DE3511841C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächengestaltung von Betonfertigteilen, insbesondere Betonsteinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächen­ gestaltung von Betonfertigteilen, insbesondere Betonsteinen, mit zumindest teilweiser Entfernung der Zementschlempe bzw. Feinbetonschicht an deren Oberfläche sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Neben der Formgebung eines Betonfertigteils spielt die Ober­ flächengestaltung zunehmend eine wichtige Rolle. Dies gilt insbesondere für Betonpflastersteine. Die Oberflächenbehandlung derartiger Steine erfolgt entweder mittels einer Konturstempelplatte oder durch Auswaschen der Oberfläche im frischen Zustand mit Wasser. Das erstgenannte Oberflächen­ behandlungsverfahren ist relativ aufwendig. Die Oberflächenstruktur sieht ferner sehr künstlich aus, d. h. sie vermittelt nicht den Eindruck einer natürlich entstandenen Bruchfläche. Dieses Verfahren konnte sich daher in der Praxis nicht durchsetzen.

Das Auswaschverfahren ist mit einer starken Verschmutzung der Produktionsanlage verbunden. Es ist insbesondere sehr aufwendig, das Waschwasser und die ausgewaschenen Rückstände zu reinigen bzw. zu beseitigen. Die Umweltbelastung dieses Verfahrens ist heutzutage nicht mehr vertretbar.

Unter Vermeidung der genannten Nachteile der bekannten Verfahren ist die sogenannte Kugelbestrahlung entwickelt worden. Bei diesem Verfahren wird die ausgehärtete Oberfläche eines Betonfertigteils, z. B. Betonpflastersteins, mit Metallkugeln bearbeitet bzw. "bestrahlt". Eine Wasser­ verschmutzung ist bei diesem Verfahren vermieden; um so stärker ist jedoch die Umweltbelastung durch Staub und Lärm. Ferner erhält man bei diesem Verfahren keine so grob strukturierte bzw. rauhe Oberfläche, wie beim Auswaschverfahren. Eine kugelbestrahlte Oberfläche ist relativ eben und glatt. Auch verursachen die als Strahlmittel verwendeten Metallkugeln relativ hohe Fertigungskosten. Sie sind verhältnismäßig teuer in der Anschaffung, verschleißbedingte Verluste sind nicht unerheblich. Nach alledem stellt sich auch das Abstrahlen mit Metallkugeln als unbefriedigende Kompromißlösung dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgbe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der grobkörnige Oberflächen bei minimaler Umweltbelastung und reduziertem Energieaufwand erhalten werden. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Oberfläche der Betonfertigteile unmittelbar nach ihrer Formung in frischem, noch nicht abgebundenem Zustand durch Flammstrahlen behandelt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 4 angegeben.

Durch die Flammstrahlbehandlung von Betonfertigteilen vor dem eigentlichen, üblichen Trocknungs- und Abbindeprozeß wird dieser zusätzlich gefördert und beschleunigt. Das abge­ tragene Oberflächenmaterial wird augenblicklich getrocknet und durch die Flammstrahlen abgeblasen. Es läßt sich auf diese Weise leicht abfördern, insbesondere absaugen. Die Umweltbelastung ist gering. Die so erzielten Oberflächen sind ähnlich grob strukturiert bzw. rauh wie "ausgewaschene" Betonoberflächen. Nach der Flammstrahlbehandlung werden die Betonfertigteile in üblicher Weise gelagert bzw. behandelt zum Aushärten des Betons.

Der apparative Aufwand für die Einrichtung einer Flamm­ strahleinrichtung ist überraschend gering. Vorzugsweise wird das Behandlungsverfahren in den laufenden Produktionsgang der Betonfertigteile integriert, und zwar auf der sogenannten Naßbetonseite der Anlage. Besonders günstige Ergebnisse sind erzielbar, wenn die Flammstrahleinrichtung unmittelbar in den vorgegebenen Transportweg der frischen Betonfertigteile eingebaut wird. Dies gilt besonders für die Herstellung von Betonsteinen auf Unterlagsbrettern. Mit diesen werden die frischen Betonsteine auf Transportbahnen aus einer Steinfertigungsmaschine heraus und zur Trocknung bzw. anderweitigen Behandlung gefördert. Zweckmäßigerweise ist die Flammstrahleinrichtung unmittelbar im Anschluß an die Steinfertigungsmaschine im Bereich der Transportbahn angeordnet. Der Arbeitstakt der Flammstrahlbehandlung wird erfindungsgemäß auf den Arbeitstakt der Steinfertigungsmaschine abgestellt, so daß keine Zeitverluste eintreten. Durch die Behandlung der nassen, frischen Betonfertigteile ist eine überraschend kurze Behandlungsdauer ausreichend.

Vorteilhafte Details des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 und 3 bzw. 5 bis 14 beschrieben.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer er­ findungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit einer innerhalb derselben angeordneten Flammstrahleinrichtung unter Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Steinfertigungsanlage mit Flammstrahl­ vorrichtung auf der Naßbetonseite in schematischer Draufsicht,

Fig. 2 eine Flammstrahlvorrichtung im Bereich einer Transportbahn für Betonpflastersteine im Querschnitt derselben,

Fig. 3 die Flammstrahlvorrichtung gemäß Fig. 2 in Längsansicht der zugeordneten Trnsportbahn,

Fig. 4 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Betonpflasterstein in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5 den Betonpflasterstein nach Fig. 4 in Draufsicht und

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Oberfläche des Betonpflastersteins nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt in schematischer Draufsicht eine im wesentlichen bekannte Steinfertigungsanlage für Betonpflastersteine, bestehend aus einer Steinfertigungsmaschine 10, einer Transportbahn 11, vorzugsweise in Form eines konti­ nuierlich bewegten, endlosen Förderbandes od. dgl., einem Querförderer in Form eines quer zur Förderrichtung der Transportbahn 11 hin- und herbewegbaren Gabelhubwagens 12, mittels dessen frisch geformte Betonpflastersteine 22 auf Paletten bzw. Fertigungsbrettern 31 liegend in eine Trockenkammer 13 bringbar und nach Beendigung des Trocknungsvorganges aus dieser wieder entnehmbar sind, und einer sich etwa parallel zur erstgenannten Transportbahn 11 er­ streckenden weiteren Transportbahn 14, wobei zwischen den beiden Transportbahnen 11 und 14 die Trockenkammer bzw. Trockenkammern 13 angeordnet und die Transportbahn 11 Teil der Naßbetonseite und die Transportbahn 14 Teil der Trockenbetonseite der Steinfertigungsanlage sind. Mittels eines Abstapelgerätes 15 werden die getrockneten Betonpflastersteine 22 von der trockenbetonseitigen Transportbahn 14 abgenommen und fertigen Steinpaketen 16 übereinandergestapelt. Die Steinpakete 16 können dann mittels eines Gabelhubwagens 17 an den Ort der Verladung gebracht werden. Auch die trockenbetonseitige Transportbahn 14 ist ebenso wie die naßbetonseitige Transportbahn 11 als Endlosförderer ausgebildet, z. B. in Form eines kontinuierlich angetriebenen endlosen Förderbandes oder in Form eines Glieder- bzw. Kettenförderers.

Der Gabelhubwagen 12 ist vorzugsweise auf zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schienen 18 in Richtung des Doppelpfeiles 19 hin- und herverfahrbar. Leere Fertigungs­ bretter 31 werden durch einen Förderer 20 zur Steinferti­ gungsmaschine 10 transportiert. Der Förderer 20 ist vor­ zugsweise ein Band-, Rollen- oder Kettenförderer.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist im Bereich der naßbetonseitigen Transportbahn 11 eine Flammstrahleinrichtung 21 angeordnet, wie sie im einzelnen weiter unten anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben werden wird. Die Flammstrahleinrichtung 21 ist in den Produktionsablauf integriert, so daß die Behandlung von Betonformlingen, nämlich von Betonpflastersteinen, den Fertigungsablauf nicht beeinflußt, insbesondere nicht verzögert.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die Flammstrahleinrichtung 21 oberhalb der Transportbahn 11 ortsfest installiert, und zwar mit angemessenem, verhältnismäßig geringem Abstand von der Austrittsseite der Steinfertigungsmaschine 10. Die Flammen werden von oben her auf die Oberseite bzw. auf die nach oben gerichtete Oberfläche der auf den Fertigungsbrettern 31 transportierten Betonpflastersteine 22 gerichtet während der Relativbewegung der Fertigungsbretter 31 auf der Transportbahn 11.

Die Flammstrahleinrichtung 21 weist hier einen Rahmen 23 auf, der sich über die Transportbahn 11 erstreckt. In diesem Rahmen 23 ist höhenverstellbar eine Halterung 26 für ein Gasverteilungsrohr 24 angeordnet, das sich quer über die Transportbahn 11 und oberhalb derselben erstreckt (siehe Fig. 2). Die Höhenverstellung der Halterung 26 bzw. des Gasverteilungsrohres 24 erfolgt mittels im Rahmen 23 gelagerter Hubspindeln 27. Das Gasverteilungsrohr 24 ist an der Halterung 26 um seine Längsachse drehbar gelagert, und zwar unter entsprechender Mitnahme von am Gasverteilungsrohr 24 befestigten Flammstrahldüsen 25 (s. Doppelpfeil 35 in Fig. 3). Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, sind an dem Gasverteilungsrohr 24 mehrere Flammstrahldüsen 25 in Reihe und in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet, wobei die Anzahl der Flammstrahldüsen 25 von der Breite der zu bearbeitenden Oberfläche bzw. Oberflächen bzw. von der Breite der Förderbahn 11 abhängt.

Die Flammstrahldüsen 25 werden schräg gegen die Förder­ richtung 36 der zu behandelnden Betonpflastersteine gegen diese bzw. deren zu behandelnde Oberflächen gerichtet (siehe Fig. 3), wobei die Schrägstellung der Flammstrahldüsen 25 veränderbar ist in Richtung des Doppelpfeiles 35. Durch die Schrägstellung der Flammstrahldüsen 25 läßt sich die Intensität der Flammstrahlbehandlung innerhalb gewisser Grenzen beeinflussen. Grundsätzlich hat die Schrägstellung der Flammstrahldüsen 25 den Vorteil, daß abgetragenes Oberflächenmaterial von der behandelten Oberfläche seitlich - bei der Ausführungsform nach Fig. 3 entgegen der Förderrichtung 36 - abgeblasen wird.

Die Höhenverstellbarkeit der Halterung 26 und damit des Gasverteilungsrohres 24 bzw. der daran befestigten Flamm­ strahldüsen 25 ist in den Fig. 2 und 3 durch den Doppelpfeil 37 kenntlich gemacht.

Statt der Hubspindeln 27 kann auch eine hydraulisch oder pneumatisch oder hydro-pneumatisch gesteuerte Kolben- Zylinder-Einheit Anwendung finden. Eine manuelle Höhenverstellung der Flammstrahldüsen 25 genügt jedoch in der Regel, da sich die Höhe der zu bearbeitenden Betonpflastersteine 22 allenfalls chargenweise ändert, so daß eine Höhenverstellung der Flammstrahldüsen 25 nicht sehr häufig notwendig ist.

Fig. 3 kann noch entnommen werden, daß die zu behandelnden Betonpflastersteine längs der Transportbahn 11 auf Fertigungsbrettern 31 liegend transportiert werden. Insofern handelt es sich um eine bekannte Maßnahme. Die flammstrahlbehandelte Oberfläche der Betonpflastersteine 22 ist in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 38 gekennzeichnet.

Das den Flammstrahldüsen 25 zugeordnete gemeinsame Gas­ verteilungsrohr 24 ist über eine - vorzugsweise flexible - Gasleitung 28 mit einem Gasbehälter 34 verbunden. Die Gaszufuhr durch die Leitung 28 erfolgt über ein in dieser Leitung 28 angeordnetes Druck- und Mengenregelventil 32, das mit einer Druckanzeigeeinrichtung 33 versehen ist. Die Druckanzeigeeinrichtung 33 dient vornehmlich zur Kontrolle des eingestellten Gasdrucks sowie der eingestellten Gasmenge, die vom Gasbehälter 34 zum Gasverteilungsrohr 24 bzw. zu den Flammstrahldüsen 25 strömen soll. Die Zeitdauer der Flammstrahlbehandlung wird durch ein Absperrventil 29 geregelt, das durch einen Hubmagneten 30 betätigbar ist, dessen Steuerung mittels eines Zeitrelais 39 erfolgt.

Die Flammstrahldüsen 25 sind jeweils mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer Pilotflamme ausgerüstet, mit der nach Öffnung des Absperrventils 29 das aus dem Behälter 34 ausströmende Gas entzündet wird.

Frisch gefertigte Betonsteine 22 werden auf den Fertigungs­ brettern 31 längs der Transportbahn 11 zu der Flammstrahleinrichtung 21 gefördert. Wenn ein Fertigungsbrett 31 mit den Steinen 22 den Bereich der Flammstrahleinrichtung 21 erreicht hat, wird dies durch einen nicht dargestellten optischen oder mechanischen Sensor angezeigt bzw. festgestellt, der dann den Hubmagneten 30 betätigt, so daß das Absperrventil 29 geöffnet wird. Die den Flamm­ strahldüsen 25 zugeordneten Pilotflammen entzünden dann das aus den Flammstrahldüsen 25 austretende Gas, so daß die Oberseiten der Betonsteine 22 einer Flammstrahlbehandlung ausgesetzt werden unter Ausbildung einer grobstrukturierten Oberfläche entsprechend den Fig. 4 bis 6 (fotografische Abbildungen eines flammstrahlbehandelten Betonsteins). Wenn das Fertigungsbrett 31 die Flammstrahlein­ richtung 21 passiert hat, wird der Hubmagnet 30 entsprechend angesteuert und das Absperrventil 29 in die Schließstellung gebracht. Die Gaszufuhr wird unterbrochen. Die Flammstrahlbehandlung ist beendet. Die durch das Zeitrelais 39 bestimmte Öffnungszeit des Absperrventils 29 ist durch die Transportgeschwindigkeit der zu behandelnden Steine 22 sowie die Länge einer Steinlage in Transportrichtung bestimmt. Entsprechend wird das Zeitrelais 39 eingestellt. Es ist jedoch genausogut denkbar, das Passieren einer Steinlage durch den oben erwähnten Sensor festzustellen, der dann den Hubmagneten 30 so ansteuert, daß das Absperrventil 29 seine Schließstellung einnimmt.

Statt der Anordnung von Flammstrahldüsen 25 in einer Reihe an einem gemeinsamen Gasverteilungsrohr 24 entsprechend den Fig. 2 und 3 ist es auch denkbar, die Flammstrahldüse 25 gleichmäßig verteilt an der Unterseite einer Platte zu befestigen, die etwa die Abmessung einer Steinlage besitzt. Erreicht ein Brettsatz mit Steinen dieser Platte, wird über einen Sensor der Hubmagnet 30 angesteuert und das Absperrventil 29 geöffnet. Die Gaszufuhr und damit die Flammstrahlbehandlungszeit wird wiederum durch das Zeitrelais 39 gesteuert.

Als weitere Variante ist denkbar, die Flammstrahlanlage fahrbar auszuführen. Dies kann überall dort sinnvoll sein, wo die Transportbahn 11 keine regulierbare Fortbewegung der zu behandelnden Steine 22 gewährleistet.

Es ist grundsätzlich auch möglich, die Flammstrahlbehandlung manuell auszuführen. Dies ist vor allem dann notwendig, wenn großformatige Betonfertigteile flammstrahlbehandelt werden sollen. Dies kann im wesentlichen nur mit handgeführten Flammstrahldüsen ausgeführt werden.

Die Fig. 4 bis 6 sind fotografische Abbildungen einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Oberfläche eines Betonpflastersteins 22, nämlich der im verlegten Zustand nach oben weisenden Nutzfläche. Man erkennt deutlich die Entfernung des Oberflächen-Feinbetons unter Freilegung der im Beton eingebetteten Kieselsteine. Es wird der Eindruck einer natürlichen Bruchfläche vermittelt. Die so behandelten Oberflächen sind tritt- bzw. rutschsicher, so daß sich die so behandelten Betonsteine vorzüglich als Pflastersteine eignen.

Gleichermaßen können Betonsteine für andere Anwendungsbereiche behandelt werden, insbesondere Beton-Mauersteine. Diese sind dann ebenfalls lediglich im Bereich einer Oberfläche behandelt, und zwar im Bereich der nach außen weisenden Sichtfläche.

Bezugszeichenliste

10 Steinfertigungsmaschine
11 Transportbahn
12 Gabelhubwagen
13 Trockenkammer
14 Transportbahn
15 Abstapelgerät
16 Steinpaket
17 Gabelhubwagen
18 Schiene
19 Doppelpfeil
20 Förderer
21 Flammstrahleinrichtung
22 Betonpflasterstein 23 Rahmen
24 Gasverteilungsrohr
25 Flammstrahldüse
26 Halterung
27 Hubspindel
28 Gasleitung
29 Absperrventil
30 Hubmagnet
31 Fertigungsbrett
32 Druck- und Mengenregelventil
33 Druckanzeigeeinrichtung
34 Gasbehälter
35 Doppelpfeil
36 Förderrichtung
37 Doppelpfeil
38 flammstrahlbehandelte Oberfläche von 22
39 Zeitrelais

Claims (14)

1. Verfahren zur Oberflächengestaltung von Betonfertigteilen, insbesondere Betonsteinen, mit zumindest teilweiser Entfernung der Zementschlempe bzw. Feinbetonschicht an deren Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Betonfertigteile unmittelbar nach ihrer Formung in frischem, noch nicht abgebundenem Zustand durch Flammstrahlen behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Oberfläche durch Flammstrahlen innerhalb eines Fertigungs- bzw. Arbeitstakts für die Betonfertigteile von z. B. etwa 20 Sekunden erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Oberfläche der Betonfertigteile durch Flammstrahlen während des Transports der Beton­ fertigteile zu einer Betonaushärtestation erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Naßbetonabschnitt, der insbesondere eine Steinfertigungsmaschine aufweist, einem Trockenbetonabschnitt und mit dazwischen angeordneten Trockenkammern, gekennzeichnet durch eine im Naßbetonabschnitt, insbesondere unmittelbar im Anschluß an die Stein­ fertigungsmaschine (10) angeordnete Flammstrahleinrichtung (21) mit mindestens einer gegen die Oberfläche des zu behandelnden Betonfertigteils (22) bewegbaren Flammstrahldüse (25).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammstrahldüse bzw. -düsen (25) der Flammstrahlein­ richtung (21) in fest vorgegebenem oder variablem Abstand von der Oberfläche der zu behandelnden Betonfertigteile (Betonstein 22) relativ zu diesen bewegbar ist bzw. sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flammstrahldüse bzw. -düsen (25) oberhalb einer Transportbahn (11 bzw. 14) für die zu behandelnden Betonfertigteile (22) angeordnet ist bzw. sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Flammstrahldüsen (25) über eine gemeinsame Gasleitung (28, 24) mit Brenngas aus einem zentralen Gasspeicher (Gasbehälter 34) versorgbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasleitung (28) ein Druck- und Mengenregelventil (32) sowie ein Absperrventil (29) angeordnet sind, wobei das Absperrventil (29) vorzugsweise magnetbetätigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem magnetbetätigten Absperrventil (29) ein Zeitrelais (39) zur Vorgabe der Öffnungszeit des Absperrventils (29) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrventil (29) oder das diesem zuge­ ordnete Zeitrelais (39) durch einen Sensor, vorzugsweise einen optischen oder mechanischen Sensor, ansteuerbar ist, der anzeigt, daß die zu behandelnden Betonfertigteile (22) in den Betriebsbereich der Flammstrahleinrichtung (21) gelangt sind, so daß dann das Absperrventil (29) unter zeitlicher Vorgabe durch das Zeitrelais (39) öffenbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Absperrventils (29) ausschließlich durch einen Sensor, vorzugsweise einen optischen oder mechanischen Sensor, steuerbar ist, der anzeigt, daß die zu behandelnden Betonfertigteile (22) in den Betriebsbereich der Flammstrahleinrichtung (21) gelangt sind bzw. diesen wieder verlassen haben, wobei im erstgenannten Fall der Sensor eine Öffnung und im zweitgenannten Fall eine Schließung des Absperrventils (29) auslöst.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammstrahldüsen (25) an einem gemeinsamen Gasverteilungsrohr (24) angeordnet sind, das sich oberhalb einer Förderbahn (11) für die zu behandelnden Betonfertigteile (22) und quer zur Förderrichtung derselben erstreckend sowie vorzugsweise höhenverstellbar (Doppelpfeil 37) in einem Rahmen (23) gelagert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsrohr (24) im Rahmen (23) bzw. an einer im Rahmen (23) auf und ab bewegbaren Halterung (26) um seine Längsachse unter entsprechender Mitnahme der an ihr befestigten Flammstrahldüsen (25) drehbar gelagert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flammstrahldüsen (25) am Gasverteilungsrohr (24) individuell verschwenkbar angeordnet sind.