DE202006005773U1

DE202006005773U1 - Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen

Info

Publication number: DE202006005773U1
Application number: DE202006005773U
Authority: DE
Original assignee: Baustoffwerke Gebhart and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Baustoffwerke Gebhart and Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-04-08
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2016-04-09

Abstract

Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen, Ziegelklinkern und Natursteinen, mit folgenden Merkmalen:
1.1 einer Unterlage, auf die die Steine derart auflegbar sind, dass deren zu bearbeitende Oberfläche und die angrenzenden Kanten freiliegen;
1.2 im wesentlichen frei beweglichen Schlagkörpern zum Bearbeiten der Oberfläche und der angrenzenden Kanten der Steine;
1.3 einer Vibrationseinrichtung, um die Steine und die Schlagkörper zueinander derart in Bewegung zu setzen, dass die Schlagkörper auf die Oberfläche und die angrenzenden Kanten der Steine einwirken;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schlagkörper (3) derart beweglich an einer Halterungseinrichtung (5) befestigt sind, dass die Schlagkörper (3) innerhalb eines definierten Bereichs (4) der Oberfläche (1a) der Steine (1) frei beweglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen, Ziegelklinkern und Natursteinen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Altern ist aus der DE 20 2004 020 206.9 bekannt.
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.
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.
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.
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.
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.
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 anliegen und zwischen ihnen keine Zwischenräume mehr vorhanden sind. Die Schlagwerkzeuge der Schlageinrichtung sind an einem beweglichen Wagen angeordnet, der diese über die Oberflächen der Steine hinweg führt, sodass die freien Oberflächen und die oben liegenden Kanten der Steine von den Schlagwerkzeugen angeschlagen werden.
Von Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, dass die derart gealterten Steine künstlich bearbeitet und nicht natürlich gealtert aussehen. Ein idealer Kanten bruch der Steine, wie er durch das Rumpeln der Steine in einer Drehtrommel entsteht, ergibt sich durch die Anwendung des Verfahrens der gattungsgemäßen Schrift nicht.
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.
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 An schlagwinkel resultiert ein ungünstiger Bruch der Kanten.
Analog zu dem Alterungsverfahren mittels der Drehtrommel besteht dabei der Nachteil, dass Flächen und Kanten der Steine bearbeitet werden, die möglicherweise gar nicht sichtbar sind, wodurch eine unnötige Energie- und Zeitverschwendung betrieben wird. Darüber hinaus ist die notwendige Bearbeitungszeit, insbesondere bei abgebundenen Betonsteinen, hoch und der Kantenbruch nicht ideal.
Aus der gattungsgemäßen Schrift, der DE 20 2004 020 206.9 ist eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen bekannt, bei der die Steine – vorzugsweise in ihrer Produktionslage – auf eine Unterlage aufgelegt werden, so dass die zu bearbeitenden Oberflächen und die angrenzenden Kanten der Steine frei liegen. Anschließend werden mittels einem Magneten frei bewegliche Schlagkörper (aus Metall) auf die zu bearbeitende Oberfläche aufgebracht. Mittels einer Vibrationseinrichtung wird die Unterlage, auf der die Steine aufliegen, in Vibration versetzt. Somit werden die Steine und die Schlagkörper zueinander derart in Bewegung gebracht, dass die Schlagkörper auf die Oberflächen und die freiliegenden Kanten der Steine einwirken.
Die aus der DE 20 2004 020 206.9 bekannte Vorrichtung ermöglicht eine schnelle und effektive Alterung der Oberseite der Steine und der daran angrenzenden, frei liegenden Kanten. Die Schlagkörper treffen zufällig auf die Oberflächen der Steine und schlagen diese somit unregelmäßig an, so dass eine Optik entsteht, die der eines natürlich gealterten Steines entspricht.
Nach dem Alterungsprozess werden die metallischen Schlagkörper wieder durch den Magneten – indem dieser den Steinen angenähert wird – von der Oberfläche der Steine abgehoben. Die Steinlage kann entfernt und eine neue Steinlage zugeführt werden. Von Nachteil ist, dass der einzusetzende Magnet hohe Kosten verursacht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch das Ablegen und Wiederaufnehmen der Schlagkörper durch den Magneten entsprechende Nebenzeiten entstehen, die zu längeren Taktzeiten führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus der gattungsgemäßen Schrift bekannte Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen zu verbessern, insbesondere eine Vorrichtung zu entwickeln, welche eine besonders kostengünstige und schnelle Alterung von Steinen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dadurch, dass die Schlagkörper beweglich befestigt sind, diese Befestigung jedoch eine Bewegung der Schlagkörper innerhalb eines definierten Bereichs der Oberfläche der Steine zulässt, wird einerseits erreicht, dass die Oberflächen bzw. die angrenzenden Kanten der Steine weiterhin unregelmäßig angeschlagen werden und somit eine Optik entsteht, die der eines natürlich gealterten Steines entspricht, andererseits kann auf einen Magneten zum Ablegen und Wiederaufnehmen der Schlagkörper von der Oberfläche verzichtet werden. Durch die Einleitung von Vibrationen, beispielsweise verursacht durch einen Vibrationstisch, der unterhalb der Steine angeordnet ist, werden die Steine und die Schlagkörper, in der Art wie dies in der gattungsgemäßen Schrift beschrieben ist, zueinander in Bewegung gebracht, so dass die Schlagkörper auf die Oberflächen und die angrenzenden Kanten der Steine einwirken.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht mehrere Varianten der Ablage bzw. der Entnahme der Schlagkörper von den Oberflächen der Steine und somit mehrere Möglichkeiten, auf einen bisher notwendigen Magneten zu verzichten. In einer Ausführungsform kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Halterungseinrichtung, an der die Schlagkörper beweglich befestigt sind, eine Hubbewegung durchführen kann, um somit die Schlagkörper von der Oberfläche der Steine abheben bzw. dieser zuführen zu können. Das Abheben der Schlagkörper von einer gealterten Lage von Steinen und das Wiederauflegen der Schlagkörper auf eine neue zu alternden Lage von Steinen lässt sich auf diese Weise schnell durchführen, so dass kurze Taktzeiten eingehalten werden können. Die Nebenzeiten werden, verglichen zum bisherigen Stand der Technik, deutlich verringert.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht, wie der Erfinder erkannt hat, darin, dass auf ein Abheben und Wiederauflegen der Schlagkörper vollständig verzichtet werden kann. Die bewegliche Befestigung bzw. Aufhängung der Schlagkörper ermöglicht nämlich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Fördereinrichtung, beispielsweise in Form einer Schubstange oder eines Förderbandes, auszubilden, welche die zu alternden Steine fortlaufend bzw. kontinuierlich oder diskontinuierlich unterhalb der beweglich befestigten Schlagkörper durchschiebt. Unter einer kontinuierlichen Alterung ist auch ein Intervall zu verstehen, bei dem die Steine mit kurzen Unterbrechungen von z. B. 5 Sekunden unterhalb der Schlagkörper durchgeschoben werden. Die Schlagkörper – in üblicher Weise angeregt durch die eingeleiteten Vibrationen – wirken dabei alternd auf die Steine ein. Durch die bewegliche und flexible Befestigung wird, wie bereits beschrieben, einerseits ein ungleichmäßiges Anschlagen der Steine sichergestellt, andererseits wird verhindert, dass die Schlagkörper mit den Steinen mitwandern können. Die Schlagkörper altern jeweils die Steine, die sich innerhalb des ihnen zur Verfügung stehenden definierten Bereichs befinden.
Der definierte Bereich kann beispielsweise in Abhängigkeit der Anzahl der Schlagkörper, der Anzahl von Steinen und der Durchlaufgeschwindigkeit gewählt werden.
Es hat sich dabei herausgestellt, dass bereits ein relativ kleiner Bereich, innerhalb dessen die Schlagkörper auf der Oberfläche der Steine beweglich sind, ausreichend ist. Dies vermeidet, dass die Schlagkörper (aufgrund zu großer Beweglichkeit) in den Zwischenraum zwischen zwei Steinen eindringen können und sich dort möglicherweise verklemmen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Schlagkörper an einer quer zur Vorschubrichtung angeordneten Halterungseinrichtung sowohl in Vorschubrichtung als auch quer dazu ungleichmäßig bzw. unregelmäßig angeordnet sind, so dass Regelmäßigkeiten bei der Alterung der Steine vermieden werden.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Schlagkörper in mehreren Reihen quer zur Vorschubrichtung der Steine derart angeordnet sind, dass die Reihen von Schlagkörpern jeweils die durchgeförderten Steine überspannen. Der Alterungseffekt kann dabei durch die Anzahl der Reihen von Schlagkörpern, unterhalb derer die Steine unter schlagender Einwirkung der Schlagkörper durchlaufen müssen, variiert werden. Des weiteren wird die Stärke der Alterung durch die Durchlaufgeschwindigkeit bestimmt, sowie die eingeleiteten Vibrationen.
Durch die Wahl einer geeigneten Anzahl von Reihen mit Schlagkörpern kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einfacher Weise in den laufenden Produktionsprozess von Steinen integriert werden, ohne dass dies zu einer Taktzeitreduzierung führt. Die Steine können die gattungsgemäße Vorrichtung mit der gewünschten Geschwindigkeit durchlaufen, wobei durch die Anzahl der Reihen von Schlagkörpern der gewünschte Alterungseffekt erzielt wird. Vorzugsweise können die Schlagkörper einer Reihe jeweils versetzt zu einer vor- oder nachgeordneten Reihe von Schlagkörpern angeordnet sein, so dass die Oberflächen der Steine gleichmäßig bearbeitet werden können. Prinzipiell soll zwar ein ungleichmäßig gealtertes Bild entstehen, dies ergibt sich jedoch automatisch durch die bewegliche Befestigung der Schlagkörper. Eine systembedingte (dauerhafte) Häufung der Anschläge der Steine innerhalb eines bestimmten Bereichs wird durch die versetzte Anordnung zuverlässig vermieden. Vorgesehen kann diesbezüglich auch sein, dass der Abstand zwischen den Reihen unterschiedlich ist.
Bei der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung mit einer kontinuierlich arbeitenden Fördereinrichtung ist es ausreichend, wenn wenigstens die Schlagkörper einer Reihe derart angeordnet sind, dass deren definierte Bereiche die Gesamtbreite der unterhalb der Schlagkörper durchlaufenden Steine umfassen.
Prinzipiell kann bereits eine Reihe von Schlagkörpern bzw. wenige Reihen von Schlagkörpern ausreichend sein, um die Steine zu altern. Dies ergibt jedoch, wie sich in der Praxis herausgestellt hat, kein optimales Alterungsbild und bedingt darüber hinaus, dass die Durchlaufgeschwindigkeit relativ gering ist.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung, bei der keine kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtung vorgesehen ist, kann vorgesehen sein, dass die Schlagkörper derart befestigt sind, dass die definierten Bereiche der einzelnen Schlagkörper gemeinsam wenigstens die gesamte Oberfläche – vorzugsweise der lagenweise zugeführten Steine – umfassen.
Bei der diskontinuierlichen Alterung ist vorgesehen, dass die Steine dem Bereich, in dem diese gealtert werden, lageweise bzw. als Einheit zugeführt und in einem Arbeitsgang gealtert werden, d.h. die Steine werden erst weitertransportiert, wenn die Alterung beendet ist.
In einer Abwandlung der diskontinuierlichen Alterung können auch mehrere Alterungsstationen vorgesehen sein, denen die Steine nacheinander zugeführt werden, wobei die Steine, nachdem diese alle Alterungsstationen durchlaufen haben, in der gewünschten Weise gealtert sind.
Im Unterschied zu der diskontinuierlichen Alterung ist bei der kontinuierlichen Alterung vorgesehen, dass die Steine permanent in Vorschubrichtung transportiert werden, also nicht eine Lage oder Einheit von Steinen gezielt der oder den Alterungsstationen zugeführt wird, sondern es sich um einen fortlaufenden Prozess handelt. Dies ist auch durch einen intervallmäßigen Vorschub der Steine möglich. Der Vibrationsprozess muss hierzu nicht unterbrochen werden. Die Steine werden dabei für eine relativ kurze Zeitperiode, z.B. 5 Sekunden, auf ihrer Position belassen (kein Vorschub) und anschließend ein Stück weitertransportiert. In Versuchen hat dies ein vorteilhaftes Alterungsbild ohne eine systembedingte Häufung ergeben.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass sich die definierten Bereiche der Schlagkörper überlappen.
Der durch die bewegliche Befestigung vorgegebene Bewegungsraum, den die Schlagkörper haben, soll vorzugsweise derart gewählt sein, dass die Schlagkörper nicht in den sich möglicherweise zwischen zwei Steinen bildenden Zwischenraum eindringen können. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Schlagkörper im Ruhezustand, dass heißt wenn keine Vibrationen auf die Stei ne und die Schlagkörper einwirken, auf den Steinen aufliegen.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Schlagkörper mit Abstand oberhalb der Steine angeordnet sind. Die Steine können somit verkratzfrei unterhalb der Schlagkörper durchtransportiert werden. Ein Abstand zwischen den Steinen und den Schlagkörpern ist insbesondere bei dickeren Steinen problemlos möglich, da diese mit einer hohen Amplitude gealtert werden können und somit entsprechend hochgestoßen werden. Wie sich gezeigt hat, verstärkt ein Abstand die Alterung der Steinkanten und vermindert die Alterung der Steinoberfläche, was je nach Anwendungsfall bzw. gewünschtem Erscheinungsbild vorteilhaft sein kann.
Im Hinblick auf eine besonders effektive Alterung ist es jedoch sinnvoll, wenn die Schlagkörper auf der Oberfläche aufliegen und somit nicht erst ein Abstand überwunden werden muss (Verlust von Schlagenergie). Insbesondere bei der Alterung von dünnen Steinen, welche aufgrund der Gefahr, dass diese durch die Vibration gedreht werden, nur mit geringer Amplitude gealtert werden, ist ein Kontakt der Schlagkörper mit der Oberfläche der Steine auch im Ruhezustand sinnvoll.
Vorgesehen sein kann, dass der definierte Bereich, innerhalb dessen sich die Schlagkörper auf der Oberfläche der Steine bewegen können, einer Bewegung bzw.
Auslenkung derselben von 5–40 mm, vorzugsweise 10 mm, in alle Richtungen entspricht. Unter der Annahme, dass die Schlagkörper kugelförmig sind und einen Durchmesser von 40 mm aufweisen, würde dies einen kreisförmigen definierten Bereich mit einem Durchmesser von vorzugsweise 60 mm ergeben. Der Umfang bzw. der horizontale Querschnitt der Schlagkörper wird somit zur Abbildung des definierten Bereichs um 10 mm horizontal in alle Richtungen gestreckt.
Von Vorteil ist es, wenn die Befestigung der Schlagkörper derart erfolgt, dass diese eine Hubbewegung, resultierend aus den eingeleiteten Vibrationen, weitgehend unbeschränkt durchführen können.
In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Halterungseinrichtung, an der die Schlagkörper befestigt sind, oberhalb der Steine angeordnet ist. Die Halterungseinrichtung kann dabei eine sich planparallel zu der Oberfläche der Steine erstreckende Ebene bzw. ein Muster aus Halterungselementen, beispielsweise gebildet durch eine Mehrzahl quer zur Durchlaufrichtung der Steine verlaufender Halterungsreihen, darstellen. Die Befestigung der Schlagkörper an den Halterungselementen kann über Befestigungsglieder erfolgen, welche beispielsweise als Ketten, Seile, Stangen oder Profilelementen unterschiedlicher Gestaltung ausgebildet sein können. Die Befestigungsglieder können in vielfältiger Art und Weise ausgestaltet sein, sollen dabei vorzugsweise sicherstellen, dass sich die Schlagkörper innerhalb des definierten Bereichs möglichst unbeschränkt bewegen können, andererseits die Schlagkörper ohne großen Energieverlust die Hubbewegung durchführen können.
Vorzugsweise sind die Schlagkörper jeweils einzeln an den Halterungselementen befestigt.
Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer kontinuierlich arbeitenden Fördereinrichtung kann vorgesehen sein, dass in dem Bereich, den die Steine unter schlagender Einwirkung der Schlagkörper durchlaufen, Mittel vorgesehen sind, welche wenigstens einen Teilbereich eines Steines anheben, so dass der angehobene Teilbereich des Steines in Richtung der Schlagkörper herausragt und einer stärkeren Einwirkung durch die Schlagkörper ausgesetzt ist. Die Mittel können beispielsweise als Erhöhungen ausgebildet sein, über welche die Unterseite der Steine aufgrund der Vorschubbewegung (resultierend aus der Fördereinrichtung) geschoben werden. Die Erhöhungen können vorzugsweise rampenförmig ausgebildet sein, so dass der Stein wenigstens mit einem Teilbereich die Rampe emporfährt und anschließend wieder herunterfällt bzw. diese wieder herunterfährt. Somit wird in Vorschubrichtung betrachtet zuerst der vordere Bereich des Steines angehoben und somit einer stärkeren Einwirkung durch die Schlagkörper ausgesetzt, während an schließend der mittlere und zuletzt der hintere Bereich des Steines in Richtung der Schlagkörper herausragt.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Erhöhungen derart angeordnet sind, dass die Steine mit ihrer Unterseite außermittig über die Erhöhungen geschoben werden, wodurch jeweils eine Seite des Steins (in Durchlaufrichtung betrachtet) einer verstärkten Alterung unterworfen ist. Vorgesehen ist dabei, dass jeder Stein an jeder Seite mindestens einmal angehoben wird. Um die Reibung zwischen der Erhöhung und der Unterseite des Steines zu reduzieren, kann vorgesehen sein, dass die Erhöhungen Rollen aufweisen oder als Rollen ausgebildet sind. Dadurch, dass die Steine jedoch ohnehin durch die Vibrationsbewegung in diesem Bereich fortlaufend angehoben werden, ist die Reibung zwischen der Erhöhung und der Steinunterseite ohnehin nicht hoch.
Die Mittel zum Anheben der Steine können auch so ausgebildet sein, wie dies in der US 2002/0145224 A1 beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Nachfolgend sind anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt.
1 eine Draufsicht auf ein Produktionslage von Steinen, die auf einer Unterlage aufgebracht sind und mittels einer Fördereinrichtung in einen Alterungsbereich eingebracht werden, ohne eine Darstellung der Schlagkörper;
2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Schlagkörper über Befestigungselemente reihenförmig quer zur Durchschubrichtung der Steine angeordnet sind;
3 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung III der 2;
4 eine Detailansicht der Schlagkörper, welche über kettenförmige Befestigungselementen in schienenförmigen Aufnahmen eingehängt sind;
5 eine alternative Ausgestaltung der Befestigungselemente mit einem Innenraum, der das Halterungselement umfasst;
6 eine Detaildarstellung eines Befestigungselementes gemäß 5 mit einem Schlagkörper;
7 eine Detaildarstellung eines mit einem Gewicht außermittig beschwerten Befestigungselement;
8 eine perspektivische Darstellung einer Fördereinrichtung, welche sich in besonderer Weise zur Beförderung einer Lage von Steinen eignet, wobei die Steine mittels einer Schubstange, die an einem Kettenförderer angebracht ist, über eine Unterlage geschoben werden;
9 eine prinzipmäßige Seitenansicht einer Fördereinrichtung gemäß 8;
10 eine perspektivische Darstellung einer Fördereinrichtung, wobei ein Kettenförderer mit wenigstens einer Schubstange und einer Begrenzungsstange vorgesehen ist und zwischen der Schubstange und der Begrenzungsstange eine Matte angebracht ist, auf der die Steine aufliegen und über die Unterlage gezogen werden;
11 eine prinzipmäßige Seitenansicht einer Fördereinrichtung gemäß 10;
12 eine prinzipmäßige Seitenansicht einer Fördereinrichtung mit einem Kettenförderer mit wenigstens einer Schubstange, wobei zusätzlich ein Band- oder Gurtförderer vorgesehen ist, auf welchem die Steine aufliegen; und
13 eine prinzipmäßige Seitenansicht einer Fördereinrichtung gemäß 9 mit einer Ausgestaltung der Schubstange und der Begrenzungsstange die sich besonders für die Alterung von im Querschnitt trapezförmigen bzw. in ihrer Lage unstabilen Steinen handelt.
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.
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 sind. Eine derartige Produktionslage ist beispielhaft in 1 dargestellt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, werden die Betonsteine 1 einlagig in regelmäßiger Anordnung auf eine Unterlage 2 aufgebracht. Die Betonsteine 1 sind dabei derart angeordnet, dass jeweils die zu bearbeitende Kante 1b bzw. die zu bearbeitende Oberfläche 1a (= in der Regel die spätere Sichtseite) des Steines 1 oben liegt.
Hinsichtlich des allgemeinen Prinzips der Alterung mit frei beweglichen Schlagkörpern 3, wie diese aus den 2 bis 7 ersichtlich sind, wird auf die DE 20 2004 020 206.9 verwiesen.
Wie aus den 2 bis 6 ersichtlich ist, erfolgt die Bearbeitung der Oberflächen 1a und der an die Oberflächen 1a angrenzenden Kanten 1b der Steine 1 durch Schlagkörper 3, die innerhalb eines definierten Bereichs 4 der Oberfläche 1a der Steine 1 im wesentlichen frei beweglich sind. Die Schlagkörper 3 sind hierzu beweglich an einer Halterungseinrichtung 5 befestigt bzw. angeordnet oder aufgehängt.
Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist eine Vibrationseinrichtung 6 vorgesehen, um die Steine 1 und die Schlagkörper 3 zueinander derart in Bewegung zu setzen, dass die Schlagkörper 3 auf die Oberflächen 1a und die freiliegenden Kanten 1b der Steine 1 einwirken. Die Vibrationseinrichtung 6, die beispielsweise aus mehreren Unwuchtgeneratoren beste hen kann, überträgt die Vibrationsbewegung auf die Unterlage 2 und wirkt von dort auf die Steine 1 sowie die Schlagkörper 3. Die Unterlage 2 kann dabei auch die Oberseite der Vibrationseinrichtung 6, beispielsweise einen Vibrationstisch, darstellen. Die Unterlage 2 kann jedoch auch ein Förderband darstellen, auf dem die Steine 1 aufgelegt sind. Bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen hierzu sowie der Einleitung der Vibrationsbewegung wird auf die DE 20 2004 020 206.9 verwiesen.
Wie aus den Figuren ersichtlicht ist, sind die Schlagkörper 3 sowohl – innerhalb des definierten Bereichs 4 – zu der Oberfläche 1a frei beweglich als auch zueinander. Die Schlagkörper 3 können aus jedem beliebigen Material hergestellt sein. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schlagkörper 3 aus Hartmetall, Metall oder Stahl gebildet sind. Die Form der Schlagkörper 3 kann ebenfalls beliebig gewählt werden, wobei es sich als vorteilhaft herausgestellt hat, die Schlagkörper 3 kugelförmig, ringförmig, mehreckig, zylindrisch oder scheibenförmig auszubilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schlagkörper 3 im wesentlichen kugelförmig, jedoch an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht. Dies ergibt sich im Detail insbesondere aus den 4, 6 und 7.
Wie aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ersichtlich ist, erstreckt sich die Halterungseinrich tung 5 planparallel zu den Oberflächen 1a der Steine 1. Die Halterungseinrichtung 5 weist dabei eine Mehrzahl von Halterungselementen 7 auf, die sich jeweils über die gesamte Breite der zu alternden Steine 1, d.h. quer zur Vorschubrichtung, erstrecken. Die Schlagkörper 3 sind über Befestigungsglieder 8 an den Halterungselementen 7 angeordnet bzw. befestigt bzw. aufgehängt. Gemäß der in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform sind die Befestigungsglieder 8 als Ketten dargestellt. Die Ketten sind dabei als Metallketten ausgebildet. Die Halterungselemente 7 weisen, wie sich insbesondere aus 4 ergibt, schienenförmige Aufnahmen 7a auf, in die die Metallketten 8 einhängbar sind. Jeder Schlagkörper 3 ist über ein individuelles Befestigungsglied 8 einzeln mit dem Halterungselement 7 verbunden. Falls ein Schlagkörper 3 ausgetauscht werden muss, ist dies somit in einfacher Weise möglich.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schlagkörper 3 einer Reihe 7 eng aneinander liegen, beispielsweise einen Abstand von 2 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 10 mm, aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass sich die Halterungselemente 7 bzw. die gesamte Halterungseinrichtung 5 während der schlagenden Einwirkung der Schlagkörper 3 auf die Steine 1 bewegt. Dadurch wird ein unregelmäßiges Anschlagen der Steine 1 durch die Schlagkörper 3 unterstützt. Vorgesehen ist dabei eine oszillierende Bewegung der Halterungselemente 7 vorzugsweise derart, dass die Halterungselemente 7 axial hin- und herbewegt werden. Dies lässt sich konstruktiv mit bekannten Mitteln (z.B. einer exzentrischen Lagerung oder einem zufallsgesteuerten Pneumatikzylinder) erreichen.
In den 5, 6 und 7 ist eine zu den 2 bis 4 alternative Ausgestaltung der Befestigungsglieder 8 dargestellt. Die Befestigungsglieder 8 weisen dabei ein Profil auf, durch welches ein Innenraum 8a ausgebildet ist, welcher geeignet ist, das (im Ausführungsbeispiel rohr- oder stangenförmige) Halterungselement 7 so zu umfassen, dass das Befestigungsglied 8 relativ zu dem Halterungselement 7 derart beweglich ist, dass der an dem Befestigungsglied 8 angeordnete bzw. damit verbunden Schlagkörper 3 sowohl eine Hubbewegung als auch eine Bewegung innerhalb des definierten Bereichs 4 ausführen kann. Gemäß dem in den 5, 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsglied 8 als entsprechend gebogenes Vierkantprofil ausgebildet. Gemäß der in 6 dargestellten Ausführungsform weist der definierte Bereich 4 eine elliptische Form auf. Dies liegt daran, dass das als Vierkantprofil gestaltete Befestigungsglied 8 hauptsächlich eine Bewegung des Schlagkörpers 3 in Durchlaufrichtung bzw. entgegen der Durchlaufrichtung ermöglicht. Im Unterschied dazu ermöglicht die Ausfüh rungsform gemäß den 2 und 4 die Ausbildung eines im Prinzip runden definierten Bereichs 4. Allerdings wird sich auch in diesem Fall aufgrund der Vorschubrichtung der Steine 1 im wesentlichen eine elliptische Form für den definierten Bereich 4 einstellen, wenn auch diese Form weniger stark ausgeprägt ist.
Gemäß der in 6 dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Schlagkörper 3 30 bis 200 mm, vorzugsweise 50 bis 150 mm, in Durchlaufrichtung ausgelenkt werden können. Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass die nächste Reihe 7 mit Schlagkörpern 3 einen Abstand von der vorhergehenden Reihe 7 mit Schlagkörpern 3 aufweist, der 10 bis 20 mm größer ist als die maximale Auslenkung der Schlagkörper 3 im Betrieb.
Die Befestigungsglieder 8 weisen inklusive der Schlagkörper 3 im Ausführungsbeispiel eine Länge von 200 mm auf. Als vorteilhaft hat sich allgemein eine Länge von 100 bis 400 mm herausgestellt.
Wie aus 5 ersichtlich, weisen die Halterungselemente 7 in regelmäßigen Abständen Abstandsglieder 9 auf, die eine definierte Anordnung der Befestigungsglieder 8 einer Reihe sicherstellen sowie ein Verkanten mit anderen benachbart angeordneten Befestigungsgliedern 8 verhindern.
Wie sich aus 6 ergibt, kann der Innenraum 8a der Befestigungsglieder 8 durch einen Zwischenboden 8b unterteilt sein, wodurch insbesondere die Hubbewegung des Schlagkörpers 3 entsprechend begrenzt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Zwischenboden 8b variabel einstellbar ist, wodurch die Hubbewegung – gegebenenfalls in Abhängigkeit der zu alternden Steine 1 – verändert werden kann.
7 zeigt eine Anordnung der Schlagkörper 3 derart, dass die Schlagkörper 3 im Ruhezustand entgegen der Durchlaufrichtung ausgerichtet sind. Durch die Bewegung der Steine 1 in Förderrichtung (siehe Pfeil) werden die Schlagkörper 3 bzw. die Befestigungsglieder 8 dabei senkrecht ausgerichtet (strichliniert dargestellt). Die Ausrichtung der Schlagkörper 3 im Ruhezustand ist derart gewählt, dass sich im Betrieb eine senkrechte Ausrichtung einstellt. Im Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsglieder 8 an ihrer in Durchlaufrichtung der Steine 1 vorne liegenden Seite durch ein zusätzliches Gewicht 15 beschwert (dies kann auch in das Befestigungsglied integriert sein). Das zusätzliche Gewicht 15 kann auch am Schlagkörper 3 angebracht sein. Durch das zusätzliche Gewicht 15 wird erreicht, dass der Schlagkörper 3 im Ruhezustand entgegen der Förderrichtung geneigt ist. Eine derartige Neigung kann auch auf andere Art und Weise erreicht werden, z.B. durch eine unsymmetrische oder dispropor tionale Aufhängung und/oder Gestaltung der Befestigungsglieder 8 bzw. der Schlagkörper 3.
Erfindungsgemäß kann ebenfalls vorgesehen sein, dass wenigstens die im Einlaufbereich angeordneten Reihen 7 von Schlagkörpern 3, d.h. die Reihe von Schlagkörpern 3, welche die Steine beim Einbringen in den Alterungsbereich zuerst passieren, in Durchlaufrichtung geneigt sind (nicht dargestellt). Dies kann konstruktiv analog zu der Neigung gegen die Durchlaufrichtung erfolgen. Der Vorteil besteht darin, dass ein Verkannten der Steine 1 mit den Schlagkörpern 3 vermieden wird und die Steine 1 somit leicht zugeführt werden können. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass alle Schlagkörper 3 in Ruhestellung in Durchlaufrichtung geneigt sind.
In den Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Steine 1 mittels einer Fördereinrichtung 10 unterhalb der Schlagkörper 3 durchgefördert werden, d.h. den eigentlichen Alterungsbereich durchlaufen. Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Fördereinrichtungen 10 bekannt. Beispielsweise kann es sich dabei um einen Band-, Gurt- oder Kettenförderer oder dergleichen handeln. Im Ausführungsbeispiel ist die Fördereinrichtung als Kettenförderer 10 mit einer Schubstange 11 ausgebildet, welche die Steine 1 über die Unterlage 2, d.h. im eigentlichen Alterungsbereich direkt über den Vibrations tisch schiebt. Im Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass der Kettenförderer 10 die Steine 1 kontinuierlich unterhalb der Schlagkörper 3 durchschiebt. Die Durchlaufgeschwindigkeit kann dabei im Zusammenhang mit der Gesamtproduktionsgeschwindigkeit bzw. dem zu erreichenden Alterungsergebnis bestimmt werden.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass der Kettenförderer 10 die zu alternden Steine 1, beispielsweise eine gesamte Produktionslage, in die vorgesehene Position lediglich einschiebt und die Steine 1 während des Alterungsprozesses nicht vorwärts geschoben werden (diskontinuierliche Förderung). Nach Beendigung des Alterungsprozesses, d.h. nachdem die Schlagkörper 3 ihre schlagende Einwirkung auf die Oberflächen 1a und die angrenzenden Kanten 1b der Steine 1 im gewünschten Maße beendet haben, kann der Kettenförderer 10 die Steine 1 weiterbefördern und eine neue Lage auf den frei gewordenen Platz einbringen.
Der Kettenförderer 10 ist als umlaufende Fördereinrichtung ausgebildet. Die beiden Zugketten des Kettenförderers 10 sind im Ausführungsbeispiel außerhalb der Vibrationseinrichtung 6 geführt und werden somit nicht durch Vibrationen in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt. Prinzipiell sind eine Vielzahl von konstruktiven Maßnahmen denkbar, um zu erreichen, dass der Kettenförderer 10 keinen Vibrationen ausgesetzt ist. Die Schubstange 11, welche zwischen den beiden umlaufenden Ketten des Kettenförderers 10 angeordnet ist, weist einen Abstand zu dem Vibrationstisch bzw. der Unterlage 2 auf, der sicherstellt, dass der Vibrationstisch bzw. die Unterlage 2 nicht in Kontakt mit der Schubstange 11 kommt. Der Abstand zwischen der Schubstange und der Oberseite der Unterlage 2 bzw. des Vibrationstisches muss daher größer sein als die maximale Schwingung des Vibrationstisches bzw. der Unterlage 2 in Richtung auf die Schubstange 11. In der Regel schwingt bzw. bewegt sich der Vibrationstisch bzw. die Unterlage 2 nicht mehr als maximal 4 mm in Richtung auf die Schubstange 11 zu, so dass ein Abstand von beispielsweise 10 mm ausreicht, um sicherzustellen, dass der Vibrationstisch bzw. die Unterlage 2 die Schubstange 11 nicht berührt und diese somit ruhig und ungeschlagen verlaufen kann. Der Abstand zwischen der Schubstange 11 und der Oberseite des Vibrationstisches bzw. der Unterlage 2 hängt dabei von der Schwingungsbreite bzw. der Stärke der Vibration ab.
1 zeigt eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Schubstange 11, die sich in besonderem Maße für den Einsatz bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet. Hierbei ist vorgesehen, dass die Schubstange 11 mit einer Mehrzahl von Lagern 16 bzw. drehbaren Elementen, wie z.B. Rollen, versehen ist. Die Lager 16 bewirken dabei, dass die Steine 1, wenn diese aufgrund ihrer Vibrationen in Kontakt mit der Schubstange 11 kommen, nur minimal an der Schubstange 11 reiben, wo durch nur wenig Bewegungsenergie verloren geht. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass die Lager 16 eine Breite von 5 bis 30 mm, vorzugsweise 10 mm, aufweisen und in einem Abstand von 20 bis 50 mm, vorzugsweise 30 mm, angeordnet sind. Somit ist einerseits sichergestellt, dass die Steine 1 jeweils an mindestens zwei Lagern 16 anliegen bzw. von diesen vorwärts geschoben werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Steine 1 gleichzeitig ein Lager 16 während der Vibration berühren, insbesondere mit einer gegenläufigen Bewegung, wodurch die Funktion des Lagers 16 eingeschränkt wäre, gering. Eine derartige Schubstange 11 kann auch unabhängig von der erfindungsgemäßen Lösung bei anderen Vorrichtungen eingesetzt werden, bei denen Steine 1 mittels einer Kombination aus einer Vibrationseinrichtung und Schlagkörpern, welche auf der Oberfläche der Steine 1 angeordnet werden, gealtert werden.
1 zeigt seitliche Begrenzungen 12, die ein seitliches Entweichen der Steine 1 während des Vibrationsprozesses verhindern sollen. Prinzipiell können derartige Begrenzungen 12 auch in Durchlaufrichtung vor und hinter den Steinen 1 vorgesehen sein. Die Begrenzungen 12 können dabei auch als Staubschutz dienen. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die Halterungseinrichtung 5 eine Schutzhaube oder dergleichen aufweist, die die zu alternde Lage von Steinen 1 umfasst, um somit eine Ausdringen von Gesteinsstaub zu verringern.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Begrenzungen 12 von der Vibrationseinrichtung 6 entkoppelt sind, also nicht vibrieren.
Mit konstruktiven Maßnahmen kann in einfacher Weise erreicht werden, dass der Kettenförderer 10 die Schubstange 11 in Durchlaufrichtung befördert, ohne dass die seitlichen Begrenzungen 12 stören. Die Schubstange 11 kann beispielsweise unterhalb oder oberhalb der seitlichen Begrenzungen 12 mit dem Kettenförderer 10 verbunden sein.
Wie in den 2 und 3 (lediglich prinzipmäßig) dargestellt ist, kann der Bereich, den die Steine 1 unter der schlagenden Einwirkung der Schlagkörper 3 durchlaufen, Mittel 13 aufweisen, welche wenigstens einen Teilbereich der Steine 1 anheben, so dass der angehobene Teilbereich der Steine 1 in Richtung der Schlagkörper 3 herausragt und einer stärkeren Einwirkung durch die Schlagkörper ausgesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Mittel 13 als rampenförmige Erhöhungen ausgebildet, welche die Steine, wenn diese mit ihrer Unterseite die rampenförmigen Erhöhungen 13 passieren, entsprechend anheben. Im Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) ist vorgesehen, dass die Erhöhungen 13 die Steine 1 – in Durchlaufrichtung betrachtet – außermittig und somit seitlich anheben, wo bei jeder Steine 1 an jeder Seite wenigstens einmal angehoben wird.
Wie in 2 dargestellt, können die Erhöhungen 13 mit Rollen 14 bzw. Lagern versehen sein.
Prinzipiell lassen sich derartige Rampen 13 auch realisieren, wenn die Fördereinrichtung als Bandfördereinrichtung ausgebildet ist, wobei in diesem Fall das Band über die Erhöhungen 13 laufen muss. Eine Ausbildung als Kettenförderer 10 mit einer Schubstange 11 hat sich hierfür jedoch als vorteilhafter herausgestellt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kanten 1b der Steine 1 angehoben werden. Die Mittel 13 können in vielzähliger Art und Weise, beispielsweise als Vorsprünge, als ausfahrbare Stempel gemäß der US 2002/0145224 A1 oder dergleichen ausgebildet sein. Ebenfalls vorstellbar ist, dass die Mittel 13 durch eine wellenförmige Ausgestaltung der Unterlage 2 bzw. des Vibrationstisches gebildet sind.
Die Mittel 13, um die Steine 1 wenigstens in Teilbereichen so anzuheben, dass der angehobene Teil der Steine 1 in Richtung der Schlagkörper 3 herausragt und einer stärkeren Einwirkung der Schlagkörper 3 zugeführt wird, können auch unabhängig von dem erfindungsgemäßen Gedanken der beweglichen Befestigung der Schlagkörper 3 eingesetzt werden. Beispielsweise ist auch bei der Vorrichtung gemäß der DE 20 2004 020 206.9 ein derartiger Einsatz möglich. Bei jedweder Bearbeitung von Steinen von oben kann dadurch, dass die Steine wenigstens in Teilbereichen angehoben werden, die Bearbeitung dieses Teilbereiches intensiviert bzw. verstärkt werden. Somit lässt sich ein gewünschtes Alterungsergebnis in einfacher Weise erzielen.
In den 2, 3 und 5 sind die Steine 1 aus Übersichtlichkeitsgründen im nicht vibrierenden Zustand dargestellt, wobei die Schlagkörper 3 auf den Oberflächen 1a der Steine 1 aufliegen. Durch die Vibration schlagen sich die Steine 1 und die Schlagkörper 3 gegenseitig an.
Der in 2 und 5 dargestellte Abstand zwischen den Steinen 1 (in Durchlaufrichtung) wird bei einer Vorwärtsbewegung der Schubstange 11 reduziert bzw. aufgehoben.
In besonders vorteilhafter Weise eignet sich die erfindungsgemäße Lösung auch zum Altern von gesplitteten bzw. gespaltenen Steinen, die im allgemeinen eine unebene bzw. mit Erhöhungen und Vertiefungen versehene Oberfläche aufweisen. Die Spaltfläche des Steins 1 mit ihrer Bruchfläche ist dabei den Schlagkörpern 3 zugewandt.
Aus den 8 bis 12 sind drei verschiedene vorteilhafte Fördereinrichtungen 10 ersichtlich, die sich nicht nur für die erfindungsgemäße Lösung, sondern allgemein zum Befördern einer Mehrzahl von Steinen, vorzugsweise von Steinen, welche in einer Produktionslage angeordnet sind, eignen. Die Fördereinrichtung 10, wie sich diese aus den nachfolgend beschriebenen Figuren ergibt, stellt somit eine eigenständige erfindungsgemäße Lösung zum Befördern von Steinen dar, wenn die Steine unter Einsatz einer Vibrationseinrichtung 6 gealtert werden sollen.
8 und 9 zeigen die Fördereinrichtung 10 in einer besonders kostengünstigen Ausführungsform. Die beiden Kettenstränge des Kettenförderers verlaufen dabei jeweils im Randbereich der Unterlage 2 und sind derart angeordnet, dass diese von der Vibrationseinrichtung 6 nicht bzw. nicht wesentlich in Vibration versetzt werden. Zwischen den Kettensträngen des Kettenförderers 10 ist die bereits beschriebene Schubstange 11 angeordnet, welche dazu dient, die auf der Unterlage 2 aufliegenden Steine 1 in Förderrichtung zu bewegen. Die Schubstange 11 schiebt dabei die Steine 1 über die Unterlage 2. Eine derartige Beförderung ergibt sich bereits aus den 1 bis 3 und 5. Zusätzlich dazu ist gemäß der in 8 und 9 dargestellten Ausführungsform eine Begrenzungsstange 17 dargestellt, welche in Förderrichtung vor der Schubstange 11 angeordnet ist. Zwischen der Be grenzungsstange 17 und der Schubstange 11 wird eine zu alternde Lage von Steinen 1 aufgelegt. Die Begrenzungsstange 17, welche analog zu der Schubstange 11 zwischen den Kettensträngen des Kettenförderers 10 angeordnet bzw. mit diesen verbunden ist, soll verhindern, dass die Steine 1 nach vorne, d. h. in Förderrichtung, entweichen können.
Die Begrenzungsstange 17 könnte prinzipiell auch als Schubstange für eine weitere Lage von Steinen ausgebildet sein, dies hat sich jedoch nicht als vorteilhaft herausgestellt. Wenn zwischen der Begrenzungsstange 17 und einer Schubstange 11 für eine weitere Lage von Steinen 1 ein Abstand gelassen wird, kann die Begrenzungsstange 17 auf unterschiedliche Längen von Steinlagen eingestellt werden, ohne dass dies Auswirkungen auf alle anderen Schub- und Begrenzungsstangen hat. Die Änderung der Länge zwischen einer Schubstange 11 und einer zugehörigen Begrenzungsstange 17 zur Aufnahme einer Steinlage wirkt sich somit nur auf den Abstand zwischen der Begrenzungsstange 17 und einer vorauslaufenden weiteren Schubstange 11 aus. Es ist somit möglich, für jede Steinlage ein eigenes Rastermaß auszuwählen und gegebenenfalls zu verändern, ohne dass dies Auswirkungen auf das Rastermaß anderer Einheiten (Schubstange/Begrenzungsstange) hat. Es ist daher gemäß der in 8 und 9 dargestellten Ausführungsform vorgesehen, pro Steinlage eine Schubstange 11 und eine Begrenzungsstange 17 einzusetzen.
Sowohl die Schubstange 11 als auch die Begrenzungsstange 17 können in einer bevorzugten Ausgestaltung als Flacheisen oder dergleichen ausgebildet sein.
In den 10 und 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Fördereinrichtung 10 dargestellt, die sich von der in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass an die Begrenzungsstange 17 eine Auflage 18 montiert bzw. befestigt ist. Die Begrenzungsstange 17 dient somit als Zugstangen für die Auflage 18. Die Steine liegen folglich im Unterschied zu der in 8 und 9 dargestellten Ausführungsform nicht mehr während des Alterungsprozesses auf der Unterlage 2, sondern auf der Auflage 18 auf, welche im wesentlichen von der Begrenzungsstange 17 bzw. dem Kettenförderer 10 über die Unterlage 2 gezogen wird. Die Auflage 18 steht dabei derart in Kontakt mit der Unterlage 2 bzw. der Vibrationseinrichtung 6, dass die Auflage 18 in Vibration versetzt wird, so dass ebenfalls die auf der Auflage 18 angeordneten Steine 1 vibrieren bzw. hüpfen. Die Auflage 18 ist vorzugsweise aus einem elastischen Material ausgebildet. Besonders eignet sich hierfür eine Gummimatte 18. Die Gummimatte 18 kann ebenfalls mit der Schubstange 11 verbunden sein.
Dadurch, dass die Gummimatte 18 mit der Begrenzungsstange 17 und gegebenenfalls der Schubstange 11 ver bunden ist, bewegt sich die Gummimatte 18 mit derselben Geschwindigkeit wie der Kettenförderer 10. In dem in 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gummimatte 18 im wesentlichen zwischen der Begrenzungsstange 17 und der Schubstange 11 angeordnet. Prinzipiell kann die Gummimatte 18 auch länger oder kürzer sein als der Abstand zwischen der Begrenzungsstange 17 und der Schubstange 11.
Die Auflage 18 bzw. die Gummimatte hat sich als besonders bedeutsam für ein gutes Alterungsergebnis herausgestellt. Dies liegt daran, dass bei einer Fördereinrichtung 10, wie diese in 8 und 9 dargestellt ist, der Schubdruck, den die Schubstange 11 auf die Steine 1 ausübt, immer größer wird je näher die Steine 1 an der Schubstange 11 angeordnet sind. Dabei kann es vorkommen, dass die Steine 1 derart zusammengeschoben werden, dass die Steine 1 insbesondere im Bereich der Schubstange 11 weniger bzw. nicht mehr hüpfen. Dieser Effekt ist um so mehr sichtbar, je kleiner die Steine sind, weil die Steinreihen, auf die ein geringerer Schubdruck ausgeübt wird, also die Steinreihen, die in Förderrichtung vorne liegen, deutlich höher hüpfen bzw. deutlich stärker vibrieren und somit deren Steinkanten stärker angeschlagen werden. Durch die Auflage 18 wird dieser Effekt kompensiert, da die Auflage 18 und somit auch die aufliegenden Steine 1 nicht geschoben, sondern gezogen wird. Die Steine 1 werden daher nicht mehr im Bereich der Schubstange 11 zusammengedrückt, wie dies bei der in 8 und 9 dargestellten Ausführungsform der Fall ist. Die Steine 1 drücken zwar trotzdem noch gegen die Schubstange 11 – da die Steine 1 aufgrund der Vibration bzw. des Hüpfens auf der Auflage 18 mit geringerer Geschwindigkeit bewegt werden als die Auflage 18 – der durch die Schubstange 11 auf die Steine 1 wirkende Schubdruck ist jedoch deutlich geringer und tritt nicht mehr störend auf. Gegebenenfalls kann die gesamte Fördereinrichtung 10 leicht geneigt werden, so dass die Steine 1 in Förderrichtung betrachtet leicht abwärts laufen, wodurch dem Effekt, dass diese relativ zu der Auflage 18 in Förderrichtung nach hinten wandern, entgegengewirkt wird.
Die Auflage 18 bietet noch einen weiteren Vorteil gegenüber der in 8 und 9 dargestellten Ausführungsform. Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, ist die Bruchgefahr bei sehr dünnen Steinen oder bei langen oder großflächigen Steinen relativ groß. Durch die Auflage 18, insbesondere wenn diese aus einem elastischen Material ausgebildet wird, reduziert sich die Bruchgefahr erheblich, da die Steine 1 nicht mehr auf die Unterlage 2 auftreffen, welche im Regelfall aus Stahl ausgebildet ist, sondern auf ein elastisches Material, vorzugsweise Gummi.
In 12 ist eine Abwandlung der in 10 und 11 dargestellten Ausführungsform der Fördereinrichtung 10 dargestellt, welche im wesentlichen dieselben Vorteile aufweist. Die Ausführungsform gemäß 12 weist ebenfalls einen Kettenförderer 10 sowie eine Schubstange 11 und optional eine Begrenzungsstange 17 auf, welche analog zu den Ausführungsformen gemäß 8 und 9 bzw. 10 und 11 angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Steine 1 auf einer Auflage 18 aufliegen, welche die Steine 1 wenigstens annähernd mit der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 10 in Förderrichtung bewegt. Die Auflage 18 ist dabei als umlaufendes Förderband ausgebildet, welches vorzugsweise im wesentlichen aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, ausgebildet ist. Das Förderband 18 verläuft dabei derart, dass dieses durch die Vibrationseinrichtung 6 in Vibration versetzt wird, wodurch die aufliegenden Steine 1 hüpfen bzw. vibrieren. Die Fördereinrichtung 10 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass weder die Kettenstränge noch die Schubstange 11 bzw. die Begrenzungsstange 17 vibrieren. Optional kann auch vorgesehen sein, dass das Förderband 18 mit einem oder mehreren Begrenzungsstangen 17 oder Schubstangen 11 verbunden ist. Der eigentliche Vorschub, mit dem die Steine 1 in Förderrichtung durch den Alterungsbereich transportiert werden, beruht auf der Vorschubbewegung des Förderbandes 18. Allerdings wandern die Steine 1 aufgrund deren Vibration (mit geringer Geschwindigkeit) relativ zu dem Förderband 18 rückwärts. Diese rückwärtige Bewegung wird durch die Schubstange 11 entsprechend begrenzt. Der Schubdruck, Schubdruck, den die Schubstange 11 auf die Steine 1 ausübt, ist dabei jedoch so gering, dass dieser die Vibration bzw. die hüpfende Bewegung der Steine 1 nicht stört. Die Begrenzungsstange 17 verhindert, dass die Steine 1 den vorgesehenen Bereich nach vorne verlassen können.
Anstelle eines Kettenförderers 10 kann in den Ausführungsformen gemäß den 8 bis 12 auch eine andere Fördereinrichtung, welche vorzugsweise umlaufend ausgestaltet ist, eingesetzt werden.
13 zeigt eine Ausgestaltung der Schubstange 11 und der Begrenzungsstange 17, die sich besonders für die Alterung von im Querschnitt trapezförmigen bzw. allgemein in ihrer Lage unstabilen Steinen 1 eignet. Bei derartigen Steinen 1 kann es sich beispielsweise um gesplittete bzw. gespaltene Steine handeln, die im Allgemeinen eine Unebene bzw. mit Erhöhungen und Vertiefungen versehene Oberfläche aufweisen. Der Erfinder hat herausgefunden, dass sich unabhängig von der Ausführungsform der Fördereinrichtung (in 13 nicht dargestellt) und unabhängig davon auf welche Art und Weise die Steine durch den Alterungsbereich transportiert werden (8 bis 12) das Alterungsergebnis von Steinen 1, die unstabil auf der Unterlage 2 aufliegen dadurch verbessert werden kann, dass die Schubstange 11 und die Begrenzungsstange 17 derart ausgebildet sind, dass diese die Steine 1 stützen. In der in 13 dargestellten der in 13 dargestellten Ausführungsform weißt sowohl die Schubstange 11 als auch die Begrenzungsstange 17 ein zusätzliches Stützelement 11a bzw. 17a auf. Alternativ dazu können auch mehrere Stützelemente vorgesehen sein bzw. die Schubstange 11 und die Begrenzungsstange 17 als solche eine Form aufweisen die geeignet ist die Steine 1 zu stützen und deren kippen zu vermeiden. Durch die Stützelemente 11a, 17a wird erreicht, dass die Oberflächen 1a der Steine 1 eine möglichst horizontale Ebene bilden, sodass die Steinoberflächen 1a durch die Schlagkörper 3 vorteilhaft gealtert werden können.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass nur die Schubstange 11 oder die Begrenzungsstange 17 Stützelemente aufweist.
Die beschriebene und in 13 gezeigte Ausführungsform der Schubstange 11 und der Begrenzungsstange 17 können auf alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.

Claims

Vorrichtung zum künstlichen Altern von Steinen, insbesondere von Betonsteinen, Ziegelklinkern und Natursteinen, mit folgenden Merkmalen: 1.1 einer Unterlage, auf die die Steine derart auflegbar sind, dass deren zu bearbeitende Oberfläche und die angrenzenden Kanten freiliegen; 1.2 im wesentlichen frei beweglichen Schlagkörpern zum Bearbeiten der Oberfläche und der angrenzenden Kanten der Steine; 1.3 einer Vibrationseinrichtung, um die Steine und die Schlagkörper zueinander derart in Bewegung zu setzen, dass die Schlagkörper auf die Oberfläche und die angrenzenden Kanten der Steine einwirken; dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) derart beweglich an einer Halterungseinrichtung (5) befestigt sind, dass die Schlagkörper (3) innerhalb eines definierten Bereichs (4) der Oberfläche (1a) der Steine (1) frei beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) derart befestigt sind, dass die definierten Bereiche (4) der einzelnen Schlagkörper (3) gemeinsam wenigstens die gesamte Oberfläche der zu bearbeitenden Steine (1) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die definierten Bereiche (4) der einzelnen Schlagkörper (3) überlappen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Bereich (4) eines Schlagkörpers (3) einen Durchmesser aufweist, der einer Bewegung bzw. Auslenkung der Schlagkörper (3) von 5 mm bis 40 mm, vorzugsweise 10 mm, in alle Richtungen entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Bereich (4) eine im wesentlichen elliptische Form aufweist, welche sich mit ihrer Hauptachse in Durchlaufrichtung erstreckt und vorzugsweise eine Länge von 60 bis 400 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) derart befestigt sind, dass die Schlagkörper (3) nicht in den Zwischenraum zweier Steine (1) eindringen können.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) derart befestigt sind, dass diese, wenn sich die Steine (1) und die Schlagkörper (3) nicht bewegen, auf den Steinen (1) aufliegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Schlagkörper (3) eine aus der Vibrationseinrichtung (6) angeregte Hubbewegung der Schlagkörper (3) im wesentlichen nicht beschränkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungseinrichtung (5) oberhalb der Steine (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungseinrichtung (5) ein sich planparallel zu der Oberfläche der Steine (1) erstreckendes Muster aus Halterungselementen (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) jeweils einzeln an den Halterungselementen (7) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) über Befestigungsglieder (8) an den Halterungselementen (7) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsglieder (8) als Ketten, Seile, Stangen, Profilelemente und dergleichen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (7) schienenförmige Aufnahmen aufweisen, in die die Befestigungsglieder (8), vorzugsweise ausgeführt als Metallketten, einhängbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsglieder (8) ein Profil aufweisen, durch welches ein Innenraum (8a) ausgebildet ist, welcher geeignet ist, ein Rohr oder stangenförmiges Halterungselement (7) so zu umfassen, dass die Befestigungsglieder (8) relativ zu dem Halterungselement (7) derart beweglich sind, dass der an den Befestigungsgliedern (8) angebrachte Schlagkörper (3) eine Hubbewegung ausführen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsglied (8) ein gebogenes Vierkantprofil ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung (10) vorgesehen ist, um die Steine (1) unterhalb der Schlagkörper (3) durchzufördern.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) kontinuierlich arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) umlaufend arbeitet, vorzugsweise eine Band-, Ketten- oder Gurtfördereinrichtung, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) eine Schubstange (11) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) eine Begrenzungsstange (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steine (1) auf einer Auflage (18) aufliegen, welche die Steine (1) wenigstens annähernd mit der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung (10) in Förderrichtung bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (18) derart angeordnet ist, dass Vibrationen von der Vibrationseinrichtung (6) auf die Auflage (18) übertragbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage ein umlaufendes Förderband (18) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (18) im wesentlichen aus einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (18) von der Fördereinrichtung (10) mittransportiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (18) zwischen der Schubstange (11) und der Begrenzungsstange (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (18) im wesentlichen von der Begrenzungsstange (17), welche der Schubstange (11) vorausläuft, gezogen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 26, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (18) im wesentlichen aus einem elastischen Material, vorzugsweise als Gummimatte, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (11) mit einer Mehrzahl drehbarer Elemente, vorzugsweise Lager (16), versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungseinrichtung (5) und/oder die Halterungselemente (7) während der schlagenden Einwirkung der Schlagkörper (3) auf die Steine (1) bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (7) oszillieren.
Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (7) axial hin- und herbewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) derart angeordnet oder ausgelegt sind, dass die Schlagkörper (3) im Ruhezu stand entgegen der Durchlaufrichtung der Steine (1) ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagkörper (3) oder die Befestigungsglieder (8) an ihrer in Durchlaufrichtung der Steine (1) vorne liegenden Seite durch ein zusätzliches Gewicht (15) beschwert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die in Durchlaufrichtung hinten liegenden Schlagkörper (3), welche die Steine (1) beim Einlaufen in den Alterungsbereich zuerst passieren, im Ruhezustand in Durchlaufrichtung ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich, den die Steine (1) unter der schlagenden Einwirkung der Schlagkörper (3) durchlaufen, Mittel (13) vorgesehen sind, welche wenigstens einen Teilbereich der Steine (1) anheben, so dass der angehobene Teilbereich des Steines (1) in Richtung der Schlagkörper (3) herausragt und einer stärkeren Einwirkung der Schlagkörper (3) ausgesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , dass die Mittel Erhöhungen (13) sind, über die die Fördereinrichtung (10) die Unterseiten der Steine (1) schiebt.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (13) die Steine (1) in Durchlaufrichtung betrachtet seitlich anheben.
Vorrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (13) derart angeordnet sind, dass jeder Stein (1) an jeder Seite wenigstens einmal anhebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 38, 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (13) rampenförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (13) Rollen (14) aufweisen.