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Verfahren und Vorrichtung zur Aufteilung plastischer Massen, insbesondere
von Leichtbeton für Kunststeine Bei der Verstellung poriiser Kunststeine wird eine
kieselsäurehaltige Masse, die Kalk oder puzzolanische Stoffe oder Zement enthält,
durch hei der Ahb ndung frei «-erdenden Kalk verfestigt. Die feingemahlenen Bestandteile
werden mit Wasser gemischt und mit einem \letall. z. B. Aluminium, in Pulverform
versetzt, das mit dem Kalk unter Wasserstofthildung reagiert. Die Masse wird in
Formen gegossen. Durch die Wasserstoffbildung wird sie porös oder schaumig und erreicht
vorübergehend einen plastischen "Zustand.. Dieser .Vorgang .
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wird mit Gärttng bezeichnet. Die .Aufteilung erfolgt in der Weise,
(lall aus (]er noch plastischen Masse 1#ormkörl)er geschnitten werden. Danach läßt
man die Masse erhärten, was vorteilhaft in AnNvesenheit von Dampf erfolgt, indem
die Masse etwa co his 2o Stunden einem Dampfdruck von etwa bis to Atm. ausgesetzt
wird.
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Die Aufteilung der @sasse in Steine der gewünschten Form und- Größe
bereitet grolle Schwierigkeiten, da bestimmte Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
der Steine gestellt werden müssen.
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Beim Schneiden mit glatten Messern werden diese so durch die Masse
geführt, daß zuerst das eine Ende des Messers etwas , heruntergedrückt
wird
und dann das andere, bis der Boden der Form erreicht wird. Dann muß das Messer wieder
durch die Masse zurückgeführt werden. Bei dieser bekannten Aufteilung entstehen
verhältnismäßig glatte Flächen, die einen später darauf gebrachten Putz schlecht
festhalten. Außerdem wird bei dem Schneidevorgang das Material aus der Schnittrinne
zur Seite gedrückt, so daß in der Nähe der Schnittfläche die Dichte vergrößert wird.
Diese Schicht verursacht häufig solche Minderungen in den Eigenschaften des erhärteten
Materials, daß z. B. bei Frost oder anderen Temperatureinwirkungen die Randschicht
sich schuppenartig löst und unerwünschte Festigkeitsänderungen eintreten.
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Zur Vermeidung solcher unerwünschter Erscheinungen hat man die Aufteilung
der Masse auch mit besonders ausgebildeten Sägen vorgenommen. Wenn dadurch auch
die Schnittflächen rauher werden, so daß nach der Erhärtung Putz und Mörtel besser
haften, so müssen auch hierbei die Sägen wieder durch den Schnittspalt zurückgezogen
werden. Hierbei entstehen wieder etwa mit Schuppen vergleichbare Ablösungen von
der Schnittfläche und unerwünschte Unebenheiten. Es ist zu bedenken, daß während
der Aufteilung die Masse einerseits zwar plastisch ist, andererseits aber der Abhärtungsvorgang
bereits im Gange ist. Bei der anschließenden Härtung lösen sich ebenfalls Teile
schuppenartig. Die Verwendung von Sägen brachte zwar gegenüber der Benutzung von
Messern bereits Vorteile, doch befriedigte das Ergebnis im ganzen nicht.
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Man hat auch andere plastische Massen, nicht aber Leichtbeton mit
einer Kette, einem gezwirnten Doppeldraht, einem geflochtenen Draht aus mehreren
Fäden oder anderen Schneidemitteln aufgeteilt, und es ist auch schon vorgeschlagen
worden, z. B. bei der Benutzung eines gezwirnten Doppeldrahtes konusförmige Sägezahnkörper
zwischen den einzelnen Drähten anzuordnen, wobei spitze Enden in leiden Richtungen
nach außen ragen. Die Übertragung dieser Schneide- oder Sägemittel zur Aufteilung
von Leichtbetonmassen führte aber nicht zu guten Ergebnissen. Das hängt anscheinend
damit zusammen, daß die betonartigen Massen am Draht haftenbleiben und von dem Draht
während seiner Bewegung mitgeschleppt werden. Durch die sich um den Draht legende
Hülle wird der Schneidevorgang in seiner Wirksamkeit erheblich beeinträchtigt. Darüber
hinaus wird auch beim Schneiden mit diesen bekannten Mitteln die Schnittfläche verhältnismäßig
glatt und damit die Haftfähigkeit für Putz und Mörtel verschlechtert.
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Schließlich hat man auch versucht, Leichtbetonmasse durch eine schräge
Bewegung mit einem einzigen glatten Draht zu zerschneiden. Da der Draht aber dazu
neigt schief zu schneiden, kann auch dieses Schneidemittel nicht als vorteilhaft
bezeichnet werden. Man hat zwar durch umständliche Vorrichtungen versucht, ein Schiefschneiden
zu verhindern, doch konnten zufriedenstellende Ergebnisse damit nicht erreicht werden.
Es erscheint auch unmöglich, mit einem glatten Draht ohne Halterung an mehreren
Punkten etwa bis auf den Boden der Form beim Schnitt zu gelangen. Bei einer Halterung
des Drahtes an mehreren Stellen müssen diese Haltemittel ebenfalls durch die Masse
nach unten geführt werden, was weitere Nachteile mit sich bringt. Die geschnittenen
Formkörper werden beschädigt. Wenn derDraht aber nicht an mehreren Stellen gestützt
wird, so biegt er sich durch, und die innerhalb des Bogens liegende Masse wird überhaupt
nicht zerschnitten.
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Die ohenerwähnten Nachteile werden gemäß der Erfindung behoben, wenn
als Schneidemittel ein einfacher gleichmäßig dicker Draht benutzt wird, auf den
mit Zwischenräumen etwa zahnförmige Mittel angeordnet sind. Diese können aus aufgeschweißten
Spitzen, Haken oder kurzen . Drahtstückchen bestehen, es können aber auch aufgeschobene
und durch Schweißen oder in anderer Weise befestigte Platten, Kugeln, Oliven od.
dgl. sein. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß eine Reihe
von Überschlagknoten oder Klinken auf dem Metalldraht angeordnet ist.' Am besten
ist es, wenn die Verdickungen gleich großen Umfang besitzen und in gleichmäßigen
Abständen angeordnet sind. Anderenfalls kann auch ein Schiefschneiden eintreten,
wodurch der Widerstand verringert und eine glattere Schnittfläche erzielt wird,
die für die Zwecke der Erfindung unerwünscht ist.
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Man hat bisher angenommen, dali das Schneidemittel unter Vorschub
in vertikaler Richtung gegebenenfalls mit einer horizontalen hin und her gehenden
Bewegung geführt werden müsse, und es wurde für unmöglich erachtet, das Schneidemittel
unter Vorschub in der einen horizontalen Richtung mit gleichlaufender oder hin und
her gehender Bewegung in einer dazu senkrechten, ebenfalls horizontalen Richtung
zu führen, da vorausgesetzt werden mußte, daß die Masse nach dem Durchführen eines
horizontalen Schnittes durch ihr eigenes Gewicht wieder eine Vereinigung der beiden
voneinander getrennten Teile bewirkt. Das trifft an sich auch zu, wenn die Schnittfläche
entsprechend locker ist.
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Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß bei der Durchführung
des Schneidens gemäß der Erfindung eine solche Wiedervereinigung der voneinander
getrennten Teile gar nicht stattfindet. Vielmehr kann nach der Härtung der Masse
jeder durch den Schnitt gebildete Formkörper ohne Schwierigkeit durch Losbrechen
abgeteilt werden. Diese überraschende Erscheinung ist von besonders großer Bedeutung
bei der Herstellung von dünnen Platten, vor allem von armierten Dachplatten aus
porösem Kunststein, da diese immer in Hochkantstellung hergestellt werden mußten,
was mancherlei Nachteile verursachte. Von diesen Nachteilen sei z. B. erwähnt, daß
insbesondere große Platten verschiedenen Drücken im unteren bzw. im oberen Teil
der Form ausgesetzt sind. Die auf Hochkant gegossene Platte hat daher in ihrem unteren
und in ihrem oberen Teil eine unterschiedliche Struktur. Auch das Einlegen von Armierungseisen
hat
beim Gießen der Platten auf Hochkant Schwierigkeiten bereitet, und es war unmöglich,
Platten mit höheren Größenabmessungen auf Hochkant zu gießen, (la das Gewicht der
überwiegenden Masse eine Begrenzung in der Größe der Platten bedingt.
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"Mit der Erfindung gelingt es aber auch, Platten größerer Abmessungen
herzustellen, ohne daß die obenerwähnten Nachteile auftreten, da sie in horizontaler
Richtung gegossen und mittels eines Drahtes auch in horizontaler Lage geschnitten
werden können.
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Aber auch bei der Herstellung von Steinen im üblichen Ziegelsteinformat
oder größerem Format als <las der üblichen Kunststeine aus Leichtbeton, deren
Abmessungen im allgemeinen 20 X 25 X So ein betragen, werden wesentliche Vorteile
erreicht.
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Der Guß erfolgt vorteilhaft in einer Höhe, die der längsten Seite
eines Steines entspricht, d. h. bei dein oben angegebenen Beispiel in einer Höhe
von 5o cm. Wenn die Steine aus der Gußmasse geschnitten werden, haben sie auf den
vier senkrechten Seiten die erwünschte raube Oberfläche, und auch die Oberseite
ist entsprechend raub, weil diese 1#läche nach der Gärung durch Abkratzen des Masseiiberschusses
entsprechend aufgerauht wird. Nur die Bodenfläche würde glatt ausfallen. Die Erfindung
erni<igliclit es aber, die Form beispielsweise uni t cm höher zu gestalten und
eine dünne Schicht von etwa i cm Dicke über dem Boden der Form zu lx#lassen. indem
an dieser Stelle der Schnitt angesetzt wird. Auf diese Weise gelingt es, alle sechs
Seiten des Steines mit einer rauben Fläche zti versehen, was wegen der Haftfähigkeit
für Putz mid "Mörtel so erwünscht ist.
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Erhndungsgetnaß wird die "fasse in allen drei Dimensionen geschnitten.
Dazu ist es erforderlich, alle vier, wenigstens aber zwei Seitenwände der Form abklappen
zu könnest, bevor die Aufteilung erfolgt, damit (las Schneidemittel entsprechend
wirken kann. Durch diese Notwendigkeit verliert die von der Form gehaltene Masse
ihre Stütze, was bisher zu nachteiligen l?rscheinungen geführt hat. Durch die Reihung
zwischen Schneidemittel und den aufgeteilten Formkörpern haben letztere das Bestreben,
dem Schneidemittel in seinen Bewegungen zti folgen und nach außen auszuweichen.
Durch die Verwendung von einfachen glatten Drähten mit den sägezalinartigen Anordnungen
gemäß der Erfindung ist dieser Nachteil im wesentlichen behoben worden. Trotzdem
haben die Blöcke natürlich weiter die Neigung, herausgezogen zu werden, be-,onders
dann, wenn die Masse bereits in einer Richtung aufgeteilt worden ist und die Aufteilung
nunmehr in einer anderen Richtung erfolgen soll, weil jeder einzelne durch die Aufteilung
entstandene Block wesentlich kleiner ist und daher ein kleineres Gewicht hat.
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Mit der l?rfin(lung werden alter auch diese Cbelstände vermieden.
Das wird dadurch erreicht, daß die Schneidemittel in wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt
werden, die sich in zueinander verschiedener Richtung bewegen. Besonders vorteilhaft
ist es. die Vorrichtung in zwei Gruppen von Schneidemitteln aufzuteilen, die so
angeordnet sind, daß z. B. die eine Gruppe sich in der einen Richtung bewegt, die
andere Gruppe aber in entgegengesetzter Richtung und (laß die Umkehr der Bewegungsrichtung
für beide gleichzeitig erfolgt.
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Wenn weiter dafür gesorgt wird. daß jedes erste Schneidemittel der
ersten Gruppe und jedes -zweite der zweiten Gruppe zugeordnet ist. so wird durch
diese Maßnahme jeder einzelne Formkörper auf der einen Seite von einer vielleicht
nach außen witkenden Kraft beeinflußt, während auf der anderen Seite gleichzeitig
eine Kraft einwirkt, die (las Bestreben hat, den Körper auf seinen Platz im Block
zurückzuhalten. Die resultierende verschiebende' Kraft wird deshalb Null. Auch wenn
etwa ein Drehmoment entsteht, hat die Praxis gezeigt, daß dieses zu keiner merkbaren
Drehung der Formkörper im Block Veranlassung gibt.
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Das neue Verfahren zum Schneiden plastischer "Massen bringt noch weitere
Vorteile mit sich. So war es eine bekannteErscheinung, daß heisa Schneiden mit einer
Anzahl gleichlaufend arbeitender Klingen oder sonstiger Schneidemittel die Form
im ganzen dazu neigte, sich zusammen mit dein Schneidemittel hin und her zu verschieben.
Die Folge war, daß die Schneidemittel während der Vibration der Form schief schnittest.
['in (lies zti vermeiden, mußten teure Verschlulivorrichtungen für das Zurückhalten
der Form mit ihrem Inhalt vorgesehen werden. Ein Zeitverlust war die weitere Folge
der Verwendung solcher Verschlußvorrichtungen, da vor dem Beginn der Aufteilung
und elir die Form unter die Schneidevorrichtung geführt wurde, diese erst verschlossen
werden mußte, was eine gewisse Zeit erforderte.
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Bei der zuletzt erwähnten Ausfiihrungsftirin der Vorrichtung nach
der Erfindung treten alter weder für die Form als Ganzes noch für den einzelnen
Formkörper innerhalb der Masse die geschilderten Kräfte auf. Dadurch wird es möglich,
die Schneidegeschwindigkeit zu vergrößern und einen weiteren Zeitgewinn zti erzielen.
Die Schneidemittel könnest dabei eine höhere Geschwindigkeit in (ler Schneiderichtung
erhalten. und es gelingt mit der I?rtiii(iung, die Schnittgeschwindigkeit etwa auf
(las Vierfache im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen zu steigern.
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Die vergrößerte Schnittgeschwindigkeit in Verbindung mit einer gleichzeitig
vergrößertest Geschwindigkeit in der Bewegung des Schneidemittels hat auch unter
Vermeidung der Neigung zum Schiefschneiden eine Vergrößerung der Unebenheiten der
Schnittflächen zur Folge. Dies hat deshalb besonders große Bedeutung, weil an (fett
muhen Osterflächen Putz und Mörtel viel liesset- durch mechanische Bindung haftet.
Das Verputzen von Kunststeinen mit rauher Oberfläche et-folgt daher viel leichter,
schneller und wirksamer.
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Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil ist darin zu sehen,
daß der Inhalt der Form in anderer «eise aufgeteilt werden kann, als dies früher
möglich
war. So wurde bereits erwähnt, daß man bei den bekannten Schneidemitteln den Inhalt
der Gußform nicht in so dünne Platten aufteilen kann, wie dies häufig gewünscht
wird, um diese Platten dann weiter aufzuteilen. Die dabei entstehenden Formkörper
waren zu leicht und folgten dem Schneidemittel in seiner Bewegung. Eine solche Aufteilung
zunächst größerer Platten in kleinere Einheiten wird aber mit der Erfindung ebenfalls
ermöglicht.
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In der Zeichnung ist eitle beispielsweise A.asfüllrungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens schematisch dargestellt. Diese
Vorrichtung ist für das Schneiden der :Masse unter _vertikalem Vorschub und horizontaler
hin und her gehender Bewegung vorgesehen; es ist aber dem Fachmann ohne weiteres
geläufig, diese Vorrichtung abzuändern, um einen horizontalen Vorschub zu ermöglichen.
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Fig. i zeigt die Vorrichtung in schaubildlicher Ansicht; Fig. 2 stellt
(las Schneidemittel teilweise im Schnitt dar.
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Der Einfachheit halbe? sei angenommen, (iaß nur zwei Schneidemittel
benutzt werden, obwohl in der Praxis eitle wesentlich größere Anzahl vorgesehen
ist. Die beiden Schneidemittel bestehen aus zwei Drähten io und i i, die mit sägezahnartigen
Verdickungen versehen sind, von denen eilte Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt
ist.
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Die Drähte io und i i sind aber über Leitrollen 12, 13, 14, 15 geführt,
die auf Wellen 16 und 1 7 gelagert sind. Die Wellen sind innerhalb eines Rahmens
18, i9 befestigt. Der Rahmen 18, i9 ist an Spindeln 20, 21, 22, 23 od. dgl. befestigt,
mittels deren er nach unten bewegt werden kann.
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Die Bewegung der Schneidemittel erfolgt über eine Trommel 24, auf
der die Drähte etwa auf einer Strecke einer Viertelumdrehung, aber in gegenseitig
verschiedenen Richtungen gewickelt und befestigt sind. An der Welle 25 der T:-ommel
24 ist ein Kurbelarm 26 angeordnet, der vo:i einer Stange 2; betätigt wird, deren
Ende auf einer Scheibe 28 exzentrisch gelagert ist. Die Scheike 28 wird von der
Maschinenwelle 29 angetrieben. Auf dieser befindet sich auch ein Zahnradgetriel):
30, 31, das die Zahnräder 32', 33' und 32", 33" antreibt. Dadurch werden die Spindeln
34, 35 betätigt, die die Bewegung des Rahmens 18, i9 in einer Querrichtung bewirken.
Die Übertragung zur Betätigung der Spindeln 22 und 23 erfolgt in gleicherweise und
ist der besseren Deutlichkeit wegen in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Zur Spannung der Drähte io und i i sind diese an Stangen 36, 37 befestigt,
die mit Kolben 38, 39 in Verbindung stehen. Die Kolben bewegen sich in Zylindern
:4o und dl. Die Räume der Zylinder, die unterhalb> der Kolben 38 und 39 sind, stehen
über ein Rohr .f2 miteinander in Verbindung. Das Rohr .42 kann außerdem über ein
Rohr 43 zu einer nicht dargestellten Druckluftquelle führen. Die Vorrichtung nach
der Erfindung arbeitet wie folgt: Wenn die Maschinenwelle 29 von einem nicht dargestellten
Motor in Drehung versetzt wird, wird über die Exzenterscheihe 28 die "Trommel 24
in hin und her gehende Bewegung versetzt und macht dabei etwa eine Viertelumdrehung.
Die all der Trommel befestigten Drähte io und 1 i erhalten hierdurch ebenfalls eine
hin und her gehende Bewegung, und infolge der Art der Befestigung bzw. Wicklung
auf der Trommel macht das eine Schneidemittel 1)7w. die eineGruppe eine Bewegung
in entgegengesetzter Richtung wie das andere Schneidemittel bzw. die andere Gruppe
von Schneidemitteln. Die erforderliche Spannung wird den I >rällten von der Druckhiftquelle
über das Rohr -43 gegel>etl. Die Spannung verteilt sich gleichförmig auf beide Schneidemittel,
da infolge des Rohres 42 die aus dem einen Zylinder herausgedrückte Druckluft in
gleichem Umfang von dem andern Zylinder aufgenommen wird. Während der Bewegtalg
der Kothell 38 und 39 bedarf der Druck also keinerlei Änderung. Die Anordnung des
\'erl>indungsrolie-es 4 2 zwischen den beiden Zylindern wirkt sich giiilstig fiii-
ein ruhiges Arbeiten der Schneidemittel aus.
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Gleichzeitig mit der hin und her gellenden Bewegung der Schneidemittel
werden Tiber die Zahnräder 30, 31, 32, 33 die Spindeln 34, 35 und die auf
der andern Seite des Rahmens angeordneten, aber nicht dargestellten Spindeln angetrieben,
wodurch der ganze Rahmen 18, 19 mit den Rollen 12, 13, 14, 15 nach unten bewegt
wird.
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\\'enn auch, wie vorher die Drähte io und i i verschiedene Arten von
sägezahnartig wirkenden Mitteln besitzen können, hat sich doch die in Fig. 2 dargestellte
Ausführungsforen als besonders vorteilhaft erwiesen. Der glatte Draht ,h4 dient
als Träger der sägezahnförinigen Mittel. Er ist in gleichmäßigen Altständen xvie
bei .15 dargestellt, z. B. durch Pressen oder Hämmern abge-Hacht. Übler diese abgeflachten
"feile .45 sind z. B. Rohrstücke 46 angeordnet. Nach dem Cberschiehen werden sie
auf kleinere Durchmesser gebracht, so daß sie eng an den abgeflachten Teilen .I5
des Drahtes .4,I anliegen, wie dies auf der rechten Seite der Fig. 2 veranschaulicht
wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die als Ausführungsform dargestellte Antriebsvorrichtung
beschränkt. So wurde bereits erwähnt, daß vorteilhaft eine größere Anzahl von Schtieidenntteln
angeordnet wird, die abwechselnd auf der Unterseite bzw. auf der Oberseite der Rolle
24 befestigt werden, so daß sich jeder zweite Draht z. B. in der Abbildung nach
links bewegt. während sich die übrigen nach rechts bewegen. Auch können die Querbewegung
und die Vorrichtung für die Spannung der Drähte in verschiedener Weise ausgebildet
werden, ohne dadurch aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen.
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Durch Verwendung z. B. einer ptietimatischen oder hydraulischen Spannvorrichtung
für die Schneidelemente wird der große Vorteil erreicht, daß alle Elemente die gleiche
Spannung erhalten, wobei malt auch gleichzeitig während des Schneidens, soweit erforderlich,
die Spannung ändern kann. So kann es z. B. erwünscht sein, die Spannung der Drähte
in dem Augenblick herabzusetzen, wenn die
Schtieideleinente <lie
Masst, verlassen. um dadurch (1i, Scliaunil>ilduiigsv@ ir;<uug ;iii der C>1>:rfläche
des Materials zu vermindern.
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In (lern beschriebenen Ausführungsbeispiel wird rler Scluieidevorgang
clur;l h;@riz@mtale l@ewegung mit vertikaler (@uerl)ewegutig ausgeführt. Es fällt
alter auch in .den kalunen der Erfindung, die Schneidel)ewcgung und die ()uerl>ewegttng
in 1)eliel)igcr\\'eise zu ;indern.Wenn auch dasSchneideri finit einer hin und her
gehenden Bewegung beschrielten ist, da dies für die Bildung einer günstigeren Schnittfläche
vorteilhaft ist, s,) kann die Beivegutt` der Sclineidetnittel unter .Al>weichun
g von der liiii und leer geltenden Bewegung auch in gleichmäßig verlaufender hiclitittig
erfolgen.