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Die
Erfindung betrifft eine Form zur maschinellen Herstellung von Formkörpern, insbesondere aus
Beton, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Form ist aus der
DE
195 46 886 A1 bekannt. Die dort beschriebene Form zur maschinellen
Herstellung von Formkörpern
umfasst ein Formoberteil und ein Formunterteil, wobei das Formunterteil
einen Formrahmen mit wenigstens einem durch Seitenwände des
Formrahmens gebildeten nach oben und unten offenen Formnest aufweist
und wobei an dem Formrahmen ein Schieber angeordnet ist, welcher
vollständig
in eine durch eine der Seitenwände
gebildete Ebene zurückziehbar
ist. Bei dieser Form erfordert der Schieber eine hohe Betätigungskraft
und erzeugt an dem vom Schieber geformten Rücksprung lediglich Oberflächen mittlerer
Güte.
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Aufgabe
der Erfindung ist es eine Form zur maschinellen Herstellung von
Formkörpern
vorzuschlagen, bei welcher der Schieber lediglich geringe Betätigungskräfte erfordert
und bei welcher durch den Schieber gestaltete Oberflächen eine
hohe Güte aufweisen.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1 erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte
und zweckmäßige Weiterbildungen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Form
zur maschinellen Herstellung von Formkörpern besitzt einen Schieber,
welcher beim Ausfahren und beim Einfahren gleichzeitig in eine in
Draufsicht auf das Formunterteil senkrecht zu der Seitenwand des
Formrahmens gerichtete und in eine in Draufsicht auf das Formunterteil
parallel zu der Seitenwand des Formrahmens verlaufende Bewegungsrichtung
verfahrbar ist. Durch die hierdurch entstehende diagonale oder zickzackförmige oder
sinusähnliche
Bewegung des Schiebers wird eine Mitschleppen von Partikeln des
Formkörpers
unterbunden bzw. erschwert. Dies führt zu einer glatteren bzw.
hochwertigeren Oberfläche
der vom Schieber gebildeten Bereiche des Formkörpers und erfordert durch die
folglich geringere Reibung geringere Schub- bzw. Zugkräfte beim
Ein- und Ausfahren des Schiebers. Kern der Erfindung ist eine Überlagerung
der in den Formkörper
gerichteten Bewegung des Schiebers durch eine von dieser abweichende Bewegung,
um hierdurch den Verfahrweg zu vergrößern und somit die maximal
erforderlich Kraft zu verkleinern. Weiterhin ist Kern der Erfindung
eine indirekte bzw. seitliche Vorschubbewegung, welche zu einer
sehr glatten Oberfläche
führt,
da im Weg stehende Partikel lediglich sanft mitgenommen werden.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, den Formkörper
durch eine Oberseite oder eine Unterseite des Schiebers zu bearbeiten.
Eine derartige Verwendung des Schiebers erlaubt eine Bearbeitung von
Randbereichen und insbesondere Eckbereichen des Schiebers. Hierdurch
lassen sich beispielsweise definierte Fasen am Formkörper ausbilden.
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Die
Erfindung sieht weiterhin vor, mit einer Oberseite, einer Unterseite
und einer Frontseite des Schiebers auf den Formkörper einzuwirken. Bei einer derartigen
Verwendung des Schiebers lassen sich am Formkörper beliebige Einstiche bzw.
Rücksprünge realisieren.
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Weiterhin
sieht die Erfindung vor, den Schieber in ein Schiebermodul zu integrieren,
welches ein Schiebergehäuse aufweist,
in welchem der Schieber gelagert ist. Eine derartige Schaffung eines
Baukastenbauteils erlaubt eine konstruktiv einfache Einplanung eines
erfindungsgemäßen Schiebers
in einen herzustellenden Formrahmen. Ein derartiger modularer Aufbau
erlaubt auch die Nachrüstung
einer Form bzw. eines zur Form gehörenden Formrahmens mit einem
Schieber zu einer erfindungsgemäßen Form.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, das Schiebermodul wenigstens als Teil der Seitenwand des
Formrahmens zu verwenden und hierdurch den Aufwand für die Seitenwand
des Formrahmens zu reduzieren.
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Die
Erfindung sieht auch vor, den Schieber durch einen pneumatischen
Antrieb zu bewegen. Ein derartiger Antrieb kann einfach durch Pneumatikzylinder
oder dehnbare Schläuche
oder Balge zur Verfügung
gestellt werden und ist robust und wartungsarm.
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Gemäß der Erfindung
weist der Schieber wenigstens ein Langloch auf. Mit Hilfe dieses
Langlochs ist es möglich,
eine Bewegungsbahn des Schiebers fest zu definieren. Gemäß einer
Ausführungsvariante ist
es auch vorgesehen, den Schieber ohne eine Zwangsführung durch
wenigstens einen Antrieb zu steuern.
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Weiterhin
sieht die Erfindung eine Bearbeitung bzw. Formgebung vor, bei welcher
der Schieber eine Kante oder Fase des Formkörpers durch die Unterseite
oder die Oberseite des Schiebers glättet und formt. Hierdurch sind
im Randbereich des Formkörpers
individuelle Formgebungen möglich.
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Die
Erfindung sieht auch vor, das Schiebermodul mittels Schrauben oder
anderer lösbarer
Befestigungsmittel mit dem Formrahmen zu verbinden. Hierdurch ist
ein rascher Austausch eines Schiebermoduls möglich, ohne dass das Schiebermodul
aufwändige
in den Formrahmen eingebaut werden muss.
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Schließlich ist
es vorgesehen, in dem Schieberkörper
des Schiebermoduls einen Bolzen anzuordnen, welcher das Langloch
des Schiebers durchsetzt. Hierdurch lässt sich der Schieber mit technisch einfachen
Mitteln sicher führen.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben.
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Hierbei
zeigt:
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1:
eine geschnittene Seitenansicht eines Formrahmens mit Schiebermodulen,
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2a, 2b:
zwei Ausführungsvarianten eines
Schiebers,
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3a, 3b:
eine schematische Darstellung der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Form
mit Schieber in Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Formrahmens,
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4a – 4d:
geschnittene Seitenansichten unterschiedlicher Formen mit unterschiedlich angeordneten
Schiebern und
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5a – 5e:
erläuternde,
schematische Darstellungen zur 4b.
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In
der 1 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Formrahmens 1 dargestellt.
Ein Formunterteil 2 ist im wesentlichen durch diesen Formrahmen 1 gebildet.
In einer nicht dargestellten Maschine zur Herstellung von Pflastersteinen
aus Beton liegt dieser Formrahmen 1 während der Herstellung auf einer
Formunterlage – einem
sogenannten Brett – auf und
wirkt mit einem nicht dargestellten Formoberteil zusammen. Dieses
Formoberteil umfasst im wesentlichen wenigstens einen Stempel, welcher
darauf abgestimmt ist, in ein im Formrahmen 1 ausgebildetes Formnest 3 zur
Verdichtung einer Formmasse einzutauchen. Das Formnest 3 ist
durch Seitenwände 4 begrenzt
und nach oben zum Formoberteil und nach unten zur Formunterlage
offen. In einem unteren Bereich A ist das Formnest 3 seitlich
teilweise durch Schiebermodule 5 begrenzt, welche mit dem
Formrahmen 1 mittels Schrauben 6 an Querträgern 7 des Formrahmens 1 verschraubt
sind. Das Schiebermodul 5 ist im wesentlichen durch ein
mehrteiliges Schiebergehäuse 8 und
einen Schieber 9 gebildet. Der Schieber 9 ist
an einem Bolzen 10 geführt,
welcher in das Schiebergehäuse 8 eingeschraubt
ist. Das Schiebermodul 5 bildet einen Teil der Seitenwand 4 und
liegt mit einer Bodenfläche 11 bei
der Herstellung eines Formkörpers
auf der oben erwähnten
Formunterlage auf. Zur Ausbildung einer schrägen Fase bzw. gebrochenen Kante
an dem herzustellenden Betonstein wird der Schieber 9 vor,
während oder
nach dem Befüllen
des Formnests 3 aus einer zurückgezogenen Stellung S1 in
eine vorgeschobene Stellung S2 ausgefahren. In der 1 sind
die Schieber 9 in unterschiedlichen Stellungen S1, S2 dargestellt.
In der zurückgezogenen
Stellung S1 ist der Schieber 9 vollständig in eine Ebene E zurückgezogen,
welche durch die Seitenwand 4 definiert ist. In einer vorgeschobenen
Stellung S2 ragt der Schieber 9 über die Ebene E in das Formnest 3 hinein.
Der Schieber 9 wirkt mit einer Unterseite 12 auf
den Formkörper.
Eine Oberseite 13 und eine Frontseite 14 kommen
mit dem Formkörper
nicht in Kontakt. Die Frontseite 14 liegt in der ausgefahrenen
Stellung S2 des Schiebers 9 genauso wie die Bodenfläche 11 des Schiebermoduls 5 auf
der nicht dargestellten Formunterlage auf. Die Unterseite 12 und
die Frontseite 14 bilden zusammen eine Kante 15 mit
welcher der Schieber 9 den Formkörper „schneidet". Nach dem Ausbilden der Fase an dem
Formkörper
wird der Schieber 9 in das Schiebergehäuse 8 zurückgezogen
und der Formkörper
durch ein Anheben des Formrahmens 1 von dem Formbrett bei
gleichzeitig stillstehendem Oberteil der Form ausgeschoben bzw. auf
der Formunterlage abgesetzt.
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Die 2a und 2b zeigen
zwei Ausführungsvarianten
eines Schiebers 9. Die 2a zeigt eine
Draufsicht auf eine Unterseite 12 eines Schiebers 9.
Der Schieber 9 besitzt vier Langlöcher 16. Die Langlöcher 16 sind
schräg
zu einer Wirkrichtung x ausgerichtet, in welche sich der Schieber 9 im
Endeffekt in den Formkörper
bzw. in das Formnest schiebt. Die Langlöcher 16 bewirken eine
schräge
Bewegung in eine resultierende Pfeilrichtung R, welche sich aus einer
in Draufsicht senkrecht zu einer gedachten Seitenwand orientierten
Bewegung in die Pfeilrichtung x und einer in Draufsicht parallel
zu der gedachten Seitenwand orientierten Bewegung in eine Pfeilrichtung y
zusammensetzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise
einem seitlichen Verfahrweg in y-Richtung von 3 mm ein senkrechter
Verfahrweg in x-Richtung von etwa 1 mm zugeordnet.
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Die 2b zeigt
eine perspektivische Ansicht eines weiteren Schiebers 9.
Dieser Schieber 9 ist hinsichtlich der Langlöcher 16 entsprechend
dem in der 2a dargestellten Schieber ausgebildet.
Im Unterschied zu dem in der 2a dargestellten Schieber
weist dieser jedoch eine Frontseite 14 Rücksprünge 17 bzw.
Vorsprünge 18 auf,
welche beim Ausfahren des Schiebers 9 in den Formkörper eingeformt
werden. Zum Entformen wird der Schieber 9 soweit in ein
nicht dargestelltes Schiebergehäuse 8 zurückgezogen
bis die Vorsprünge 18 in
einer durch eine Seitenwand eines Formneste gebildeten Ebene liegen.
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Durch
die Langlöcher 16,
welche unter einem Winkel α zu
einer Ebene E geneigt sind, wird der Schieber 9 in einem
in den 2a und 2b nicht dargestellten
Schiebergehäuse
gleichzeitig in zwei Achsen x und y bewegt, was bei einer schrägen Ausrichtung
des Schiebers zur Oberseite des Formunterteils zu einer dreidimensionalen
Verschiebung des Schiebers führt.
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In
den 3a und 3b ist
die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Form mit Schieber schematische
dargestellt. Die Draufsicht zeigt einen Ausschnitt eines Formrahmens 1.
Ein Schieber 9 steht in der 3a in
einer zurückgezogenen
Stellung S1 und in der 3b in einer ausgefahrenen Stellung
S2. Der in Draufsicht dargestellte Ausschnitt des Formrahmens 1 zeigt
ein Formnest 3, welches durch vier Seitenwände 4 begrenzt
ist. In der Stellung S1 liegt der Schieber 9 mit einer
Frontseite 14 in einer durch die Seitenwand 4 gebildeten
Ebene E. Für
eine Bewegung des Schiebers 9 aus der Stellung S1 in die Stellung
S2 (3b) sind zwei Pneumatikzylinder PX und PY vorgesehen,
deren Kolbenstangen 19, 20 in Längsführungen 21, 22 greifen,
welche am Schieber 9 angeordnet sind. Durch ein gleichzeitiges
Ausfahren der Kolbenstangen 19, 20 in x- bzw.
y-Richtung wird der Schieber 9 in eine resultierende Verfahrrichtung
R unter einem Winkel α =
45° zur
Ebene E bzw. zur Seitenwand 4 in das Formnest 3 bzw.
einen in diesem auszubildenden Formkörper geschoben. Allgemein sieht
die Erfindung Winkel α zwischen 10° und 80° und insbesondere
zwischen 15° und
45° vor.
Nach dem Ausfahren der Pneumatikzylinder PX und PY steht der Schieber 9 dann
in der in der 3b gezeigten Stellung S2. Ein
Zurückziehen
des Schiebers 9 aus der Stellung S2 in die Stellung S1
erfolgt analog zum Ausfahren durch ein zeitgleiches Einfahren der
Kolbenstangen 19, 20 in die Zylinder PX, PY in
Richtung x' bzw.
y' und eine entsprechende Mitnahme
des Schiebers 9 in eine Richtung R'. Alternativ ist es vorgesehen statt
der zwei Pneumatikzylinder PX und PY für die Bewegung des Schiebers 9 nur einen
Pneumatikzylinder PR (mit gestrichelten Linien dargestellt) zu verwenden,
dessen Kolbenstange fest mit dem Schieber 9 verbunden ist
und in die Verfahrrichtungen R bzw. R' verfahrbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante
sieht die Erfindung vor, ausschließlich nur einen der Pneumatikzylinder
PX oder PY zu verwenden und den Schieber analog zu den 2a bzw. 2b in
wenigstens einem diagonal verlaufenden Langloch zu führen. Die
Relativbewegung zwischen dem Schieber und dem Pneumatikzylinder
bzw. dessen Kolbenstange wird bei dieser Konstruktion durch eine
in den 3a bzw. 3b gezeigte
Längsführung ausgeglichen.
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Die 4a bis 4d zeigen
geschnittene Seitenansichten unterschiedlicher Formen mit unterschiedlich
angeordneten Schiebern, wobei die Schieber jeweils in einer parallel
zu ihrer Oberseite oder Unterseite liegenden Ebene entsprechend
der Beschreibung zu den 3a und 3b zwischen
den Stellungen S1 und S2 mit zwei überlagerten Bewegungskomponenten
verfahren werden.
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Die 4a zeigt
einen Ausschnitt eines Formrahmens 1 im Schnitt, wobei
der Formrahmen 1 auf einer Formunterlage 23 ruht.
In einem durch eine Seitenwand 4 begrenzten Formnest 3 ist
ein Formkörper 24 angeordnet,
an welchem mittels eines Schiebers 9 eine gebrochene Kante 25 ausgebildet wurde.
Hierzu wurde der Schieber 9 aus einer Stellung S1 unter
einem Winkel β =
45° in die
dargestellte Stellung S2 gefahren. In der Stellung S2 wirkt der Schieber 9 mit
einer Unterseite 12 auf den Formkörper 24. Zum Entformen
des Formkörpers 24 durch ein
Anheben des Formrahmens 1 wird der Schieber 9 in
die Stellung S1 zurückgezogen,
in welcher dieser in einer durch die Seitenwand 4 definierten
Ebene E liegt und den Querschnitt des Formnests 3 nicht
verengt.
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Im
Unterschied zu der 4a ist in der 4b ein
Ausschnitt eines Formrahmens 1 dargestellt, bei welchem
ein Schieber 9 mit einer Unterseite 12, einer
Oberseite 13 und einer Frontseite 14 auf einen
Formkörper 24 einwirken
und in diesen eine Nut 26 einformt. Der Schieber 9 wird
erst nach dem Füllen
oder dem teilweise oder vollständigen
Verdichten des Formkörpers 24 in
die Stellung S2 geschoben. Zumindest während des Füllens eines durch Seitenwände 4 begrenzten
Formnests 3 steht der Schieber 9 in einer zurückgezogenen
Stellung und dessen Frontseite 14 bildet mit der Seitenwand 4 des
Formrahmens 1 eine gemeinsame Ebene E. Zum Entformen wird
der Schieber 9 selbstverständlich wieder zurückgezogen.
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In
der 4c ist ein Ausschnitt eines weiteren Formrahmens 1 geschnitten
dargestellt. Seitenwände 4 definieren
ein Formnest 3, wobei die Seitenwände 4 bereichsweise
durch ein Schiebermodul 5 gebildet sind. Das Schiebermodul 5 weist
ein Schiebergehäuse 8 auf,
in welchem drei parallel geführte Schieber 9 gelagert
sind. Die Schieber stehen in einer ausgefahrenen Stellung S2 und
prägen
drei Nuten 26 in einen verdichteten Formkörper 24.
Zum Absetzen des Formkörpers 24 auf
einer Formunterlage 23 werden die Schieber 9 in
eine Stellung S1 zurückgezogen,
in welcher ihrer Frontseiten 14 mit der Seitenwand 4 eine
Ebene E bilden.
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In
Analogie zu der 4c zeigt die 4d einen
Formrahmen 1 mit einem Schiebermodul 5 in welchem
drei Schieber 9 nicht waagrecht, sondern unter einem Winkel β = 30° angeordnet
sind und im Querschnitt dreieckförmige
Nuten 26 in einen Formkörper 24 prägen.
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Die 5a bis 5e zeigen
die in der 4b dargestellte Situation nochmals
schematisch vereinfacht. Die 5a zeigt
einen Schnitt durch eine Seitenwand 4 eines Formrahmens 1 bzw.
Formunterteils 2 mit einem in einer zurückgezogenen Stellung S1 stehenden
Schieber 9. Der Schieber 9 ist mit einem Winkel β zu einer
durch eine Oberseite 27 der Seitenwand 4 bzw.
des Formunterteils 2 definierten Ebene F geneigt. Genau
diese Situation des in der Stellung S1 stehenden Schiebers 9 ist
in der 5b in Draufsicht auf das Formunterteil 2 als
Ausschnitt dargestellt. Die 5c zeigt
den Schieber 9 in einer ausgefahrenen Stellung S2 in der
aus der 5a bekannten geschnittenen Seitenansicht.
Bedingt durch die schräge
Anordnung des Schiebers 9 zu Ebene F bewegt sich der Schieber 9 zwischen
der Stellung S1 und der Stellung S2 in nicht nur in einer in der
Ebene F liegende Pfeilrichtung x, welche in der in der 5d dargestellten
Draufsicht senkrecht zu einer Ebene E der Formwand 4 ausgerichtet
ist, sondern auch in eine Pfeilrichtung z. Diesen Bewegungen in
x- und z-Richtung ist weiterhin eine in Draufsicht auf das Formunterteil 2 (5d)
parallel zu der Ebene E verlaufende Bewegung in eine Pfeilrichtung y überlagert.
Somit ergibt sich in Draufsicht, also in der Ebene F betrachtet,
eine Bewegung in eine resultierende Pfeilrichtung R. Durch die schräge Anordnung
des Schiebers 9 zur Ebene F ergibt sich im Raum betrachtet
eine tatsächliche
Verschiebung des Schiebers 9 in eine Raumrichtung RR (siehe 5e).
Eine Projektion der tatsächlichen
Verschiebung des Schiebers 9 in die Raumrichtung RR in
die Ebene F führt
zu der in der Ebene F durchgeführten Bewegung
in die Pfeilrichtung R, welche sich wiederum aus den überlagerten
x- und y-Bewegungen
ergibt. Entscheidend für
die Erfindung ist die zusätzliche
Bewegung in die Pfeilrichtung y parallel zu der durch die Formwand 4 definierten
Ebene E. Der Winkel β,
unter welchem der Schieber 9 zu der durch die Ausrichtung
der Oberseite 27 des Formunterteils 2 bzw. durch
die Ausrichtung der Formunterlage definierten Ebene F geneigt ist,
kann sich im Bereich +90° > β > –90° bewegen
und liegt vorzugsweise in einem Bereich von +45° > β > –45°.
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Die
Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche.
Insbesondere sieht die Erfindung vor, mit einem langen Schieber mehrere
benachbarte Formkörper
zu bearbeiten. Weiterhin ist es vorgesehen, beispielsweise eine gleichförmige Bewegung
des Schiebers in die x-Richtung mit einer in y- bzw. y'-Richtung hin- und hergehenden
zweiten Bewegung zu überlagern.
Die Erfindung sieht auch vor, vor dem Beginn einer Bewegung des
Schiebers in x- oder x'-Richtung,
den Schieber zunächst
durch eine in y- bzw. y'-Richtung hin- und hergehenden
Bewegung zu lösen.
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- 1
- Formrahmen
- 2
- Formunterteil
- 3
- Formnest
- 4
- Seitenwand
von 3
- 5
- Schiebermodul
- 6
- Schraube
zur Befestigung von 5
- 7
- Querträger von 1
- 8
- Schiebergehäuse
- 9
- Schieber
- 10
- Bolzen
zur Führung
von 9
- 11
- Bodenfläche von 5
- 12
- Unterseite
von 9
- 13
- Oberseite
von 9
- 14
- Frontseite
von 9
- 15
- Kante
von 9
- 16
- Langloch
in 9
- 17
- Rücksprung
an 14
- 18
- Vorsprung
an 14
- 19,
20
- Kolbenstange
von PX bzw. PY
- 21,
22
- Längsführung an 9
- 23
- Formunterlage
- 24
- Formkörper
- 25
- gebrochene
Kante von 24
- 26
- Nut
an 24
- 27
- Oberseite
von 1 bzw. 2
- x,
x'
- Bewegungsrichtung
senkrecht zu 4 bzw. E
- y,
y'
- Bewegungsrichtung
parallel zu 4 bzw. E
- z
- Bewegungsrichtung
senkrecht zu F
- E,
F
- Ebene
- A
- unterer
Abschnitt von 1
- PX,
PY, RR
- Pneumatikzylinder
- R,
R'
- resultierende
Verfahrrichtung von 9
- RR
- Raumrichtung
- S1
- zurückgezogene
Stellung von 5
- S2
- ausgefahrene
Stellung von 5
- α
- Winkel
von R zu E
- β
- Winkel
von 9 zu 23