DE19600006A1

DE19600006A1 - Verfahren zum weitgehend automatisierten Herstellen von Mauersteinverbänden für Gebäude, Gebäudeteile oder Mauern und Mauerautomat, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19600006A1
Application number: DE1996100006
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Frey
Original assignee: FREY KURT DIPL ING FH
Current assignee: FREY KURT DIPL ING FH
Priority date: 1996-01-02
Filing date: 1996-01-02
Publication date: 1997-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum weitgehend automatisierten Herstellen von Mauersteinverbänden für Gebäude, Gebäudeteile oder Mauern im Baurichtmaßraster, unter Verwendung mindestens eines mobilen Mauerautoma ten, dessen Stellglieder zur Ausführung der einzelnen Arbeitsschritte von einem Rechner nach einem EDV-Programm gesteuert werden, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Mauerautomaten zum weitgehend automatisierten Herstellen von Mauersteinverbänden für Gebäude, Gebäudeteile oder Mauern im Baurichtmaßraster, wobei die Stellglieder des Mauerautomaten zur Ausführung der einzelnen Arbeitsschritte von einem Rechner nach einem EDV-Programm steuerbar sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 5 definiert ist.

In heutiger Zeit werden werden von der Steine- und Erden-Industrie in Ziegelei en, Kalksandstein-, Beton-, Gasbetonwerken usw. die Produkte vollautomatisch hergestellt. Auch der Transport bis zum Mauergerüst ist voll mechanisiert: Mau ersteine auf Paletten, Kranfahrzeuge, Baustellenkräne.

Das Vermauern der Steine und Blöcke ist bis heute schwere und schwerste Handarbeit. Täglich Blöcke zu vermauern mit einem Stückgewicht von 20 bis 40 kp, und das ein Maurerberufsleben lang, erzeugt Verschleiß in Gelenken und Knochen. Unter Berücksichtigung dieser Fakten ist heute der Beruf des Maurers weitgehend unattraktiv. Man ist daher - um den Bestand an Maurern zu erhalten bzw. neue dazuzugewinnen - bemüht oder gezwungen, hohe Stundenlöhne bei teilweise immer mehr absinkender Arbeitsleistung zu zahlen. Zu beklagen sind ferner hoher Krankenstand und häufiger Personalwechsel. Nach 20 bis 30 Jahren Arbeit im Maurerberuf werden viele berufs- oder arbeitsunfähig. Die Folgen: Umschulung, Stellensuche, und das in einem Lebensalter von 40 bis 45 Jahren, Sozialfälle und Frührentner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs definier ten Art zu schaffen, mit dem sich die aufgezeigten Probleme eleminieren lassen und mit dem es ermöglicht wird, Gebäude, Gebäudeteile oder Mauern mit weni ger und dabei auch leichterer körperlicher Arbeit als bisher zu erstellen, und zwar schneller und kostengünstiger als bisher und ohne daß die Qualität der Baustruktur darunter leidet.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Verfah ren nach Anspruch 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, nämlich dadurch,
daß daß der Mauerautomat entsprechend seiner Reichweite zur Fertigstellung eines jeweils definierten Bauabschnitts in vorausberechnete Arbeitspositionen auf der Baustelle positioniert und vom Rechner in der jeweiligen Arbeitsposition zur Abarbeitung eines zugehörigen Teilprogramms mit dem Greifer wenigstens eines Greifarms horizontal in x- und y-Richtung bzw. in entsprechenden Polar koordinaten (r; ϕ)und vertikal in z-Richtung gesteuert wird
und daß der Mauerautomat nach Fertigstellung des jeweils bearbeiteten Bauab schnitts zur Fertigstellung eines nächsten definierten Bauabschnitts in die nächste Arbeitsposition versetzt wird, u.s.f., bis das für die betreffende Baustelle gene rierte EDV-Programm abgearbeitet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Gegenstand der Erfindung ist, wie erwähnt, auch ein Mauerautomat gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5, dem die dem Verfahren nach der Erfindung zu grundeliegende , weiter oben definierte Aufgabe gleichfalls zugrundeliegt und der zur Lösung dieser Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 5 angege benen Merkmale charakterisiert ist, nämlich dadurch, daß er die folgenden Komponenten umfaßt:

a) eine in ihrer jeweiligen Arbeitsposition den Bezugspunkt des Automaten de finierende Standsäule mit mindestens einem an ihr höhenverstellbar gelagerten ersten Greifarm, der mit seinem freien Ende um wenigstens eine vertikale Dreh achse horizontal schwenkbar und ggfs. in seiner Länge veränderbar ist,
b) einen am freien Ende des ersten Greifarms angebrachten ersten Greifer, vor zugsweise einen in vertikaler Richtung verstellbaren Teleskopgreifer mit Dreh kopf, mit dem der erste Greifarm in den verschiedenen Höhenlagen die innerhalb der durch seine Reichweite umgrenzten Arbeitsfläche liegenden Arbeitspunkte zu erreichen in der Lage ist, und zwar zum Zwecke, einen an seiner Oberseite mit Lagerfugenmörtel beschichteten und ggfs. an seiner Stoßfuge mit mit Stoßfugenmörtel bestrichenen Stein an einem Ab greifpunkt einer Steinvorschubstation zu ergreifen, zu der vorgesehenen Sollposition innerhalb des zu errichtenden Mauersteinverbandes zu verla gern, dort positionsgenau abzusetzen sowie in seine Lade-Bereitschafts position, benachbart zum Abgreifpunkt, zwecks Starts eines neuen Ar beitstaktes, zurückzukehren.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Mauerautomaten nach Anspruch 5 sind in den Ansprüchen 6 bis 30 angegeben.

Das Verfahren und der Mauerautomat nach der Erfindung wie auch die wesentli chen, mit dieser erzielbaren Vorteile werden im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt, z. T. in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 perspektivisch im Ausschnitt einen Mauersteinverband, bestehend aus Kalksandstein-Lochhohlblöcken und Lagerfugenmörtel, wie er für das Bauwerk gemäß Ausführungsbeispiel Verwendung findet,

Fig. 2 die zum Mauern des Obergeschosses des Bauwerks ausgewählten acht Standpunkte oder Arbeitspositionen des Mauerautomaten, wobei die Kreise den jeweiligen Aktionsradius des Mauerautomaten symbolisieren, im Grundriß,

Fig. 3 für einen Ausschnitt des Erdgeschosses des zu errichtenden Bau werks entsprechend zu Fig. 2 einen Standpunktplan für den Mauerautoma ten, wobei nur (weil zum Verständnis ausreichend) zwei Standpunkte oder Arbeitspositionen eingetragen sind, im Grundriß,

Fig. 4 den zu Fig. 3 gehörigen Schichtplan in perspektivischer Darstel lung, wobei für den 1. Standpunkt (1. Arbeitsposition) im Detail alle Mau ersteine in der Reihenfolge, wie sie vom Mauerautomaten in den Mauer steinverband eingefügt werden, mit laufenden Ziffern versehen sind,

Fig. 5 für den Standpunkt bzw. die Arbeitsposition 1 des Mauerautomaten und den Schichtplan nach Fig. 3 und 4 in Tabellenform ein Arbeitsblatt für den Steinbedarf,

Fig. 6 ebenfalls in Tabellenform ein Programmierungsschema für die zu rückzulegenden Weglängen in den Koordinatenrichtungen x-y-z des Mauerautomaten bzw. seines Greifers, wenn er die erste Steinlage der Steine Nr. 1 bis 14 in seiner 1. Arbeitsposition (1. Standpunkt) nach Fig. 3 und 4 vermauert,

Fig. 7 bis Fig. 9 im Auf-, Grund- und Seitenriß eine bevorzugte Ausfüh rungsform eines Mauerautomaten nach der Erfindung, wobei zu ihm gehö ren: eine Standsäule mit Greifarm und Teleskopgreifer an dessen Ende; ein Mörtelvorratsbehälter mit Mörtelfördereinrichtung; eine Steinzuliefersta tion mit Steinhilfsautomat; eine Steinvorschubstation mit einem ersten und einem zweiten Förderband; eine Mörteldosierstation; gegebenenfalls eine Stoßfugenmörtel-Auftrags- und eine Stoßfugenmörtel-Pusheinrichtung sowie meh rere dem ersten und zweiten Förderband zugeordnete Steinstopper und ein am Ende des ersten Förderbandes eingerichteten Steinabgreifpunkt für den Mauerau tomaten.

Der Mauerautomat System Frey wird die schwere körperliche Arbeit des Mau rers an der Baustelle übernehmen. Bei Einsatz von relativ einfachen Maschinen, aber kreativer Anwendung und logischer Arbeitsfolge, gesteuert über hochtechno logische Programme, ist dies möglich.

Der Ausgangspunkt ist der Architektenplan.

Nach der Maßordnung im Hochbau DIN 4172 sollte dieser im Baurichtmaßraster von 12,5 cm in den Längen, Höhen, lichten Maßen von Fenstern und Türen und Mauerstärken angefertigt sein. Beim einschaligen Blocksteinmauerwerk ist es heute schon üblich und zweckmäßig, mit dem Raster von 25 cm zu arbeiten. Die maschinelle Erstellung von Blocksteinmauerwerk ist mit diesem Raster einfacher, aber keine notwendige Voraussetzung.

Der Mauerautomat bewältigt Mauerstärken ohne zeitraubende Umstellung von

11,5, 17,5, 24,0, 30,0 und 36,5 cm,

bei einer Steinhöhe von

24 cm + Lagerfuge 1 cm = 25 cm Schichthöhe,
Steinlänge: 62,5, 50,0, 37,5, 25,0 cm.

Die Abmaße der Mauersteine leiten sich aus den Baurichtmaßen ab. Man spricht von den Nennmaßen der Mauersteine.

Nennmaß + Fuge = Baurichtmaß.

Bei den Lagerfugen ist dies auch der Fall. Bei den Stoßfugen geht die Mauer steinindustrie immer mehr dazu über, Nut- und Federverbindungen (Verzahnungen)in den Steinen zu machen, die dann ohne Stoßfugenmörtel ver setzt werden. Die logische Folge ist, daß das Steinnennmaß gleich Baurichtmaß wird. Diese Entwicklung kommt dem Mauersteinautomaten zugute (Versetzen der Steine ohne Stoßfugenmörtel), vergl. hierzu die Darstellung in Fig. 1.

Der Automat kann aber auch Stoßfugen ausspritzen, wie im Späteren beschrie ben).

Im Programmspeicher sind eine Vielzahl von Mauerwerksverbänden gespeichert. Im nun gezeigten Beispiel weist der Architektenplan aus:

Der Sachbearbeiter tippt diese Daten in den Computer.

Nun läßt er die Außenansichten des Gebäudes im Uhrzeigersinn auf dem Bild schirm darstellen, wobei er die jeweiligen Außenlängen mit eintippt.

Auf dem Bildschirm erscheinen untereinander die Ansichten im Läuferhalbstein verband.

Das Deckenauflager ist gestrichelt mit einer Horizontallinie gekennzeichnet 16 cm tiefer von der Höhe 2,75 m, vergl. Fig. 4. Die 11. Schicht ist die Deckenab mauerung mit Kalksandsteinlochplatten 50/24/11,5 cm.

Mit der Maus setzt er Fenster, Türen, Stürze und Rolladenkästen ein mit den ent sprechenden Auflagern. Die Ansichten sind fertig. Nach demselben Prinzip stellt er die Innenwände dar.

Vorsprünge und Einschnitte am Gebäude, sowie Senkrechtschlitze, Heizkörper nischen usw. werden in späteren Ausführungen behandelt.

Auf dem Grundrißplan werden nun die einzelnen Arbeitsstandpunkte des Mauer automaten festgelegt. Die Begrenzungen stellen die Maximalausladung dar. Um jeden Standpunkt wird ein Kreis gezeichnet mit dem Radius der Ausladung (im Beispiel 2,50 m). Als Begrenzungen dienen am zweckmäßigsten Tür- und Fen sterseiten (im Beispiel: links Türseite, rechts Treppenverband), vergl. Fig. 2, Standpunkte AP1/I bis AP8/I. Ist es konstruktionstechnisch möglich, die Ausla dung auf 3 m zu bringen, so dürfte der Standpunkt in der Mitte eines Zimmers liegen. Dann könnten mindestens 3 Seiten von einem Standpunkt aus gemauert werden. (Je weniger Standpunkte am Bau benötigt werden, desto besser ist die Auslastung.) Die Standpunkte AP1/I. . .AP8/I (Fig. 2) oder AP1, AP2 (Fig. 3) werden auch Arbeitspositionen des Mauerautomaten MA (vergl. Fig. 7 bis 9) genannt. Für jeden Standpunkt erstellt der Computer einen Schichtplan (S. Zeichnung) mit Taktfolge, vergl. Fig. 4. Beginnend mit dem Eckstein, Takt 1, bis Takt 8 (wird von Hand aufgelegt), dann 9 bis 14, die erste Schicht ist fertig. Dann die 2. Schicht, beginnend mit dem Eckstein 15, damit ist der Halbsteinver band gewährleistet. Das wiederholt sich bis Schicht 11, immer eine Läufer schicht, dann wieder eine Verbandschicht. Aussparungen für Türen - Fenster - Rolladenkasten werden dabei erstellt.

Die 11. Schicht wird mit Deckenabmauerungsplatten 50/24/11 ,5 erstellt. Bei die ser und jeder 11. Schicht wird kein Lagerfugenmörtel aufgebracht. Über dem Rolladenkasten, Takt 106-112, müssen die Platten auf 19 cm Höhe mit der Steinsäge geschnitten werden und dann mit den Deckenauflagersteinen (NF) von Hand vermauert werden.

Für jeden Standpunkt erstellt der Computer ebenfalls ein Arbeitsblatt (siehe Fig. 5). Auf dem Arbeitsblatt sind die Abstände von der Ostseite und Südseite sowie die Ausladung vermerkt. Ebenso der Steinbedarf. Aus diesem Blatt ist er sichtlich, in welcher Reihenfolge die Steine auf das Förderband F2 aufgelegt werden müssen (vergl. hierzu die im folgenden noch erläuterten Fig. 7 bis 9). Vorliegendes Beispiel:

Halbsteine Takt Nr. 10/17/21/37/59/77/93, dann
3/4 Stein Takt Nr. 97, dann
Halbsteine Takt Nr. 98/99, dann
Deckenabmauerungsplatten 4 Stück, Takt Nr. 103 bis 106,

diese werden von Hand am Abgreifpunkt 1, 2, 3, 4 bereitgestellt (ohne Lagerfu genmörtel). Zum Schichtplan (Fig. 4) und dem Arbeitsblatt (Fig. 5) gehört das Programmierungs-Schema nach Fig. 6, das zur Arbeitsposition AP1 (bzw. dem 1. Standpunkt) des Mauerautomaten nach Fig. 3 und 4 gehört, und zwar zur unter sten Schicht mit den Steinen 1 bis 14 und dem Koordinatenkreuz x-y nach Fig. 7.

MAUERAUTOMAT MA SYSTEM FREY

Wie in Fig. 7 bis 9 der Zeichnung dargestellt, besteht er im wesentlichen aus:

1) Einer Standsäule A1 mit Hub, die mit Fahrwerk a0 oder auch einer Grundplatte ausgestattet ist, zwei Ausladungsarmen a1, a2 mit Drehgelenken a3, a4,
einem Teleskop B1 mit Greifer b1 und Drehkopf b2.
Die Ausladungsarme a1, a2 bewegen sich auf einer horizontalen Ebene (xy), der Standsäulenhub und der Teleskop-Hub in der Vertikalen (z). Die Ausladungsar me a1, a2 werden auch als innerer und äußerer Gelenkarm bezeichnet, sie bilden einen ersten Greifarm.
Der Teleskopgreifer b1 nimmt am Aufnahmepunkt P1 die Steine nach dem Taktprogramm auf und schwenkt sie in die Mauerwerksposition ein, drückt sie auf dem Lagerfugenmörtel auf die vorgesehene Schichthöhe fest. Der Greifer b1 öffnet sich, Teleskop B1 fährt nach oben ab über die erste Schicht und schwenkt wieder zum Aufnahmepunktp P1 zurück. Diese Taktfolge wird nach dem Schichtplan immer wiederholt. Wie in Fig. 4 im Schichtplan dargestellt, Takt 1 = Eckstein, 2-7 Läufer, 8 (gestrichelt) wird von Hand aufgesetzt, 9, 10 Halbstein, 11, 12, 13, 14 Läufer. Die erste Schicht ist somit versetzt.
Die erste Lage Mörtel wird auf der Decke bzw. Bodenplatte von Hand bzw. mit Mörtelwagen aufgegeben. Auf der Bodenplatte im Keller sind danach eine Hori zontalisolierung und eine zweite Mörtelschicht aufzubringen. Auf diese Mörtel lagen wird die erste Steinschicht, wie oben beschrieben, aufgesetzt. Auf den Steinen der ersten Schicht und allen weiteren Schichten ist der Lagerfugenmörtel mittels Mörteldosierer schon aufgebracht. Der Teleskopgreifer b1 greift also den Stein plus die auf ihm liegende Mörtelschicht. So entsteht Lage um Lage mit den entsprechenden Halb- und Dreiviertelsteinen bis zur Schicht S10, Schicht S11 setzt die Deckenabmauerungssteine ohne Lagerfugenmörtel. Die Auflager für die Rolladenkästen bleiben ausgespart. Diese werden mit dem Kran eingesetzt und von Hand vermörtelt. Ebenso die Ausgleichsschicht in NF-Steinen für das Dec kehauflager (NF = Normal-Format-Steine).
2) Einem Mörtelvorratsbehälter C1 mit Abzugsschnecke. Aus Gewichts- und Platzersparnisgründen erfüllt der Mörtelvorratsbehälter verschiedene Funktionen:
a) Mörtelvorrat für den Mörteldosierer, wird mit Mörtel beschickt über die Kranmörtelbombe.
b) Stabilisator für die Standsäule des Mauerautomaten.
c) Stabilisator für den Steinübergabehandling.
3) Steinübergabehandling bzw. Steinhilfsautomat D1, bildet zusammen mit der Palette E1 die Steinzulieferstation DD. Dieser greift die Steine von den Steinpaletten E1 ab und setzt sie auf das Steinführungskettenband ab. Es kann sich allgemein um endlose Förderbänder handeln, beschrieben werden Kettenbänder F bzw. F1, F2. Im wesentlichen besteht er aus einer senkrechten Säule d1 (rund). In der ausgefrästen Nut ist eine Zahnstange eingelegt. Die motorisch angetriebene 2. Laufbüchse d2 bewegt sich senkrecht auf und ab. In der Laufbüchse d2 ist der Horizontalarm d3 gelagert, der motorisch um 180° schwenkbar ist. Der Horizontalarm besteht ebenfalls aus einer runden Achse. In der ausgefrästen Nut ist eine Zahnstange eingelegt, die motorisch angetriebene 2. Laufbüchse, an der der Greifarm d5 befestigt ist, bewegt sich horizontal. (Unter Umständen ist noch ein Drehkopf erforderlich, dann könnte die im folgenden beschriebene Drehscheibe entfallen.)
4) Drehscheibe (nicht dargestellt). Bei verschiedenen Steinarten sind die Steinpaletten in Verbandslagen geschlichtet, d. h. die Palette muß nach jeder Lage um 90 gedreht werden, damit der Greifer über die Steinlänge 2 bzw. 3: Steine greifen kann. Hat der Greifer eine Lage abgegriffen, so schwenkt die Drehscheibe um 90°. Da auch die Lochrichtung der Steine, vor allem bei Ziegeln, horizontal ist, müssen diese im Greifer um 90° gedreht werden, bevor sie auf das Kettenband F1 abgesetzt werden.
5) Kettenband F1 (für Steinzuführung) und Kettenband F2
Die beiden Kettenbänder bestehen im wesentlichen aus einem Stahlgerüst f1, Bauhöhe 50 cm, Breite 40 cm mit Kettenräderantriebsstationen und Umlenk- und Spannstationen. Es werden starke Motorradketten verwendet. Pro Band 4 Stück im Abstand von 1, 10, 20, und 30 cm. Mit diesem Kettenabstand können alle Fabrikate von einer Mauerstärke 11,5, 17,5, 24, 30, 36,5 cm transportiert werden. Auf das Kettenband F1 setzt der Greifer d5 von der Palette E1 mit einem Schwenk von 90° die Steine über, das Kettenband F1 läuft an, fördert die Steine unter dem Mörteldosierer G1 durch bis zum ersten Haltepunkt - Ende Mörteldosierer G1. Der Mörteldosierer G1 ist auf Steinbreite = Mauerdicke eingestellt, ebenso die Mörtelschichthöhe. Der Mörtelvorratsbehälter C1 ist mit Mörtel gefüllt, die Mörtelzuführungsschnecke füllt den Mörteldosierer G1 über Füllstandsregelung ein aus. Das Kettenband F1 läuft weiter und zieht somit den Lagerfugenmörtel auf die Steine auf. In der Zwischenzeit greift der Steinübergabehandling D1 die nächste Steinlage, bringt sie auf Absetzstellung über dem Kettenband F1. Ist die vorhergehende Lage soweit vorgewandert, daß Platz für die zweite Ablage ist, setzt er diese auf das Kettenband F1 auf.
Die Lücke, die durch die Übergabe entsteht, wird mittels eines Stoppers zuge schoben,und zwar wie folgt: Am Ende des Mörteldosierers G1 ist der Stopper (nicht dargestellt) angebracht. Ist eine Lücke zu schließen, preßt er den Stein unter dem Dosierer G1 horizontal fest. Das Kettenband F1 läuft weiter, schleift unter den Steinen im Dosierer G1 durch, die frisch aufgesetzten Steine werden nachgeschoben, die Lücke schließt sich. Kommen unterdessen die Steine auf dem Kettenband F1 an dem Abgreifpunkt P1 des Teleskopgreifers B1 an, so laufen sie auf einen Anschlagpunkt P2, und die Ketten schleifen ebenfalls durch. Der Teleskopgreifer B1 greift vor dem Anschlagspunkt P2 die Steine ab bzw. am Abgreifpunkt P1 und versetzt sie in die entsprechende Mauerlage.
Das ist das Normalspiel Übergabehandling D1 - Kettenband F1 - Mörteldosierer G1 - Abgreifpunkt P1 - Teleskopgreifer B1. Der gesamte Prozeß für die Haupt menge des Steinmaterials, im vorliegenden Fall 92 Stück ganze Steine, ist auto matisiert. Auf dem Kettenband F2 werden in der benötigten Taktfolge die 3/4- und 1/2-Steine aufgelegt von Hand. (Vorliegender Fall: 1/2-Steine, Takt - 10/17/21/37/59/77/93/ - also 7 Halbsteine -, dann Takt 97 3/4-Stein, dann Takt 98 und 99 Halbstein). Das Kettenband F2 befördert die Zusatzsteine, die in der Mauerdicke quer aufgelegt sind, bis zum Anschlag in der Höhe des Mörteldosie rers G1. Wird ein Zusatzstein gebraucht, wird die Lücke, die durch die Übergabe entsteht, nicht geschlossen, in diese Lücke wird der Zusatzstein quer eingescho ben. Ist dieser Vorgang beendet, wird die Restlücke geschlossen. Wird innerhalb vom Übergabepaket (2 oder 3 Steine) eine Lücke gebraucht, so erstellt diese ein 2. Stopper (nicht dargestellt), der entsprechend angebracht ist.
Durch diese Technik werden die Zusatzsteine in das Kettenband F1 einge schleust und mit Lagerfugenmörtel versehen.
6) Mörteldosierer G1 mit Mauerstärkeneinstellung und Lagerfugenhöhensteue rung. Er besteht aus einem viereckigen Metallblechkasten, mit ca. 40 × 40 cm Grundfläche und einer Höhe von 20 cm. Auf der Unterseite ist ein Metallschieber angebracht, der entsprechend den Mauerstärken geöffnet werden kann. Auf der Vorderseite befindet sich eine Gleitschiene. Ebenso ist an der Austrittsöffnung eine Lagerfugenhöhenverstellung (für Mörteldicke).
7) Stoßfugenauftragsschieber H1: Am Ende des Mörteldosierers G1 ist der Stoßfugenauftragsschieber angebracht. Falls erwünscht, bestreicht dieser die Stoßfuge durch Auf- und Abwärtsbewegung mit ca. 3 mm Mörtel.
8) Zusatzeinrichtung K1 zum Stoßfugenmörtelpush. Am Teleskopgreifer B1 ist ein Mörteldruckspeicher k2 (ca. 1 Liter) angebracht. Dieser wird beim Ab greifpunkt mit Mörtel vollgepreßt. Der Teleskopgreifer B1 drückt die Andock kupplung zusammen, und der Preßvorgang läuft ab. Beim Abheben des Greifers b1 löst sich die Kupplung und schließt sich selbsttätig. Beim Absetzen des Stei nes im Mauerwerk wird gleichzeitig ein Druckschlauch über die Stoßfuge ge preßt (seitlich und oben), das Druckspeicherventil öffnet sich, und der Mörtel spritzt von 3 Seiten in die Stoßfuge ein.
9) Technische Daten
Mauerautomat MA:
Transportgewicht - max 50 kp (Mauerstein+Mörtel+Benetzungswasser), Takt zeit: 20-30 sek. im Durchschnitt, hin+zurück, Hub-+Senkgeschwindigkeit 0,1-0,5 m/sek., v. Hand einstellbar, alle Antriebe weich anlaufend und weich anhaltend (kein Rucken und Zucken) Kollisionsschutz, Automat muß während seiner Arbeit absolut senkrecht stehen, Mauerwerk muß auch senkrecht sein.
Steinübergabehandling bzw. Steinhilfsautomat (Teil von MA):
Transportgewicht max. 125 kp, Taktzeit 40-60 sek. durchnschn., Hub- und Senkgeschwindigkeit 0,1-0,5 m/sek, v. Hand einstellbar. Universalauslegung, löst Steinpaletten auf in Ziegel, Kalksandsteine, Gasbeton, Bims, Zement usw.
Mörtelvorratsbehälter C1 mit Abzugsschnecke, gelagert auf dem Fahrwerk des Mauerautomaten MA. Fahrwerk mit Standstabilisierung (Standspindeln mit Saugnäpfen, zum Ausrichten der Standsäule in die Senkrechte).

Claims

1. Verfahren zum weitgehend automatisierten Herstellen von Mauersteinverbänden für Ge bäude, Gebäudeteile oder Mauern im Baurichtmaßraster, unter Verwendung mindestens eines mobilen Mauerautomaten, dessen Stellglieder zur Ausführung der einzelnen Arbeitsschritte von einem Rechner nach einem EDV-Programm gesteuert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mauerautomat (MA) entsprechend seiner Reichweite zur Fertigstellung eines jeweils definierten Bauabschnitts in vorausberechnete Arbeitspositionen (AP1, AP2; AP1/I bis AP8/I) auf der Baustelle positioniert und vom Rechner in der jeweiligen Arbeitsposition zur Abarbei tung eines zugehörigen Teilprogramms mit dem Greifer (erster Greifer b1) wenigstens eines Greifarms (erster Greifarm a1, a2) horizontal in x- und y-Richtung bzw. in entsprechenden Polarkoordinaten (r; ϕ) und vertikal in z-Richtung gesteuert wird
und daß der Mauerautomat (MA) nach Fertigstellung des jeweils bearbeiteten Bauabschnitts zur Fertigstellung eines nächsten definierten Bauabschnitts in die nächste Arbeitsposition ver setzt wird, u.s.f., bis das für die betreffende Baustelle generierte EDV-Programm abgearbeitet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu vermauernden Steine (1-112) eine Steinvorschubstation (F) durchlaufen und dabei zu einem Mörteldosierer (G1) transportiert werden, wo sie in einer Mörteldosier-Position an ihrer Oberseite mit Lagerfu genmörtel in der erforderlichen Schichtdicke beschichtet werden,
daß die mit Mörtel beschichtete Steine nach Durchlaufen des Mörteldosierers (GI) jeweils zu einem Abgreifpunkt (P1) der Steinvorschubstation (F) transportiert werden, wobei der Ab greifpunkt (P1) sich innerhalb der Reichweite des Mauerautomaten (MA) bzw. seines ersten Greifarms (a1, a2) befindet,
und daß der Mauerautomat (MA) mit seinem ersten Greifer (b1) einen jeweils am Abgreif punkt (P1) positionierten Stein mit der auf ihm haftenden Mörtelschicht ergreift und zur vor gegebenen Sollposition auf einem bereits vorhandenen Mörtelbett des zu errichtenden Mauer steinverbandes transportiert und dort paßgerecht absetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Mauerautomaten (MA) mit seinem ersten Greifer (b1) ergriffene, mit Lagerfugenmörtel beschichtete Stein mit einer ersten Stellgeschwindigkeit zunächst zu einer Vor-Absetzposition transportiert wird, in welcher er sich noch frei schwebend mit geringem Abstand oberhalb und/oder neben seiner Sollposition befindet,
daß als nächstes der Stein vom ersten Greifer (b1) des Mauerautomaten (MA) aus seiner Vor- Absetzposition auf das vorbereitete Mörtelbett des zu errichtenden Mauersteinverbandes mit einer zweiten Stellgeschwindigkeit abgesenkt und auf das Maß der vorgegebenen Schichthöhe bzw. paßgenau testgedrückt und sodann losgelassen wird
und daß der vom Stein befreite erste Greifer (b1) schließlich in seine Lade- Bereitschaftsposition benachbart zum Abgreifpunkt (P1) - zwecks Starts eines neuen Ar beitstaktes - mit einer dritten Stellgeschwindigkeit zurückverfahren wird,
wobei die erste und dritte Stellgeschwindigkeit größer sind als die zweite Stellgeschwindig keit.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Stellgeschwindig keit mindestens so groß wie die erste Stellgeschwindigkeit, vorzugsweise größer als diese, ist.

5. Mauerautomat zum weitgehend automatisierten Herstellen von Mauersteinverbänden für Gebäude, Gebäudeteile oder Mauern im Baurichtmaßraster, wobei die Stellglieder des Mauer automaten zur Ausführung der einzelnen Arbeitsschritte von einem Rechner nach einem EDV- Programm steuerbar sind,insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Komponenten umfaßt:

a) eine in ihrer jeweiligen Arbeitsposition (AP1, AP2 usw.) den Bezugspunkt des Automaten MA) definierende Standsäule (A1) mit mindestens einem an ihr höhenverstellbar gelagerten ersten Greifarm (a1, a2), der mit seinem freien Ende um wenigstens eine vertikale Drehachse horizontal schwenkbar und ggfs. in seiner Länge veränderbar ist,
b) einen am freien Ende des ersten Greifarms (a1, a2) angebrachten ersten Greifer (b1), vor zugsweise einen in vertikaler Richtung verstellbaren Teleskopgreifer (B1, b1) mit Drehkopf (b2), mit dem der erste Greifarm (a1, a2) in den verschiedenen Höhenlagen die innerhalb der durch seine Reichweite umgrenzten Arbeitsfläche liegenden Arbeitspunkte zu erreichen in der Lage ist, und zwar zum Zwecke,
einen an seiner Oberseite mit Lagerfugenmörtel beschichteten und ggfs. an seiner Stoßfuge mit mit Stoßfugenmörtel bestrichenen Stein an einem Abgreifpunkt (P1) einer Steinvorschubstation (F) zu ergreifen, zu der vorgesehenen Sollposition in nerhalb des zu errichtenden Mauersteinverbandes zu verlagern, dort positionsgenau abzusetzen sowie in seine Lade-Bereitschaftsposition, benachbart zum Abgreifpunkt (P1), zwecks Starts eines neuen Arbeitstaktes, zurückzukehren.

6. Mauerautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Standsäule (A1) fußseitig an einer Grundplatte (a0) befestigt ist und mit der Grundplatte (a0) in die verschie denen Arbeitspositionen (AP1, AP2 usw.) verlagerbar und in diesen unter Ausrichtung auf ihren jeweiligen Bezugspunkt (z. B. AP1) auf einer Boden- oder Tragfläche des oder am zu errichtenden Bauwerk(s) fixierbar ist.

7. Mauerautomat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (a0) als festbremsbares Fahrwerk ausgebildet ist.

8. Mauerautomat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte bzw. das Fahrwerk (a0) mit mindestens einem Abdrückstempel (a5) ausgerüstet sind.

9. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Greifarm ein Gelenkarm mit einem inneren und einem äußeren Greifarmteil (a1, a2) ist, wobei der innere Greifarmteil (a1) an ein höhenverstellbares Glied (a3) der Standsäule (A1) über ein motorisch verstellbares Schwenkgetriebe (a6) angelenkt ist und der äußere Greifarm teil (a2) an das äußere Ende des inneren Greifarmteils (a1) ebenfalls über ein motorisch ver stellbares Schwenkgetriebe (a7) angelenkt ist.

10. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine Steinzu lieferstation (DD) mit einem Steinhilfsautomaten (D1) bzw. einem Steinübergabehandlung, zum Zwecke,

- einen oder mehrere Mauersteine von der obersten Schicht eines Steinpalettenstapels (E1) zu ergreifen, zu einer Steinvorschubstation (F) zu transportieren, an dieser posi tionsgerecht abzulegen sowie in seine Lade-Bereitschaftsstellung benachbart zur obersten Schicht des Steinpalettenstapels (E1) zurückzukehren,

und gekennzeichnet dadurch, daß der Steinhilfsautomat (D1) die folgenden Komponenten umfaßt:

- eine auf der Grundplatte (a0) mit Seitenabstand zur Standsäule (A1) befestigte Trag säule (d1) mit einem daran höhenverstellbar und horizontal schwenkbar gelagerten zweiten Greifarm (d3),
- einem auf dem zweiten Greifarm (d3) in dessen Längsrichtung mittels einer Lauf büchse (d4) o. dergl. verstellbar gelagerten zweiten Greifer (d5), der zwei axial gegen einander verstellbare Greifbacken (d6) zur Aufnahme der Steine zwischen sich auf weist, ferner vorzugsweise ein Drehgelenk (d7), mit dem er an die Laufbüchse ange lenkt und in der jeweiliger Horizontalebene um eine vertikale Achse verdrehbar ist.

11. Mauerautomat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wenden eines vom zweiten Greifer (d5) ergriffenen, hochkant bzw. mit horizontaler Lochrichtung liegenden Steines oder Steinpakets in die mauergerechte Lage, bei der die Steinlagerflächen bzw. die Lochrichtung nach oben bzw. nach unten weisen, die Greifbacken (d6) des zweiten Greifers (d5) an ihren stein-zugewandten Innenseiten mit motorisch verstellbaren Drehtellern (d8) aus gerüstet sind.

12. Mauerautomat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen seiner Standsäule (A1) und der Tragsäule (d1) des Steinhilfsautomaten (D1) ein vorzugsweise von oben mittels einer Kranmörtelbombe beschickbarer Mörtelvorratsbehälter (C1) auf der Grundplatte (a0) gelagert ist.

13. Mauerautomat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörtel vom Mörtelvorratsbehälter über eine Mörtelfördereinrichtung, z. B. einem geneigten Förderrohr mit interner Schnecke, in einen Mörteldosierer förderbar ist, der an einer Steinvorschubbahn der Steinvorschubstation installiert ist.

14. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinvorschubstation (F) mit mindestens einem ersten endlosen Förderband (F1) ausgerüstet ist, welches an einem Lager- und Antriebsgerüst gelagerte Umlenkräder oder -walzen und Antriebsräder oder -walzen umspannt und von Bandspannstationen auf Spannung haltbar ist.

15. Mauerautomat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (F1) von mehreren parallel zueinander aufgespannten Motorradketten gebildet ist, die z. B. bei vier Ketten einen Seitenabstand zu einer Seitenfluchtlinie der Steinvorschubstation von 1; 10; 20 bzw. 30 cm haben, so daß alle gängigen Steinformate für Mauerstärken von 11,5; 17,5; 24; 30; 36,5 cm auf der Vorschubbahn des Förderbandes (F1) transportierbar sind.

16. Mauerautomat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß für Stein sonderformate, z. B. Halb- oder Dreiviertelsteine, die in bestimmter Reihenfolge in die Stein folge auf der Vorschubbahn des ersten Förderbandes (F1) eingereiht werden, die Steinvor schubstation (F) mit einem zweiten endlosen Förderband (F2) ausgerüstet ist, welches mit geringem Seitenabstand zum ersten Förderband (F1) und gleichachsig zu diesem umlaufend aufgespannt ist und welches mit seiner zweiten Vorschubbahn nur bis zu einem Anschlag (f21) kurz vor einer Frontseiten-Fluchtlinie (g1) des dem ersten Förderband (F1) zugeordneten Mörteldosierers (G1) reicht, so daß die Sonderformat-Steine bei in der Vorschubbahn des ersten Förderbandes (F1) vorhandenen Steinlücken in Querrichtung von dem zweiten (F2) auf das erste (F1) Förderband schiebbar und dementsprechend dem Mörteldosierer (G1) zuführbar sind.

17. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörteldosierer (G1) zur Aufnahme der jeweiligen Mörteldosis einen rechteckigen Kasten von z. B. 40 cm × 40 cm Grundfläche aufweist und eine Höhe von z. B. 20 cm, wobei zur Anpas sung einer bodenseitigen Mörtelaustrittsöffnung an die Stein- bzw. Mauerstärke der unter der Austrittsöffnung mit Vertikalabstand entsprechend der gewünschten Lagermörtel-Schichtdicke durchlaufenden Steine ein seitlich oder quer zur Vorschubrichtung in den Kasten mehr oder weniger tief einschiebbarer Begrenzungsschieber zumindest im Bodenbereich des Kastens vorgesehen ist.

18. Mauerautomat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörteldosierer (G1) an seiner den ankommenden Steinen zugewandten Frontseite mit einer Gleitschiene und vorzugsweise an seinen beiden Seitenflanken mit je einer Steinführungsschiene versehen ist, welche Schienen die jeweils aufgetragene Mörtelschicht nach außen abgrenzen.

19. Mauerautomat nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörte laustrittsöffnung die gesamte oder fast die gesamte Deckfläche des jeweiligen, im Mörteldosie rer befindlichen Steines überstreicht und der Mörteldosierer (G1) von der Mörtelfördereinrich tung (c1) mit der Mörteldosis erst beschickbar ist, wenn sich die Mörtelaustrittsöffnung mit der Deckfläche des betreffenden Steines deckt.

20. Mauerautomat nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtel austrittsöffnung sich schlitzförmig über eine Steinbreite bzw. Mauerstärke erstreckt und mit tels eines Schlitzverschlusses erst dann öffenbar ist, wenn der vordere Teil der Deckfläche des ankommenden Steines sich in Deckung mit ihr befindet, wobei der durch den Mörteldosierer (G1) entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit hindurchwandernde Stein während seines Durchlaufes sukzessive mit der Lagermörtelschicht beschichtbar ist, so daß als Zeittakt zur Füllung des Mörteldosierers (G1) mit der Mörteldosis bei geschlossener Austrittsöffnung die Zeitspanne zur Verfügung steht, die sich zwischen dem Verlassen des Mörteldosierers (G1) durch einen Stein und dem Ankommen des nächsten Steins erstreckt.

21. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörteldosierer (G1) in seinem Steinauslaßbereich mit einem Steinstopper versehen ist, der z. B. zwei fernbetätigbare Anpreßbacken aufweist, die von beiden Seiten gegen die beiden Flanken des sich im Mörteldosierer befindenden Steines drückbar sind, so daß bei weiterlau fendem ersten Förderband (F1) dieses unter dem festgebremsten Stein schleifend weiterläuft und sich vor dem Mörteldosierer - bedingt durch die intermittierende Beladung des Förder bandes (F1) mit neuen Steinen - sich auftuende Steinlücken durch das Nachrücken der neuen Steine schließbar sind.

22. Mauerautomat nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen weiteren, dem ersten Förderband zugeordneten Steinstopper zur Erzeugung einer Steineinfügelücke innerhalb eines vom Hilfsautomaten auf dem ersten Förderband abgelegten Übergabepaketes aus 2 oder 3 Steinen, der etwa eine Steinlänge oder mehr vor dem Mörteldosierer angebracht ist und im Falle des temporären Steinstopps das seitliche Einschieben eines Sondersteines vom zweiten Förderband (F2) auf das erste Förderband (F1) vor den Mörteldosierer (G1) ermöglicht.

23. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Vorschubrichtung des ersten Förderbandes (F1) gesehen mit geringem Abstand zur Hinterkan te des Mörteldosierers (G1) ein Schieber (H1) zum Auftragen von Stoßfugenmörtel auf die jeweils aus dem Mörteldosierer (G1) ragende Stoßfugenfläche eines Steins am Lager- und Antriebsgerüst des ersten Förderbandes (F1) angebracht ist, wobei dieser Schieber auf- und abwärts bewegbar gelagert ist, in seiner Ruhestellung etwas über eine Steinhöhe über dem Förderband (F1) sich befindet und in Aktion über einen öffen- und schließbaren Auftrags schlitz den ihm über eine flexible Mörtelleitung von der Mörtelfördereinrichtung (c1) zuge führten Mörtel, sich auf- und abwärts an der Stoßfugenfläche vorbeibewegend, auf letztere in einer Stärke von z. B. 3 mm aufträgt.

24. Mauerautomat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (H1) eine langgestreckte Mörtelkammer aufweist, deren Auftragsschlitz durch einen Schlitzverschluß öffen- und schließbar und an unterschiedliche Mauerstärken anpaßbar ist.

25. Mauerautomat nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgreif punkt (P1) für die mit Mörtel beschichteten Steine am Ende des ersten Förderbandes (f1) durch einen Anschlag (P2) gebildet ist, der sich z. B. quer über die gesamte Breite des Förder bandes (F1) erstreckt und der den jeweiligen Stein zum Abtransport durch den ersten Greifer (b1) fest- und bereithält, wobei das Förderband (F1) schleifend unter dem Stein weiterbeweg bar ist.

26. Mauerautomat nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gelenkarmteil zu seiner Längenveränderung vorzugsweise eine horizontale Drehspindel mit Drehantrieb und eine auf der Drehspindel verdrehungssicher, jedoch längsbewegbar gelagerte Wandermutter aufweist und daß an der Wandermutter der erste Greifer in Form eines vertikal verstellbaren Teleskopgreifers mit Drehkopf angebracht ist.

27. Mauerautomat nach Anspruch 5, 9 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß sein Tele skopgreifer (B1, b1, b2) und die Steinvorschubstation (F) mit einer Zusatzeinrichtung (k1, k2) zum Stoßfugenmörtelpush ausgerüstet sind, welche einen Druckmörtelspender (k1) am ersten Förderband (F1) und einen am Teleskopgreifer (B1, b1, b2) angebrachten Mörteldruckspei cher (k2) für z. B. 1 l Inhalt aufweist und welche mittels eines über die jeweilige Stoßfuge des in sein Mörtelbett gesetzten Steins von oben und von beiden Seiten geschobenen, positionsab hängig aktivierbaren U-förmigen, sich elastisch deformierbar an das Mauerwerk anschmiegen den Druckschlauches und in diesem Druckschlauch angeordneter Mörteleinspritzöffnungen den Stoßfugenmörtel in die Stoßfuge spritzt.

28. Mauerautomat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Druckschlauch in einer U-förmigen, am Teleskopgreifer (B1, b1, b2) befestigten Rahmenkonstruktion gelagert ist, die vorzugsweise auch einen Behälter für den Mörteldruck speicher (k2) trägt,
- daß ein Druckmörtelspender (k1) am Abgreifpunkt (P1) des ersten Förderbandes (F1) be festigt ist und über eine Mörteldruckleitung von der Mörtelfördereinrichtung (c1) mit unter Druck stehendem Mörtel versorgbar ist,
- daß der Teleskopgreifer in seiner Steinabgreifposition am Abgreifpunkt mit seinem Mörtel druckspeicher (k2) an den Druckmörtelspender (k1) druckdicht ankuppelbar und mit unter Druck stehendem Mörtel füllbar ist
- und daß Mörteldruckspeicher (k2) und Druckmörtelspender (k1) mit je einer Andock- Kupplungshälfte und je einem zugehörigen wegabhängig betätigbaren Mörtel-Absperrventil versehen sind, so daß bei Entkupplung des Mörteldruckspeichers bzw. Teleskopgreifers vom Druckmörtelspender beide Mörtel-Absperrventile schließen.

29. Mauerautomat nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusat zeinrichtung zum Mörtelpush zwischen Druckschlauch und Mörteldruckspeicher eine durch ein Absperrventil normalerweise abgesperrte Rohr- oder Schlauchverbindung aufweist und das Absperrventil durch einen wegabhängig betätigbaren Sensor, z. B. einen Endschalter, öffenbar ist, wenn der Druckschlauch in seine Einspritzposition an der Stoßfuge gebracht ist.

30. Mauerautomat nach einem der Ansprüche 14 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager- und Antriebsgerüst für das erste und zweite Förderband (F1, F2) mit der Grundplatte (a0) des Mauerautomaten (MA) über Verbindungsstreben (f3) starr verbunden ist.