EP1960170B1

EP1960170B1 - Vorrichtung zur herstellung von betonformsteinen sowie formensystem hierfür

Info

Publication number: EP1960170B1
Application number: EP06818577A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Braungardt; Holger Stichel
Original assignee: Kobra Formen GmbH
Current assignee: Kobra Formen GmbH
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: US8016584B2; PL1960170T3; WO2007065541A1; DK1960170T3; US20080233335A1; DE102005058404A1; ATE473080T1; DE102005058404B4; EP1960170A1; DE502006007389D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen sowie ein Formensystem hierfür.
Die Erfindung geht aus von wirtschaftlich besonders bedeutenden Vorrichtungen zur Herstellung von Betonformsteinen durch Verdichten von in Formnester einer Form eingefülltem Betongemenge, insbesondere unter Einwirkung von Rüttelbewegungen auf das Betongemenge. Die unteren Öffnungen der Formnester sind während des Befüllens und Rüttelns durch eine Unterlage, insbesondere einen Rütteltisch oder ein diesem aufliegendes Steinbrett verschlossen. Nach Abschluss des Rüttelvorgangs ist das Betongemenge zu formstabilen Betonformkörpern verdichtet, welche durch die unteren Öffnungen der Formnester nach unten ausgedrückt werden. Unterschiedliche Formen sind auswechselbar in die Formmaschine aufnehmbar.
Durch die Entformung nach unten sind die Seitenwandflächen der Betonformsteine typischerweise zylindrisch. Für Steinformen mit vertikal nicht durchgehenden Aussparungen in den Seitenwänden der Steine ist es bekannt, Aussparungskörper, auch als Kerne bezeichnet, vorzusehen, welche während des Einfüllens und Verdichtens des Betongemenges in einer ersten Stellung von den Wandflächen des Formnestes nach innen in das Formnest ragen und nach dem Verdichten und vor der Entformung der Betonformsteine in eine zurückgezogene Stellung verlagert werden.
In der DE 41 00 161 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung großvolumiger Schachtteile beschrieben, bei welcher zur Ausbildung von Stufen in einer Schachtinnenwand in einer Schalung mehrere bogenförmige Kernelemente gekoppelt um parallele Achsen verschwenkbar oder gemeinsam linear verschiebbar sind. Die US 3 731 899 beschreibt eine Form für Hohlblocksteine. An der Außenwand der Form sind Klippen angeordnet, mittels welcher durch Druckmittelzylinder entgegen einer rückstellenden Federkraft Aussparungskörper in Formnester verschiebbar sind.
Bei einer aus der DE 196 34 499 A1 bekannten Vorrichtung enthält eine Form eine Mehrzahl von Formnestern mit Aussparungskörpern in Form von Wandabschnitten, welche gruppenweise über Trägerhebel an über die Formlänge durchgehende Schwenkwellen gekoppelt sind. Die Schwenkwelle ist über Schwenkhebel und Rollen, welche beim Aufsetzen der Form auf den Rütteltisch nach oben gedrückt werden, betätigt. Die DE 101 10 651 A1 zeigt eine Form mit mehreren Formnestern und allseitig vorgesehenen Formkernen, welche über um die Formnester umlaufende Zugmittel kollektiv bewegbar sind. Die Zugmittel sind durch einen zwischen mehreren Formnestern angeordneten Hydraulikantrieb gemeinsam betätigt.
EP 0 719 622 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Formensystem zur Herstellung von Betonformsteinen mit seitlichen Aussparungen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 15 bzw. und beschreibt eine Mehrkammerform zur Herstellung von Pflastersteinen mit im Pflasterverbund ineinander greifenden seitlichen Vorsprüngen und Vertiefungen in den Seitenflächen der Steine. In einer Ausführung eines quadratischen Steins mit an jeder Seite mehrfachen sternförmig angeordneten Vorsprüngen und Vertiefungen sind zwei für alle Formnester gemeinsame Trägerrahmen vorgesehen, welche entgegen gesetzt diagonal verschiebbar sind und von zwei gegenüber liegenden Ecken her in die Formnester hinein bzw. heraus verschiebbar sind. Die Rahmen können über hydraulische Hubzylinder betätigt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich günstigere Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen mit seitlichen Aussparungen sowie ein Formensystem hierfür anzugeben.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Eine wesentliche vorteilhafte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Unterteilung der mechanischen Übertragungseinrichtungen zwischen dem wenigstens einen lageveränderlichen Aussparungskörper und den Antriebseinrichtungen in erste und zweite Übertragungsmittel, welche über Kupplungselemente lösbar verbunden sind, und die Anordnung der Antriebseinrichtungen auf Seiten eines mit der Formmaschine verbundenen Formrahmens. Insbesondere können dadurch Antriebseinrichtungen und erste Übertragungsmittel mit ersten Kupplungselementen auf Seiten des Formrahmens in der Formmaschine verbleiben, wenn der lösbar in dem Formrahmen gehaltene Formeinsatz ausgetauscht wird.
Insbesondere von Vorteil ist ein Formensystem mit einer solchen Auftrennung der Formen in Formrahmen und Formeinsatz und der Übertragungseinrichtungen in erste und zweite Übertragungsmittel in Verbindung mit mehreren unterschiedlichen Formeinsätzen mit lageveränderlichen Aussparungskörpem, wobei unterschiedliche Formeneinsätze in ein und denselben Formrahmen lösbar einsetzbar sind. Dabei greifen die zweiten Übertragungsmittel, weiche insbesondere auch in unterschiedliclien Formeinsätzen verschieden sein können, mit ihren zweiten Kupplungselementen jeweils in erste Kupplungselemente der für verschiedene Formeinsätze gemeinsamen ersten Übertragungsmittel auf Seiten des gemeinsamen Formrahmens.
Die zweiten Übertragungsmittel können auf die jeweiligen Aussparungsformen optimiert und zugleich die Vorteile eines in der Formmaschine verbleibenden Formrahmens und der nur an diesem einmalig erforderlichen Antriebseinrichtungen ausgenutzt werden.
Der Eingriff der ersten und der zweiten Kupplungselemente ist vorteilhafterweise automatisch beim Einsetzen eines Formeinsatzes in den Formrahmen herstellbar und/oder automatisch beim Entnehmen des Formeinsatzes aus dem Formrahmen lösbar. Die Herstellung bzw. das Lösen des Eingriffs der ersten und zweiten Kupplungselemente erfolgt vorteilhafterweise in gleicher Richtung wie das Einsetzen bzw. Entnehmen des Formeinsatzes relativ zum Formrahmen. Herstellung und Lösen des Eingriffs der ersten und zweiten Kupplungselemente erfolgen vorzugsweise werkzeugfrei.
Die ersten und zweiten Kupplungselemente können insbesondere lineare, vorzugsweise vertikale Führungen und in diese eingreifende geführte, z. B. stiftförmige oder flache, vorzugsweise vertikal erstreckte Gegenelemente enthalten. Die ersten und/oder zweiten Kupplungselemente können auch gezahnte Strukturen enthalten.
Die ersten und zweiten Übertragungsmittel mit den ersten und zweiten Kupplungselementen sind vorteilhafterweise zwischen sich seitlich horizontal gegenüber stehenden Wandflächen von Formrahmen und Formeinsatz angeordnet. Die zweiten Übertragungsmittel können bei Formeinsätzen mit einer Mehrzahl von Formnestern auch im Bereich von Zwischenwänden zwischen benachbarten Formnestern verlaufen.
Die ersten Übertragungsmittel bzw. deren erste Kupplungselemente können verschiedene Bewegungsmuster unter der Einwirkung der Antriebseinrichtungen ausführen, insbesondere Drehungen oder Verschiebungen. Vorzugsweise sind die ersten Kupplungselemente horizontal linear parallel zu den gegenüber stehenden Seitenwänden von Formrahmen und Formeinsatz verschiebbar. Es können auch linear verschiebbare und drehbare erste Kupplungselemente in den ersten Übertragungseinrichtungen gemeinsam auftreten.
Die ersten Übertragungsmittel enthalten in vorteilhafter Ausführung zwei wenigstens erste Kupplungselemente, welche in zueinander entgegen gesetztem Drehsinn oder vorzugsweise in zueinander entgegen gesetzter linearer Verschieberichtung von den Antriebseinrichtungen bewegbar sind. Hierfür können die ersten Übertragungsmittel in Teilübertragungsmittel unterteilt und mehrere Antriebseinrichtungen vorgesehen sein.
Die ersten und zweiten Kupplungselemente sind vorteilhafterweise an wenigstens zwei gegenüber liegenden Außenseiten des typischerweise im wesentlichen rechteckigen Formeinsatzes vorgesehen. Die Antriebseinrichtungen enthalten vorteilhafterweise Aktuatoren an wenigstens zwei gegenüber liegenden Seiten des typischerweise im wesentlichen rechteckigen Formrahmens, wobei vorteilhafterweise jeweils wenigstens zwei in zueinander entgegengesetzte Richtungen arbeitende Aktuatoren vorgesehen sind.
Die vorzugsweise linearen Bewegungen der ineinandergreifenden Kupplungselemente sind über an sich bekannte mechanische Elemente wie Stäbe, Hebel, Kulissenführungen, Rollen, Zugelemente, Zahnräder usw. in Bewegungen von Aussparungskörpern bei deren Lageveränderung umsetzbar. Insbesondere kann die Bewegungsart der Aussparungskörper von der Bewegungsart der Kupplungselemente abweichen. Bei der Umlenkung von Bewegungsarten kann auf Beispiele aus den eingangs genannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden.
Durch die Trennung der Übertragungseinrichtungen in voneinander lösbare erste und zweite Übertragungsmittel können die zweiten Übertragungsmittel jeweils so gestaltet werden, dass die vom Formrahmen vorgegebene Bewegungsart der ersten Kupplungselemente mit weitgehend beliebigen Bewegungsarten der Aussparungskörper kombiniert auftreten können. In erster vorteilhafter Ausführung sind Bewegungsart der ersten Kupplungselemente und der Aussparungskörper linear und gleich gerichtet. In anderer Ausführung kann z. B. eine lineare Bewegung der ersten Kupplungselemente in eine Schwenkbewegung von Aussparungskörpern umgesetzt sein.
Die Antriebseinrichtungen enthalten vorteilhafterweise wenigstens einen steuerbaren Aktuator, vorzugsweise mit linearer Bewegung, insbesondere einen Hydraulikzylinder. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Übertragungseinrichtungen mehrere Hydraulikzylinder mit zumindest überwiegend horizontaler Bewegungsrichtung als Aktuatoren. Die Aktuatoren treiben die ersten Übertragungsmittel mit den ersten Kupplungselementen.
In besonders vorteilhafter Ausführung können Positions- oder Wegmesseinrichtungen, vorzugsweise elektronische Messeinrichtungen mit den Antriebseinrichtungen oder den Übertragungseinrichtungen, insbesondere den ersten Übertragungsmitteln zugeordnet, insbesondere mit diesen verbunden und/oder in diese integriert sein. Dies ermöglicht in Verbindung mit einer elektronischen Steuerung eine besonders präzise und flexible Betätigung der Antriebseinrichtungen, insbesondere bei Vorliegen mehrerer Aktuatoren. Insbesondere sind dadurch auch unterschiedliche, z. B. je nach Formeinsatz variierende Verfahrwege und/oder Verfahrrichtungen mit gleichbleibenden formrahmenseitigen Antriebseinrichtungen und ersten Übertragungsmitteln leicht realisierbar.
Durch die in dem Formrahmen angeordneten und daher für verschiedene Formeinsätze einheitlichen Antriebseinrichtungen ist auch vorteilhafterweise besonders günstige Integration der Ansteuerung der Antriebseinrichtungen in eine für die Ablaufsteuerung der Formmaschine vorhandene programmierbare Steuereinrichtung ermöglicht. Insbesondere können bei Kombination der Antriebseinrichtungen mit Positions- oder Wegmesseinrichtungen für den Verfahrweg der Antriebseinrichtungen oder der Übertragungseinrichtungen auf einfache Weise unterschiedliche Verfahrwege oder Verfahreinrichtungen einprogrammiert werden.
Das Formensystem enthält vorteilhafterweise wenigstens einen Formeinsatz mit linear verschiebbaren Aussparungskörper und/oder wenigstens einen Formeinsatz mit verschwenkbaren Aussparungskörpem. Vorteilhafterweise ist auch wenigstens ein Formeinsatz ohne lageveränderliche Aussparungskörper, für welchen demzufolge keine zweiten Übertragungseinrichtungen und zweiten Kupplungselemente erforderlich sind, in den Formrahmen einsetzbar.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1: einen Formrahmen von unten,
Fig. 2: einen Formeinsatz von unten,
Fig. 3: einen ersten Ausschnitt von Formrahmen und Formeinsatz von der Seite,
Fig. 4: einen zweiten Ausschnitt von Formrahmen und Formeinsatz von der Seite,
Fig. 5: einen Formrahmen schräg von unten,
Fig. 6: einen Ausschnitt aus Fig. 5,
Fig. 7: einen Formeinsatz schräg von unten,
Fig. 8: den Formeinsatz nach Fig. 7 in dem Formrahmen nach Fig. 5 mit eingefahrenen Kernen,
Fig. 9: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8,
Fig. 10: den Formrahmen nur mit Kernträgerrahmen des Formeinsatzes,
Fig. 11: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 10,
Fig. 12: den Formrahmen nach Fig. 5 von unten mit Kupplungselementen bei eingefahrenen Kernen,
Fig. 13: einen ersten Schnitt XIII durch Fig. 12,
Fig. 14: einen zweiten Schnitt XIV durch Fig. 12,
Fig. 15: eine Ansicht entsprechend Fig. 8 mit ausgefahrenen Kernen,
Fig. 16: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 15,
Fig. 17: eine Ansicht entsprechend Fig. 12 bei ausgefahrenen Kernen,
Fig. 18: einen ersten Schnitt XVIII durch Fig. 17,
Fig. 19: einen zweiten Schnitt IXX durch Fig. 17,
Fig. 20: eine Ansicht in Verfahrrichtung der Kerne,
Fig. 21: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 20,
Fig. 22: eine Ansicht quer zur Verfahrrichtung mit eingefahrenen Kernen,
Fig. 23: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 22,
Fig. 24: eine Ansicht quer zur Verfahrrichtung mit ausgefahrenen Kernen,
Fig. 25: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 24,
Fig. 26: eine Schrägansicht einer Formmaschine,
Fig. 27: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 26,
Fig. 28: eine weitere Ausführung von Kupplungselementen,
Fig. 29: eine weitere Ausführung von Kupplungselementen,
Fig. 30: eine Rahmenleiste in Hohlprofilform,
Fig. 31: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit einer Anordnung nach Fig. 30,
Fig. 32: eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach Fig. 31.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form einen Formrahmen mit Blickrichtung von unten. Zum Orientierungsvergleich ist ein rechtwinkliges x-, y-, z-Koordinatensystem mit eingezeichnet, dessen vertikale z-Richtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Der Formrahmen ist im wesentlichen rechteckig und umgibt mit in x-Richtung verlaufenden Längsleisten LL und in y-Richtung verlaufenden Querleisten QL eine Formaufnahme FA, welche in der skizzierten Ansicht gleichfalls im wesentlichen rechteckig ist. Längsleisten und Querleisten können einen einteiligen Formrahmen bilden oder zu einem Formrahmen zusammengesetzt sein. Der Formrahmen ist in einer Formmaschine gehalten und je nach deren Funktionsprinzip in einem Maschinenrahmen, welcher in den Ekken des Formrahmens mit Rahmenelementen MR angedeutet ist, vertikal in fester Höhe oder vertikal verschiebbar geführt. Unterschiedliche geeignete Maschinentypen sind an sich gebräuchlich und bekannt.
Entlang der Kontur der Formaufnahme FA ist eine Stufe ST ausgebildet, welche eine bevorzugte Ausführung für die Halterung und Ausrichtung eines Formeinsatzes bildet und in dieser schematischen Skizze stellvertretend für unterschiedliche, auch an sich bekannte Strukturen zwischen einem Formrahmen und einem Formeinsatz zu verstehen ist.
An zwei gegenüber liegenden Seiten der Formaufnahme, im skizzierten Beispiel an den Längsleisten, sind Antriebseinrichtungen AEL, AER angeordnet, welche vorteilhafterweise in die Längsleisten integriert und insbesondere in Aussparungen der Längsleisten eingesetzt sein können. Die Antriebseinrichtungen bewirken über bewegliche erste mechanische Übertragungsmittel UM1 die Bewegung von ersten Kupplungselementen KE1 in einer bidirektionalen Bewegungsrichtung.
Im skizzierten Beispiel seien die Antriebseinrichtungen z. B. als hydraulisch betätigbare Linearzylinder ausgeführt, deren in den Längsleisten geführte Stempelstangen die ersten mechanischen Übertragungsmittel bilden, in welchen in z-Richtung verlaufende Stifte als erste Kupplungselemente angeordnet sind. Vorteilhafterweise können elektronische Positions- oder Wegmesseinrichtungen den Antriebseinrichtungen und/oder den ersten Übertragungsmitteln zugeordnet und mit diesen verbunden oder in diese integriert sein, z. B. als in Hydraulikzylinder integrierte sogenannte digitale Lineale.
Fig. 2 zeigt gleichfalls in Ansicht von unten schematisch einen Formeinsatz, welcher in die Formaufnahme FA des Formrahmens von unten einsetzbar ist, wobei die Kontur EK des Formeinsatzes vorteilhafterweise mit der Stufe ST zur positionseindeutigen Ausrichtung des Formeinsatzes im Formrahmen korrespondiert. Der Formeinsatz kann durch nicht gezeigte Verspannungseinrichtungen des Formrahmens und/oder der Formmaschine vertikal gegen den Formrahmen verspannt werden, vorzugsweise durch Verspannung einer Rütteltischanordnung vertikal gegen den Formrahmen.
Der Formeinsatz weist im inneren Bereich ein Steinfeld SF auf, welches typischerweise mehrere getrennte Formnester FN enthält. Mehrere Aussparungskörper AK, auch als Kerne bezeichnet, ragen seitlich in einer oder mehrere Formnester und sind lageveränderlich zwischen der skizzierten eingefahrenen Position, in welcher die Aussparungskörper in die im wesentlichen in z-Richtung konstante Querschnitte aufweisenden Formnester ragen, und einer ausgefahrenen Position, in welcher die Aussparungskörper aus den Formnestern ausgefahren sind.
Die Aussparungskörper können bei der Lageveränderung lineare und/oder schwenkende Bewegungen ausführen. Unterschiedliche Ausformungen der Aussparungskörper und verschiedene Bewegungsmuster sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Lageveränderung der Aussparungskörper zwischen der ersten eingefahrenen und der zweiten ausgefahrenen Position wird bewerkstelligt über schematisch angedeutete zweite mechanische Übertragungsmittel UM2, welche mit zweiten Kupplungselementen KE2 verbunden sind.
Bei in die Formaufnahme FA des Formrahmens eingesetztem Formeinsatz greifen erste und zweite Kupplungselemente ineinander und eine Bewegung der ersten Kupplungselemente auf Seiten des Formrahmens unter der Einwirkung der Antriebseinrichtungen erzwingt eine Bewegung der zweiten Kupplungselemente, welche über die zweiten mechanischen Übertragungsmittel in eine Lageveränderung der Aussparungskörper umgesetzt wird. Im einfachsten vorteilhaften Fall sind die Übertragungseinrichtungen mit den jeweiligen Kupplungselementen als in sich starre Einheiten ausgeführt und die Bewegungsmuster der Kerne gleichgerichtet und parallel zu denen der ersten Kupplungselemente. Es kann aber auch eine Umsetzung der Bewegungsmuster zwischen ersten und zweiten Kupplungselementen und/oder innerhalb der zweiten mechanischen Übertragungsmittel und/oder zwischen zweiten Übertragungsmitteln und Aussparungskörpern erfolgen. Beispiele für solche Umsetzungen von Bewegungsmustem sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Die zweiten Übertragungsmittel, welche in der Skizze der Fig.2 als das Steinfeld SF umgebend eingezeichnet sind, können auch zwischen benachbarten Formnestern durch das Steinfeld verlaufen, wozu an sich gleichfalls. Beispiele aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Fig. 3 zeigt in einem ersten Ausschnitt und Fig. 4 in einem zweiten Ausschnitt Formrahmen und Formeinsatz in zueinander horizontal ausgerichteten Positionen vor dem Einsetzen des Formeinsatzes in den Formrahmen. Die horizontale gegenseitige Ausrichtung ist insbesondere auch durch die Außenkontur des Formeinsatzes und die Innenkontur der Formaufnahme einschließlich deren gestuften Verläufen vorgegeben. Die ersten Kupplungselemente sind in diesen horizontal ausgerichteten Positionen von Formrahmen und Formeinsatz vertikal fluchtend ausgerichtet, wie durch die unterbrochenen Linien angedeutet. Durch relative vertikale Verschiebung von Formrahmen und Formeinsatz bis zum Anschlag der gestuften Außenkontur EK des Formeinsatzes an der Stufe ST des Formrahmens greifen erste und zweite Kupplungselemente selbsttätig ineinander ein. Der Formeinsatz kann durch nicht mit eingezeichnete Haltemittel im Formrahmen lösbar gehalten sein. In entsprechender Weise wird beim Entnehmen des Formeinsatzes aus dem Formrahmen der Eingriff der Kupplungselemente selbsttätig gelöst. Die ersten Kupplungselemente KE1 sind in Fig. 3 und Fig. 4 als vertikale Stifte und die zweiten Kupplungselemente KE2 als korrespondierende Aussparungen ausgeführt. Für die lösbar ineinander greifenden ersten und zweiten Kupplungselemente sind andere Ausführungen bekannt und geeignet.
Die Verbindung der zweiten Übertragungsmittel UM2 über die Kupplungselemente und die ersten Übertragungsmittel UM1 mit den Antriebseinrichtungen ist weitgehend unabhängig von dem Aufbau der zweiten Übertragungsmittel, so dass an sich beliebige Formeinsätze mit iageveränderuchen Kernen und entsprechend ausgestalteten zweiten Übertragungsmitteln in den Formrahmen einsetzbar und über die Antriebseinrichtungen betätigbar sind. Voraussetzung ist lediglich die Herstellung des Eingriffs der ersten und zweiten Kupplungselemente und die Umsetzung des vorgegebenen Bewegungsmusters der ersten Kupplungselemente in das zur Lageveränderung der Kerne erforderliche Bewegungsmuster. Beim Wechsel eines Formeinsatzes kann der Formrahmen vorteilhafterweise in der Formmaschine verbleiben.
In Fig. 3 ist ein Formnest FN mit einer Formwand FW angedeutet. Ein Kern AK ist in einer eingefahrenen Position teilweise in das Formnest ragend eingezeichnet. Der Kern AK kann in Pfeilrichtung verschoben werden in eine zweite, ausgefahrene Position.
Die ersten Kupplungselemente auf Seiten des Formrahmens sind vorteilhafterweise in Ausnehmungen AU des Formrahmens gegen die Innenkontur der Formaufnahme zurückversetzt angeordnet, wobei die Ausnehmungen zur Formaufnahme bzw. zu einem eingesetzten Formeinsatz hin offen sind und die zweiten Übertragungsmittel mit den zweiten Kupplungselementen in die Ausnehmungen hineinragen. Vorteilhafterweise kann das Formensystem mit verschiedenen in den gemeinsamen Formrahmen einsetzbaren Formeinsätzen auch Formeinsätze ohne lageveränderliche Kerne umfassen. Ein solcher Formeinsatz hätte dann keine zweiten Übertragungsmittel mit zweiten Kupplungselementen und die Antriebseinrichtungen, die ersten Übertragungsmittel und die ersten Kupplungselemente blieben bei einem solchen Formeinsatz ohne Funktion.
Die nachfolgenden Figuren zeigen eine bevorzugte Ausführung eines für mehrere verschiedene Formeinsätze eines Formensystems gemeinsamen Formrahmens und ein vorteilhaftes Beispiel für einen Formeinsatz.
Fig. 5 zeigt einen Formrahmen mit Blick in dessen Unterseite in schrägperspektivischer Ansicht. In einer Seitenleiste LL sind Hydraulikzylinder HZR, HZL als Antriebseinrichtungen in Ausgangsstellungen eingezeichnet, wobei die Stempelstangen SAR, SAL der beiden Hydraulikzylinder aus ihren jeweiligen Ausgangsstellungen im gewähltem Beispiel in entgegen gesetzte Richtungen verschiebbar sind. In anderer Ausführung können die Hydraulikzylinder auch synchron in gleicher Richtung oder in sonstiger Relation zueinander bewegt sein. Die Stempelstangen bilden die ersten Übertragungsmittel und sind in der Längsleiste geführt und ragen in Ausnehmungen AU. Im Bereich der Ausnehmungen weisen die Stempelstangen in vertikaler Richtung verlaufende Stifte SI als erste Kupplungselemente auf. Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 5, aus welchem die Anordnung mit Hydraulikzylinder HZL, Stempelstange SAL und Stiften SI im Bereich der Ausnehmung AU noch deutlicher wird.
In Fig. 7 ist in Schrägansicht von unten eine vorteilhafte Ausführung eines Formeinsatzes aus einem Formensystem mit mehreren verschiedenen Formeinsätzen skizziert. Der Formeinsatz nach Fig. 7 besitzt ein Steinfeld mit vier Fnrmnestern mit rechteckigem Querschnitt, welche durch mit einer gemeinsamen Deckplatte DP verbundenen und von dieser nach unten ragenden Formwände FW begrenzt sind. An jeweils zwei gegenüber liegenden Formwänden der einzelnen Formnester sind im unteren Bereich der Formwände Formkerne AK vorgesehen, welche in der skizzierten eingefahrenen Position in die Formnester ragen und aus dieser eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position verschiebbar sind, in welcher die dem Formnest zugewandten Stirnflächen der Kerne AK vorteilhafterweise bündig mit den Formwänden verlaufen. Die Kerne an gegenüberliegenden Seiten eines Formnestes sind hierfür in entgegen gesetzte Richtungen zu bewegen.
Vorteilhafterweise sind die im Beispiel insgesamt 16 Formkerne in zwei Gruppen mit innerhalb jeder Gruppe einheitlicher Bewegungsrichtung zusammengefasst und alle Kerne einer Gruppe sind jeweils an einem von zwei Trägerrahmen URL bzw. URR befestigt. Die Trägerrahmen sind als Teile der zweiten Übertragungsmittel dieses Formeinsatzes anzusehen. Die beiden Rahmen überlappen aneinander in dem Bereich zwischen in in x-Richtung benachbarten Formnestern. Die Kerne AK sind an in y-Richtung verlaufenden Rahmenabschnitten der Trägerrahmen befestigt. Diese Rahmenabschnitte liegen vorteilhafterweise alle in einer Ebene und sind für die Überlappung und ungehinderte Verschiebung der in x-Richtung verlaufenden Abschnitte teilweise an den Enden beim Übergang in die in x-Richtung verlaufenden Abschnitte abgekröpft.
Von den in x-Richtung verlaufenden Abschnitten der beiden Trägerrahmen ragen Laschen LAL, LAR ab, an welchen Bohrungen BO als zweite Kupplungselemente ausgebildet sind, in welche in vertikaler in Richtung die ersten Kupplungselemente eingreifen. Die Laschen LAR an dem Trägerrahmen URR sind über Abkröpfungen mit den in x-Richtung verlaufenden Abschnitten dieses Trägerrahmens verbunden, wodurch wiederum alle Laschen in einer horizontalen Ebene liegen.
In Fig. 8 ist der Formeinsatz aus Fig. 7 in den Formrahmen aus Fig. 5 eingesetzt und durch nicht mit eingezeichnete Haltemittel gehalten. Dabei sind die Bohrungen BO als zweite Kupplungselemente in Eingriff mit den Stiften SI als ersten Kupplungselementen. Die Laschen LAL, LAR ragen in die Ausnehmungen AU in den Längsleisten LL, wie in dem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8 nach Fig. 9 deutlicher erkennbar ist. Die, Hydraulikzylinder und deren Stempelstangen mit den Stifte SI befinden sich in der Ausgangsstellung und die Kerne AK in die Formnester ragend in der eingefahrenen Steigung.
Fig. 10 zeigt zur weiteren Veranschaulichung der Überlappung der beiden Trägerrahmen URR, URL eine fiktive Zusammenstellung nur dieser Trägerrahmen mit dem Formrahmen. Fig. 11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 10, in welchem auch durch zwei entgegen gerichtete Pfeile die Verschiebbarkeit der beiden Trägerrahmen aus der skizzierten Stellung mit eingefahrenen Kernen in eine Stellung mit ausgefahrenen Kernen angedeutet ist. Die in y-Richtung verlaufenden Rahmenabschnitte liegen alle in einer Ebene, die in x-Richtung verlaufenden Abschnitte liegen zumindest im gegenseitigen Überlappungsbereich in getrennten Ebenen.
Die Fig. 12 zeigt einen Formrahmen von unten mit vertikaler Blickrichtung. Die Hydraulikzylinder HZL, HZR sind in der Ausgangsstellung. Mit eingezeichnet sind die Laschen LAL, LAR der Trägerrahmen des nicht mit eingezeichneten Formeinsatzes. Mit Pfeilen ist die Verschiebbarkeit der Laschen LAL, LAR in entgegen gesetzten Richtungen angedeutet.
Der Schnitt XIII aus Fig. 12 nach Fig. 13 veranschaulicht die Lage der Hydraulikzylinder HZL bzw. HZR in den Längsleisten LL sowie die Führung der Stempelstangen in Führungen FS. Die Stempelstangen ragen dabei in und durch die Ausnehmungen AU, wo die Stifte SI in die Bohrungen BO der Laschen LAL, LAR eingreifen. Fig. 14 zeigt entsprechend dem Schnitt XIV aus Fig. 12 die Ausführung der Stempelstangen SAR mit Abplattungen gegenüber einem runden Querschnitt. Nicht eingezeichnet in den Figuren sind Leitungsführungen für Hydraulikflüssigkeit zu den Hydraulikzylindern.
Durch entsprechendes Beaufschlagen der Hydraulikzylinder mit Hydraulikflüssigkeit wird der Stempel der Stempelstange aus der Ausgangsstellung in eine zweite Stellung verschoben, welche in zu Fig. 13 analoger Garstellung in Fig. 18 skizziert ist. Mit der Verschiebung der Stempelstangen werden auch die Laschen LAL, LAR in x-Richtung entgegen gesetzt verschoben, wobei die Weite der Ausnehmungen AU in x-Richtung vorteilhafterweise nur so groß gewählt ist, dass die beiden Extrempositionen der Laschen nach Fig. 13 bzw. Fig. 18 möglich sind, eventuell mit geringem Übermaß zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen. In Fig. 17 ist eine vollständige Ansicht eines Formrahmens mit in die zweite Stellung verschobenen Stempelstangen und entsprechend verschobenen Laschen LAL, LAR skizziert. Die.Fig. 18 entspricht einem Schnitt XVIII durch Fig. 17. Ein Schnitt IXX durch Fig.17 zeigt in Fig. 19 nochmals die abgeplattete Form der Stempelstange, welche entlang von planen Flächen der Ausnehmung AU und einer Abdeckplatte AP verläuft, mit den Bohrungen BO und den in diese eingreifenden Stiften SI als zweite bzw. erste Kupplungselemente.
In Fig. 15 ist eine zu Fig. 8 analoge Schrägdarstellung eines Formrahmens mit Formeinsatz skizziert, bei welcher aber die Verschiebung der Hydraulikzylinder, der Kupplungselemente und mit diesen auch der Laschen und der Trägerrahmen URL, URR in x-Richtung erfolgt ist, wobei die Verschiebungen der beiden Trägerrahmen gemäß den Pfeilen in Fig. 11 unter der Einwirkung der Hydraulikzylinder HZL, HZR in entgegen gesetzte Richtungen verlaufen. Die Verschiebung der Trägerrahmen ist gekoppelt mit einer Verschiebung der Kerne AK aus der in Fig. 8 skizzierten eingefahrenen Stellung in die aus Fig. 15 ersichtliche ausgefahrene Stellung, in welcher die den Formnestern zugewandten Stirnflächen der Kerne vorteilhafterweise bündig zu den Wandflächen der Formwände FW liegen oder auch gegen diese zurückgezogen sein können. In dieser ausgefahrenen Stellung der Kerne können die zuvor während eines Rüttelvorgangs verdichteten Betonformsteine nach unten aus den Formnestern entformt werden. Fig. 16 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 15.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigen Fig. 20 bis Fig. 25 weitere Schnitte durch einen Formrahmen mit Formeinsatz. Aus Fig. 20 und dem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 21 ist die Form und Abkröpfung der Trägerrahmen URL, URR anschaulich ersichtlich, welche im Bereich der Kerne AK in gleicher Höhe verlaufen und durch die Abkröpfungen auch die Laschen mit den Bohrungen BO als zweiten Kupplungselementen in einheitlicher Höhe aufweisen, wogegen in dem Randbereich mit dem senkrecht zur Zeichenebene in x-Richtung verlaufenden Abschnitten die beiden Trägerrahmen in unterschiedlichen Höhen verlaufen. In Fig. 20 mit eingezeichnet ist ein Rütteltisch RT mit einem Steinbrett SB, welches von unten gegen den Formeinsatz gedrückt ist und während des Befüllvorgangs und des Rüttelvorgangs die untere Öffnungen der Formnester verschließt.
Fig. 22 und der vergrößerte Ausschnitt in Fig. 23 zeigen einen Schnitt in einer x-z-Ebene durch die Kerne AK in deren in die Formnester FN eingefahrenen Position. Die Pfeile deuten die Richtungen an, in welche die Kerne AK nach Abschluss des Rüttelvorgangs verschoben werden. Fig. 24 und der vergrößerte Ausschnitt nach Fig. 25 zeigen in gleicher Schnittebene die Kerne in der ausgefahrenen Stellung und teilweise nach unten durch relative vertikale Verschiebung von Formrahmen mit Formeinsatz gegenüber Rütteltisch mit Steinbrett ausgetretene, noch auf dem Steinbrett aufliegende Formsteine FS.
Fig. 26 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus einer Formmaschine mit einem Formrahmen der beschriebenen Art. In dem vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 27 sind die Hydraulikzylinder HZL, HZR mit Stempelstangen erkennbar. Der Formeinsatz ist nicht mit eingezeichnet, lediglich die Laschen LAL, LAR sind in ihrer Position bei eingebautem Formeinsatz mit eingezeichnet. Ein Rütteltisch ist über mehrere an dem Formrahmen abgestützte hydraulische Zylinder VE vertikal verfahrbar und kann insbesondere auch zum Einsetzen und Entnehmen eines Formeinsatzes dienen.
Fig. 28 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kupplungselemente mit einer linear verschiebbaren Zahnstange ZS als einem und einem drehbaren Zahnrad ZR oder Zahnbogen als anderem Kupplungselement. In Fig. 29 ist ein linear verschiebbarer Stab KS mit einem Langloch LO quer zur Verschieberichtung als einem und einem in dem Langloch geführten an einem schwenkbaren Hebel KH angeordneten Bolzen KB als anderem Kupplungselement skizziert. Es können innerhalb der ersten und/oder zweiten Kupplungselemente unterschiedliche Varianten gemeinsam vorgesehen sein.
In Fig. 30 bis 32 ist eine vorteilhafte Ausführung eines Formrahmens in Verbindung mit Antriebseinrichtungen und Übertragungseinrichtungen skizziert. Eine Längsleiste LLH des Formrahmens ist hier in stabiler Leichtbauweise durch ein abgekantetes Blech oder ein im Beispiel einseitig offenes Hohlprofil, insbesondere mit U-förmigem Querschnitt ausgeführt. Der mittlere Schenkel der U-Form bildet eine dem Formeinsatz zugewandte Wandfläche WR des Formrahmens, welche im wesentlichen vertikal verläuft.
Fig. 30 zeigt eine Schrägansicht in das offene Profil von der dem Formeinsatz abgewandten Seite ohne Formeinsatz. Fig. 31 zeigt eine Schnittdarstellung in einer horizontalen und Fig. 32 in einer vertikalen Schnittebene, jeweils mit ersten und zweiten Übertragungsmitteln UMH1 bzw. UMH2 und ersten und zweiten Kupplungselementen KEH1 bzw. KEH2.
Ein Hydraulikzylinder HZH1 als ein Aktuator der Antriebseinrichtungen ist mit einer horizontal geführten Stempelstange als ersten Übertragungsmitteln UMH1 auf der dem Formeinsatz abgewandten Seite des dem Formeinsatz zuweisenden mittleren Schenkel des Profils angeordnet. In der Fläche WR ist eine längliche Öffnung SL ausgespart, durch welche ein Bolzen als erstes Kupplungselement KEH1 in Richtung des Formeinsatzes ragt und in ein z. B. als Bohrung oder nach oben offene Aussparung ausgeführtes zweites Kupplungselement KEH2 in zweiten Übertragungsmitteln UMH2 auf Seiten des Formeinsatzes eingreift. Bei Ausführung des zweiten Kupplungselements KEH2 als horizontale Bohrung ist zum Herstellen und Lösen des Kupplungseingriffs der Bolzen KEH1 aus der in Fig. 31 und Fig. 32 gezeigten Eingriffstellung horizontal in Pfeilrichtung verschiebbar, was manuell oder über ein zusätzliches Antriebselement erfolgen kann.
Während in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Hydraulikzylinder jeweils zwischen zwei Extrempositionen verfahren werden und daher ein besonders einfacher hydraulischer Anschluss aller Hydraulikzylinder an ein gemeinsames Leitungssystem ohne individuelle Steuerung der einzelnen Hydraulikzylinder möglich ist, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass Positions- oder Wegmesseinrichtungen, insbesondere in elektronischer Ausführung, den einzelnen Aktuatoren und/oder Übertragungseinrichtungen, insbesondere den ersten Übertragungsmitteln zugeordnet, insbesondere mit diesen verbunden und/oder in diese integriert sind und die einzelnen Aktuatoren innerhalb eines maximalen Verfahrwegs auf unterschiedlich vorgebbare Zwischenpositionen verfahrbar sind. Bei Ausführung der Aktuatoren ais Hydraulikzylinder sind den einzelnen Hydraulikzylindern hierfür vorteilhafterweise steuerbare Servoventile als Steuerelemente zugeordnet. Servoventile und Positions- oder Wegmesseinrichtungen sind an sich bekannt. Bei anderer Ausführung der Aktuator ren, insbesondere mit elektrischer Betätigung und/oder mittels Schrittmotoren sind geeignete Steuerelemente gleichfalls bekannt und gebräuchlich.
Die Ansteuerung der Antriebseinrichtungen bzw. der diesen zugeordneten Steuerelemente kann über ein vorzugsweise elektronisch programmierbare Steuereinrichtung erfolgen, wobei vorzugsweise eine für die Ablaufsteuerung der Formmaschine ohnehin vorhandene programmierbare Steuereinrichtung mit eingesetzt wird.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen mit seitlichen Aussparungen in einer Formmaschine mit auswechselbaren Formen mit wenigstens einem Aussparungskörper (AK), welcher über Verfahreinrichtungen mit Arttriebseinrichtungen und mechanischen Übertragungsmitteln zwischen einer ersten, in ein Formnest einer Form ragenden Stellung und einer zweiten, aus dem Formnest zurückgezogenen Stellung lageveränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Form unterteilt ist in einen maschinenseitigen Formrahmen (LL, QL) und einen entnehmbar in diesem gehaltenen Formeinsatz, dass die Antriebseinrichtungen (AEL, AER) auf Seiten des Formrahmens und der Aussparungskörper (AK) auf Seiten des Formeinsatzes angeordnet sind, und dass zur Lageveränderung des Aussparungskörpers erste Übertragungsmittel (UM1) mit ersten Kupplungselementen (KE1) auf Seiten des Formrahmens in lösbarem Eingriff stehen mit zweiten Kupplungselementen (KE2) von zweiten Übertragungsmitteln (UM2) auf Seiten des Formeinsatzes.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff zwischen ersten (KE1) und zweiten (KE2) Kupplungselementen beim Einsetzen des Formeinsatzes in den Formrahmen selbsttätig hergestellt und beim Entnehmen des Formeinsatzes aus dem Formrahmen selbsttätig gelöst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (KE1) und zweiten (KE2) Kupplungselemente seitlich gegen das Formnest (FN) zum Formrahmen (LL) hin versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Übertragungseinrichtungen (UM1) Kupplungselemente (KE1) enthalten, welche von den Antriebseinrichtungen (AEL, AER) entgegen gesetzt zueinander antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (AEL, AER, HZL, HZR) durch ein unter erhöhtem Druck zuführbares Fluid, vorzugsweise hydraulisch betätigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Kupplungselemente (KE1, KE2) vertikale Stifte enthalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Kupplungselemente (KE1, KE2) durch gezahnte Strukturen (ZR, ZS) gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass erste Kupplungselemente (KE1) und/oder die erste Übertragungsmittel (UM1) linear verschiebbar geführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (AEL; AER) Aktuatoren an wenigstens zwei gegenüber liegenden Seiten (LL) des Formrahmens aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (AEL, AER) wenigstens zwei in entgegen gesetzter Richtung arbeitende Aktuatoren (HZL, HZR) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (AEL, AER) mehrere individuell steuerbare Aktuatoren enthalten.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren Hydraulikzylinder (HZL, HZR) sind, denen jeweils eigene steuerbare Stellelemente, insbesondere Servoventile zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (AEL, AER) durch eine programmierbare Steuereinrichtung angesteuert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine programmierbare Steuereinrichtung für die Ablaufsteuerung der Formmaschine auch für die Ansteuerung der Antriebseinrichtungen eingesetzt ist.
Formensystem mit mehreren unterschiedlichen Formen zur Herstellung von Betonformkörpern, mit seitlichen Aussparungen insbesondere in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Formen einen Formrahmen (LL, QL) zur Verbindung mit einer Formmaschine und einen lösbar in diesem gehaltenen, wenigstens ein die Form der Betonformsteine bestimmendes Formnest (FN) und wenigstens einen lageveränderlichen Aussparungskörper (AK) aufweisenden Formeinsatz enthalten,
dass ein Formrahmen (LL, QL) zur Aufnahme wenigstens zweier unterschiedlicher Formen ausgebildet ist,
dass auf Seiten des Formrahmens erste Übertragungseinrichtungen (UM1) mit ersten Kupplungselementen (KE1) durch Antriebseinrichtungen (AEL, AER) bewegbar sind,
dass zweite Übertragungseinrichtungen (UM2) mit zweiten Kupplungselemente (KE2) auf Seiten der unterschiedlichen Formeinsätze so ausgeführt und angeordnet sind, dass die zweiten Kupplungselemente (KE2) unterschiedlicher Formeinsätze mit ersten Kupplungselementen (KE1) ein und desselben Formrahmens (LL, QL) in Eingriff bringbar sind, und dass die zweiten Übertragungsmittel (UM2) die Bewegung der ersten Übertragungsmittel (UM1) in eine Lageveränderung des jeweiligen Aussparungskörpers (AK) der unterschiedlichen Formeinsätze umsetzen.
Formensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formeinsatz mit wenigstens einem linear verschiebbaren Aussparungskörper (AK) vorgesehen ist.
Formensystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formeinsatz mit wenigstens einem schwenkbaren Aussparungskörper vorgesehen ist.
Formensystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formeinsatz ohne Aussparungskörper, zweite Übertragungseinrichtungen und zweite Kupplungselemente in den Formrahmen einsetzbar ist.
Formensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Formeinsatz an gegenüber liegenden Seiten lageveränderliche Aussparungskörper (AK) enthält und dass zwei Träger (URL, URR) vorgesehen sind, welche entgegen gesetzt verschiebbar sind und jeweils wenigstens einen Aussparungskörper aufweisen.
Formensystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Verschieberichtung der Träger (URL, URR) wenigstens zwei Formnester (FN) aufeinanderfolgend durch eine Zwischenwand getrennt sind und dass die Träger als überlappende Trägerrahmen ausgeführt sind und Aussparungskörper zu wenigstens zwei in Verschieberichtung beabstandeten Formnestern aufweisen.