EP0339308A1 - Verfahren und Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen sowie künstlich gealterter Betonstein - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen sowie künstlich gealterter Betonstein Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for the artificial aging of concrete blocks (paving stones) by impact treatment of stone surfaces (visible surfaces) and stone edges. Furthermore, the invention relates to surface-treated concrete blocks, in particular paving stones treated in the area of the visible side.
- Concrete blocks are widely used in the way, road and square construction. Often there is a juxtaposition of old building fabric and newly created pavement areas. In the area of old town redevelopment in particular, there is now a high standard, for example when To provide streets, paths and squares with a new paving slab that blends harmoniously into the appearance of streets characterized by buildings. Since concrete blocks (paving stones) are a new building material, artificial aging of the concrete blocks proves to be necessary.
- the present invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with which or without influencing the flow of the stone manufacturing plant visible surfaces of concrete blocks are treated mechanically to achieve an aged appearance, such that they despite a mechanical Surface treatment have an appearance corresponding to a natural state of aging.
- the method according to the invention is characterized in that the processing required for the artificial aging takes place during the continuous production process in a stone production plant for concrete blocks by means of a hammer device integrated in the production process, which acts on a production formation of concrete blocks located on a production board.
- the production formation of concrete blocks arranged on a production board is continuously passed under the hammer device installed above it. At the same time, the hammer device is moved transversely to the conveying direction. In this way, a one-sided orientation of the traces caused by the hammer blows on the visible surface is excluded and a natural-looking surface is thus achieved.
- the tools used in the hammer device according to the invention for processing the concrete blocks are hammer tools with rounded faces. This formation of the striking faces prevents a strong fissuring of the surfaces, which opposes an aging effect, and at the same time achieves a small, slightly non-uniform material removal typical of aging.
- the hammer device consists of a device frame, in which several hammer units are mounted on a common carrier transversely to the conveying direction of the production formation.
- the hammer units are arranged in two rows, each offset from one another on the support of the device frame.
- a movable holding device is provided to secure the manufacturing formation on the manufacturing board during the impact by the hammer device.
- Concrete blocks 10 are generally produced in stone production plants known per se (FIG. 6). These consist of a stone manufacturing machine 11, a transport track 12, preferably in the form of a continuously moving, endless conveyor belt or the like., a cross conveyor in the form of a fork-lift truck 13 which can be moved back and forth transversely to the conveying direction of the transport track 12, by means of which freshly formed concrete blocks 10 lying on pallets or production boards 14 in a drying chamber (15) can be brought and can be removed from the drying process after the end of the drying process, and a further transport path 16 extending approximately parallel to the first-mentioned transport path 12, the drying chamber or drying chambers 15 being arranged between the two transport paths 12 and 16 and the transport path 12 being part of the Wet concrete side and the transport track 16 are part of the dry concrete side of the stone manufacturing plant.
- the dry concrete-side transport track 16 like the wet concrete transport track 12, is also designed as an endless conveyor, for example in the form of a continuously driven endless conveyor belt or in the form of a link or chain conveyor.
- the pallet truck 13 can preferably be moved back and forth in the direction of the double arrow 21 on two rails 20 which extend parallel to one another. Empty production boards 14 are transported to the stone production machine 11 by a conveyor 22.
- the conveyor 22 is preferably a belt, roller or chain conveyor.
- a hammer device 23 is arranged in the region of the dry concrete-side transport track 16, as will be described in detail below.
- the hammer device 23 is integrated in the production process, so that the treatment of concrete blocks does not influence the production process, in particular special not delayed.
- the hammer device 23 is installed in a stationary manner above the transport track 16.
- the essential components of the hammer device 23 are hammer units 25 mounted on a height-adjustable carrier 24.
- the pneumatically operated hammer units 25 contain hammer tools 26, which can be set in a vertical reciprocating movement by a suitable compressed air control, in such a way that the impact frequency and strength of the hammer tools 26 acting on the surfaces of the concrete blocks passed beneath them can be controlled.
- FIG. 1 shows a section of a layer of concrete blocks 10 on a production board 14.
- the rather random arrangement of the concrete blocks 10 in this example is only intended to show that for the processing of concrete blocks 10 with hammer tools 26 an ordered position of the concrete blocks 10 - as it is is actually the case during the manufacturing process in a stone manufacturing plant - is not a requirement.
- the concrete blocks 10 are passed in the direction of arrow 27 under the hammer tools 26 shown in cross section.
- the hammer tools 26 connected to the carrier 24 (FIG. 3) execute a reciprocating transverse movement in the direction of the double arrow 28.
- the carrier 24 and the holding device 31 execute movements which are coupled to one another in time.
- the holding device 31 is placed on the production board 14 via two pneumatically controlled piston-cylinder units 32.
- the holding device 31 is guided via slide shoes 33 in guide rails 34 and can thus follow the conveying movement of the conveyor belt 16.
- the carrier 24 lowers, actuated by a sensor (not shown), so that the hammer units 25, which are also set in motion by a sensor when they come into contact with the concrete blocks 10, reduce the concrete blocks 10 conveyed along them can edit.
- the carrier 24 is lowered pneumatically via the piston-cylinder unit 35. Simultaneously with the start of the machining device is moved via the pneumatically controlled piston-cylinder unit 36 of the carrier 24 in the reciprocating movement already described. After the production board 14 has passed through the hammer device 23, the carrier 24 with the hammer units 25 is moved upward again and the holding device 31 is lifted off the production board 14. With a suitable transport device, not shown, the holding device 31 is moved back into its starting position, so that it can be lowered again onto the next production board 14 in the conveying flow.
- the concrete blocks 10 passing through the hammer device 23 can be processed by the hammer tools 26 before they have completely hardened, which generally takes about 28 days. Due to the rounded design of the striking surfaces 29 of the hammer tools 26, the mechanical stress on the not yet fully hardened concrete blocks 10, which are only approx. 24 hours old at the end of the passage through a stone production plant, is limited, so that the concrete blocks 10 do not have the described type of processing be destroyed.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum künstlichen Altern von Betonsteinen (Pflastersteinen) durch Schlagbehandlung von Steinoberflächen (Sichtflächen) und Steinkanten. Des weiteren betrifft die Erfindung oberflächenbehandelte Betonsteine, insbesondere im Bereich der Sichtseite behandelte Pflastersteine.
- Betonsteine (Pflastersteine) finden weitverbreiteten Einsatz im Wege , Straßen- und Platzbau. Oftmals kommt es hierbei zu einem Nebeneinander alter Bausubstanz und neu angelegter Pflasterbereiche. Besonders auf dem Gebiet der Altstadtsanierung herrscht mittlerweile ein hoher Anspruch, wenn es z.B. darum geht, Straßen, Wege und Plätze mit einer neuen Pflasterdecke zu versehen, die sich harmonisch in das von Bauten geprägte Erscheinungsbild von Straßenzügen einfügt. Da es sich bei Betonsteinen (Pflastersteinen) um einen neuen Baustoff handelt, erweist sich eine künstliche Alterung der Betonsteine als notwendig.
- In der DE-OS 36 21 276 ist ein Verfahren gezeigt, bei dem eine Vorrichtung mit "Stockmeißeln" eingesetzt wird, die unter entsprechender Belastung auf die Oberfläche von einlagig auf einer Platte angeordneten Pflastersteinen einwirken. Hierdurch werden einerseits die Kanten gebrochen, andererseits erhält die Oberfläche der Pflastersteine infolge der Bearbeitung durch die scharfkantigen "Stockmeißel" eine markante, für eine gealterte Steinoberfläche eher atypische Struktur. Der so bearbeitete Pflasterstein ist seinem Erscheinungsbild nach eher ein Strukturstein als ein künstlich gealterter Pflasterstein. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß für die Dauer der Bearbeitung der Steinoberflächen mit der in einer Steinfertigungsanlage integrierten "Stockmeißel"-Vorrichtung jede Steinlage dem ansonsten kontinuierlichen Förderfluß der Steinfertigungsanlage entnommen werden muß.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der ohne Beeinflussung des Förderflusses der Steinfertigungsanlage Sichtflächen von Betonsteinen zur Erzielung eines gealterten Aussehens mechanisch nachbehandelt werden, derart, daß sie trotz einer mechanischen Oberflächenbehandlung ein einem natürlichen Alterungszustand entsprechendes Erscheinungsbild haben.
- Es ist ferner Aufgabe, entsprechend oberflächenbehandelte Betonsteine, insbesondere Pflastersteine, bereitzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die für das künstliche Altern erforderliche Bearbeitung während des kontinuierlichen Fertigungsablaufs in einer Steinfertigungsanlage für Betonsteine mittels einer in den Fertigungsablauf integrierten Hammervorrichtung erfolgt, die auf eine auf einem Fertigungsbrett befindliche Fertigungsformation von Betonsteinen einwirkt.
- Die Bearbeitung der Oberflächen mit einem Hammer als Schlagwerkzeug, also einem gegenüber einem "Stockmeißel" stumpfen Gegenstand, ermöglicht zum einen ein sauberes Brechen der Kanten, zum anderen aber auch eine Oberflächenbehandlung, die der Sichtfläche eher ein Erscheinungsbild nach Art einer Patina verleiht als das einer strukturierten Oberfläche, wie sie durch Anwendung des in der DE-OS 36 21 276 beschriebenen Verfahrens erzielt wird.
- Die auf einem Fertigungsbrett angeordnete Fertigungsformation von Betonsteinen wird stetig unter der oberhalb dieser installierten Hammervorrichtung hindurchgeführt. Dabei erfolgt gleichzeitig ein Verfahren der Hammervorrichtung quer zur Förderrichtung. Hierdurch wird eine einseitig ausgerichtete Orientierung der durch die Hammerschläge verursachten Spuren auf der Sichtfläche ausgeschlossen und damit eine natürlich erscheinende Oberfläche erreicht.
- Die in der erfindungsgemäßen Hammervorrichtung eingesetzten Werkzeuge zur Bearbeitung der Betonsteine sind Hammerwerkzeuge mit abgerundeten Schlagflächen. Durch diese Ausbildung der Schlagflächen wird eine starke Zerklüftung der Oberflächen, die einem Alterungseffekt entgegensteht, verhindert und gleichwohl ein geringer, leicht ungleichmäßiger alterungstypischer Materialabtrag erzielt. Die Hammervorrichtung besteht aus einem Vorrichtungsgestell, in dem quer zur Förderrichtung der Fertigungsformation mehrere Hammeraggregate an einem gemeinsamen Träger montiert sind.
- Zur Erzielung einer möglichst großen Bearbeitungsdichte sind die Hammeraggregate in zwei Reihen, jeweils auf Lücke zueinander versetzt am Träger des Vorrichtungsgestells angeordnet. Zur Sicherung der Fertigungsformation auf dem Fertigungsbrett während der Schlagbeaufschlagung durch die Hammervorrichtung ist eine verfahrbare Haltevorrichtung vorgesehen.
- Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsmeüß ausgebildeten Hammervorrichtung sowie die Anordnung derselben innerhalb einer Beton-Fertigungsanlage unter Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines erfindungsgemäß hergestellten Betonsteins (Pflasterstein) näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Bereich einer Fertigungsformation in Draufsicht,
- Fig. 2 der Bereich der Fertigungsformation nach Fig. 1 in Seitenansicht,
- Fig. 3 eine Hammervorrichtung im Bereich einer Transportbahn für Betonsteine,
- Fig. 4 eine Haltevorrichtung als Einzelteil der Fig. 3 in Draufsicht,
- Fig. 5 die Hammervorrichtung nach Fig. 3 in Längsansicht der zugeordneten Transportbahn,
- Fig. 6 eine Steinfertigungsanlage mit Hammervorrichtung auf der Trockenbetonseite in schematischer Draufsicht.
- Betonsteine 10 werden in der Regel in an sich bekannten Steinfertigungsanlagen hergestellt (Fig. 6). Diese bestehen aus einer Steinfertigungsmaschine 11, einer Transport bahn 12, vorzugsweise in Form eines kontinuierlich bewegten, endlosen Förderbands oder dgl., einem Querförderer in Form eines quer zur Förderrichtung der Transportbahn 12 hin- und herbewegbaren Gabelhubwagens 13, mittels dessen frisch geformte Betonsteine 10 auf Paletten bzw. Fertigungsbrettern 14 liegend in eine Trockenkammer (15) bringbar und nach Beendigung des Trocknungsvorgangs aus dieser wieder entnehmbar sind, und einer sich etwa parallel zur erstgenannten Transportbahn 12 erstreckenden weiteren Transportbahn 16, wobei zwischen den beiden Transportbahnen 12 und 16 die Trockenkammer bzw. Trockenkammern 15 angeordnet und die Transportbahn 12 Teil der Naßbetonseite und die Transportbahn 16 Teil der Trockenbetonseite der Steinfertigungsanlage sind. Mittels eines Abstapelgeräts 17 werden die getrockneten Betonsteine 10 von der trockenbetonseitigen Transportbahn 16 abgenommen und zu fertigen Steinpaketen 18 übereinandergestapelt. Die Steinpakete 18 können dann mittels eines Gabelhubwagens 19 an den Ort der Verladung gebracht werden. Auch die trockenbetonseitige Transportbahn 16 ist ebenso wie die naßbetonseitige Transportbahn 12 als Endlosförderer ausgebildet, z.B. in Form eines kontinuierlich angetriebenen endlosen Förderbands oder in Form eines Glieder- bzw. Kettenförderers.
- Der Gabelhubwagen 13 ist vorzugsweise auf zwei sich parallel zueinander erstrecken Schienen 20 in Richtung des Doppelpfeils 21 hin- und herverfahrbar. Leere Fertigungsbretter 14 werden durch einen Förderer 22 zur Steinfertigungsmaschine 11 transportiert. Der Förderer 22 ist vorzugsweise ein Band-, Rollen- oder Kettenförderer.
- Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist im Bereich der trockenbetonseitigen Transportbahn 16 eine Hammervorrichtung 23 angeordnet, wie sie im einzelnen weiter unten beschrieben werden wird. Die Hammervorrichtung 23 ist in den Produktionsablauf integriert, so daß die Behandlung von Betonsteinen den Fertigungsablauf nicht beeinflußt, insbe sondere nicht verzögert.
- Wie in Fig. 3 und 5 gezeigt, ist die Hammervorrichtung 23 oberhalb der Transportbahn 16 ortsfest installiert. Die wesentlichen Betandteile der Hammervorrichtung 23 sind an einem höhenverstellbaren Träger 24 montierte Hammeraggregate 25.
- Die pneumatisch betriebenen Hammeraggregate 25 enthalten Hammerwerkzeuge 26, die durch eine geeignete Druckluftsteuerung in eine vertikale Hin- und Herbewegung versetzt werden können, und zwar derart, daß die Schlagfrequenz und Schlagstärke der auf die Oberflächen der unter ihnen hindurchgeführten Betonsteine einwirkenden Hammerwerkzeuge 26 steuerbar sind.
- In Fig. 1 und 2 ist schematisch die Bearbeitung von Betonsteinen 10 mit Hammerwerkzeugen 26 dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Lage von Betonsteinen 10 auf einem Fertigungsbrett 14. Die eher regellose Anordnung der Betonsteine 10 bei diesem Beispiel soll lediglich aufzeigen, daß für die Bearbeitung von Betonsteinen 10 mit Hammerwerkzeugen 26 eine geordnete Lage der Betonsteine 10 - wie es tatsächlich während des Fertigungsverfahrens in einer Steinfertigungsanlage der Fall ist - keine Voraussetzung ist. Die Betonsteine 10 werden in Richtung des Pfeils 27 unter den im Querschnitt dargestellten Hammerwerkzeugen 26 hindurchgeführt. Gleichzeitig führen die mit dem Träger 24 (Fig. 3) verbundenen Hammerwerkzeuge 26 eine hin- und hergehende Querbewegung in Richtung des Doppelpfeils 28 aus. Die Überlagerung dieser Querbewegung mit der Fortbewegung der Betonsteine 10 im Förderfluß der Steinfertigungsanlage 11 hat zur Folge, daß die Hammerwerkzeuge 26 im Zuge der Fortbewegung der Betonsteine 10 auf deren gesamte Oberseite einwirken. Das Auftreffen der Hammerwerkzeuge 26 mit ihren abgerundeten Schlagflächen 29 verursacht im Bereich von Oberkanten 30 der Betonsteine 10 ein Ausbrechen des Betons. Im Bereichen, die genügend weit entfernt von den Oberkanten 30 der Betonsteine 10 liegen, kommt es zu einer punktuellen, oberflächigen Verdichtung des Betons. Die Oberseite bleibt in sich glatt, ohne durch die mechanische Behandlung strukturiert oder gar zerklüftet zu wirken, erhält aber durch die punktuelle Schlagbeanspruchung mit den abgerundeten Schlagflächen 29 der Hammerwerkzeuge 26 eine Art Patina, die ihr ein gealtertes Aussehen verleiht.
- Während die in zwei Reihen, jeweils auf Lücke zueinander versetzt am Träger 24 montierten Hammeraggregate 25 auf die auf dem Fertigungsbrett 14 angeordnete Lage von Betonsteinen 10 einwirken, ist die Lage auf dem Fertigungsbrett 14 durch eine Haltevorrichtung 31 gesichert, da die aufgrund der Bearbeitung entstehenden Vibratinonen dazu führen könnten, daß die Betonsteine 10 seitlich vom Fertigungsbrett 14 gefördert werden.
- Bei der Bearbeitung von Betonsteinen 10 mit der Hammervorrichtung 23 in einer Steinfertigungsanlage führen der Träger 24 sowie die Haltevorrichtung 31 zeitlich miteinander gekoppelte Bewegungen aus. Wenn sich ein Fertigungsbrett 14 mit einer Lage Betonsteine 10 der Hammervorrichtung 23 nähert, wird die Haltevorrichtung 31 über zwei pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheiten 32 auf das Fertigungsbrett 14 abgesetzt. Die Haltevorrichtung 31 ist über Gleitschuhe 33 in Führungsschienen 34 geführt und kann somit der Förderbewegung des Transportbands 16 folgen. Erreicht das Fertigungsbrett 14 die Reihen der Hammeraggregate 25, senkt sich, über einen nicht dargestellten Sensor betätigt, der Träger 24 soweit ab, daß die ebenfalls über einen Sensor bei Kontakt mit den Betonsteinen 10 in Gang gesetzten Hanmeraggregate 25 die unter diesen entlang geförderten Betonsteine 10 bearbeiten können. Das Absenken des Trägers 24 erfolgt pneumatisch über die Kolben-Zylinder-Einheit 35. Gleichzeitig mit dem Beginn der Bearbei tung wird über die pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheit 36 der Träger 24 in die bereits beschriebene hin- und hergehende Querbewegung versetzt. Nach dem Durchlauf des Fertigungsbretts 14 durch die Hammervorrichtung 23 wird der Träger 24 mit den Hammeraggregaten 25 wieder nach oben verfahren und die Haltevorrichtung 31 vom Fertigungsbrett 14 abgehoben. Mit einer geeigneten, nicht dargestellten Transporteinrichtung wird die Haltevorrichtung 31 wieder in ihre Ausgangslage zurückverfahren, so daß sie sich erneut auf das im Förderfluß nächstfolgende Fertigungsbrett 14 absenken kann.
- Die die Hammervorrichtung 23 durchlaufenden Betonsteine 10 können vor dem vollständigen Aushärten, das in der Regel eine Zeit von ca. 28 Tagen in Anspruch nimmt, durch die Hammerwerkzeuge 26 bearbeitet werden. Durch die abgerundete Ausführung der Schlagflächen 29 der Hammerwerkzeuge 26 hält sich die mechanische Beanspruchung der noch nicht vollständig ausgehärteten, am Ende des Durchlaufs einer Steinfertigungsanlage erst ca. 24 Stunden alten Betonsteine 10 in Grenzen, so daß die Betonsteine 10 durch die beschriebene Art der Bearbeitung nicht zerstört werden.
- Anstatt der pneumatisch arbeitenden Kolben-Zylinder-Einheiten 32, 35 und 36 ist es natürlich auch denkbar, andere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Mittel einzusetzen.
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