EP4159395A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von oberflächenstrukturierten betonbauteilen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von oberflächenstrukturierten betonbauteilen Download PDF

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EP4159395A1
EP4159395A1 EP22198542.7A EP22198542A EP4159395A1 EP 4159395 A1 EP4159395 A1 EP 4159395A1 EP 22198542 A EP22198542 A EP 22198542A EP 4159395 A1 EP4159395 A1 EP 4159395A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
portioning
concrete block
free
flowing material
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22198542.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Melzer Ulrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lithonplus GmbH and Co KG
Original Assignee
Lithonplus GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE202021105285.6U external-priority patent/DE202021105285U1/de
Application filed by Lithonplus GmbH and Co KG filed Critical Lithonplus GmbH and Co KG
Publication of EP4159395A1 publication Critical patent/EP4159395A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/001—Applying decorations on shaped articles, e.g. by painting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/047—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers by pooring, e.g. curtain coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/06—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers with powdered or granular material, e.g. sanding of shaped articles
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/0063—Control arrangements
    • B28B17/0081—Process control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C19/00—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
    • B05C19/04—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces the particulate material being projected, poured or allowed to flow onto the surface of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D2203/30—Other inorganic substrates, e.g. ceramics, silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/30—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant
    • B05D2401/32—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant applied as powders

Definitions

  • the invention relates to a concrete block production device for distributing free-flowing material, in particular granules, for the formation of an at least partially formed surface layer of such material on a concrete block base body. Furthermore, the invention relates to a concrete block production method with such a concrete block production device.
  • At least one component of a free-flowing material is fed into the concrete block production device and through the method.
  • the device comprises at least one feed element, a portioning device and at least one opening element, so that the free-flowing material can be spread out in a predetermined arrangement and/or mixture on the surface of a concrete block base body.
  • the aim of the device and the method is the production of a concrete block with at least two or more colors, in particular mostly speckled surface, which can be created by sprinkling various free-flowing components with an individually selectable color.
  • patterns or images can be achieved with the device and the method, which are made possible by the targeted feeding of different components of the free-flowing material into the portioning device.
  • a stripe pattern can be produced in this way by successively dispensing different components from the portioning device.
  • some kind of image or pattern can be applied comparable to a printer.
  • Devices and methods are known from the prior art which are designed to apply a surface layer of at least one component and a mixture of at least two different components to a concrete block base body.
  • EP 2 910 354 A1 an apparatus and a method for applying patterned surface structures to paving stones and for producing the paving stones.
  • Different material can be conveyed to the mold templates for the production of the paving stones via a filling carriage, which is mounted so that it can be moved along a guide rail.
  • the filling carriage has a first chamber in which the base material is stored and at least one second chamber in which the material is stored Application of the surface structure is stored.
  • the material of the second chamber can reach at least one perforated plate via a feed device. This is done via at least one movable dosing element in the form of a mill wheel.
  • the DE 10 2014 010 259 A1 discloses a manufacturing method for concrete elements.
  • the concrete elements have at least one concrete layer. Concrete is poured into a mold for at least one element. The concrete is then compacted using vibration and/or stamps. At least one portion of a granular material is applied to the concrete layer before compaction by means of an application device. This can consist of colored or differently colored granular material. The material can be scattered or thrown onto the concrete layer by means of the application device, with the application device having at least one trickling device, a centrifugal disk or a paddle wheel.
  • the applicator includes a paddle wheel which rotates about an axis orthogonal to the surface of the mold making base, allowing the material to be spread over a surface.
  • the EP 1510 314 B1 shows a method and a device for the production of multi-colored concrete blocks, comprising a silo and a filling carriage that can be moved between the silo and a mold template.
  • the silo has at least two chambers that can fill different material into the at least two receiving spaces of the filling car.
  • the filling car is first placed and filled below the silo and then moved to the mold templates for the production of the concrete blocks.
  • the concrete block is filled with the material from the first receiving space when driving there.
  • a surface layer is applied with the material of the second receiving space.
  • a distribution roller can be arranged at each of the outlets of the receiving space, so that the material is evenly distributed from the receiving space onto the template. The distribution rollers run over the entire length of the outlets of the receiving chambers and are thus loaded with material over the entire length.
  • a grit container with a trough is moved over the concrete elements.
  • a heaping cone of grit is formed inside the grit container.
  • a rotating cellular wheel removes grit from the heaping cone and throws it onto a distribution plate that is attached to the grit container.
  • the cellular wheel has sector-shaped chambers and rotates against the movement of the chippings within the grit container.
  • the EP 3 546 165 A1 relates to a generic device and a method for producing surface-structured concrete components.
  • Free-flowing material is fed into a distribution device at a central point and then distributed evenly in one dimension by means of a screw conveyor.
  • the free-flowing material can be applied over a large area by means of a cell wheel known as a spiked roller as part of a relative movement of the application device to the concrete form.
  • a uniform, 0-dimensional supplied trickling material can be trickled two-dimensionally onto a concrete form.
  • a controllable distribution of the trickling material or an application of different types of trickling material in different surface areas is not possible.
  • the DE 10 2015 000 210 A1 shows a method for applying relief structure images in a plate element.
  • the material for the relief structure is placed in a negative mold.
  • the DD 225 386 A1 shows a device for applying chippings with a mobile container.
  • a dosing roller is arranged in the container so that an even application can take place.
  • the DE 37 10 971 A1 shows a manufacturing method for a composite building block, comprising a core material and a cover layer.
  • the top layer is spread on, with the scattering material being stored in a scattering device and being discharged from there.
  • the DE 10 2018 116 302 B4 shows a dosing device for the production of patterned stones.
  • Two different components from a filling box are applied to a surface through an outlet.
  • One of the components can be closed through individual openings that are arranged on the underside of an outlet be deployed. This is possible in segments, since the individual openings can be closed by a slide.
  • Another component can be inserted over the entire length, with a drive unit accelerating the removal of the component by moving it back and forth.
  • the number of surface layers to be produced at the same time is limited by the length of the opening area of the silo. Furthermore, when the filling level of a silo with a very long opening area is low, an evenly distributed material distribution over the length of the opening area cannot always be ensured.
  • a pattern that is formed, for example, from strips of different grain sizes and/or different color elements cannot be formed with the known devices and methods.
  • the design in the area of distribution and further transport of the free-flowing material within the device or in such a method is decisive in optimizing the production times of surface layers with the above-mentioned properties.
  • the work step from feeding the free-flowing material from any storage container to spreading it over a concrete block surface plays an important role.
  • the object of the invention is therefore to propose a concrete block production device and a method with which a free-flowing material from at least one component, preferably from two or more components that can be mixed individually in proportion, is used to form an at least partial surface layer on a concrete block, regardless of the configuration of the feed area, in particular the length that can be fed to the device, while still ensuring at least a linear distribution of the material.
  • a free-flowing material from at least one component preferably from two or more components that can be mixed individually in proportion
  • the supply from any container i. H. Containers of any shape and size.
  • a decanting process into a container specially dimensioned for the system is not required.
  • the number of surface layers to be produced synchronously on concrete blocks arranged next to one another is not limited by the length of the feed region from a storage container.
  • the object of the invention is that the component from which the material is made can be exchanged quickly and flexibly in order to be able to produce surfaces with patterns from different components one after the other without having to put up with long downtimes of the system.
  • the subject matter of the invention is a concrete block production device for distributing free-flowing material, in particular granules, for forming an at least partially formed surface layer of such material on a concrete block base body, with at least one component of a free-flowing material being able to be fed to the device, comprising at least one feed element , a portioning device and at least one opening element.
  • the portioning device has at least one linear portioning section, in which case the free-flowing material can be fed in a controlled manner via the at least one feed element along the linear portioning section, in particular by a relative displacement of the feed element (12) along the linear portioning section (14), and the free-flowing material of a portioning section can then be conveyed out over a distribution path via the opening element and can be applied via this opening element to a surface of the concrete block base body to form a linear trickling path, so that the areal distribution of the free-flowing material along the trickling path corresponds to the volume-wise distribution of the free-flowing material in corresponds to the portioning section.
  • the material can be trickled out in an evenly distributed manner via the opening element, so that a planar, two-dimensional distribution of the material can be achieved.
  • a three-dimensional structuring of the material distribution can also be achieved.
  • a device is thus proposed in which free-flowing infill granules can be fed from one, two or more silos to at least one feed element, with the granules being controllably distributed over a length of the positioning device by moving the feed element relative to the positioning device and at least one-dimensionally, i.e. leave the device linearly, ie can trickle out.
  • the supply from the silos can take place, for example, via at least one conveyor belt. In particular, this takes place via at least one downpipe.
  • the feed element itself can form a kind of silo or storage container and store and deliver a certain amount of free-flowing material.
  • controllable means that both the quantity and the selection of the granulate during distribution along the length of the positioning device can be influenced, at least binary switched on or off in sections.
  • the type and quantity of the granulate can thus be adjusted along the length of the positioning device, so that the resulting trickle pattern can be influenced or adjusted.
  • either the concrete product can stand still and the portioning device can be moved over the concrete product, or the portioning device can stand still and the concrete product can be moved underneath.
  • the plane on which the concrete block base body rests can be shifted relative to the device, so that an at least two-dimensional surface layer can be produced. A combination of both movements is also possible.
  • a planar distribution of the material takes place in particular in a predefined manner, which means that the exact position at which the material hits the surface of the concrete block base body is defined by the portioning device.
  • the material hits the surface vertically.
  • the material leaves the portioning device without a horizontal throwing movement or without a horizontal speed.
  • the material also hits the surface without a horizontal throwing movement, so that the position of the individual elements of the free-flowing material, in which they are arranged in the longitudinal direction along the portioning device relative to one another on the distribution section, remains unchanged when the elements of the free-flowing material are on the hit the surface of the concrete block body.
  • a predefined structure or a regular pattern can advantageously be generated. This is advantageously achieved in that the speed of movement of the portioning device over the surface of the concrete block base body is matched to a counter-rotating movement of the portioning device or a star feeder contained therein, through which the free-flowing material is released.
  • the concrete block base can be provided with a facing layer that is not yet solidified, i.e. not completely set, into which the free-flowing material is sprinkled and embedded, or it can have a surface that is not yet solidified for this purpose.
  • the free-flowing material is applied to an already set, i.e. solidified base body and is applied in an additional fastening step, e.g. by means of an adhesive material, to an already solidified base body.
  • the free-flowing material can also have a self-adhesive property in order to solidify on the surface.
  • the core concrete ie the concrete block base body
  • a surface layer is applied.
  • the device first moves to the last concrete block base body, in order to then apply the free-flowing material to the concrete block base body on a return trip.
  • the portioning device can advantageously be refilled while the next concrete block body to be produced, since the portioning device is already back at the starting position after the material has been delivered.
  • An at least partial surface layer means in particular that a certain amount of material that can be set in a linear or linearly controllable manner is stored in the at least one portioning section and from there is applied locally to the surface.
  • the free-flowing material or granules is a granular to powdery, easily pourable solid and can be, for example, mineral granules, in particular rock or sand granules, glass granules or plastic or wood granules. It is also conceivable that the free-flowing material contains or consists of metallic or other granular or powdery substances.
  • the free-flowing material is preferably of a different color than the concrete block base material in order to create a visually pleasing effect.
  • Free-flowing material consisting of at least one component from any container can be fed to a device according to the invention at certain points, e.g. via a conveyor belt or downpipe, while still ensuring a controllable linear distribution of the material when it exits the device.
  • the feed element can also be in the form of a funnel or a hollow cylinder or a combination thereof, with the opening cross section of the feed element having a small diameter or a small longest cross-sectional dimension in relation to the length of the distributor device.
  • the at least one feed element can be designed as a type of funnel. If several different components are fed in, each component can be stored and dispensed in an extra feed element. In one embodiment, two to six, in particular four, feed elements can be included. In this case, two feed elements can also be filled with the same component.
  • each feeding element can be opened and closed individually, so that the respective Component can be issued at a desired time. In particular, a point in time can be determined in this way, during which the at least one feed element is moved relative to the portioning device.
  • the device comprises a portioning device for portioning the free-flowing material. This ensures that the material does not hit a concrete block surface in an indefinable quantity when leaving through the opening element and that a surface layer with an uneven layer thickness is not created.
  • the amount of material that is to be conveyed out of the device can be determined by portioning the material.
  • a certain quantity of material can be stored in the portioning device, in particular by means of a portioning section, which can be designed, for example, as a rectangular, separated area.
  • a selected component or a selected distribution of different components can be stored in the correct position in this portioning section before it is released onto the surface of the concrete elements. This allows a predetermined and controlled pattern to be created on the surface.
  • the linear portioning sections are designed in particular as rectangular, flat chambers, it being possible for several portioning sections to be arranged next to one another and/or one above the other. The length is many times greater than the width and/or the height of each portioning section.
  • the portioning device can comprise at least two portioning sections which are separated from one another in particular by separating elements.
  • the free-flowing material can thus be stored independently in each portioning section before it is conveyed out via the opening element on the underside of the portioning device.
  • the separating elements can be made of rubber or a rubber profile in the form of strips.
  • the remaining elements of the portioning device can be made of aluminum.
  • two or more components, in particular differently colored components, of the free-flowing material can be fed to the device, with each component or a mixing ratio of different components being stored in a separate feed element.
  • the mixing ratio of the components in each portioning section can be controlled individually.
  • the feeding elements can be opened at different points in time. For example, different components can be used along the length of each portioning section are deposited so that a corresponding pattern is created on the surface of the concrete block base body.
  • the device in particular at least the portioning device with the opening element, can be moved in at least one direction orthogonally to the longitudinal extension of the opening element over the surface of the concrete block base body, so that the free-flowing material is applied to a surface to form a surface layer, i. H. at least one two-dimensional plane, in particular a surface, can be distributed in a trickling manner.
  • a surface layer i. H. at least one two-dimensional plane, in particular a surface
  • an at least two-dimensional flat surface layer can be obtained from a one-dimensional distribution of the material be formed.
  • the layer thickness of the surface layer can be controlled via the travel speed of the device or the level with the concrete block base bodies.
  • the drop height at which the material leaves the opening element can be between 50 mm and 100 mm, in particular 70 mm, 80 mm or 90 mm. In a preferred embodiment, the fall height is 70 mm, with the portioning device being moved very close to the surface of the concrete block base body. Due to the very low fall height, the application of a defined structure can be supported.
  • the at least one feed element can be moved relative to the portioning device.
  • the feed element can be detachably fastened to the portioning device via a holding device.
  • the portioning device can be detached from the feed element and from the holding device and can be moved over the concrete block base body independently of this.
  • the holding device can be installed in a stationary and immovable manner, for example on a machine frame.
  • the holding device preferably has the length of the portioning device, so that the feed element can be moved over the entire length of the portioning section and can fill it.
  • the holding device can be mounted on the machine frame with vibration dampers.
  • the feed element and portioning device can be moved separately from one another, which means that the feed element can only be moved along the linear portioning section, but does not have to be moved over the concrete block base body with the portioning device, so that a structurally simple and fault-prone construction is made possible.
  • the feed element can preferably use a signal, in particular a control signal, to indicate that the portioning device is completely filled. This means that the material can be applied directly to the surface of the concrete block base body on the portioning device. Furthermore, the feed element can receive a signal when the portioning device is completely emptied, so that the feed element can then be refilled.
  • a signal in particular a control signal
  • the at least one feed element for filling the portioning section can be moved along the portioning section and at the same time be designed for the controllable delivery of free-flowing material, and in particular can have a pneumatic or electromechanical valve.
  • the portioning section can be filled while the feed element is being moved.
  • the feeding element has a pneumatic or electromechanical valve on the underside so that the dispensing of the component can be controlled.
  • the portioning device can comprise at least two portioning sections. These are preferably filled in succession and independently of one another by the same or by different feed elements. As a result, for example, a pattern can also be produced on the surface of the concrete block when the two portioning sections are emptied one after the other while at least the portioning device is being moved relative to the surface of the concrete block. Likewise, at least one portioning section cannot be filled in order to form a partially formed surface layer.
  • the portioning device can be rotatable, so that the portioning sections can be filled one after the other by the at least one feed element.
  • the axis of rotation runs, in particular, parallel to the trickling section.
  • a rotational speed of the portioning device in particular of a cellular wheel contained in the portioning device that takes up the free-flowing material, can correspond to a feed speed at which the device can be moved over the surface of the concrete block base body, with a direction of the rotational speed being opposite to a Direction of the feed rate is aligned.
  • the free-flowing material leaves the portioning device without a horizontal velocity component and without a horizontal one Velocity component impinges on the surface of the concrete block base body.
  • the device moves over the concrete block base body in a feed direction at a known feed rate.
  • the portioning device thus rotates in the opposite direction to the feed speed direction during the movement of the device.
  • these speeds are matched to one another in such a way that the free-flowing material does not experience any speed components in the horizontal direction when the material leaves the portioning device. It can thereby be ensured that the material can be applied in a defined and placed manner on the surface, so that defined and in particular regular structures or patterns can be produced on the surface by the free-flowing material.
  • images or letters can be generated, with the device being able to be used as a type of printer. Accordingly, defined images can be applied to a surface with the device in a manner comparable to a printer.
  • the free-flowing material can be poured out of the portioning device without a horizontal velocity component, it being possible for a predefined structure to be formed on the surface of the concrete block base body.
  • This can be achieved in particular by the fact that the feed rate corresponds to the rotational speed, and this rotational movement and the feed movement, however, are designed to run in opposite directions to one another.
  • the two speeds are in particular matched to one another and regulated as a function of one another.
  • the portioning device can comprise a cellular wheel with strip-shaped separating elements, wherein the cellular wheel can rotate about a longitudinal axis and the free-flowing material can be stored between the separating elements and can be conveyed out via an opening element on the underside of the portioning device.
  • the feed element fills a linear cell of the cell wheel along the linear portioning section in a controllable manner. Each cell corresponds to a "line" of a printed image to be produced on the concrete block base body.
  • a "line-by-line print image" is stored in the star feeder, which can be scattered on the surface of the concrete block base body by rotating the star feeder.
  • the material is temporarily stored between the individual separating elements in individual peripheral sections, which each form a portioning section, of the portioning device.
  • This rotation moves a peripheral side section from the upper side of the portioning device to the underside, with the material scattering out of the peripheral side section of the portioning device on the underside, i.e. dispensing vertically downwards.
  • the amount of material leaving the device can be determined by the rotational speed of the portioning device and the size of the peripheral side sections, i. H. of the portioning sections.
  • the rotational speed is preferably synchronized with the relative movement of the portioning device over the concrete block base body in such a way that each "row" is sprinkled at a predeterminable point.
  • All separating elements are advantageously designed as flat surfaces. Furthermore, the separating elements are advantageously all arranged at the same distance from the respectively adjacent separating element.
  • the portioning device is advantageously divided into sections of equal size.
  • four to ten, in particular eight, separating elements can be arranged around the circumference of the portioning device.
  • the individual separating elements of the cellular wheel define line areas of an image in which individual lines of free-flowing material can be applied length-selectively by the feed element, so to speak like individual printed lines of an image.
  • the individual rows are scattered vertically and without horizontal throwing components by rotating the cellular wheel, preferably in the opposite direction to the movement of the portioning device during the application process of the free-flowing material on the concrete surface, in order to precisely scatter free-flowing material of a predeterminable color and grain size down at predefinable points on the concrete surface to be able to It is thus possible, for example, to print an image in a manner comparable to offset rotary printing.
  • the feed device writes the individual lines into the cell wheel, which, distributed around its circumference, receives the image to be printed line by line.
  • the rotational pressure of the cellular wheel is synchronized in opposite directions with the movement of the portioning device over the concrete surface.
  • the cellular wheel can have at least three, in particular four to eight portioning sections, which can be successively filled in a controllable manner by the at least one feed element and/or with different components.
  • the opening element is preferably only opened when a majority, in particular all portioning sections, are filled.
  • the opening element can be closed for filling, for example by a type of flap or a slider.
  • the free-flowing material is stored within the portioning sections.
  • the opening element can have the same length as the portioning device.
  • the material can also be fed over the entire length of the opening element over the entire length of the portioning device.
  • the portioning device can have a hollow profile with a round or angular cross-section as a casing, and a linear slot can be formed on the upper side of the hollow profile for filling the at least one portioning section, with the slot preferably running over the entire length of the portioning device.
  • the portioning device can also be designed with a round cross section and can extend almost to the inner surface of the hollow profile.
  • the hollow profile also serves as a separating element, so that the material cannot leave the portioning device in an area outside the opening element.
  • the portioning device can have a hollow profile with a round cross-section as a casing, and the opening element can be formed by a linear slot on the underside of the hollow profile, with the slot preferably running over the entire length of the portioning device to define the trickling path.
  • a portioning device in the form of a roller or cell wheel can be adapted very well to the shape of the hollow cylinder.
  • the hollow profile also serves as a separating element, so that the material cannot leave the portioning device in an area outside the opening element and can be stored between the separating elements in a limited manner up to the outlet through the opening element.
  • a type of flap or a type of slider for closing the opening can be arranged at this slot.
  • the feed element can be coupled to the portioning device in such a way that the feed element can be moved during filling, and the feed element is stationary while the free-flowing material is being dispensed along the trickling path.
  • the portioning device forms the part of the device that is moved relative to the concrete block base bodies during the application of the surface layer.
  • the surface formed from the free-flowing material can be a surface layer for concrete products and/or paving stones form with a defined structure of different colors and / or different grain sizes. Such a layer is used to form different surface structures and/or different colors and patterns, which is used in particular to form replicas of different materials and/or discolorations.
  • the surface formed from the free-flowing material can represent an image of a defined pattern. In particular, marbling can be formed by a type of striped pattern.
  • images can be generated on the surface of the concrete block base body by selectively supplying different components to different parts of a portioning section and/or to different portioning sections, since the components are released in a targeted manner by the portioning device and are not thrown off in an uncontrolled manner.
  • the subject matter of the invention is also a concrete block production method for applying a surface layer of free-flowing material using a previously mentioned device.
  • a production of special feed silos or feed containers with very long opening areas or specially designed opening areas is not necessary due to the movable feed elements.
  • the method enables the same advantages as described with regard to the device.
  • the feed element for filling the portioning device can be moved over the entire length of the linear portioning section, so that the free-flowing material is at least one-dimensional, i. H. linear, is distributed over the length of the portioning section.
  • the cell wheel can exert a rotational movement about a longitudinal axis of the cell wheel, so that the free-flowing material is successively poured onto the concrete block base body from the portioning sections via the opening element, with the rotational movement being oriented in the opposite direction to the direction of travel of the device.
  • the speeds are preferably matched to one another and regulated as a function of one another.
  • the rotational speed can correspond to the traversing speed, so that the free-flowing material leaves the portioning device without horizontal acceleration and, in particular, is applied in the vertical direction to the surface of the concrete block base body.
  • the free-flowing material leaves the portioning device without a horizontal velocity component, so that it only falls out of the portioning device vertically, in particular due to gravity and without acceleration.
  • the portioning device can be designed as a cellular wheel with separating elements, with the free-flowing material being divided into portioning sections between the separating elements, and the free-flowing material being successively poured out of the portioning sections onto the concrete block base body via an opening element.
  • a majority, in particular all portioning sections of the portioning device can be filled before the device, in particular at least the portioning device with the opening element, is moved and applied to the concrete block base body, with the opening element being over the period of the filling is closed.
  • the opening element can be closed, for example, via a type of flap or a slide.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a concrete block making device 10 in an embodiment of the invention.
  • the device 10 is designed for the distribution of free-flowing material, with a surface layer 34 (not shown) being able to be formed on a surface 28 of a concrete block base body 44 .
  • the concrete block-making device 10 has a feed element 12, a portioning device 18 and at least one opening element 20 (not visible in this representation).
  • the feed element 12 is slidably mounted on a holding device 17 .
  • the holding device 17 can, for example, be fastened to a machine frame (not shown).
  • the feed element 12 can be moved along the holding device 17 to fill the portioning device 18 .
  • the portioning device 18 can then be moved in the direction of the arrow shown relative to the feed element 12 and to the holding device 17 .
  • This can be made possible, for example, in that a driving device 55 is formed.
  • the carriage 55 may have rails that are slidably in contact with the fixture 17 .
  • free-flowing material is discharged from the opening element 20 , in particular continuously.
  • the free-flowing material is delivered over the entire distribution section L, so that a giant linear section R is formed.
  • FIG. 2 shows a detailed view of the execution 1 .
  • the portioning device 18 and the feed element 12 are shown in a sectional view.
  • the feed element 12 is designed as a funnel 22, which has an opening in the lower area, on which a pneumatic valve 16 is arranged.
  • the pneumatic valve 16 can be opened or closed via the pneumatic control 16', so that any amount of free-flowing material can be released at any time.
  • the feed element 12 is moved along the holding device 17, shown in 1 , procedure.
  • a motor 50 can be arranged for this purpose.
  • the portioning device 18, which has a rotationally symmetrical cross section, can be seen in the lower area.
  • the free-flowing material can be fed directly to the portioning device 18 via the opening with the pneumatic valve 16 or also indirectly via a feed rail 51 .
  • the portioning device 18 and the other components can in particular be made of aluminum, and the funnel 22 can also be made of a plastic, in particular PET, for example. As a result, the complete device can be made light in weight.
  • FIG. 3 An isometric representation of a further detailed view of a concrete block manufacturing device 10 according to the invention is shown 3 .
  • This view shows the situation in which the feed element 12 is being filled.
  • the feed element 12 consists of two funnels 22, although a different number of funnels is also possible.
  • a different component A or B of the free-flowing material 40 or a mixing ratio A+B can be stored in each of the hoppers 22 . Both components are designed in particular as granules 42 .
  • the funnels 22 are filled separately from each other directly, in particular via a downpipe 26 in each case.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the embodiment of a concrete block manufacturing device 10 according to the invention 3 .
  • the two funnels 22 and the holding device 17 are shown in a sectional view.
  • the two openings with the pneumatic valves 16 can be seen here.
  • FIG. 5 shows a representation of different work steps, carried out with an embodiment of a concrete block manufacturing device according to the invention 10.
  • a first step of filling the portioning device 18 is shown.
  • at least one component A or B is fed via the feed rail 51 into a first portioning section 14 of the portioning device 18 .
  • the portioning section 14 has in particular the same length as the portioning device 18 .
  • the portioning device 18 is rotated in such a way that an adjacent portioning section 14 can be filled.
  • FIG. 5(c) Figure 1 shows the subsequent step in which the material 40 is dispensed.
  • the portioning device 18 is moved with the driving device 55 over the concrete block base body.
  • the material 40 trickles out of the portioning device 18 during the movement. This takes place in particular with frequency control until each portioning section 14 has been emptied.
  • the portioning device 18 rotates about its own axis, the direction of rotation being oriented in the opposite direction to the feed direction of the device 10 . This can in particular ensure that the free-flowing material 40 without the portioning device 18 horizontal velocity component and without horizontal acceleration and only hits the surface of the concrete block base body due to gravity. As a result, a precisely defined pattern, writing or an image can be formed on the surface by the free-flowing material 40 .
  • the portioning device 18 can be filled while the transport device 55 is returning to the in Figure 5(a) shown position is moved.
  • FIG. 6 a detailed view of a further concrete block production device 10 according to the invention is shown.
  • the representation shows the driving device 55 with the portioning device 18 .
  • the portioning device 18 is mounted on the driving device 55 via at least one vibration damper 52 .
  • the moving elements can be reduced.
  • 7 shows the arrangement of the vibration damper 52 in a detailed view of the embodiment 6 .
  • the silo 54 can have a plurality of different containers, for example, so that different components A and B can be fed to the device 10 through different downpipes 26 or also through a common downpipe 26 .
  • the silo 54 has four containers, which are connected to two funnels 22 of the feed element 12 via two downpipes 26 .
  • each funnel 22 of the feed element 12 can be filled directly via the downpipe 26 .
  • a stronger contrast can be achieved with mixed colors, since there is less uncontrolled mixing in components A and B.
  • each funnel 22 can be filled with a mixed color.
  • FIG. 9 shows the embodiment 3 in a further step.
  • the feed element 12 is located on the center of the holding device 17, the feed element 12 being moved in the direction of the arrow along the holding device 17.
  • the material 40 is dispensed.
  • a linear trickle section R can be generated. This is in detail in 10 shown.
  • FIG. 10 shows various work steps carried out with an embodiment of a concrete block manufacturing device 10 according to the invention.
  • This shows three examples Positions at which the portioning device 18 can be located relative to the feed element 12 and relative to the surface 28 of the concrete block base body.
  • Material 40 is continuously discharged during the movement of the transport device 55 with the portioning device 18 .
  • the portioning device 18 rotates about the axis of rotation L2, so that each portioning section 14 can be completely emptied.
  • the drop height between the opening element 20 of the portioning device 18 and the surface 28 of the concrete block base body can be, in particular, 50 mm to 150 mm.
  • the drop height is 80 mm to 100 mm, preferably 90 mm or 80 mm. This allows a thin, reproducible extra layer to be applied with special material.
  • the concrete block making device 10 applies the material 40 in the direction of production, as a result of which the cycle time can be significantly reduced.
  • the individual elements of the production device 10 can be positioned using lasers.
  • the holding device 17 can be mounted on the machine frame 32, with the energy supply for the holding device 17 being able to take place via a plug connection.
  • a 48V motor in particular, can be used to move the individual components, in particular the feed element 12 .
  • the protective extra-low voltage present in this way means there is good personal protection.
  • a high torque can be generated in a small space. In particular, only one cable per drive is required, and the plug-in connection can be made possible.
  • the portioning device 18 can be made from aluminum profiles. These are available by the meter, which reduces manufacturing costs.
  • the portioning device 18 is designed in particular as a cellular wheel 24 and has an octagonal profile, for example.
  • the portioning device 18 can have a hollow profile 30 with a round or angular cross section as a casing. This ensures that all portioning sections 14 are filled before the material is applied.
  • the separating elements 38 of the portioning device 18 can also be made of aluminum. However, these are preferably made of rubber, in particular of a rubber profile, which is also available by the meter.
  • the concrete block making device 10 according to the invention can be easily installed directly on the front attachment carriage, since it is light in weight. There is no height limit compared to normal products, which means that there is a far-reaching use is made possible. Since there are no massive interventions in the machine controls, there is no additional load. Furthermore, the cycle time can be optimized.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betonstein-Herstellvorrichtung (10) und ein Herstellverfahren zur Verteilung von rieselfähigem Material (40), insbesondere Granulat (42), zur Ausbildung einer Oberflächenschicht (34) aus derartigem Material auf einem Betonstein-Grundkörper (44). Dabei wird zumindest eine Komponente (A) eines rieselfähigen Materials (40) der Vorrichtung (10) zugeführt. Die Vorrichtung (10) umfasst ein Zuführelement (12), eine Verteilereinrichtung (14) und zumindest ein Öffnungselement (16).Es wird vorgeschlagen, dass die Portioniereinrichtung (18) zumindest einen linienförmigen Portionierabschnitt (14) aufweist, wobei das rieselfähige Material (40) über das zumindest eine Zuführelement (12) entlang dem linienförmigen Portionierabschnitt (14) steuerbar zuführbar ist, und das rieselfähige Material (40) eines Portionierabschnitts (14) anschließend über eine Verteilstrecke (L) über das Öffnungselement (20) herausbeförderbar und über dieses Öffnungselement (20) auf eine Oberfläche (28) des Betonstein-Grundkörpers (44) zur Ausbildung einer linienförmigen Rieselstrecke (R) auftragbar ist, sodass die flächenhafte Verteilung des rieselfähigen Materials (40) entlang der Rieselstrecke (R) der volumenhaften Verteilung des rieselfähigen Materials (40) in dem Portionierabschnitt (14) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Betonstein-Herstellvorrichtung zur Verteilung von rieselfähigem Material, insbesondere Granulat, zur Ausbildung einer zumindest teilweise ausgebildeten Oberflächenschicht aus derartigem Material auf einem Betonstein-Grundkörper. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Betonstein-Herstellverfahren mit einer derartigen Betonstein-Herstellvorrichtung.
  • In der Betonstein-Herstellvorrichtung sowie durch das Verfahren wird zumindest eine Komponente eines rieselfähigen Materials zugeführt. Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Zuführelement, eine Portioniereinrichtung und zumindest ein Öffnungselement, so dass das rieselfähige Material in einer vorbestimmten Anordnung und/oder Mischung auf die Oberfläche eines Betonstein-Grundkörpers flächig verteilt aufgerieselt werden kann.
  • Ziel der Vorrichtung und des Verfahrens ist die Herstellung eines Betonsteins mit einer zumindest zwei oder mehrfarbigen, insbesondere zumeist gesprenkelten Oberfläche, die durch Einstreuen von verschiedenen rieselfähigen Komponenten mit einer individuell wählbaren Farbgebung geschaffen werden kann. Insbesondere können mit der Vorrichtung und dem Verfahren Muster oder Bilder erzielt werden, die durch gezielte Zuführung unterschiedlicher Komponenten des rieselfähigen Materials in die Portioniereinrichtung ermöglicht werden. Beispielsweise kann dadurch ein Streifenmuster erzeugt werden, indem nacheinander unterschiedliche Komponenten aus der Portioniereinrichtung abgegeben werden. Mit anderen Worten kann eine Art Bild oder Muster vergleichbar zu einem Drucker aufgebracht werden.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtung und Verfahren bekannt, die zur Aufbringung einer Oberflächenschicht aus zumindest einer Komponente, sowie einem Gemisch aus zumindest zwei unterschiedlichen Komponenten, auf einem Betonstein-Grundkörper ausgebildet sind.
  • So zeigt die EP 2 910 354 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen von gemusterten Oberflächenstrukturen auf Pflastersteine sowie zur Herstellung der Pflastersteine. Über einen Füllwagen, der entlang einer Führungsschiene verfahrbar gelagert ist, kann unterschiedliches Material zu den Formschablonen zur Herstellung der Pflastersteine gefördert werden. Dabei besitzt der Füllwagen eine erste Kammer, in welche Grundmaterial gelagert ist, und mindestens eine zweite Kammer, in der Material zur Aufbringung der Oberflächenstruktur gelagert ist. Über eine Zuführvorrichtung kann das Material der zweiten Kammer zu mindestens einem Lochblech gelangen. Dies erfolgt über mindestens ein bewegliches Dosierelement in Form eines Mühlrads.
  • Die DE 10 2014 010 259 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für Betonelemente. Die Betonelemente weisen mindestens eine Betonschicht auf. In eine Form wird für mindestens ein Element Beton eingefüllt. Anschließend wird der Beton mittels Vibration und/oder Stempeln verdichtet. Auf die Betonschicht wird vor dem Verdichten mittels einer Aufbringvorrichtung zumindest eine Portion eines körnigen Materials aufgebracht. Dieses kann aus eingefärbtem bzw. unterschiedlich farbigem körnigen Material bestehen. Das Material kann mittels der Aufbringvorrichtung auf die Betonschicht aufgestreut oder aufgeworfen werden, wobei die Aufbringvorrichtung zumindest eine Rieselvorrichtung, eine Schleuderscheibe oder ein Schaufelrad, aufweist. Die Aufbringvorrichtung umfasst ein Schaufelrad, das um eine Achse orthogonal zur Oberfläche der Formfertigungsunterlage rotiert, wodurch das Material flächig verteilt werden kann.
  • Die EP 1510 314 B1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung mehrfarbiger Betonsteine, umfassend ein Silo und einem zwischen dem Silo und einer Formschablone verfahrbaren Füllwagen. Das Silo weist zumindest zwei Kammern auf, die unterschiedliches Material in die mindestens zwei Aufnahmeräume des Füllwagens einfüllen können. Der Füllwagen wird zunächst unterhalb des Silos platziert und befüllt und anschließend zu den Formschablonen zur Herstellung der Betonsteine verfahren. Mit dem Material des ersten Aufnahmeraums wird der Betonstein beim Hinfahren befüllt. Beim Zurückfahren wird mit dem Material des zweiten Aufnahmeraums eine Oberflächenschicht aufgebracht. An den Auslässen der Aufnahmeräume kann jeweils eine Verteilerwalze angeordnet sein, sodass das Material gleichmäßig aus dem Aufnahmeraum auf der Formschablone verteilt wird. Die Verteilerwalzen verlaufen über die komplette Länge der Auslässe der Aufnahmeräume und werden dadurch über die komplette Länge mit Material bestückt.
  • In der DD 246 075 A1 wird eine weitere Vorrichtung zum Beschichten von Betonelementen gezeigt. Ziel ist eine gleichmäßige Beschichtung mit Splitt unterschiedlicher Körnung zu erzielen. Dafür wird ein Streugutbehälter mit einer Wanne über die Betonelemente bewegt. Innerhalb des Streugutbehälters wird ein Schüttkegel aus Splitt gebildet. Durch ein sich drehendes Zellenrad wird vom Schüttkegel Splitt abgetragen und auf ein Verteilblech geworfen, das an dem Streugutbehälter angebracht ist. Das Zellenrad weist dazu sektorförmige Kammern auf und rotiert entgegen der Bewegung des Splitts innerhalb des Streugutbehälters.
  • In der EP 1 827 784 B4 wird ein Verfahren zum Fertigen von Betonsteinen vorgeschlagen, wobei mittels eines Dosierbehälters und einer Dosierleiste Veredelungsmaterial aufgeworfen wird. Das Veredelungsmaterial fällt dabei aus dem Dosierbehälter auf eine Schleuderscheibe, die in Rotation versetzt ist. Auf der Schleuderscheibe sind Leisten angeordnet, sodass das Veredelungsmaterial mit der Drehung der Schleuderscheibe teilweise mitgeführt und durch die Zentrifugalkraft abgeworfen wird. Die Schleuderscheibe mit dem Silo wird während der Bearbeitung über die Oberfläche der Betonsteine bewegt. Die Betonsteine werden dadurch mit einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur versehen, da das Veredelungsmaterial unkontrolliert verteilt wird. Die Betonsteine weisen danach eine unregelmäßig gesprenkelte Oberfläche mit unterschiedlicher Schichtdicke auf.
  • Die EP 3 546 165 A1 betrifft eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenstrukturierten Betonbauteile. Rieselfähiges Material wird dabei zentral punktförmig in eine Verteilereinrichtung eingebracht und dort zunächst eindimensional gleichmäßig mittels einer Förderschnecke verteilt. Über ein als Stachelwalze bezeichnetes Zellenrad kann das rieselfähige Material im Rahmen einer Relativbewegung von Aufbringvorrichtung zur Betonform flächig aufgebracht werden. Somit kann nur ein einheitliches, 0-dimensional zugeführtes Rieselmaterial zweidimensional auf eine Betonform aufgerieselt werden. Eine steuerbare Verteilung des Rieselmaterials oder eine Aufbringung verschiedener Arten von Rieselmaterial in verschiedenen Flächenbereichen ist damit nicht möglich.
  • Die DE 10 2015 000 210 A1 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen von Reliefstrukturbildern in ein Plattenelement. Das Material für die Reliefstruktur wird dafür in eine Negativform eingebracht.
  • Die DD 225 386 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Auftragen von Splitt mit einem fahrbaren Behälter. In dem Behälter ist eine Dosierwalze angeordnet, sodass ein gleichmäßiger Auftrag erfolgen kann.
  • Die DE 37 10 971 A1 zeigt ein Herstellverfahren für einen Verbundbaustein, umfassend ein Kernmaterial und eine Deckschicht. Die Deckschicht wird aufgestreut, wobei das Streumaterial in einer Streuvorrichtung gelagert ist und von dort ausgegeben wird.
  • Die DE 10 2018 116 302 B4 zeigt eine Dosiervorrichtung zur Herstellung von gemusterten Steinen. Dabei werden zwei unterschiedliche Komponenten aus einem Füllkasten durch einen Auslass auf eine Oberfläche aufgebracht. Eine der Komponenten kann durch einzelne Öffnungen, die an der Unterseite eines Auslasses angeordnet und verschließbar sind, ausgebracht werden. Dies ist segmentartig möglich, da die einzelnen Öffnungen durch einen Schieber verschlossen werden können. Eine weitere Komponente kann über die komplette Länge eingebracht werden, wobei eine Antriebseinheit das Ausbringen der Komponente durch eine hin und her Bewegung beschleunigt.
  • Es besteht das Problem, dass zur Ausbildung einer ebenen Oberflächenschicht mit konstanter Schichtdicke und gleichmäßiger Materialdichte das rieselfähige bzw. körnige Material aus der Vorrichtung herausbefördert werden muss. Dies wird im Stand der Technik dadurch erreicht, dass Behältnisse oder Silos mit speziell ausgebildeten Öffnungsvorrichtungen für die jeweilige Anlage hergestellt und bereitgestellt werden, in welche das rieselfähige Material zunächst aus den Lagerbehältnisse umgefüllt und anschließend der Vorrichtung zugeführt werden. Dabei ist die Länge, über welche das Material letztendlich die Vorrichtung verlassen kann, abhängig von der Länge des Öffnungsbereichs bzw. der Länge des Silos, aus dem das Material der Vorrichtung zugeführt wird. Für eine gleichzeitige Herstellung von Oberflächenschichten auf mehreren nebeneinander angeordneten Betonsteinen wäre demnach ein sehr langer Silo mit einem sehr langen Öffnungsbereich erforderlich. Demnach ist die Anzahl der gleichzeitig herzustellenden Oberflächenschichten durch die Länge des Öffnungsbereichs des Silos begrenzt. Weiterhin kann bei einem geringen Füllstand eines Silos mit einem sehr langen Öffnungsbereich eine gleichverteilte Materialverteilung über die Länge des Öffnungsbereichs nicht immer sichergestellt werden.
  • Weiterhin ist es schwer möglich, gleichmäßige oder vorbestimmte Muster oder Strukturen mit der Oberflächenschicht zu erzeugen, da das Material unkontrolliert abgeworfen wird. Ein Muster, das beispielsweise aus Streifen unterschiedlicher Körnungen und/oder unterschiedlicher Farbeelemente gebildet wird, ist mit den bekannten Vorrichtungen und Verfahren nicht ausbildbar.
  • Zudem besteht das Problem, dass beim Wechsel des Materials, d. h. beim Austausch zu einem anderweitigen Material, aus welchem die Oberflächenschicht hergestellt werden soll, der speziell für die Vorrichtung hergestellte Zuführbehälter zunächst entleert und anschließend mit dem neuen Material befüllt, oder ein zweiter Spezialbehälter mit dem neuen Material vorrätig bereits befüllt gelagert werden muss.
  • Auch können individuell einstellbare Mischverhältnisse unterschiedlicher Materialien nicht fein dosierbar eingestellt werden.
  • Die Gestaltung im Bereich der Verteilung sowie des Weitertransports des rieselfähigen Materials innerhalb der Vorrichtung bzw. bei einem derartigen Verfahren ist ausschlaggebend bei der Optimierung der Produktionszeiten von Oberflächenschichten mit oben genannten Eigenschaften. Eine wesentliche Rolle spielt dabei der Arbeitsschritt von der Zuführung des rieselfähigen Materials aus einem beliebigen Lagerbehältnis bis zur flächigen Verteilung auf einer Betonsteinoberfläche.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betonstein-Herstellvorrichtung sowie ein Verfahren vorzuschlagen, womit ein rieselfähiges Material aus zumindest einer Komponente, bevorzugt von zwei oder mehreren, individuell im Verhältnis mischbaren Komponenten, zur Ausbildung einer zumindest teilweisen Oberflächenschicht auf einem Betonstein unabhängig von der Ausbildung des Zuführbereiches, insbesondere der Länge, der Vorrichtung zugeführt werden kann, und dennoch eine zumindest linienförmige Verteilung des Materials gewährleistet wird. Somit kann die Zuführung aus jedem beliebigen Behältnis, d. h. Behältern beliebiger Form und Größe, erfolgen. Ein Umfüllvorgang in einen speziell für die Anlage dimensionierten Behälter ist nicht erforderlich. Weiterhin ist bei einer derartigen Vorrichtung die Anzahl der synchron herzustellenden Oberflächenschichten auf nebeneinander angeordneten Betonsteinen nicht durch die Länge des Zuführbereichs aus einem Lagerbehältnis begrenzt.
  • Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, dass die Komponente aus der das Material besteht, schnell und flexibel ausgetauscht werden kann, um Oberflächen mit Mustern aus unterschiedlichen Komponenten hintereinander herstellen zu können, ohne lange Stillstandszeiten der Anlage in Kauf nehmen zu müssen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Betonstein-Herstellvorrichtung sowie ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Betonstein-Herstellvorrichtung, zur Verteilung von rieselfähigem Material, insbesondere Granulat, zur Ausbildung einer zumindest teilweise ausgebildeten Oberflächenschicht aus derartigem Material auf einem Betonstein-Grundkörper, wobei zumindest eine Komponente eines rieselfähigen Materials der Vorrichtung zuführbar ist, umfassend zumindest ein Zuführelement, eine Portioniereinrichtung und zumindest ein Öffnungselement.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Portioniereinrichtung zumindest einen linienförmigen Portionierabschnitt aufweist, wobei das rieselfähige Material über das zumindest eine Zuführelement entlang dem linienförmigen Portionierabschnitt gesteuert zuführbar ist, insbesondere durch ein relatives Verfahren des Zuführelements (12) entlang des linienförmigen Portionierabschnitts (14) gesteuert zuführbar, und das rieselfähige Material eines Portionierabschnitts anschließend über eine Verteilstrecke über das Öffnungselement herausbeförderbar und über dieses Öffnungselement auf eine Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers zur Ausbildung einer linienförmigen Rieselstrecke auftragbar ist, sodass die flächenhafte Verteilung des rieselfähigen Materials entlang der Rieselstrecke der volumenhaften Verteilung des rieselfähigen Material in dem Portionierabschnitt entspricht. Vorteilhaft kann das Material über das Öffnungselement gleichverteilt herausgerieselt werden, so dass eine planare zweidimensionale Verteilung des Materials erreichbar ist. Im Falle einer Ungleichverteilung entlang des Portionierabschnitts kann auch eine dreidimensionale Strukturierung der Materialverteilung erreicht werden.
  • Damit wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der aus einem, zwei oder mehreren Silos rieselfähiges Einstreugranulat an zumindest ein Zuführelement zugeführt werden kann, wobei das Granulat durch Relativbewegung des Zuführelements zur Positioniereinrichtung über eine Länge der Positioniereinrichtung steuerbar verteilt wird und zumindest eindimensional, d h. linienförmig die Vorrichtung verlassen, d.h. herausrieseln kann. Die Zuführung aus den Silos kann beispielsweise über mindestens ein Förderband erfolgen. Insbesondere erfolgt diese über zumindest ein Fallrohr. In einer Ausführungsform kann das Zuführelement selbst eine Art Silo bzw. Vorratsbehälter ausbilden und eine gewisse Menge an rieselfähigem Material speichern und abgeben. Steuerbar meint in diesem Fall, dass sowohl die Menge als auch die Auswahl des Granulats beim Verteilen entlang der Länge der Positioniereinrichtung beeinflussbar, zumindest binär abschnittsweise zu- oder abgeschaltet werden kann. Somit sind Art und Menge des Granulats entlang der Länge der Positioniereinrichtung einstellbar, so dass auf das sich ergebende Rieselmuster Einfluss genommen bzw. dieses eingestellt werden kann. Nachdem das rieselfähige Material gesteuert in der Portioniereinrichtung volumenhaft zwischengespeichert ist, wird das Material über ein linienförmiges Öffnungselement aus der Vorrichtung herausbefördert und auf eine nicht ausgehärtete Oberfläche eines Betonproduktes flächig verteilt, wobei die Verteilervorrichtung vorteilhaft relativ zur Oberfläche des Betonproduktes bewegt werden kann und das Material demnach flächig, d. h. zumindest zweidimensional, auf der Oberfläche aufgetragen werden kann.
  • Hierzu kann entweder das Betonprodukt stillstehen und die Portioniereinrichtung über dem Betonprodukt verfahren werden, oder die Portioniereinrichtung stillstehen, und das Betonprodukt darunter verfahren werden. Insofern kann die Ebene, auf der die Betonstein-Grundkörper aufliegen, relativ zur Vorrichtung verschoben werden, sodass eine zumindest zweidimensionale Oberflächenschicht hergestellt werden kann. Auch eine Kombination beider Bewegungen ist möglich.
  • Eine flächige Verteilung des Materials erfolgt insbesondere vordefiniert, was bedeutet, dass die genaue Position, an welcher das Material auf der Oberfläche der Betonstein-Grundkörper auftrifft, durch die Portioniereinrichtung definiert ist. Das Material trifft insbesondere vertikal auf die Oberfläche auf. Dies bedeutet insbesondere, dass das Material ohne horizontale Wurfbewegung bzw. ohne horizontale Geschwindigkeit die Portioniereinrichtung verlässt. Bevorzugt trifft das Material ebenso ohne horizontale Wurfbewegung auf der Oberfläche auf, sodass die Position der einzelnen Elemente des rieselfähigen Materials, in welcher diese in Längsrichtung entlang der Portioniereinrichtung relativ zueinander an der Verteilstrecke angeordnet sind, unverändert verbleibt, wenn die Elemente des rieselfähigen Materials auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers auftreffen. Dadurch kann vorteilhaft eine vordefinierte Struktur bzw. ein regelmäßiges Muster erzeugt werden. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass die Verfahrgeschwindigkeit der Portioniereinrichtung über der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers abgestimmt zu einer gegenläufigen Drehbewegung der Portioniereinrichtung, bzw. eines darin umfassten Zellenrads ist, durch dass das rieselfähige Material abgegeben wird.
  • Der Betonstein-Grundkörper kann hierzu mit einer noch unverfestigten, d.h. nicht vollständig abgebundenen Vorsatzschicht versehen sein, in die das rieselfähige Material eingestreut und darin eingebettet wird, oder hierfür eine noch unverfestigte Oberfläche aufweisen. Gleichwohl ist denkbar, dass das rieselfähige Material auf einem bereits abgebundenen, d.h. verfestigten Grundkörper aufgebracht und durch einen zusätzlichen Befestigungsschritt z.B. mittels eines Haftmaterials auf einen bereits verfestigten Grundkörper befestigend aufgetragen ist. Auch kann das rieselfähige Material eine Selbstklebeeigenschaft aufweisen, um auf der Oberfläche zu verfestigen.
  • Bevorzugt wird daher zuerst der Kernbeton, d. h. der Betonstein-Grundkörper hergestellt, und anschließend eine Oberflächenschicht aufgebracht. Insbesondere verfährt die Vorrichtung zunächst einmal bis zum letzten Betonstein-Grundkörper, um anschließend bei einer Rückfahrt das rieselfähige Material auf die Betonstein-Grundkörper aufzubringen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Portioniereinrichtung erneut befüllt werden, während die nächsten Betonstein-Grundkörper hergestellt werden, da die Portioniereinrichtung sich nach der Abgabe des Materials bereits wieder an der Ausgangsposition befindet.
  • Eine zumindest teilweise Oberflächenschicht bedeutet insbesondere, dass eine linienhaft bzw. linienförmig steuerbar einstellbare gewisse Menge an Material in dem zumindest eine Portionierabschnitt gespeichert und von dort örtlich auf die Oberfläche aufgebracht wird.
  • Das rieselfähige Material bzw. Granulat ist ein körniger bis pulverförmiger, leicht schüttbarer Feststoff und kann beispielsweise ein mineralisches Granulat, insbesondere ein Gesteins- oder Sandgranulat, ein Glasgranulat oder ein Kunststoff- oder Holzgranulat sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass das rieselfähige Material metallische oder sonstige körnige oder pulverförmige Stoffe beinhaltet oder aus diesen besteht. Bevorzugt ist das rieselfähige Material farblich gegenüber dem Betonsteinbasismaterial abgesetzt, um eine optisch gefällige Wirkung auszubilden.
  • Eine Anfertigung spezieller Zuführsilos bzw. Zuführbehältnisse mit sehr langen Öffnungsbereichen ist demnach nicht erforderlich. An eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann rieselfähiges Material aus zumindest einer Komponente aus beliebigen Behältnissen punktuell z.B. über ein Förderband oder Fallrohr zugeführt werden, wobei dennoch eine steuerbare linienförmige Verteilung des Materials beim Austritt aus der Vorrichtung sichergestellt ist. Ebenso kann das Zuführelement in Trichterform oder in Form eines Hohlzylinders oder in einer Kombination davon ausgebildet sein, wobei der Öffnungsquerschnitt des Zuführelements in Bezug zur Länge der Verteilereinrichtung einen geringen Durchmesser bzw. ein geringes längstes Querschnittsmaß aufweist. Nachdem das rieselfähige Material dem Zuführelement zugeführt wurde, wird vorteilhafterweise zunächst zumindest ein Positionierabschnitt steuerbar mit dem Material befüllt. Anschließend kann das Öffnungselement geöffnet werden und das Material das linienförmige Öffnungselement verlassen. Bei einem Wechsel des Materials wird vorteilhafterweise solange das Öffnungselement verschlossen gehalten, bis das neue Material bzw. das neue Mischungsverhältnis über die komplette Länge des Portionierabschnitts verteilt ist, d. h. diesen voll ausfüllt.
  • Das zumindest eine Zuführelement kann eine Art Trichter ausgebildet. Werden mehrere unterschiedliche Komponenten zugeführt, kann jede Komponente in einem extra Zuführelement gelagert und abgegeben werden. In einer Ausführungsform können zwei bis sechs, insbesondere vier, Zuführelemente umfasst sein. Dabei können auch zwei Zuführelement mit der gleichen Komponente befüllt sein. Bevorzugt kann jedes Zuführelement individuell geöffnet und geschlossen werden, sodass die jeweilige Komponente zu einem gewünschten Zeitpunkt ausgegeben werden kann. Insbesondere kann so ein Zeitpunkt bestimmt werden, währenddessen das zumindest eine Zuführelement relativ zu der Portioniereinrichtung verfahren wird.
  • Zur Portionierung des rieselfähigen Materials umfasst die Vorrichtung eine Portioniereinrichtung. Damit wird sichergestellt, dass das Material beim Verlassen durch das Öffnungselement nicht in undefinierbarer Menge auf eine Betonsteinoberfläche auftrifft und eine Oberflächenschicht mit ungleicher Schichtdicke erzeugt wird. Durch eine Portionierung des Materials kann die Materialmenge, die aus der Vorrichtung herausbefördert werden soll, festgelegt werden. Insbesondere durch einen Portionierabschnitt, der beispielsweise als rechteckig abgetrennter Bereich ausgebildet sein kann, kann eine gewisse Menge an Material in der Portioniereinrichtung gespeichert werden. In diesem Portionierabschnitt kann eine ausgewählte Komponente bzw. eine ausgewählte Verteilung unterschiedlicher Komponenten lagegenau gespeichert werden, bevor diese auf die Oberfläche der Betonelemente abgegeben wird. Dadurch kann ein vorbestimmtes und geregeltes Muster auf der Oberfläche erzeugt werden. Die linienförmigen Portionierabschnitte sind insbesondere als rechteckige, flache Kammern ausgebildet, wobei mehrere Portionierabschnitte nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein können. Die Länge ist dabei um ein Vielfaches größer als die Breite und/oder die Höhe jedes Portionierabschnitts.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Portioniereinrichtung zumindest zwei Portionierabschnitte umfassen, die insbesondere durch Trennelemente voneinander getrennt sind. Das rieselfähige Material kann dadurch in jedem Portionierabschnitt unabhängig gelagert werden, bevor es über das Öffnungselement an der Unterseite der Portioniereinrichtung herausbefördert wird. Die Trennelemente können leistenförmig aus Gummi oder einem Gummiprofil ausgebildet sein. Dir restlichen Elemente der Portioniereinrichtung können aus Aluminium bestehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können zwei oder mehr Komponenten, insbesondere verschiedenfarbige Komponenten, des rieselfähigen Materials der Vorrichtung zuführbar sein, wobei jede Komponente oder ein Mischungsverhältnis aus verschiedenen Komponenten in einem separaten Zuführelement gelagert ist. So kann beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und einem steuerbaren Abgeben des Materials aus dem jeweiligen Zuführelements das Mischungsverhältnis der Komponenten in jedem Portionierabschnitt individuell gesteuert werden. In einer weiteren Ausführungsform können die Zuführelemente zu unterschiedlichen Zeitpunkten geöffnet werden. So können beispielsweise entlang der Länge jedes Portionierabschnitts unterschiedliche Komponenten abgelagert werden, sodass ein entsprechendes Muster auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers entsteht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung, insbesondere zumindest die Portioniereinrichtung mit dem Öffnungselement, in mindestens einer Richtung orthogonal zur Längserstreckung des Öffnungselements über der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers verfahrbar sein, sodass das rieselfähige Material auf eine Oberfläche zur Ausbildung einer Oberflächenschicht, d. h. zumindest einer zweidimensionalen Ebene, insbesondere einer Fläche, rieselartig verteilbar ist. Nachdem das Material die Vorrichtung auf einer linienförmigen Rieselstrecke verlassen hat, kann durch eine Bewegung der Vorrichtung oder der Ebene, auf der die Betonstein-Grundkörper angeordnet sind, relativ zur Betonsteinoberfläche bzw. relativ zur Vorrichtung aus einer eindimensionalen Verteilung des Materials eine zumindest zweidimensionale ebene Oberflächenschicht ausgebildet werden. Über die Fahrgeschwindigkeit der Vorrichtung oder der Ebene mit den Betonstein-Grundkörpern kann die Schichtdicke der Oberflächenschicht gesteuert werden.
  • Die Fallhöhe, in der das Material das Öffnungselement verlässt, kann zwischen 50 mm und 100 mm, insbesondere bei 70 mm, 80 mm oder 90 mm liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Fallhöhe 70 mm, wobei die Portioniereinrichtung sehr nahe über die Oberfläche der Betonstein-Grundkörper verfahren wird. Durch die sehr geringe Fallhöhe kann das Aufbringen einer definierten Struktur unterstützt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das zumindest eine Zuführelement relativ zur Portioniereinrichtung verfahrbar sein. Insbesondere kann das Zuführelement über eine Haltevorrichtung mit der Portioniereinrichtung lösbar befestigt sein. So kann die Portioniereinrichtung nach dem Befüllen von dem Zuführelement und von der Haltevorrichtung gelöst und unabhängig davon über die Betonstein-Grundköroper bewegt werden. Die Haltevorrichtung kann ortsfest und unverschieblich montiert sein, beispielsweise an einem Maschinenrahmen. Die Haltevorrichtung weist dabei bevorzugt die Länge der Portioniereinrichtung auf, sodass das Zuführelement über die komplette Länge des Portionierabschnitts gefahren werden und diesen befüllen kann. Die Haltevorrichtung kann mit Schwingungsdämpfern an dem Maschinenrahmen montiert sein. Dadurch können Zuführelement und Portioniereinrichtung getrennt voneinander verfahren werden, wodurch das Zuführelement lediglich entlang des linienförmigen Portionierabschnitts verfahren werden kann, aber nicht mit der Portioniereinrichtung über den Betonstein-Grundkörper bewegt werden muss, so dass eine konstruktiv einfache und störanfällige Konstruktion ermöglicht wird.
  • Bevorzugt kann das Zuführelement durch ein Signal, insbesondere ein Steuersignal, signalisieren, dass die Portioniereinrichtung vollständig befüllt ist. Dadurch kann angegeben werden, dass direkt anschließend ein Aufbringen des Materials auf der Portioniereinrichtung auf die Oberfläche der Betonstein-Grundkörper erfolgen kann. Weiterhin kann das Zuführelement ein Signal erhalten, wenn die Portioniereinrichtung vollständig entleert ist, sodass anschließend ein erneutes Befüllen durch das Zuführelement erfolgen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das zumindest eine Zuführelement zum Befüllen des Portionierabschnitts entlang des Portionierabschnitts verfahrbar und gleichzeitig zur steuerbaren Abgabe von rieselfähigem Material ausgebildet sein, und insbesondere ein pneumatisches oder elektromechanisches Ventil aufweisen. So kann der Portionierabschnitt befüllt werden, während das Zuführelement bewegt wird. Das Zuführelement weist insbesondere ein pneumatisches oder elektromechanisches Ventil an der Unterseite auf, sodass die Abgabe der Komponente gesteuert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Portioniereinrichtung zumindest zwei Portionierabschnitte umfassen. Diese werden bevorzugt nacheinander sowie unabhängig voneinander durch den gleichen oder durch unterschiedliche Zuführelemente befüllt. Dadurch kann beispielweise auch ein Muster auf der Betonstein-Oberfläche erzeugt werden, wenn die beiden Portionierabschnitte nacheinander entleert werden, während zumindest die Portioniereinrichtung relativ zur Betonstein-Oberfläche bewegt wird. Ebenso kann zumindest ein Portionierabschnitt nicht befüllt werden, um eine teilweise ausgebildete Oberflächenschicht auszubilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Portioniereinrichtung rotierbar sein, sodass durch das zumindest eine Zuführelement nacheinander die Portionierabschnitte befüllbar sind. Die Rotationsachse verläuft insbesondere parallel zur Rieselstrecke. Dadurch kann durch Rotation der Portioniereinrichtung die Abgabe der einzelnen Portionierabschnitte nacheinander erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Rotationsgeschwindigkeit der Portioniereinrichtung, insbesondere eines in der Portioniereinrichtung enthaltenen Zellenrades, dass das rieselfähige Material aufnimmt, einer Vorschubgeschwindigkeit entsprechen, mit der die Vorrichtung über der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers verfahrbar ist, wobei eine Richtung der Rotationsgeschwindigkeit entgegengesetzt zu einer Richtung der Vorschubgeschwindigkeit ausgerichtet ist. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass das rieselfähige Material ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente die Portioniereinrichtung verlässt und ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente auf der Oberfläche der Betonstein- Grundkörper auftrifft. Bewegt sich beispielsweise die Vorrichtung über die Betonstein-Grundkörper in einer Vorschubrichtung mit einer bekannten Vorschubgeschwindigkeit. So dreht sich die Portioniereinrichtung während des Verfahrens der Vorrichtung entgegengesetzt zu der Vorschubgeschwindigkeitsrichtung. Insbesondere sind diese Geschwindigkeiten derart aufeinander abgestimmt, dass das rieselfähige Material keine Geschwindigkeitskomponente in horizontaler Richtung erfährt, wenn das Material die Portioniereinrichtung verlässt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein definiertes und platziertes Aufbringen des Materials auf der Oberfläche erfolgen kann, sodass definierte und insbesondere regelmäßige Strukturen oder Muster durch das rieselfähige Material auf der Oberfläche erzeugt werden können. Insbesondere können Bilder oder auch Buchstaben, erzeugt werden, wobei die Vorrichtung als eine Art Drucker fundieren kann. Mit der Vorrichtung können demnach definierte Abbildungen auf eine Oberfläche vergleichbar zu einem Drucker aufgebracht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das rieselfähige Material aus der Portioniereinrichtung ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente ausrieselbar sein, wobei eine vordefinierte Struktur auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers ausbildbar ist. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Vorschubgeschwindigkeit der Rotationsgeschwindigkeit entspricht, und wobei diese Rotationsbewegung und die Vorschubbewegung jedoch gegenläufig zueinander ausgebildet sind. Dadurch resultiert keine horizontale Restgeschwindigkeit, mit der das rieselfähige Material beaufschlagt wird. Folglich sind die beiden Geschwindigkeiten insbesondere aufeinander abgestimmt sowie anhängig voneinander geregelt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Portioniereinrichtung ein Zellenrad mit leistenförmigen Trennelementen umfassen, wobei das Zellenrad eine Rotationsbewegung um eine Längsachse ausüben kann und das rieselfähige Material zwischen den Trennelementen lagerbar ist und über ein Öffnungselement an der Unterseite der Portioniereinrichtung herausbeförderbar ist. Das Zuführelement befüllt steuerbar jeweils eine linienförmige Zelle des Zellenrads entlang dem linienförmigen Portionierabschnitt. Jede Zelle entspricht einer "Zeile" eines anzufertigenden Druckbildes auf dem Betonstein-Grundkörper. Durch ein gesteuertes Befüllen aller Zellen wird ein "zeilenweises Druckbild" im Zellenrad gespeichert, das durch Rotation des Zellenrades auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers abgestreut werden kann. Durch eine Rotation der Portioniereinrichtung wird das Material zwischen den einzelnen Trennelementen in einzelnen Umfangsabschnitten, die jeweils einen Portionierabschnitt ausbilden, der Portioniereinrichtung zwischengelagert.
  • Durch diese Rotation wird ein Umfangsseitenabschnitt von der Oberseite der Portioniereinrichtung zu der Unterseite gefahren, wobei an der Unterseite das Material aus dem Umfangsseitenabschnitt der Portioniereinrichtung herausstreut, d.h. vertikal nach unten abgibt. Somit kann die Materialmenge, die die Vorrichtung verlässt, durch die Rotationsgeschwindigkeit der Portioniereinrichtung und die Größe der Umfangsseitenabschnitte, d. h. der Portionierabschnitte, festgelegt werden. Bevorzugt ist die Rotationsgeschwindigkeit mit der Relativbewegung der Portioniereinrichtung über dem Betonstein-Grundkörper derart synchronisiert, dass jede "Zeile" an einer vorbestimmbaren Stelle abgestreut wird. Vorteilhafterweise sind alle Trennelemente als ebene Flächen ausgebildet. Weiterhin sind die Trennelemente vorteilhafterweise alle in einem gleichen Abstand zu dem jeweils benachbarten Trennelement angeordnet. Die Portioniereinrichtung wird demnach vorteilhaft in gleich große Teilabschnitte unterteilt. Dabei können beispielsweise vier bis zehn, insbesondere acht Trennelemente um den Umfang der Portioniereinrichtung angeordnet sein. Je mehr Trennelemente vorgesehen sind, umso höher ist die "Zeilendichte" eines druckbaren Musters. Die einzelnen Trennelemente des Zellenrades definieren Zeilenbereiche eines Bildes, in denen einzelne Zeilen rieselfähigen Materials längenselektiv durch das Zuführelement aufgetragen werden können, sozusagen wie einzelne Druckzeilen eines Bildes. Die einzelnen Zeilen werden durch Rotation des Zellenrades, vorzugsweise gegenläufig mit identischer Geschwindigkeit zur Verfahrbewegung der Portioniereinrichtung während des Auftragungsvorgangs des rieselfähigen Materials auf der Betonoberfläche, senkrecht und ohne horizontale Wurfkomponente aufgestreut, um an vordefinierbaren Stellen der Betonoberfläche punktgenau rieselfähiges Material vorbestimmbarer Farbe und Körnung herunter streuen zu können. Somit ist beispielsweise ein Druck eines Bildes, vergleichbar einem Offset-Rotationsdruck möglich. Die Zuführeinrichtung schreibt die einzelnen Zeilen in das Zellenrad, das um seinen Umfang verteilt das zu druckende Bild zeilenweise aufnimmt. Um die Zeilen lagerichtig aufstreuen zu können, ist der Rotationsdruck des Zellenrades gegenläufig synchronisiert mit der Verfahrbewegung der Portioniereinrichtung über der Betonfläche.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Zellenrad zumindest drei, insbesondere vier bis acht Portionierabschnitte aufweisen, die nacheinander durch das zumindest eine Zuführelement und/oder mit unterschiedlichen Komponenten steuerbar befüllbar sind. Dadurch können unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichen oder gleichen Komponenten befüllt werden. Bevorzugt wird das Öffnungselement erst geöffnet, wenn eine Mehrzahl, insbesondere alle Portionierabschnitte befüllt sind. Dazu kann zum Befüllen das Öffnungselement verschlossen werden, beispielsweise durch eine Art Klappe oder einen Schieber. Zwischenzeitlich wird das rieselfähige Material innerhalb der Portionierabschnitte gelagert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Öffnungselement die gleiche Länge wie die Portioniereinrichtung aufweisen. Dabei kann das Material über die komplette Länge des Öffnungselements ebenso über die komplette Länge der Portioniereinrichtung zugeführt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Portioniereinrichtung als Hülle ein Hohlprofil mit rundem oder eckigem Querschnitt aufweisen, und zum Befüllen des zumindest einen Portionierabschnitts einen linienförmigen Schlitz an der Oberseite des Hohlprofils ausgebildet sein, wobei der Schlitz bevorzugt über die komplette Länge der Portioniereinrichtung verläuft. Innerhalb eines Hohlprofils in Form eines Hohlzylinders kann die Portioniereinrichtung ebenso mit einem runden Querschnitt ausgebildet sein und nahezu bis zur Innenoberfläche des Hohlprofils verlaufen. Das Hohlprofil dient weiterhin als Abtrennelement, sodass das Material die Portioniereinrichtung nicht in einem Bereich außerhalb des Öffnungselements verlassen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Portioniereinrichtung als Hülle ein Hohlprofil mit rundem Querschnitt aufweisen, und das Öffnungselement durch einen linienförmigen Schlitz an der Unterseite des Hohlprofils ausgebildet sein, wobei der Schlitz bevorzugt über die komplette Länge der Portioniereinrichtung zur Definition der Rieselstrecke verläuft. Eine Portioniereinrichtung in Form einer Walze bzw. einer Zellenrads kann sehr gut an die Form des Hohlzylinders angepasst werden. Das Hohlprofil dient weiterhin als Abtrennelement, sodass das Material die Portioniereinrichtung nicht in einem Bereich außerhalb des Öffnungselements verlassen kann und zwischen den Trennelementen bis zum Auslass durch das Öffnungselement begrenzt gelagert werden kann. An diesem Schlitzt kann eine Art Klappe oder einer Art Schieber zum Verschließend er Öffnung angeordnet sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Zuführelement mit der Portioniereinrichtung derart gekoppelt sein, das während des Befüllens das Zuführelement verfahrbar ist, und während der Abgabe des rieselfähigen Materials entlang der Rieselstrecke das Zuführelement stillsteht. Insbesondere bildet die Portioniereinrichtung den Teil der Vorrichtung aus, der während des Aufbringens der Oberflächenschicht relativ zu den Betonstein-Grundkörpern verfahren wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche, welche aus dem rieselfähigen Material gebildet wird, eine Oberflächenschicht für Betonprodukte und / oder Pflastersteine mit einer definierten Struktur aus unterschiedlichen Farben und/oder unterschiedliche Korngrößen ausbilden. Eine derartige Schicht dient zur Ausbildung unterschiedlicher Oberflächenstrukturen und / oder unterschiedlichen Farbgebungen und Muster, die insbesondere zur Ausbildung von Nachbildungen unterschiedlicher Materialien und / oder Verfärbungen dient. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche, welche aus dem rieselfähigen Material gebildet wird, eine Abbildung eines definierten Musters darstellen. So können insbesondere Marmorierungen durch eine Art Streifenmuster ausgebildet werden. Ebenso können durch gezieltes Zuführen unterschiedlicher Komponenten zu unterschiedlichen Teilen eines Portionierabschnitts und/oder zu unterschiedlichen Portionierabschnitten Bilder auf der Oberfläche der Betonstein-Grundkörper erzeugt werden, da die Komponenten durch die Portioniereinrichtung gezielt abgegeben und nicht unkontrolliert abgeworfen werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Betonstein-Herstellverfahren zur Aufbringung einer Oberflächenschicht aus rieselfähigem Material unter Verwendung einer zuvor benannten Vorrichtung.
  • Es wird vorgeschlagen, dass:
    • das rieselfähige Material aus zumindest einer Komponente, insbesondere zumindest zwei oder mehreren Komponenten, zumindest einem linienförmigen, d.h. eindimensionalen Portionierabschnitt der Portioniereinrichtung aus dem Zuführelement gesteuert zugeführt wird, insbesondere durch ein relatives Verfahren des Zuführelements (12) entlang des linienförmigen Portionierabschnitt (14) der Portioniereinrichtung (18),
    • das rieselfähige Material über zweidimensional Öffnungselement entlang einer Verteilstrecke (L) austritt, und zumindest eindimensional auf einer Oberfläche (28) aufgetragen wird,
    • durch Verfahren der Vorrichtung, insbesondere zumindest der Portioniereinrichtung mit dem Öffnungselement, in einer Richtung orthogonal zu dem Öffnungselement und relativ zu einer Oberfläche, oder durch Verfahren der Ebene, auf der zumindest ein Betonstein-Grundkörper, insbesondere eine Mehrzahl von Betonstein-Grundkörpern, platziert ist, relativ zur Vorrichtung, das rieselfähige Material flächig auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers verteilt wird.
  • Eine Anfertigung spezieller Zuführsilos bzw. Zuführbehältnisse mit sehr langen Öffnungsbereichen bzw. speziell ausgebildeten Öffnungsbereichen ist aufgrund der beweglichen Zuführelemente nicht erforderlich. Das Verfahren ermöglicht dabei dieselben Vorteile, wie bezüglich der Vorrichtung beschrieben.
  • So kann in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens das Zuführelement zum Befüllen der Portioniereinrichtung über die komplette Länge des linienförmigen Portionierabschnitts verfahren werden, sodass das rieselfähige Material zumindest eindimensional, d. h. linienförmig, über die Länge des Portionierabschnitts verteilt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann das Zellenrad eine Rotationsbewegung um eine Längsachse des Zellenrads ausüben, sodass das rieselfähige Material über das Öffnungselement nacheinander aus den Portionierabschnitten auf den Betonstein-Grundkörper aufgebacht wird, wobei die Rotationsbewegung gegenläufig zur Verfahrrichtung der Vorrichtung orientiert ist. Die Geschwindigkeiten sind bevorzugt aufeinander abgestimmt und abhängig voneinander geregelt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Rotationsgeschwindigkeit der Verfahrgeschwindigkeit entsprechen, sodass das rieselfähige Material ohne horizontale Beschleunigung die Portioniereinrichtung verlässt, und insbesondere auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers in vertikaler Richtung aufgebracht wird. Vorteilhafterweise verlässt das rieselfähige Material die Portioniereinrichtung ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente, sodass es lediglich vertikal aus der Portioniereinrichtung herausfällt, insbesondere durch die Gravitation und ohne Beschleunigung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Portioniereinrichtung als Zellenrad mit Trennelementen ausgebildet sein, wobei das rieselfähige Material in Portionierabschnitte zwischen den Trennelementen aufgeteilt wird, und das rieselfähige Material über ein Öffnungselement nacheinander aus den Portionierabschnitten auf den Betonstein-Grundkörper aufgebacht wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können eine Mehrzahl, insbesondere alle Portionierabschnitte der Portioniereinrichtung befüllt werden, bevor ein Verfahren der Vorrichtung, insbesondere zumindest der Portioniereinrichtung mit dem Öffnungselement, und ein Auftragen auf den Betonstein-Grundkörper erfolgt, wobei das Öffnungselement über den Zeitraum der Befüllung verschlossen wird. Das Öffnungselement kann beispielsweise über eine Art Klappe oder einen Schieber verschlossen werden.
  • Dadurch kann eine kontinuierliche Abgabe von Komponenten aus unterschiedlichen Portionierabschnitten ermöglicht werden, indem diese nacheinander über das Öffnungselement entleert werden.
    • ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine isometrische Darstellung einer Betonstein-Herstellvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
    Fig. 2
    eine Detailansicht der Ausführung aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine isometrische Darstellung einer weiteren Detailansicht einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung;
    Fig. 4
    eine Detailansicht der Ausführungsform aus Fig. 3;
    Fig. 5
    eine Darstellung unterschiedlicher Arbeitsschritte durchgeführt mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung;
    Fig. 6
    eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung;
    Fig. 7
    eine Detailansicht der Ausführungsform aus Fig. 6;
    Fig. 8
    eine weitere Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung;
    Fig. 9
    die Ausführungsform aus Fig. 3 in einem weiteren Arbeitsschritt;
    Fig. 10
    verschiedene Arbeitsschritte durchgeführt mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
  • Fig. 1 zeigt eine isometrische Darstellung einer Betonstein-Herstellvorrichtung 10 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Vorrichtung 10 ist zur Verteilung von rieselfähigem Material ausgebildet, wobei eine Oberflächenschicht 34 (nicht dargestellt) auf einer Oberfläche 28 eines Betonstein-Grundkörpers 44 ausgebildet werden kann. Die Betonstein-Herstellervorrichtung 10 weist dafür ein Zuführelement 12, eine Portioniereinrichtung 18 sowie mindestens ein Öffnungselement 20 (in dieser Darstellung nicht sichtbar) auf. Das Zuführelement 12 ist an einer Haltevorrichtung 17 verschiebbar gelagert. Die Haltevorrichtung 17 kann beispielsweise an einem Maschinenrahmen (nicht dargestellt) befestigt sein. Das Zuführelement 12 kann zum Befüllen der Portioniereinrichtung 18 entlang der Haltevorrichtung 17 verfahren werden. Anschließend kann die Portioniereinrichtung 18 in der dargestellten Pfeilrichtung relativ zum Zuführelement 12 sowie zu Haltevorrichtung 17 verfahren werden. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, dass eine Fahreinrichtung 55 ausgebildet wird. Die Fahreinrichtung 55 kann über Schienen verfügen, die mit der Haltevorrichtung 17 verschiebbar in Kontakt sind. Während des Verschiebens der Fahreinrichtung 55 mit der Portioniereinrichtung 18 wird, insbesondere kontinuierlich, rieselfähiges Material aus dem Öffnungselement 20 abgegeben. Die Abgabe des rieselfähigen Materials erfolgt über die komplette Verteilstrecke L, sodass eine linienförmige Riesenstrecke R ausgebildet wird.
  • In Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Ausführung aus Fig. 1. In dieser Darstellung sind die Portioniereinrichtung 18 sowie das Zuführelement 12 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Das Zuführelement 12 ist als Trichter 22 ausgebildet, der im unteren Bereich eine Öffnung aufweist, an der ein pneumatisches Ventil 16 angeordnet ist. Das pneumatische Ventil 16 kann über die pneumatische Ansteuerung 16' geöffnet bzw. geschlossen werden, sodass eine beliebige Menge rieselfähiges Material zu einem beliebigen Zeitpunkt abgegeben werden kann. Während der Abgabe des Materials wird das Zuführelement 12 entlang der Haltevorrichtung 17, dargestellt in Fig. 1, verfahren. Dazu kann ein Motor 50 angeordnet sein. Im unteren Bereich ist die Portioniereinrichtung 18 erkennbar, welche einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist. Das rieselfähige Material kann über die Öffnung mit dem pneumatischen Ventil 16 direkt, oder auch indirekt über eine Zuführschiene 51 der Portioniereinrichtung 18 zugeführt werden. Die Portioniereinrichtung 18 sowie die weiteren Bauelemente können insbesondere aus Aluminium ausgebildet sein, der Trichter 22 kann beispielsweise auch aus einem Kunststoff, insbesondere PET bestehen. Dadurch kann die komplette Vorrichtung mit einem geringen Gewicht ausgebildet werden.
  • Eine isometrische Darstellung einer weiteren Detailansicht einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10 zeigt Fig. 3. In diese Ansicht wird die Situation gezeigt, in welcher das Zuführelement 12 befüllt wird. In dieser Ausführungsform besteht das Zuführelement 12 aus zwei Trichtern 22, wobei auch eine davon abweichende Anzahl an Trichtern möglich ist. In jedem der Trichter 22 kann eine unterschiedliche Komponente A oder B des rieselfähigen Materials 40 oder ein Mischungsverhältnis A+B gelagert sein. Beide Komponenten sind insbesondere als Granulat 42 ausgebildet. Die Trichter 22 werden getrennt voneinander direkt befüllt, insbesondere über jeweils ein Fallrohr 26.
  • Fig. 4 zeigt eine Detailansicht der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10 aus Fig. 3. In dieser Darstellung sind die beiden Trichter 22 sowie die Haltevorrichtung 17 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Dabei sind die beiden Öffnungen mit den pneumatischen Ventilen 16 erkennbar.
  • Fig. 5 zeigt eine Darstellung unterschiedlicher Arbeitsschritte, durchgeführt mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10. In Fig. 5 (a) ist ein erster Schritt der Befüllung der Portioniereinrichtung 18 dargestellt. In dieser Darstellung wird zumindest eine Komponente A oder B über die Zuführschiene 51 in einen ersten Portionierabschnitt 14 der Portioniereinrichtung 18 zugeführt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Zuführelement 12 (in dieser Darstellung nicht dargestellt) entlang des Portionierabschnitts 14 bewegt wird. Der Portionierabschnitt 14 weist dabei insbesondere die gleiche Länge wie die Portioniereinrichtung 18 auf. Wenn der erste Portionierabschnitt 14 komplett gefüllt ist, bleibt weiteres Material 40 in der Zuführschiene 51 stehen. Anschließend wird gemäß Fig. 5 (b) die Portioniereinrichtung 18 derart gedreht, dass ein benachbarter Portionierabschnitt 14 befüllt werden kann. Dies kann beispielsweise über einen Impulszähler gesteuert werden. Dies wird solange wiederholt, bis jeder, bzw. jeder gewünschte, Portionierabschnitt 14 mit Material 40 befüllt ist. Während des Befüllens kann ein Deckel, der sich an der Zuführschiene 51 befindet, geöffnet sein. Dieser kann nach Abschluss des Befüllens geschlossen werden, sodass kein Fremdmaterial in die Portioniereinrichtung 18 gelangen kann. In Fig. 5 (c) ist der anschließende Schritt dargestellt, bei welchem das Material 40 abgegeben wird. Dazu wird die Portioniereinrichtung 18 mit der Fahreinrichtung 55 über die Betonstein-Grundkörper bewegt. Während des Bewegens rieselt das Material 40 aus der Portioniereinrichtung 18 heraus. Dies erfolgt insbesondere frequenzgeregelt, bis jeder Portionierabschnitt 14 entleert ist. Die Portioniereinrichtung 18 rotiert dabei um die eigene Achse, wobei die Rotationsrichtung gegenläufig zur Vorschubrichtung der Vorrichtung 10 ausgerichtet ist. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass das rieselfähige Material 40 die Portioniereinrichtung 18 ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente sowie ohne horizontale Beschleunigung verlässt und lediglich durch die Schwerkraft auf der Oberfläche der Betonstein-Grundkörper auftrifft. Dadurch kann ein genau definiertes Muster, eine Schrift oder ein Bild durch das rieselfähige Material 40 auf der Oberfläche ausgebildet werden.
  • Anschließend kann mit dem in Fig. 5 (a) dargestellten Arbeitsschritt erneut begonnen werden. In einer Ausführungsform kann das Befüllen der Portioniereinrichtung 18 erfolgen, während die Fahreinrichtung 55 zurück zu der in Fig. 5 (a) dargestellten Position bewegt wird.
  • In Fig. 6 ist eine Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10 dargestellt. Die Darstellung zeigt die Fahreinrichtung 55 mit der Portioniereinrichtung 18. In dieser Ausführungsform ist die Portioniereinrichtung 18 über zumindest einen Schwingungsdämpfer 52 an der Fahreinrichtung 55 montiert. Dadurch können die bewegten Elemente reduziert werden. Fig. 7 zeigt die Anordnung des Schwingungsdämpfers 52 in einer Detailansicht der Ausführungsform aus Fig. 6.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere Detailansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10. Die Darstellung zeigt eine Art Silo 54, welches über zumindest ein Fallrohr 26 direkt an das Zuführelement 12 angeschlossen werden kann. Das Silo 54 kann beispielsweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Behältnissen aufweisen, sodass unterschiedliche Komponenten A bzw. B durch unterschiedliche Fallrohre 26 oder auch durch ein gemeinsames Fallrohr 26 der Vorrichtung 10 zugeführt werden können. In der Darstellung weist das Silo 54 vier Behältnisse auf, die über zwei Fallrohre 26 mit zwei Trichtern 22 des Zuführelements 12 verbunden sind. Jeder Trichter 22 des Zuführelements 12 kann dadurch direkt über das Fallrohr 26 befüllt werden. Dadurch kann beispielsweise bei Mischfarben ein stärkerer Kontrast erreicht werden, da weniger unkontrollierte Vermischungen in der Komponenten A bzw. B stattfinden. Dadurch kann in jedem Trichter 22 eine Mischfarbe eingefüllt werden.
  • Fig. 9 zeigt die Ausführungsform aus Fig. 3 in einem weiteren Arbeitsschritt. In der Darstellung befindet sich das Zuführelement 12 auf der Mitte der Haltevorrichtung 17, wobei das Zuführelement 12 in Pfeilrichtung entlang der Haltevorrichtung 17 bewegt wird. Während des Bewegens wird das Material 40 abgegeben. Dadurch kann eine linienförmige Rieselstrecke R erzeugt werden. Dies ist im Detail in Fig. 10 dargestellt.
  • Fig. 10 zeigt verschiedene Arbeitsschritte, durchgeführt mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellvorrichtung 10. Diese zeigt drei beispielhafte Positionen, an welchen sich die Portioniereinrichtung 18 relativ zum Zuführelement 12 sowie relativ zu der Oberfläche 28 des Betonstein-Grundkörpers befinden kann. Während des Verfahrens der Fahreinrichtung 55 mit der Portioniereinrichtung 18 wird kontinuierlich Material 40 abgegeben. Während der Abgabe des Materials rotiert die Portioniereinrichtung 18 um die Rotationsachse L2, sodass jeder Portionierabschnitt 14 vollständig entleert werden kann. Die Fallhöhe zwischen dem Öffnungselement 20 der Portioniereinrichtung 18 und der Oberfläche 28 des Betonstein-Grundkörpers kann insbesondere 50 mm bis 150 mm betragen. Insbesondere beträgt die Fallhöhe 80 mm bis 100 mm, bevorzugt 90 mm oder 80 mm. Dadurch kann eine dünne, reproduzierbare Extraschicht mit Sondermaterial aufgetragen werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Betonstein-Herstellervorrichtung 10 erfolgt ein Auftrag des Materials 40 in Produktionsrichtung, wodurch die Taktzeit deutlich reduziert werden kann. Die Positionierung der einzelnen Elemente der Herstellvorrichtung 10 kann über Laser erfolgen. Die Haltevorrichtung 17 kann an dem Maschinenrahmen 32 montiert werden, wobei die Energieversorgung für die Haltevorrichtung 17 über eine Steckverbindung erfolgen kann.
  • Zur Bewegung der einzelnen Komponenten, insbesondere des Zuführelements 12, kann insbesondere ein 48V Motor eingesetzt werden. Durch die so vorhandene Schutzkleinspannung liegt guter Personenschutz vor. Gleichzeitig kann ein hohes Drehmoment auf kleinem Raum erzeugt werden. Insbesondere ist nur ein Kabel pro Antrieb nötig, wobei die Steckverbindung ermöglicht werden kann.
  • Die Portioniereinrichtung 18 kann aus Aluprofilen hergestellt werden. Diese sind als Meterware erhältlich, wodurch die Herstellkosten reduziert werden. Die Portioniereinrichtung 18 ist insbesondere als Zellenrad 24 ausgebildet und weist beispielsweise ein Oktagon-Profil auf. Weiterhin kann die Portioniereinrichtung 18 als Hülle ein Hohlprofil 30 mit rundem oder eckigem Querschnitt aufweisen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zunächst alle Portionierabschnitte 14 befüllt werden, bevor das Material aufgetragen wird.
  • Die Trennelemente 38 der Portioniereinrichtung 18 können ebenso aus Aluminium ausgebildet sein. Bevorzugt sind diese jedoch aus Gummi, insbesondere aus einem Gummiprofil, ausgebildet, das ebenso als Meterware erhältlich ist.
  • Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen Betonstein-Herstellervorrichtung 10 eine einfache Montage direkt am Vorsatzwagen erfolgen, da diese wenig Gewicht aufweist. Es liegt keine Höhenbegrenzung gegenüber Normalprodukten vor, wodurch ein weitreichender Einsatz ermöglicht wird. Da keine massiven Eingriffe in die Maschinensteuerungen erfolgen, erfolgt keine zusätzliche Höhe der Auflast. Weiterhin kann die Taktzeit optimiert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Betonstein-Herstellvorrichtung
    12
    Zuführelement
    14
    Portionierabschnitt
    16
    pneumatisches Ventil
    17
    Haltevorrichtung
    18
    Portioniereinrichtung
    20
    Öffnungselement der Portioniereinrichtung
    22
    Trichter
    24
    Zellenrad
    26
    Fallrohr
    28
    Oberfläche der Betonstein-Grundkörper
    30
    Hohlprofil
    32
    Maschinenrahmen
    34
    Oberflächenschicht
    38
    Trennelement des Zellenrads
    40
    rieselfähiges Material
    42
    Granulat
    44
    Betonstein-Grundkörper
    48
    Mischungsverhältnis
    50
    Motor
    51
    Zuführschiene
    52
    Schwingungsdämpfer
    54
    Silo
    55
    Fahreinrichtung
    L2
    Rotationsachse
    L
    Verteilstrecke
    R
    Rieselstrecke
    A, B
    Komponente

Claims (23)

  1. Betonstein-Herstellvorrichtung (10), zur Verteilung von rieselfähigem Material (40), insbesondere Granulat (42), zur Ausbildung einer zumindest teilweise ausgebildeten Oberflächenschicht (34) aus derartigem Material auf einem Betonstein-Grundkörper (44), wobei zumindest eine Komponente (A) eines rieselfähigen Materials (40) der Vorrichtung (10) zuführbar ist, umfassend zumindest ein Zuführelement (12), eine Portioniereinrichtung (18) und zumindest ein Öffnungselement (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) zumindest einen linienförmigen Portionierabschnitt (14) aufweist, wobei das rieselfähige Material (40) über das zumindest eine Zuführelement (12) entlang dem linienförmigen Portionierabschnitt (14) steuerbar zuführbar, insbesondere durch ein relatives Verfahren des Zuführelements (12) entlang des linienförmigen Portionerabschnitts (14) steuerbar zuführbar, ist, und das rieselfähige Material (40) eines Portionierabschnitts (14) anschließend über eine Verteilstrecke (L) über das Öffnungselement (20) herausbeförderbar und über dieses Öffnungselement (20) auf eine Oberfläche (28) des Betonstein-Grundkörpers (44) zur Ausbildung einer linienförmigen Rieselstrecke (R) auftragbar ist, sodass eine flächenhafte Verteilung des rieselfähigen Materials (40) entlang der Rieselstrecke (R) einer volumenhaften Verteilung des rieselfähigen Materials (40) in dem Portionierabschnitt (14) entspricht.
  2. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Komponenten (A, B), insbesondere verschiedenfarbige Komponenten (A, B), des rieselfähigen Materials (40) der Vorrichtung (10) zuführbar sind, wobei jede Komponente (A, B) oder ein Mischungsverhältnis der Komponenten (A, B) in einem separaten Zuführelement (12) gelagert ist.
  3. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das die Vorrichtung (10), insbesondere zumindest die Portioniereinrichtung (18) mit dem Öffnungselement (20), in mindestens einer Richtung orthogonal zur Längserstreckung des Öffnungselements (20) über der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers (44) verfahrbar ist, sodass das rieselfähige Material (40) auf eine Oberfläche (28) zur Ausbildung einer Oberflächenschicht (34), d. h. zumindest einer zweidimensionalen Ebene, insbesondere einer Fläche, rieselartig verteilbar ist.
  4. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Zuführelement (12) relativ zur Portioniereinrichtung (18) verfahrbar ist.
  5. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Zuführelement (12) zum Befüllen des Portionierabschnitts (14) entlang des Portionierabschnitts (14) verfahrbar und gleichzeitig zur Abgabe von rieselfähigem Material (40) ausgebildet ist, und insbesondere ein pneumatisches oder elektromechanisches Ventil (16) aufweist.
  6. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) zumindest zwei Portionierabschnitte (14) umfasst.
  7. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) rotierbar ist, sodass durch das zumindest eine Zuführelement (12) nacheinander die Portionierabschnitte (14) befüllbar sind.
  8. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonstein-Herstellvorrichtung (10) eingerichtet ist, eine Rotationsgeschwindigkeit der Portioniereinrichtung (18) derart zu steuern, dass diese einer Vorschubgeschwindigkeit entspricht, mit der die Vorrichtung (10) über der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers (44) verfahrbar ist, wobei eine Richtung der Rotationsgeschwindigkeit entgegengesetzt zu einer Richtung der Vorschubgeschwindigkeit ausgerichtet ist.
  9. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das rieselfähige Material (40) aus der Portioniereinrichtung (18) ohne horizontale Geschwindigkeitskomponente ausrieselbar ist, wobei eine vordefinierte Struktur auf der Oberfläche des Betonstein-Grundkörpers (44) ausbildbar ist.
  10. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) ein Zellenrad (24) mit Trennelementen (38) umfasst, wobei das Zellenrad (24) eine Rotationsbewegung um eine Längsachse (L2) ausüben kann und das rieselfähige Material (40) zwischen den Trennelementen (38) lagerbar ist und über das Öffnungselement (20) an der Unterseite der Portioniereinrichtung (18) herausbeförderbar ist.
  11. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenrad (24) zumindest drei, insbesondere vier bis acht Portionierabschnitte (14) aufweist, die nacheinander durch das zumindest eine Zuführelement (12) und/oder mit unterschiedlichen Komponenten (A, B) befüllbar sind.
  12. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnungselement (20) die gleiche Länge wie die Portioniereinrichtung (18) aufweist.
  13. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) als Hülle ein Hohlprofil (30) mit rundem oder eckigem Querschnitt aufweist, und zum Befüllen des zumindest einen Portionierabschnitts (14) einen linienförmigen Schlitz an der Oberseite des Hohlprofils (30) ausgebildet ist, wobei der Schlitz bevorzugt über die komplette Länge der Portioniereinrichtung (18) verläuft.
  14. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Portioniereinrichtung (18) als Hülle ein Hohlprofil (30) mit rundem Querschnitt aufweist, und das Öffnungselement (20) durch einen linienförmigen Schlitz an der Unterseite des Hohlprofils (30) ausgebildet wird, wobei der Schlitz bevorzugt über die komplette Länge der Portioniereinrichtung (18) zur Definition der Rieselstrecke (R) verläuft.
  15. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführelement (12) mit der Portioniereinrichtung (18) derart gekoppelt ist, das während des Befüllens das Zuführelement (12) verfahrbar ist, und während der Abgabe des rieselfähigen Materials (40) entlang der Rieselstrecke (R) das Zuführelement (12) stillsteht.
  16. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonstein-Herstellvorrichtung (10) derart ausgebildet ist, um die Oberfläche, welche aus dem rieselfähigen Material (40) gebildet wird, mit einer Oberflächenschicht (34) für Betonprodukte und / oder Pflastersteine mit einer definierten Struktur aus unterschiedlichen Farben und/oder unterschiedliche Korngrößen auszubilden.
  17. Betonstein-Herstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonstein-Herstellvorrichtung (10) derart ausgebildet ist, um auf der Oberfläche, welche aus dem rieselfähigen Material (40) gebildet wird, eine Abbildung eines definierten Musters darzustellen.
  18. Betonstein-Herstellverfahren zur Aufbringung einer zumindest teilweise ausgebildeten Oberflächenschicht (34) aus rieselfähigem Material (40) mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass:
    - das rieselfähige Material (40) aus zumindest einer Komponente (A), insbesondere zumindest zwei oder mehreren Komponenten (A, B), zumindest einem linienförmigen Portionierabschnitt (14) der Portioniereinrichtung (18) aus dem Zuführelement (12) gesteuert zugeführt wird, insbesondere durch ein relatives Verfahren des Zuführelements (12) entlang des linienförmigen Portionierabschnitt (14) der Portioniereinrichtung (18),
    - das rieselfähige Material (40) über das Öffnungselement (20) entlang einer Verteilstrecke (L) austritt, und zumindest zweidimensional auf einer Oberfläche (28) aufgetragen wird,
    - durch Verfahren der Vorrichtung (10), insbesondere zumindest der Portioniereinrichtung (18) mit dem Öffnungselement (16), in einer Richtung orthogonal zu dem Öffnungselement (20) und relativ zu einer Oberfläche (28), oder durch Verfahren einer zweidimensionalen Ebene, auf der zumindest ein Betonstein-Grundkörper (44), insbesondere eine Mehrzahl von Betonstein-Grundkörpern (44), platziert ist, relativ zur Vorrichtung (10), das rieselfähige Material (40) flächig auf der Oberfläche (28) des Betonstein-Grundkörpers (44) verteilt wird.
  19. Betonstein-Herstellverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführelement (12) zum Befüllen der Portioniereinrichtung (18) über die komplette Länge des linienförmigen Portionierabschnitts (14) verfahren wird, sodass das rieselfähige Material (40) zumindest eindimensional, d. h. linienförmig, über die Länge des Portionierabschnitts (14) verteilt wird.
  20. Betonstein-Herstellverfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Portioniereinrichtung (18) als Zellenrad (24) mit Trennelementen (38) ausgebildet ist, wobei das rieselfähige Material (40) in Portionierabschnitte (14) zwischen den Trennelementen (38) aufgeteilt wird, und das rieselfähige Material (40) über ein Öffnungselement (20) nacheinander aus den Portionierabschnitten (14) auf den Betonstein-Grundkörper (44) aufgebacht wird.
  21. Betonstein-Herstellverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenrad eine Rotationsbewegung um eine Längsachse des Zellenrads ausübt, sodass das rieselfähige Material (40) über das Öffnungselement (20) nacheinander aus den Portionierabschnitten (14) auf den Betonstein-Grundkörper (44) aufgebacht wird, wobei die Rotationsbewegung gegenläufig zur Verfahrrichtung der Vorrichtung (10) orientiert ist.
  22. Betonstein-Herstellverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Verfahrgeschwindigkeit entspricht, sodass das rieselfähige Material (40) ohne horizontale Beschleunigung die Portioniereinrichtung (18) verlässt, und insbesondere auf der Oberfläche (28) des Betonstein-Grundkörpers (44) in vertikaler Richtung aufgebracht wird.
  23. Betonstein-Herstellverfahren nach Anspruch 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Portionierabschnitte (14), insbesondere alle Portionierabschnitte (14) der Portioniereinrichtung (18) befüllt werden, bevor ein Auftragen auf den Betonstein-Grundkörper (44) erfolgt, wobei das Öffnungselement (20) über den Zeitraum der Befüllung verschlossen wird.
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