DE2418036A1 - Vorrichtung zum verdichten oder verformen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen schüttbarer, verdichtbarer oder verformbarer Güter, die in Formkästen, Gesenken od.ähnl. ausgeformt und in diesen durch Stampfer verdichtbar oder verformbar sind, und betrifft eine zweckmässige und in vorteilhafter Weise verwendbare Ausgestaltung einer Verdichtungs- und Verformungsvorrichtung.
• Zur Verdichtung von Frischbeton, um die aus diesem herzustellenden und vielfach auf Roste oder ebenen Flächen zum Trocknern zu lagernden plattenartigen Bauteile transportieren zu können, ist es bereits bekannt, den Frischbeton nach dem Einfüllen in eine Form mittels grosser hydraulischer Pressen oder mit Stampfern in Form von Schlaghämmern zu verdichten. Dadurch soll aus dem noch weichen fliessfähigen Konklomerat aus Zement und Zuschlagstoffen die eingeschlossene Luft sowie eventuell auch Wasser in kurzer Zeit herausgepresst werden.
• Abgesehen von dem sehr grossen Bauaufwand für die dazu erforderlichen Maschinen werden insbesondere durch die Schlaghämmer sehr laute Geräusche hervorgerufen, durch die nicht nur das Bedienungspersonal der Maschinen, sondern auch die nähere Umgebung des Plattenherstellerwerkes in einem erheblichen Masse belästigt wird. Aufwendige Vorkehrungen zur Geräuschminderung, die, wie auch die hohen Kosten für die Maschineninvestitionen über den Preis der herzustellenden Platten abgedeckt werden müssen, sind somit of-tmals unumgänglich. Auch ist die Zeitspanne, die zur Verdichtung des Frischbetons benötigt wird, mitunter erheblich, so dass eine wirtschaftliche Herstellung vielfach nicht zu erreichen ist.
• Zum Verdichten des Formsandes beim Einformen von Gussmodellen ist es des weiteren bekannt, den in den Formkasten eingefüllten Formsand durch Rütteln oder mehrfaches Aufstossen zu verdichten. Der Formkasten wird dabei Kurzschwingungen unterworfen bzw. durch hydraulische oder pneumatische Pressen angehoben und fallengelassen, so dass auf diese Weise eine Verdichtung erfolgt. Die dabei auftretenden Geräusche sind aber ebenfalls sehr erheblich und störend, auch erfordert der Verdichtungsvorgang, zumal oftmals Formsand nachgefüllt werden muss, hierbei einen längeren Zeitaufwand.
• Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen schüttbarer, verdichtbarer oder verformbarer Güter zu schaffen, die die Nachteile der bisher bekannten vergleichbaren Verdichtungs- oder Verformungseinrichtungen nicht aufweist. Vor allem soll dabei erreicht werden, dass eine Verdichtung oder Verformung des in einen Formkasten bzw. in ein Gesenk eingelegten eingefüllten Gutes nahezu geräuschlos in kurzer Zeit vorzunehmen ist.
• Auch soll der Bauaufwand zur Erstellung der Verdichtungs-oder Verformungsvorrichtung verhältnismässig klein sein und diese soll derart gestaltet sein, dass ohne Schwierigkeiten auch ein nachträglicher Einbau in vorhandene Maschinen vorzunehmen ist. Ausserdem soll eine problemlose Verdichtung nahezu aller schüttbarer und verdichtbarer Güter und auch eine Verformung ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen sein.
• Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Stampfer jeweils als kippbar gehaltene Scheibe oder Platte ausgebildet ist, auf der zur Erzeugung einer pendelnden oder umlaufenden Walkbewegung gesteuert nacheinander betätigbare Servoeinrichtungen abgestützt sind.
• Die den Stampfer bildende Scheibe oder Platte kann dabei um eine Achse kippbar gelagert ausgebildet werden, wobei die Servoeinrichtungen seitlich neben der Achse angeordnet sind. Nach einer andersartigen Ausgestaltung kann die den Stampfer bildende Scheibe oder Platte aber auch um eine Achse pendelnd gelagert werden, wobei die Servoeinrichtungen mit Abstand zu dieser, vorzugsweise konzentrisch, anzuordnen sind.
• Des weiteren ist es angebracht, zur Abstützung der Scheibe oder Platte und/oder der auf diese einwirkenden Servoeinrichtungen ein das Gegenlager bildenden vorzugsweise zustellbaren Rahmen vorzusehen.
• Zur pendelnden Halterung der Scheibe ist es vorteilhaft, diese mittels eines Kugelgelenkes an dem Rahmen abzustützen.
• Das Kugelgelenk sollte dabei durch einen an der Scheibe angeformten kugelförmigen Ansatz und einer an dem Rahmen angeformten, diese aufnehmenden kugelförmigen Schale gebildet werden, wobei ferner auch die Scheibe mit einem die deren Ansatz aufnehmenden Schale übergreifenden Ansatz oder Rippen versehen sein kann, um zum Anheben der Scheibe eine Verbindung zwischen dieser und dem Rahmen zu schaffen.
• Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Scheibe oder Platte auf der dem Formkasten zugekehrten Seite kegelig ausgebildet ist, derart, dass deren auf das zu verdichtende oder zu verformende Gut jeweils einwirkende Mantellinie senkrecht zur Hauptachse verläuft. Auf diese Weise ist es möglich, das zu verdichtende Gut mit vollkommen planer Oberfläche herzustellen.
• Zweckmässig ist es bei der Verwendung der vorschlagsgemässen Verdichtungsvorrichtung zur Verdichtung von Formsand ferner, die Scheibe mit einem oder mehreren, in den Formkasten ragenden Ansätzen auszustatten. Durch die Ansätze kann somit auch bei hohen Formkästen mit grossen Sandanhäufungen überall eine ausreichende Verfestigung erzielt werden.
• Des weiteren ist es vorteilhaft, die Scheibe oder Platte in ihrer Aussengestaltung der Innenform des Formkastens anzupassen, z.B. mit den Schwenkradien entsprechenden Abrundungen zu versehen oder ballig auszubilden, den Formkasten und/oder die Scheibe oder Platte höhenverstellbar anzuordnen sowie den Formkasten mit einem Ausstosser auszustatten.
• Als Servoeinrichtungen sind zweckmässigerweise ein- oder beidseitig von Druckmittel beaufschlagbare, in einen Zylinder eingesetzte Kolben zu verwenden, die sich unmittelbar oder über Zwischenglieder an der Scheibe oder Platte abstützen. Zur gesteuerten Druckmittelzuführung zu den nacheinander betätigbaren Servoeinrichtungen kann dabei ein Steuergerät oder eine auf Steuerventile einwirkende umlaufende Taumelscheibe benutzt werden.
• Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen schüttbarer, verdichtbarer oder verformbarer Güter zeichnet sich nicht nur durch einen einfachen Aufbau und damit durch geringen Bauaufwand und niedere Herstellkosten aus, sondern vor allem dadurch, dass auf das zu verdichtende oder zu verformende Gut keine schlagartigen Druckkräfte ausgeübt werden und somit keine dadurch bedingten lästigen Geräusche auftreten. Durch die Ausgestaltung des Stampfers als kippbar gehaltene Scheibe oder Platte, auf die zur Erzeugung einer pendelnden oder umlaufenden Walkbewegung gesteuert nacheinander betätigbare Servoeinrichtungen einwirken, ist es nämlich möglich, durch Walken die in dem zu verdichtenden Gut eingeschlossene Luft herauszudrücken bzw. dieses zu verformen, wobei auf diesen eine nahezu gleichmässige Druckkraft ausgeübt wird.
• Durch die auf die Scheibe einwirkenden Servoeinrichtungen wird diese nämlich pendelnd oder in einer umlaufenden Walkbewegung nach Art einer Taumelscheibenbewegung gegen das zu verdichtende bzw. zu verformende Gut gepresst. Die in dieses eingeschlossene Luft wird dabei herausgequetscht bzw. das Werkstück wird entsprechend der Form des Gesenkes geformt, so daß der Verdichtungs- oder der Verformungsvorgang in kurzer Zeit vorzunehmen ist. In Abhängigkeit von der über die Scheibe auf das Gut ausgeübten Druckkraft und der Zeit des Walkvorganges kann auf einfache Weise der Verdichtungs- oder Verformungsgrad den jeweiligen Erfordernissen leicht angepasst werden. Auch ist, da die vorschlagsgemässe Verdichtungs-oder Verformungsvorrichtung nur aus wenigen Einzelteilen besteht, ohne weiteres auch ein nachträglicher Einbau in andersartige Verdichtungs- oder Verformungsmaschinen gewährleistet.
• Durch die anmeldungsgemässe Ausgestaltung der Verdichtungs-oder Verformungsvorrichtung ist es nicht nur möglich, Formlinge aus plästischen Massen, wie Beton, Kalk, Sandgemische, Gipsgemische und andere Gemische oder Mörtel, sondern nahezu alle Güter zu verdichten und zu verformen. Eine vorteilhafte Verwendung ist somit bei der Herstellung von Gehwegplatten aller Art, Spaltsteinrohlingen, Rinnenplatten, Begrenzungssteinen, Bordsteinen, Pflastersteinen, Mauersteinen u.dgl.
• und auch zum Verdichten von Sand in Gussformen, beim Freiformschmieden und -pressen sowie u.a. auch bei der Erzaufbereitung und ähnlichen Arbeitsvorgängen, die eine Verdichtung oder Verformung erfordern, gegeben. Beim Verdichten von Formsand hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass der Sand durch das Walken seitlich verschoben wird und somit fliesst. Auf diese Weise ist ohne Schwierigkeiten eine ausreichende Härte des Formsandes in kurzer Zeit zu erreichen.
• Weitere Einzelheiten der Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen schüttbarer, verdichtbarer oder verformbarer Güter sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind, zu entnehmen.
• Hierbei zeigt: Fig. 1 eine Verdichtungs- oder Verformungsvorrichtung mit einer kippbar gelagerten Platte als Stampfer, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 ohne den das Gegenlager bildenden Rahmen, Fig. 3 eine Verdichtungsvorrichtung mit pendelnd gelagerter Platte als Stampfer, Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 3 in Draufsicht und Fig. 5 eine andersartige Ausgestaltung einer Verdichtungsvorrichtung nach Fig. 3 Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen eines Gutes 3 besteht im wesentlichen aus einem auf einer ebenen Fläche 5 abgestellten Formkasten 2, in den ein Modell 4 eingeformt ist, und einer Platte 11 als Stampfer, die auf die Oberfläche des Gutes 3 durch Walkbewegungen einwirkt. Die Platte 11 ist dazu mit einer Lagerplatte 12 versehen, auf der sich ein mit einer Schneide ausgestatteter Stempel 13 abstützt. Ausserdem sind seitlich der durch die Lagerplatte 12 gebildeten Kippachse 12' Servoeinrichtungen 21 und 21 angeordnet, mittels denen die Kippbewegungen der Platte 11 erzeugt werden.
• Zur Abstützung des Stempels 13 sowie der Servoeinrichtungen 21 und 21' dient eine höhenverstellbare Platte 14 als Rahmen, die mittels Streben 15 geführt ist und mit zwei aus einem Zylinder 17 und einen in diesen eingesetzten Kolben 18 gebildeten Servoeinrichtung 16 verbunden ist. Wird dem Druckraum 19 Druckmittel zugeführt, so wird der an der Platte 14 befestigte Stempel 13 gegen das Lager 12 gepresst, bei einer Druckmittelzufuhr in den Druckraum 20 dagegen kann die Platte 14 angehoben werden.
• Die Servoeinrichtungen 21 und 21', mittels denen die Kippbewegungen der Platte 11 zu bewerkstelligen sind, bestehen ebenfalls jeweils aus einem Zylinder 22 und einem in diesen verschiebbar eingesetzten Kolben 23, der über die Kolbenstange 24 und einem an dieser angeformten Ansatz 25 auf die Platte 11 einwirken. Zur gesteuerten wechselseitigen Druckmittelzufuhr zu den Servoeinrichtungen 21 oder 21' ist ein Steuergerät 28 vorgesehen, mittels dem das von der Pumpe 27 geförderte Druckmittel über die Leitungen 29 und 30 den Servoeinrichtungen 21 oder 21' zuzuführen ist. Die an dem Formkasten 2 anliegenden Seitenflächen sind mit Abrundungen 26 versehen, d.h. sie sind ballig ausgebildet, um ein Verkanten auszuschliessen.
• Wird mit Hilfe des Steuergerätes 28 den Servoeinrichtungen 21 Druckmittel zugeführt, so wird deren Kolben 23 gegen die Platte 11 gepresst und diese wird um die Achse 12' nach unten gedrückt. Selbstverständlich ist dabei, dass die Servoeinrichtungen 21' entlüftet sind, um ein Hochschwenken der linken Hälfte der Platte 11 zu ermöglichen.
• Wird die Druckmittelzuführung umgesteuert, d.h. wird über die Leitung 30 den Servoeinrichtungen 21' Druckmittel zugeführt, so wird die linke Hälfte der Platte 11 nach unten gedrückt und die rechte Hälfte schwenkt nach oben. Die Platte 11 führt somit bei wechselseitiger Druckmittelzufuhr zu den Servoeinrichtungen 21 oder 21' Kippbewegungen aus, durch die die in dem zu verdichtenden Gut 3 eingeschlossene Luft herausgedrückt und dieses somit verdichtet wird.
• Bei der Verdichtungsvorrichtung 31 nach den Fig. 3 und 4 ist die auf das in einen Formkasten 32+eingefüllte Gut 33 einwirkende Scheibe oder Platte 34 pendelnd gelagert, damit in einer umlaufenden Walkbewegung das Gut 33 verdichtet werden kann. Dazu ist an der Platte 34 ein kugeliger Ansatz 35 angeformt und die an der das Gegenlager bildenden mittels Streben 38 höhenverstellbaren Platte 37 angebrachte zentrische Stütze 39 ist mit einer kugeligen Schale 40 ausgestattet, in die der Ansatz 35 eingreift. Auf diese Weise ist es möglich, die Platte 34 um die lotrechte Achse 50 zu bewegen.
• Dazu dienen wiederum Servoeinrichtungen 43, 44 und 45, die mittels Bolzen 46 und 46' an der Platte 37 als Rahmen bzw.
• an der den Stampfer bildenden Platte 34 angelenkt sind. Wird den Servoeinrichtungen 43, 44 und 45 gesteuert nacheinander Druckmittel zugeführt, so wird eine um die Achse 50 umlaufende Walkbewegung erzeugt, durch die das um das Modell 48 eingefüllte Gut 33 zusammengepresst wird-. Mittels einer mit der Platte 37 verbundenen Servoeinrichtung 42 wird dabei die Gegenkraft hervorgerufen, auch kann mit Hilfe der Servoeinrichtung 42 die Platte 34 abgehoben werden, da diese mittels eines die Schale 40 übergreifenden kugelförmigen Ansatzes 41 mit der Stütze 39 verbunden ist.
• Die auf das Gut einwirkende Fläche der Platte 34 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als kegelige Fläche 36 ausgebildet, und zwar derart, dass deren auf das Gut 33 jeweils einwirkende Mantellinie senkrecht zur Achse 50 verläuft.
• Auf diese Weise ist es möglich, eine vollkommen plane Oberfläche, wie dies z.B. bei der Anfertigung von Gehwegplatten od.dgl. gefordert wird, herzustellen. Ausserdem sind an der Platte 34 in den Formkasten 32 hineinragende Ansätze 49 angebracht, mittels denen auch bei grossen Materialanhäufungen seitlich neben dem Modell 48 zuverlässig eine Verdichtung vorzunehmen ist.
• Um auf einfache Weise das zu verdichtende Gut 33 bzw. das Modell 48 aus dem Formkasten 32 herauszunehmen, ist dieser mit einem Ausstosser 51 versehen. Dazu ist unterhalb der Platte 47, auf der der Formkasten 32 abgestellt ist, ein Zylinder 52 angeordnet, in den ein mit Druckmittel beaufschlagbarer Kolben 53 eingesetzt lt, und in den Formkasten 32 ist eine Platte 55 eingelegt. Wird dem Druckraum 56 des Zylinders 52 Druckmittel zugeführt, so wird durch die auf die Platte 55 einwirkende Kolbenstange 54 diese hochgedrückt - selbstverständlich ist dazu zunächst die Platte 34 zu entfernen - , so dass das verdichtende Gut 33 und das Modell 48 leicht abtransportiert werden können.
• Die Verdichtungsvorrichtung 61 nach Fig. 5 ist ebenfalls durch eine um eine Achse 81 pendelnd gelagerte Scheibe 64 gebildet, die mittels eines Kugelgelenkes 65 an einer Strebe 67 eines Rahmens 66 befestigt ist. Der Rahmen 66 ist mittels Servoeinrichtungen 68 zustellbar und kann mittels diesen auch abgehoben werden. Zur Anpressung der Platte 64 auf das in einen Formkasten 62 eingefüllte Gut 63 dienen wiederum Servoeinrichtungen 69, denen gesteuert nacheinander Druckmittel zugeführt wird, so dass die Platte 64 zum Verdichten des Gutes 63 eine umlaufende Walkbewegung um die Achse 81 ausführt.
• Zur gesteuerten Druckmittelzuführung zu den jeweils aus in den Rahmen 66 gehaltenen Zylindern 73 und in diesen eingesetzten Kolben -74 gebildeten Servoeinrichtungen 69 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine rotierendeTaumelscheibe 71 vorgesehen, die mittels eines Motors 70 antreibbar ist. An den Kolbenstangen 75 sind hierbei Steuerventile 80, auf die die Taumelscheibe 71 einwirkt, angebracht, so dass ähnlich einer Kopiersteuerung die Druckmittelzufuhr von der Druckleitung 79 zu dem Druckraum 77 steuerbar ist.
• *) schräg gestellte Scheibe als Ist dabei der Druckraum 77 mit der Druckleitung 79 verbunden und ist der Druckraum 78 entlüftet, so wird die Druckkraft des Kolbens 74 über die Kolbenstange 75 und den an dieser angebrachten Ansatz 76 auf die Scheibe 64, die jeweils parallel zu der Taumelscheibe 71 steht, übertragen. Mit Hilfe einer der Taumelscheibe 71 zugeordneten Schaltklaue 72 kann deren Verschwenkung leicht verändert werden, so dass auf diese Weise auch die Neigung der Scheibe 64 und damit die auf das zu verdichtende Gut 63 ausgeübte Kraft zu verändern ist.

Claims (14)

Patentansprüche.

1. Vorrichtung zum Verdichten oder Verformen schüttbarer, verdichtbarer oder verformbarer Güter, die in Formkästen oder Gesenken oder ähnl. ausgeformt und in diesen durch Stampfer verdichtbar oder verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stampfer jeweils als kippbar gehaltene Scheibe (11; 34; 64) oder Platte ausgebildet ist, auf der zur Erzeugung einer pendelnden oder umlaufenden Walkbewegung gesteuert nacheinander betätigbare Servoeinrichtungen (21, 21'; 43, 44, 45; 69) abgestützt sind.

2. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stampfer bildende Scheibe (11) oder Platte um eine Achse (12') kippbar gelagert ist und dass die Servoeinrichtungen (21, 21') seitlich neben der Achse (12') angeordnet sind.

3. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stampfer bildende Scheibe (34; 64) oder Platte um eine Achse (50; 81) pendelnd gelagert ist und die Servoeinrichtungen (43, 44, 45; 69) mit Abstand zu dieser, vorzugsweise konzentrisch, angeordnet sind.

4. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung der Scheibe (11; 34; 64) oder Platte und/oder der auf diese einwirkenden Servoeinrichtungen (21, 22'; 43, 44, 45; 69) ein das Gegenlager bildender, vorzugsweise zustellbarer Rahmen (14; 37; 66) vorgesehen ist.

5. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (34; 64) mittels eines Kugelgelenkes (35, 40; 65) an dem Rahmen (37; 66) abgestützt ist.

6. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelgelenk durch einen an der Scheibe (34) angeformten kugelförmigen Ansatz (35) und einer an dem Rahmen (Strebe 39) angeformten, diese aufnehmenden kugelförmigen Schale (40) gebildet ist.

7. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (34) mit einem die deren Ansatz (35) aufnehmenden Schal-e (40) übergreifenden Ansatz (41) oder Rippen versehen ist.

8. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (34) oder Platte auf der dem Formkasten (32) zugekehrten Seite kegelig ausgebildet ist, derart, dass deren auf das zu verdichtende oder zu verformende Gut (33) jeweils einwirkende Mantellinie senkrecht zur Hauptachse (50) verläuft.

9. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (34) mit einem oder mehreren, in den Formkasten (32) ragenden Ansätzen (49) versehen ist.

10. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (11; 34; 64) oder Platte in ihrer Aussengestaltung der Innenform des Formkastens (2; 32; 62)angepasst, z.B. mit den Schwenkradien entsprechenden Abrundungen (26) versehen oder ballig ausgebildet ist.

11. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkasten (2; 32; 62) und/oder die Scheibe (11; 34; 64) oder Platte höhenverstellbar angeordnet sind.

12. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkasten (32) mit einem Ausstosser (51) versehen ist.

13. Verdichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Servoeinrichtungen (21, 21'; 43, 44, 45; 6g) ein- oder beidseitig von Druckmittel beaufschlagbare, in einen Zylinder (22; 73) eingesetzte Kolben (23; 74) vorgesehen sind, die sich unmittelbar oder über Zwischenglieder (25; 76) an der Scheibe(ll; 34; 64) oder Platte abstützen.

14. Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur gesteuerten Druckmittelzuführung zu den nacheinander betätigbaren Servoeinrichtungen (21, 21'; 43, 44, 45; 69) ein Steuergerät (29) oder eine auf Steuerventile (80) einwirkende umlaufende Taumelscheibe (71) vorgesehen sind.