die Einstellschrauben 4 werden der Stempel
3
und der Verdrängungskörper 8 aus der Form 1, 2 herausgehoben.
Die Füllmasse für den Steinfuß wird in die Form eingebracht und entweder mittels
eines dem Stempel 3 ähnlichen Druckstempels in die Mulde der Kopffüllung
eingepreßt oder zunächst durch nochmalige Anwendung des umlaufenden Verdrängungskörpers
8 vorverdichtet und danach noch durch einen Stempel mit ebener Stirnfläche
endgültig verpreßt. Hierbei kann man den Preßdruck so hoch wählen, daß auch die
verdichtete Kopffüllung zusätzlich zusammengedrückt und dadurch noch stärker verdichtet
wird. Bei der letzteren Arbeitsweise verringert sich der Preßhub des die Endverdichtung
bewirkenden Stempels um das Ausmaß der Vorverdichtung, so daß sich bei taktweise
erfolgender laufender Herstellung der Steine dieser Arbeitstakt entsprechend verkürzt.
Dies ermöglicht bei gleicher Abstimmung der übrigen Arbeitstakte einer z. B. karussellartig
arbeitenden Maschine eine Beschleunigung des Herstellungsverfahrens.
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Um die Sicherheit der Verbindung zwischen den Füllungen für den Fuß
und den Kopf des Formlings zu erhöhen, kann man auf den Stirnflächen des Verdrängungskörpers
8 kleine warzenartige Vorsprünge 11 vorsehen, die bei seiner Umlaufbewegung
'n der Füllung für den Kopf Rillen oder Nuten herstellen, in welche die Füllung
für den Fuß eingepreßt wird, so daß sich eine Art Verzahnung der beiden Füllungen
ergibt. Die Vorsprünge 11 können auch gegen Federdruck versenkbar in dem
Verdrängungskörper
8 gelagert werden, so daß sie unter der
Wirkung der senkrechten Druckkräfte beim Pressen des Steines innerhalb der Oberfläche
des Verdrängungskörpers 8 liegen und erst von ihrer Feder nach der i-Entlastung
herausgeschoben werden. Die Vorsprünge können auch in einen hinterschnittenen Kopf
12 (Ab b. 2) enden, der beim Anheben des Verdrängungskörpers 8 die
Flächen der Nuten oder Rillen aufrauht, wodurch die Verbindung der beiden Füllungen
noch inniger wird.
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Von dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1
unterscheidet sich
dasjenige nach A b b. 2 und 3 dadurch, daß diese Vorrichtung für die
erfindungsgemäße Herstellung eines Sechskantsteines mit einer unterhalb seiner Stirnfläche
umlaufenden Kehle bestimmt ist. Für ihre Bildung trägt der Forrnmantel
1
eine Wulst 13. Zum Herausnehmen des fertigen Formlings ist der Fonnmantel
1 in nicht dargestellter Weise in der Zeichenebene der Ab b. 2 in
quer zu ihr auseinanderschwenkbare Hälften zerlegbar, was in A b b. 3 durch
die Fugen f und die Pfeile t angedeutet ist, während der Bodenteil 2
(A b b. 2) einstückig bis zu einer unterhalb der Wulst 13 liegenden
waagerechten Fuge g hinaufgeführt ist. Der Stempel 3 geht in einen
sich derart verjüngenden Unterteil 14 über, daß sich dessen Schrägflächen
15
in seiner unteren Endstellung tangential an die Wulst 13 anlegen
und damit denjenigen Raum der Form völlig abschließen, in dem die Kopffüllung des
Steines durch den Preßdruck und den umlaufenden Verdrängungskörper 16, der
hier entsprechend verkürzt ist, verdichtet wird. Dadurch läßt sich der Verdichtungsgrad
mangels jeder Ausweichmöglichkeit der Füllung zusätzlich erhöhen. Insbesondere gewährleistet
der unter Druck in geschlossenem Raum umlaufende Verdrängungskörper 16 die
homogen verdichtete Ausfüllung der Form auch im Bereich der Wulst 13. Die
Verpressung der Füllung für den Steinfuß kann hier in der gleichen Weise, wie zu
Ab b. 1 beschrieben, erfolgen.