DE4443366A1

DE4443366A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Beton

Info

Publication number: DE4443366A1
Application number: DE19944443366
Authority: DE
Inventors: Gottfried Keller
Original assignee: Rampf Formen GmbH
Current assignee: Rampf Formen GmbH
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-13

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere aus Beton, vorzuschlagen, die in Richtung der vertikalen Stempelbewegung verlaufende Löcher oder lochartige Aussparungen beliebigen Querschnitts aufweisen, die vorzugsweise ganz durchgehend oder auch nur bis zu einem Bruchteil der Formkörperhöhe eindringen. Dabei geht es um verhältnismäßig große Lochquerschnitte, die es nicht erlauben, die Löcher durch Eintreiben eines Dornes in den Formwerkstoff zustande zu bringen. Außerdem soll sich das Verfahren zur Anwendung bei Formmaschinen eignen, wie sie zur massenweisen Herstellung beispielsweise von Betonpflastersteinen verwendet werden.

Es ist bekannt, Lochsteine mit Hilfe von Kernen herzustellen, die über schmale, hochkant angeordnete Leisten, sogenannte Kernhalter, am Formrahmen befestigt sind. Hierbei müssen die Stempel so geteilt sein, daß sie an den Kernhaltern vorbeigreifen, was zur Folge hat, daß der Formwerkstoff unter den Kernhaltern nicht gleichmäßig verdichtet wird. Das macht sich dann bei einer nachträglichen Oberflächenbehandlung wie Waschen, Stocken oder Strahlen insofern störend bemerkbar, als die Oberflächenstruktur ungleichmäßig ist, das heißt, der Kernhalter sich abbildet.

Die Erfindung geht deshalb von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus, und bildet diese im Hinblick auf den angestrebten Zweck mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 weiter. Wesentlich ist dabei, daß mindestens drei Stempel oder aus je mehreren, fest miteinander verbundenen Einzelstempeln bestehende Stempelgruppen vorgesehen sind, von denen ein Stempel oder eine Stempelgruppe mit einer Auflastplatte fest verbunden ist, wie sie üblicherweise bei solchen Formvorrichtungen vorgesehen ist und daß die übrigen Stempel oder Stempelgruppen mittels je einer Stellvorrichtung bezüglich der Auflastplatte in Höhenrichtung verstellbar sind.

Eine andere wichtige Weiterbildung einer solchen Formvorrichtung im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von Lochsteinen besteht darin, daß mindestens drei der vorhandenen und relativ zueinander beweglichen Stempel derart ineinander verschachtelt sind, daß einer den anderen umschließt und die vorgenannten von mindestens einem weiteren umschlossen sind. Der in der Dreieranordnung mittlere Stempel wird im folgenden als Ausstecher bezeichnet. Er hat die Gestalt eines möglichst dünnwandigen Rohres. Der lichte Querschnitt des Ausstechers ist von einem inneren Stempel ausgefüllt, dem sogenannten Kolben. Und schließlich durchsetzen der Ausstecher und sein Kolben einen äußeren Stempel, der als Druckplatte bezeichnet wird, und der im wesentlichen die Oberfläche des Formkörpers formt und zusammen mit den üblicherweise vorgesehenen Rüttlern dessen Verdichtung bewirkt.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene grundlegende Verfahren zur Ausbildung von durchgehenden Löchern besteht darin, daß nach Füllung des auf einem Formtisch aufliegenden Formkastens mit Formwerkstoff der Ausstecher bis zum Formtisch in den noch lockeren Formwerkstoff einfährt, daß sodann die Druckplatte nach unten fährt und der außerhalb des Ausstechers im Formkasten enthaltene Formwerkstoff verdichtet wird und daß sodann der Ausstecher mit dem darin enthaltenen Formwerkstoff, der Formkasten und zuletzt die Druckplatte zum Entformen hochgefahren wird. Im Gegensatz zu einem aus der deutschen Offenlegungsschrift 42 00 602 bekannten Verfahren zum Herstellen von Lochsteinen, bei dem die Löcher mit Dornen eingestoßen werden, wird nach der Erfindung das Loch durch Herausnehmen von Werkstoff gebildet. Somit ist man nicht auf dünne Löcher beschränkt, sondern kann auch relativ großvolumige Fensteraussparungen in dem Formkörper herstellen. Da keine Kernhalter vorgesehen werden müssen, kann die Druckplatte die gesamte obere Sichtfläche des Formkörpers abdecken, wodurch eine einwandfreie Oberflächenqualität sicher gestellt ist.

Ein weiterer wesentlicher Verfahrensvorschlag besteht darin, daß, nachdem der fertige Formkörper entfernt ist, der Kolben den im Ausstecher enthaltenen Formwerkstoffkern in den Formkasten ausstößt und dieser dem Formwerkstoff des nächsten herzustellenden Formlings beigemischt wird. Dies ist ein entscheidender Vorteil bei einem derartigen mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Formverfahren.

Auf ähnliche Weise können auch nicht ganz durchgehende großvolumige Löcher hergestellt werden. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, daß der unterhalb des Loches befindliche Formwerkstoffbereich ausreichend verdichtet wird. Es wird deshalb vorgeschlagen, daß nach Füllung des Formkastens mit Formwerkstoff der Ausstecher soweit wie vorgesehen in den noch lockeren Formwerkstoff einfährt, daß sodann die Druckplatte und der Kolben nach unten fahren und den Formwerkstoff innerhalb und außerhalb des Ausstechers verdichten und daß sodann der Ausstecher und der Kolben in ihrer zuletzt erreichten Relativstellung nach oben fahren und dabei den im Ausstecher enthaltenen Formwerkstoffkern aus dem Loch herausheben und daß gleichzeitig auch der Formkasten hochfährt und das Entformen schließlich durch Hochfahren der Druckplatte beendet wird. Auch in diesem Falle ist es denkbar, daß der Formwerkstoffkern trotz seiner Verdichtung beim anschließenden Formvorgang mit neuem Material vermischt wird, da er sich noch in plastischem Zustand befindet. Der Kern könnte aber auch getrennt entformt und nach Erhärtung als eigener Formkörper zu irgendeinem anderen Zweck verwendet werden.

Schließlich ist noch eine mögliche Verfahrensalternative zur Herstellung von durchgehenden Löchern zu erwähnen, die darin besteht, daß der Formwerkstoffkern im Ausstecher zusammen mit dem übrigen Formwerkstoff verdichtet wird und daß das Entformen in der Weise geschieht, daß der Kolben zunächst zusammen mit der Druckplatte unten bleibt, während der Ausstecher und der Formrahmen hoch fahren. Erst danach fahren auch der Kolben und die Verteilerplatte hoch. Hierbei bleibt der Formwerkstoffkern zunächst im Loch des Formkörpers und wird erst später nach dem Abbinden beispielsweise anläßlich eines Umsetz- oder Verpackungsvorganges daraus entfernt. Er kann dann gebrochen und wieder dem Rohmaterial zugeführt werden oder eine sonstige Verwendung finden.

Selbstverständlich sind alle vorstehenden Vorschläge so zu verstehen, daß sie für Formkörper mit mehreren Löchern und für Formvorrichtungen mit mehreren Formkammern zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren Formkörpern verwendbar sind. Die zu einer Gruppe gehörenden Stempel sind jeweils an einer gemeinsamen horizontalen Kopfplatte befestigt. So bilden zum Beispiel die erwähnten Druckplatten, die Ausstecher und die Kolben aller vorhandenen Formkammern je eine Stempelgruppe. Die drei Kopfplatten sind im Sinne einer exakten Vertikalbewegung aneinander gleitfähig und verkantungsfrei geführt. Die Stellvorrichtungen zur Relativbewegung der Kopfplatten können druckluftbeaufschlagte Gummibalgen, hydraulische Arbeitszylinder oder dergleichen sein. Wie viele Stellvorrichtungen erforderlich und wo sie an den Kopfplatten anzubringen sind, ist nach den Gegebenheiten des Einzelfalls zu entscheiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine räumliche Darstellung des herzustellenden Formkörpers,

Fig. 2 eine schematische, bruchstückhafte Schnittdarstellung der verwendeten Vorrichtung in der Einstechphase des Formvorgangs,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2 in der Verdichtungsphase,

Fig. 4 die Formvorrichtung nach Fig. 2 in der Entformungsphase und

Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 2 in der Füllphase des darauffolgenden Formvorganges.

Der Formkörper 1 nach Fig. 1 ist ein flacher Quader mit zwei von oben nach unten durchgehenden zylindrischen Löchern 2. Er wird aus einem verhältnismäßig trockenen Betongemisch in einer Formvorrichtung hergestellt, die in Fig. 2 angedeutet ist und eine Wechselausrüstung innerhalb einer nicht gezeigten Steinformmaschine darstellt.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 besteht aus einem Formoberteil 3, auch als Auflast bezeichnet, und aus einem Formunterteil 4, auch als Formrahmen bezeichnet. Der Formrahmen enthält eine Mehrzahl oben und unten offener Formkammern, von denen eine mit ihren Seitenwänden 5 dargestellt ist. Die Kammern sind von einer kräftigen Rahmenkonstruktion 6 umgeben, mit der das Formunterteil in der Maschine aufgenommen ist. Der Formrahmen liegt auf einem Brett 7 auf, das im Beispiel den Formtisch darstellt.

Die Auflast 3 enthält unter anderem eine Auflastplatte 8 als Teil einer durch ein Auflastprofil 9 angedeuteten Rahmenkonstruktion, die am sogenannten Bär, einem auf und ab verfahrbaren, mit Rüttlern ausgerüsteten zentralen Teil der Steinformmaschine befestigt ist. Die Auflastplatte 8 ist eine von drei horizontalen, stempeltragenden Kopfplatten, die gegeneinander in Höhenrichtung verfahrbar sind. Mit der Auflastplatte 8 sind rohrförmige Ausstecher 10 verbunden, von denen zwei dargestellt sind und die eine erste Stempelgruppe bilden. In den Ausstechern sind Kolben 11 beweglich, die an einer Kopfplatte 12 befestigt sind und eine zweite Stempelgruppe bilden. Schließlich ist jeder Formkammer eine Druckplatte 13 zugeordnet, die über Stempelschäfte 14 mit einer Kopfplatte 15 fest verbunden ist und mit anderen Druckplatten zusammen eine dritte Stempelgruppe bildet. Die Bewegung der Kopfplatte 12 gegenüber der Auflastplatte 8 wird von einer Stellvorrichtung 16 und die Bewegung der Kopfplatte 15 gegenüber der Auflastplatte 8 von einer Stellvorrichtung 17 gesteuert. Die Kopfplatten sind in Bewegungsrichtung aneinander geführt, da die Kolbenstangen beziehungsweise Distanzstangen der Stellvorrichtungen und die Stempel soweit erforderlich die Kopfplatten durchsetzen.

Der Verfahrensablauf ist wie folgt: Nachdem der Formkasten mit Beton 18 (gepünktelt angedeutet) gefüllt und glatt abgestrichen ist, senkt sich die Auflast 3 ab, wobei die Ausstecher 10 in den noch lockeren Beton eindringen, bis sie auf dem Brett 7 aufstehen. Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt.

Als nächster Schritt senkt sich unter der Wirkung der Stellvorrichtung 17 die Druckplatte 13 mit ihrer Kopfplatte 15 ab. Die Druckplatte kommt auf den Beton zu liegen und verdichtet diesen unter wesentlicher Mitwirkung der vorgesehenen, nicht dargestellten Rüttelvorrichtungen. Dies ist die Situation nach Fig. 3. Der in den Ausstechern 10 enthaltene Beton wird insofern nicht verdichtet, als die Kolben 11 ihre Relativstellung zu den Ausstechern 10 beibehalten und möglichst weit oben bleiben.

Nach der Verdichtung folgt das Entformen in der Weise, daß entsprechend der Maschinensteuerung sowohl das Formoberteil 3 als auch das Formunterteil 4 um eine Länge hochfahren, die etwas größer als die Höhe des Formlings ist. Dabei bleibt jedoch die Druckplatte 13 auf dem Formling liegen, weil sich gleichzeitig, gesteuert wiederum durch die Stellvorrichtung 17, die Kopfplatte 15 von der Auflastplatte 8 nach unten wegbewegt. Die unteren Ränder der Formkastenwände 5 und der Ausstecher 10 befinden sich im Dickenbereich der Druckplatte 13. Dies ist die Stellung nach Fig. 4. Die in den Ausstechern 10 enthaltenen Betonkerne bleiben, obwohl nicht verdichtet, in den Ausstechern haften und werden mit diesen aus den nunmehr gebildeten Löchern 2 des Betonkörpers herausgehoben.

Von Fig. 4 ausgehend wird die Auflast 3 weiter angehoben, wonach das Brett 7 mit den Formlingen weggenommen werden kann. Der Formvorgang ist damit beendet. Der nächste Formvorgang beginnt wiederum mit dem Füllen der Formkammern, nachdem das Formunterteil 4 auf ein neues Brett 7 abgesenkt worden ist. Fig. 5 deutet an, daß ein aus der Technik der Steinformmaschinen bekannter Füllwagen 19 der auf dem Formrahmen über die Formkammern gefahren wird, Formwerkstoff enthält und diesen in die Formkammern einstreicht. Hierbei ist vorgesehen, daß die in den Ausstechern enthaltenen Formwerkstoffkerne durch Betätigung der Stellvorrichtung 16 mittels der Kolben 11 dann ausgestoßen werden, wenn sich der Füllwagen unter der Auflast befindet, so daß das Kernmaterial in den Füllwagen 19 fällt und dort mit dem zu verarbeitenden Formwerkstoff vermischt wird.

Bezugszeichenliste

1 Formkörper
2 Loch
3 Formoberteil
4 Formunterteil
5 Seitenwand
6 Rahmenkonstruktion
7 Brett
8 Auflastplatte
9 Auflastprofil
10 Ausstecher
11 Kolben
12 Kopfplatte
13 Druckplatte
14 Stempelschaft
15 Kopfplatte
16 Stellvorrichtung
17 Stellvorrichtung
18 Beton
19 Füllwagen

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Beton mit einem Formkasten, einer in Höhenrichtung verfahrbaren Auflastplatte und einer in den Formkasten eingepaßten, an der Auflastplatte angebrachten Stempelanordnung, die mehrere Stempel oder Stempelgruppen aus je mehreren, fest miteinander verbundenen Einzelstempeln aufweist, welche relativ zueinander in Höhenrichtung beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Stempel (10, 11, 13) oder Stempelgruppen vorgesehen sind, von denen ein Stempel (11) oder eine Stempelgruppe mit der Auflastplatte (8) fest verbunden ist und daß die übrigen Stempel (10, 13) oder Stempelgruppen mittels je einer Stellvorrichtung (16, 17) bezüglich der Auflastplatte (8) in Höhenrichtung verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei der vorhandenen und relativ zueinander beweglichen Stempel derart ineinander verschachtelt sind, daß einer (10) den anderen (11) umschließt und die vorgenannten von mindestens einem weiteren (13) umschlossen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer, als Ausstecher ausgebildeter Stempel (10) einen seinen lichten Querschnitt ausfüllenden inneren Stempel (11) (Kolben) umschließt und einen als Druckplatte ausgebildeten äußeren Stempel (13) durchsetzt.

4. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Beton mit durchgehenden, in Höhenrichtung verlaufenden Löchern unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Füllung des auf einem Formtisch aufliegenden Formkastens mit Formwerkstoff der Ausstecher bis zum Formtisch in den noch lockeren Formwerkstoff einfährt, daß sodann die Druckplatte nach unten fährt und der außerhalb des Ausstechers im Formkasten enthaltene Formwerkstoff verdichtet wird und daß sodann der Ausstecher mit dem darin enthaltenen Formwerkstoff, der Formkasten und zuletzt die Druckplatte hochfahren, (Entformen).

5. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Beton mit in Höhenrichtung verlaufenden nicht durchgehenden Löchern unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Füllen des Formkastens mit Formwerkstoff der Ausstecher in den noch lockeren Formwerkstoff einfährt, daß sodann die Druckplatte und der Kolben nach unten fahren und den Formwerkstoff innerhalb und außerhalb des Ausstechers verdichten und daß sodann der Ausstecher und der Kolben in ihrer zuletzt erreichten Relativstellung, der Formkasten und zuletzt die Druckplatte hochfahren (Entformen).

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen des Formkörpers der im Ausstecher enthaltene Formwerkstoffkern mittels des Kolbens ausgestoßen und mit weiterem Formwerkstoff zur Füllung der Formkammern bei nachfolgenden Formvorgängen verwendet wird.

7. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Beton mit durchgehenden, in Höhenrichtung verlaufenden Löchern unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Füllung des auf einem Formtisch aufliegenden Formkastens mit Formwerkstoff der Ausstecher bis zum Formtisch in den noch lockeren Formwerkstoff einfährt, daß sodann die Druckplatte und der Kolben nach unten fahren und den Formwerkstoff innerhalb und außerhalb des Ausstechers verdichten und daß sodann der Ausstecher und der Formkasten und sodann die Druckplatte und der Kolben hochfahren (Entformen), wobei der aus dem Ausstecher ausgestoßene, verdichtete Formwerkstoffkern in dem Loch des Formkörpers verbleibt und später in verfestigtem Zustand daraus entfernt und weiter verwertet wird.