EP4359184A2 - Smoothing device and method for smoothing a concrete part - Google Patents

Smoothing device and method for smoothing a concrete part

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Publication number
EP4359184A2
EP4359184A2 EP22744386.8A EP22744386A EP4359184A2 EP 4359184 A2 EP4359184 A2 EP 4359184A2 EP 22744386 A EP22744386 A EP 22744386A EP 4359184 A2 EP4359184 A2 EP 4359184A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
smoothing
cutting edge
concrete
smoothing device
wing
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
EP22744386.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hendrik Lindemann
Anke LAUBER
Stefan Hain
Roman Gerbers
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.)
Aeditive GmbH
Original Assignee
Aeditive GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aeditive GmbH filed Critical Aeditive GmbH
Publication of EP4359184A2 publication Critical patent/EP4359184A2/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B28B11/08—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • B28B11/0845—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads for smoothing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/20—Implements for finishing work on buildings for laying flooring
    • E04F21/24—Implements for finishing work on buildings for laying flooring of masses made in situ, e.g. smoothing tools
    • E04F21/245—Rotary power trowels, i.e. helicopter trowels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/10—Devices for levelling, e.g. templates or boards

Definitions

  • the invention relates to a smoothing device and a method for smoothing a non-hardened concrete component and a smoothing system.
  • the production of concrete components using the shotcrete method is also characterized by the introduction of air pressure and rebound effects, so that the surface of the concrete component produced in this way has a poor shape and dimensional accuracy and usually presents an unaesthetic surface appearance.
  • concrete components produced in this way are smoothed.
  • the coarse aggregates can break out when they come into contact with a smoothing device and make it difficult or impossible to produce an evenly smoothed surface.
  • smoothing three-dimensional components it must also be taken into account that sharp-edged structures can only be produced with great effort and that they usually have to be reworked manually.
  • smoothing concrete components are to use manually operated smoothing devices, such as a smoothing trowel, a concrete power float or a ride-on smoothing device.
  • smoothing devices such as a smoothing trowel, a concrete power float or a ride-on smoothing device.
  • the achievable surface quality of the smoothed concrete component depends on the skill of the operator.
  • the application of these smoothing devices is essentially limited to flat surfaces.
  • the object is achieved by a smoothing device for smoothing a concrete component, in particular a non-hardened concrete component, in particular a generatively produced concrete component, preferably a concrete component produced using a shotcrete method, comprising a primary cutting edge for separating a concrete layer from the concrete structure, an axis of rotation and a smoothing surface aligned orthogonally to the axis of rotation for areal contact with a cut surface of the concrete component formed by the cutting.
  • the invention is based, inter alia, on the finding that with the known disk-shaped smoothing elements only flat component surfaces can be smoothed and therefore no effective smoothing of a three-dimensional concrete component is possible. Due to the coarse structure of the concrete component close to the surface, smoothing by means of rotation and the known normal forces is not expedient.
  • the inventors have found that by separating a layer of concrete from the concrete structures with the Primary cutting edge and a substantially simultaneous smoothing of the cut surface with the smoothing surface an advantageous smoothing is made possible.
  • the resulting surface is essentially unaffected by the rough concrete component structure, which is caused by the generative process.
  • the quality of the surface is independent of the size of the aggregates used, since these are either pressed into the concrete or separated out of the concrete by the primary cutting edge.
  • the smoothing device has the primary cutting edge for separating the concrete layer from the concrete structure.
  • the primary cutting edge is arranged and designed to cut through concrete, in particular non-hardened concrete.
  • a non-hardened concrete is understood to mean, in particular, a concrete in which the hydration reactions of the binding agent have not been fully completed. Such a concrete can exhibit a tough material behavior, for example.
  • non-hardened concrete can be understood to mean that it only has a green strength; in such a state, the concrete is also referred to as green concrete.
  • the primary cutting edge can be sharp or blunt.
  • a primary cutting edge angle of the primary cutting edge can be between 20° and 180°, for example.
  • the primary cutting edge is preferably arranged along a circumference of the smoothing device.
  • the primary cutting edge can, for example, have a circular contour orthogonal to the axis of rotation.
  • the smoothing device also has the axis of rotation.
  • the smoothing device is preferably designed to be rotatable about the axis of rotation.
  • it is preferred that the smoothing device is designed to be essentially rotationally symmetrical about the axis of rotation.
  • the primary cutting edge preferably has a main extension direction which is aligned essentially orthogonally to the axis of rotation.
  • the main extension direction of the primary cutting edge can also be curved, for example circular.
  • the straightening device preferably extends in the direction of the axis of rotation from a proximal end to a distal end.
  • the distal end is, in particular, the end that is next to the end to be processed facing concrete buildings.
  • the proximal end is preferably the end of the smoothing device that faces a handling device during operation.
  • the smoothing device also has the smoothing surface.
  • the smoothing surface is preferably arranged at the distal end of the smoothing device.
  • the smoothing surface is oriented orthogonally to the axis of rotation. This means in particular that a smoothing surface orthogonal to the smoothing surface and the axis of rotation enclose a tilt angle that is less than 30°, less than 20 ° , less than 10°, less than 5°, less than 2°, less than 0.5° and in particular 0°.
  • the smoothing surface is designed for areal contact with the cut surface of the concrete component formed by the cutting.
  • a cut surface is created on the side of the concrete component where the concrete layer is severed. This cut surface is contacted areally by the smoothing surface, so that it is smoothed.
  • the smoothing surface and the primary cutting edge are arranged and designed such that in a feed direction the primary cutting edge first separates the concrete layer and then the smoothing surface contacts the cut surface.
  • the feed direction is in particular the direction in which the smoothing device is moved along a processing path, for example with a straight movement.
  • the smoothing device is characterized in that the smoothing surface and the primary cutting edge are arranged on a smoothing body, with the smoothing body preferably being designed in the shape of a circular ring and/or wing.
  • the smoothing body preferably being designed in the shape of a circular ring and/or wing.
  • the primary cutting edge is arranged on an outer circumference of the circular ring-shaped smoothing body.
  • the smoothing surface is arranged on a flat side of the smoothing body, in particular an underside.
  • the primary cutting edge is arranged along an outer periphery of the wing-shaped screed.
  • the smoothing surface is preferably arranged on one side, in particular an underside, of the smoothing body.
  • the wing-shaped smoothing body is preferably designed with two, three, four or more wings. Circular and wing-shaped smoothing bodies have the advantage over closed smoothing disks that less frictional energy is transferred to the concrete component and a better surface quality can therefore be produced.
  • a preferred development of the smoothing device is further characterized in that the primary cutting edge is formed on a face of the smoothing device, in particular the smoothing body, and is preferably formed by an inclination of the face and/or a face section of the face to the axis of rotation. Forming the primary cutting edge on the front side also means that the primary cutting edge is formed as such by the front side.
  • the end face can have different, advantageous configurations.
  • the end face can have a surface orthogonal, which is aligned essentially orthogonally to the axis of rotation.
  • the end face can be designed to be inclined relative to the axis of rotation.
  • the surface orthogonal of the end face and the axis of rotation include an angle of ⁇ 90° viewed from the smoothing surface, so that rock grains are pressed into the concrete component when the smoothing device is moved.
  • the aforementioned angle is >90°, so that rock grains are detached in particular from the cut surface.
  • the primary cutting edge is spaced apart from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation. Spaced apart from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation means in particular that the primary cutting edge is at a greater distance from the distal end of the smoothing device than the smoothing surface is from the distal end, with the smoothing surface preferably forming the distal end.
  • a further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a disposal section, which is preferably designed as a chip flute, which is arranged at least in sections between the primary cutting edge and the axis of rotation.
  • a smoothing device with disposal sections has the advantage that the separated concrete layer can advantageously be removed from the concrete component, for example by means of secondary cutting.
  • a further preferred embodiment of the smoothing device comprises at least one lubricant inlet for guiding a lubricant to the smoothing surface.
  • the lubricant can be, for example, water or a concrete curing agent. Lubricant can reach the smoothing surface through the lubricant feed, so that the surface quality can be further improved by the supply of lubricant.
  • the lubricant can be supplied with or without compressed air. The use of compressed air enables the lubricant to be atomized and thus allows the use of small quantities that can be applied in a targeted manner.
  • the lubricant improves the surface quality in particular in that a lubricating layer of cement paste and lubricant is formed, which on the one hand leads to a smoother surface and on the other hand improves the closing of defects or holes.
  • the lubricant prevents too much frictional heat from developing and discolouring the surface of the concrete component. This also allows for higher speeds and feeds, thereby improving productivity by reducing the time it takes to produce a concrete member.
  • a further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a secondary cutting edge for cutting through the concrete layer separated from the concrete component on a parting side facing away from the smoothing surface, in particular of the smoothing device.
  • the concrete layer is separated using the primary cutter. After cutting, the concrete layer rests on the smoothing device. With a corresponding toughness of the concrete component, the separated concrete layer remains integral and thus impedes further processing.
  • the concrete layer is severed by means of the secondary cutting edge, so that in particular successive concrete layer sections are formed and removed by the rotational movement of the smoothing device.
  • the secondary cutting edge thus enables a uniform process that has fewer random error influences.
  • the secondary cutting edge has a greater spacing from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation than the primary cutting edge. This ensures that the concrete layer is severed with a high degree of process reliability after separation by the secondary cutter.
  • a main direction of extent of the secondary cutting edge is preferably aligned orthogonally to the axis of rotation and/or orthogonally to the main direction of extent of the primary cutting edge.
  • a preferred further development of the smoothing device comprises a wing-shaped cutting body, which is arranged on a side of the smoothing body facing away from the smoothing surface and has the secondary cutting edge.
  • the wing-shaped cutting body can form the secondary cutting edge.
  • a cutting body with two or more blades advantageously forms the secondary cutting edge along a circumference of the smoothing device, so that the concrete layer that has been cut off is severed at regular time intervals.
  • the smoothing body is ring-shaped and the cutting body is wing-shaped.
  • Another preferred embodiment of the smoothing device is characterized in that the smoothing body has the smoothing surface, the primary cutting edge and the secondary cutting edge.
  • a smoothing body designed in this way enables a simple construction of the smoothing device.
  • the smoothing body is designed in the shape of a wing.
  • the primary cutting edge preferably has a wing-shaped contour, since this is in particular along an outer circumference of the wing-shaped Smoothing body is arranged.
  • the smoothing body is formed in one piece.
  • the smoothing body is designed in such a way that the smoothing surface can be replaced.
  • the smoothing body can have an exchangeable smoothing unit comprising the smoothing surface and/or the primary cutting edge or cutting edges.
  • the wing-shaped smoothing body has four wing elements, each with a primary cutting edge, two first wing elements extend in a first wing direction and two second wing elements extend in a second wing direction orthogonal to the first wing direction.
  • the secondary cutting edges of the first wing elements are arranged along a first cutting line and/or the secondary cutting edges of the second wing elements are arranged along a second cutting line.
  • a homogeneous process can be set up with secondary cutting edges arranged in this way.
  • first cutting line and the second cutting line are aligned orthogonally to one another and/or orthogonally to the axis of rotation.
  • This arrangement leads to a smooth process during operation of the smoothing device.
  • the smoothing device has a receiving pin arranged coaxially to the axis of rotation.
  • the locating pin can be used, for example, for coupling to a handling unit, for example a robot.
  • the receiving pin preferably has a fluid guide for supplying a lubricant. This feed is preferably fluidically coupled to the lubricant feed.
  • a further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a free surface which is arranged on the parting side, in particular of the smoothing device, the free surface preferably being formed by the smoothing body and/or by the cutting body. It is preferred that the secondary cutting edge is arranged adjacent to the free surface in such a way that material located on the free surface reaches the secondary cutting edge as a result of a rotation and a movement of the smoothing device in a feed direction.
  • the concrete layer can advantageously be fed to the secondary cutting edge through the open area, so that it can advantageously be severed by the secondary cutting edge.
  • a smoothing system for smoothing a concrete component comprising a smoothing device according to one of the embodiment variants described above and a handling device, in particular a robot, for example an articulated-arm robot, for the rotary and/or translatory movement of the smoothing device, wherein the smoothing device is mechanically coupled to the handling device.
  • the handling device is preferably set up to drive and/or move the smoothing device in rotation about the axis of rotation.
  • the handling device preferably comprises a drive, in particular a driven spindle, for driving the smoothing device in rotation. Furthermore, the handling device is preferably set up to guide lubricant to the smoothing device.
  • the smoothing system has two or more smoothing devices to meet different processing requirements.
  • the handling device preferably has a frequency-controlled spindle in order to be able to adapt the speed to a specific machining task. For example, high speeds are set for high material removal rates and low speeds for high surface qualities.
  • the spindle preferably has a rotary passage through which the lubricant can be guided to the smoothing device via internal fluid channels.
  • the handling device has a force torque sensor system with which the smoothing device can be guided under force.
  • the object mentioned at the beginning is achieved by a method for smoothing a concrete component, in particular a non-hardened concrete component, in particular a generatively produced concrete component, preferably a concrete component produced using a shotcrete method, comprising the steps: Separating a concrete layer from the concrete component, in particular with a smoothing device according to one of the embodiment variants described above, and parallel smoothing of a cut surface formed by the cutting on the concrete component, in particular with a smoothing device according to one of the embodiment variants described above.
  • this includes the step of dividing, in particular cutting, the separated concrete layer with a secondary cutter.
  • the method includes the step: loosening and/or pressing in rock grains protruding from the cut surface,
  • the cutting off and/or smoothing is initially carried out starting from a first edge of the concrete component with a first feed direction, with this cutting off and/or smoothing being interrupted in front of a second edge of the concrete component arranged opposite the first edge, and then from starting from the second edge, the separation and smoothing is continued with a second feed movement directed opposite to the first feed direction. It is preferred that the surface produced in this way is then smoothed again.
  • the concrete component has edges, lateral, vertically aligned surfaces and an upper, horizontal surface, comprising the steps: angled cutting off and smoothing of the edges of the concrete component, cutting off and smoothing of the lateral surfaces, cutting off and Smooth the top surface and smooth the edges, doing the steps in this order.
  • a further preferred embodiment of the method comprises the step: delivery and first subsequent smoothing as well as subsequent second subsequent smoothing essentially without delivery.
  • the delivery relates in particular to the delivery of a smoothing device to the concrete structures.
  • the edges are cut at an angle to the surfaces forming the edges.
  • a further preferred development of the method is characterized in that the edges are first cut, then the concrete layer is cut off on vertically oriented, lateral surfaces and the cut surface is smoothed, then the concrete layer is cut off on a horizontally oriented, upper surface and the cut surface is smoothed and then the edges are smoothed.
  • the cut surface or the cut surfaces is or are structured after the smoothing.
  • a structured cut surface can have a broomstick geometry or a wood structure geometry, for example.
  • a further preferred embodiment of the method is characterized in that the smoothing takes place in a torque-controlled manner. Furthermore, before and/or during smoothing, lubricant can be applied to the cut surface. In addition, it is preferable that the smoothing is done with a smoothing device. In particular, a smoothing device according to one of the embodiment variants described above is carried out, with a speed of the smoothing device being varied.
  • FIG. 1 a schematic, three-dimensional view of an exemplary embodiment of a smoothing device
  • FIG. 2 a schematic, three-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 a schematic, three-dimensional view of a further exemplary embodiment of a smoothing device;
  • FIG. 5 a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 4;
  • FIG. 7 a schematic two-dimensional view of an exemplary embodiment of a smoothing system.
  • Figure 8 a schematic method.
  • the smoothing device 100 shown in FIGS. 1-3 has an axis of rotation 102 about which the smoothing device 100 is designed to be essentially rotationally symmetrical.
  • the smoothing device 100 also has an annular smoothing body 108, on the outer circumference of which a primary cutting edge 104 is formed.
  • the smoothing body 108 forms the smoothing surface 106 which, during operation of the smoothing device 100, makes planar contact with a cut surface 4.
  • the cutting body 110 is wing-shaped. By arranging the cutting body 110 designed in this way on the smoothing body 108, the disposal sections 114-120 are formed.
  • the smoothing body 108 forms free surfaces 124 between the wings of the cutting body 110 . From the open spaces 124 is the separated layer of concrete out to the secondary cutters 122 and separated there. Furthermore, the smoothing device 100 has a receiving pin 128 for coupling to a handling device.
  • FIG. 3 also shows smoothing device 100 in operation.
  • the smoothing device 100 is guided through a concrete component 1 in the feed direction V in such a way that a concrete layer 2 is separated, so that a cut surface 4 is formed on the concrete component.
  • the cut surface 4 that has not yet been produced is shown in dashed lines.
  • the concrete layer 2 is severed with the primary cutting edge 104 .
  • the primary cutting edge 104 is formed by an end face section of the end face 128 of the smoothing body 108 .
  • the separated concrete layer 2 is located immediately after separation on the separation side 130 of the smoothing device 100. There the concrete layer 2 is guided to the secondary cutters 122 and continuously separated by them, so that the concrete layer 2 is separated into individual pieces and can therefore be removed.
  • FIG. 1 The smoothing device 100 is guided through a concrete component 1 in the feed direction V in such a way that a concrete layer 2 is separated, so that a cut surface 4 is formed on the concrete component.
  • the cut surface 4 that has not yet been produced is shown
  • the smoothing device 200 has an axis of rotation 202 in an analogous manner.
  • the smoothing body 208 of the smoothing device 200 has a smoothing surface 206 .
  • the smoothing body 208 also forms a total of four primary cutting edges 204, 204', 204'', 204'''.
  • the primary cutting edges 204, 204', 204", 204''" are arranged on the two first wing elements 230, 232 and the two second wing elements 234, 238.
  • the wing elements 230-236 have a total of four secondary cutting edges 222, 222', 222', 222''.
  • the open spaces 224, 224', 224", 224"' are provided on the wing elements 230 - 236.
  • the smoothing body 208 and the cutting body 210 are formed integrally.
  • a lubricant inlet 212 is arranged on the locating pin 228 .
  • the disposal sections 214 - 220 are formed by the geometry of the smoothing device 200 .
  • the end face 228 of the smoothing device 200 shown in FIG. A surface orthogonal of the end face 228 encloses an angle of ⁇ 90° starting from the smoothing surface 208 with the axis of rotation 202 .
  • Figure 7 shows a smoothing system 238, which comprises a smoothing device 200 and a handling device 240, wherein the smoothing device 200 is mechanically coupled to the handling device 240, in particular in such a way that the smoothing device 200 is driven in rotation about the axis of rotation 202 by the handling device 240.
  • a schematic method is shown in FIG.
  • step 300 a concrete layer 2 is severed from the concrete structure 1 with a primary cutter 104, 204, 204', 204", 204"'.
  • Step 302 takes place essentially at the same time as step 300, in which, at the same time, a cut surface 4 formed by the separation on the concrete component 1 is smoothed with a smoothing surface 108, 208 at the same time, in step 304 the separated concrete layer 2 is 222, 222', 222', 222'', in particular cut.
  • rock grains protruding from the cut surface 4 are also loosened or pressed in.
  • this can be produced with a high surface quality, since a surprisingly good surface can be produced with the smoothing device 100, 102 through the combination of layer removal and smoothing.
  • Secondary cutting edge 122, 222, 222', 222', 222'' enables a homogeneous process for producing high surface qualities.

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Abstract

The invention relates to a smoothing device (100, 200) for smoothing a concrete part (1), comprising a primary cutter (104, 204, 204', 204", 204''') for cutting a concrete layer off the concrete part, an axis of rotation (102, 202), and a smoothing surface (106, 206), oriented perpendicularly to the axis of rotation (102, 202), for coming into contact with the entire cut surface of the concrete part (1) formed by the cutting operation.

Description

Glättvorrichtung und Verfahren zum Glätten eines Betonbauteils Smoothing device and method for smoothing a concrete component
Die Erfindung betrifft eine Glättvorrichtung und ein Verfahren zum Glätten eines nicht ausgehärteten Betonbauteils sowie ein Glättsystem. The invention relates to a smoothing device and a method for smoothing a non-hardened concrete component and a smoothing system.
Glättvorrichtungen und entsprechende Verfahren sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere generativ hergestellte Betonbauteile weisen aufgrund des lagenbasierten Aufbaus im Wesentlichen keine glatte oder ebene Oberfläche auf. Insbesondere bei dem Einsatz von generativen Verfahren mit großer Strukturbreite, wie beispielsweise dem Spritzbetonverfahren, besteht das Problem, dass die gewünschte Bauteilkontur lediglich angenähert wird. Dies wird insbesondere dadurch bedingt, dass entweder zu wenig oder zu viel Material an einzelnen Abschnitten des Betonbauteils vorliegt. Smoothing devices and corresponding methods are known in principle. In particular, generatively manufactured concrete components essentially do not have a smooth or even surface due to the layer-based structure. In particular when using generative methods with a large structure width, such as the shotcrete method, there is the problem that the desired component contour is only approximated. This is due in particular to the fact that there is either too little or too much material in individual sections of the concrete component.
Die Herstellung von Betonbauteilen mit dem Spritzbetonverfahren zeichnet sich darüber hinaus durch einen Eintrag von Luftdruck und durch Rückpralleffekte aus, sodass die Oberfläche des derart hergestellten Betonbauteils eine geringe Form und Maßgenauigkeit aufweist und in der Regel ein unästhetisches Oberflächenbild darbietet. Um entsprechend hochwertige Betonbauteile herzustellen, werden derart hergestellte Betonbauteile geglättet. Bei dem Glätten von Beton können die Grobzuschläge bei dem Kontakt mit einer Glättvorrichtung ausbrechen und die Erzeugung einer gleichmäßig geglätteten Oberfläche erschweren oder verhindern. Bei dem Glätten von dreidimensionalen Bauteilen ist ferner zu berücksichtigen, dass scharfkantige Strukturen lediglich mit einem hohen Aufwand erzeugbar und diese üblicherweise manuell nachzuarbeiten sind. Insbesondere bei dem automatisierten Glätten brechen scharfkantige Strukturen häufig heraus oder Restmaterial verbleibt an der Kante beziehungsweise wird dort verschmiert. Eine Möglichkeit zur Glättung von Betonbauteilen besteht in der Anwendung von manuell geführten Glättvorrichtungen, wie beispielsweise einer Glättkelle, einem Betonflügelglätter oder einem Aufsitzglättgerät. Mit diesen Glättvorrichtungen ist die erreichbare Oberflächengüte des geglätteten Betonbauteils abhängig vom Geschick des Bedieners. Ferner ist die Anwendung dieser Glättvorrichtungen im Wesentlichen auf plane Flächen beschränkt. The production of concrete components using the shotcrete method is also characterized by the introduction of air pressure and rebound effects, so that the surface of the concrete component produced in this way has a poor shape and dimensional accuracy and usually presents an unaesthetic surface appearance. In order to produce correspondingly high-quality concrete components, concrete components produced in this way are smoothed. When smoothing concrete, the coarse aggregates can break out when they come into contact with a smoothing device and make it difficult or impossible to produce an evenly smoothed surface. When smoothing three-dimensional components, it must also be taken into account that sharp-edged structures can only be produced with great effort and that they usually have to be reworked manually. Especially with automated smoothing, sharp-edged structures often break out or residual material remains at the edge or is smeared there. One way of smoothing concrete components is to use manually operated smoothing devices, such as a smoothing trowel, a concrete power float or a ride-on smoothing device. With these smoothing devices, the achievable surface quality of the smoothed concrete component depends on the skill of the operator. Furthermore, the application of these smoothing devices is essentially limited to flat surfaces.
Die Anwendung von Fräsverfahren ist in der Regel auf die Bearbeitung von ausgehärteten Betonbauteilen beschränkt und führt zum Ausbrechen von Gesteinskörnern, sodass die zu erzeugende Oberflächengüte eingeschränkt ist. Betonreibscheiben sind zur Glättung von planen Oberflächen ausgebildet, wobei keine oder lediglich bedingte Beeinflussung von Bauteilabmessungen möglich ist. Darüber hinaus ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit eingeschränkt, da hohe Drehzahlen zu einem hohen Temperatureintrag führen, der in einer unerwünschten Verfärbung der Betonoberfläche resultieren kann. Ferner können Betonflügelglätter zum Glätten eingesetzt werden. Die mit einem Betonflügelglätter erzeugte Oberflächengüte erfüllt keine hohen Anforderungen. Ferner können Bauteilabmessungen nicht oder lediglich eingeschränkt beeinflusst werden, da mit dem Betonflügelglätter nur eingeschränkt Material abtragbar ist. The use of milling methods is usually limited to the processing of hardened concrete components and leads to the breaking out of rock grains, so that the surface quality that can be produced is limited. Concrete friction discs are designed to smooth flat surfaces, with no or only limited influence on component dimensions. In addition, the processing speed is limited, as high speeds lead to a high temperature input, which can result in an undesirable discoloration of the concrete surface. Concrete power trowels can also be used for smoothing. The surface quality produced with a concrete trowel does not meet high requirements. Furthermore, component dimensions cannot be influenced or can only be influenced to a limited extent, since the concrete trowel can only remove material to a limited extent.
Es hat sich gezeigt, dass die üblichen, bei der Herstellung von Betonbauteilen eingesetzten Glättvorrichtungen nicht oder lediglich eingeschränkt zur Bearbeitung von generativ hergestellten Betonbauteilen geeignet sind. Insbesondere durch das Ausbrechen von Gesteinskörnern und von Kanten sowie den geringen Materialabtrag sind diese nicht oder lediglich bedingt geeignet. Es ist eine Anforderung der Industrie, Betonbauteile automatisiert zu fertigen. Insbesondere die zunehmende Individualisierung von Betonbauteilen erfordert den Einsatz von flexiblen Verfahren. Ferner ist es eine Anforderung, dass Betonbauteile ohne manuellen Nachbearbeitungsaufwand, automatisiert hergestellt werden. It has been shown that the usual smoothing devices used in the manufacture of concrete components are not suitable, or only suitable to a limited extent, for the processing of additively manufactured concrete components. In particular due to the breaking out of rock grains and edges as well as the low material removal, these are not suitable or only suitable to a limited extent. It is a requirement of the industry to manufacture concrete components automatically. In particular, the increasing customization of concrete components requires the use of flexible processes. It is also a requirement that concrete components are produced automatically without manual post-processing.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Glättvorrichtung und ein Verfahren zum Glätten eines Betonbauteils sowie ein Glättsystem bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine automatisierte Herstellung von Betonbauteilen ermöglicht. It is therefore an object of the invention to provide a smoothing device and a method for smoothing a concrete component and a smoothing system which reduce or eliminate one or more of the disadvantages mentioned. In particular, it is an object of the invention to provide a solution that enables automated production of concrete components.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Glättvorrichtung und einem Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. This object is achieved with a smoothing device and a method according to the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of these aspects are specified in the respective dependent patent claims. The features listed individually in the patent claims and the description can be combined with one another in any technologically meaningful way, with further embodiment variants of the invention being shown.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Glättvorrichtung zum Glätten eines Betonbauteils, insbesondere eines nicht ausgehärteten Betonbauteils, insbesondere eines generativ hergesteliten Betonbauteils, vorzugsweise eines mit einem Spritzbetonverfahren hergestellten Betonbauteils, umfassend eine Primärschneide zum Abtrennen einer Betonschicht von dem Betonbauten, eine Rotationsachse und eine zu der Rotationsachse orthogonal ausgerichtete Glättfläche zum flächigen Kontaktieren einer durch das Abtrennen ausgebildeten Schnittfläche des Betonbauteils. According to a first aspect, the object is achieved by a smoothing device for smoothing a concrete component, in particular a non-hardened concrete component, in particular a generatively produced concrete component, preferably a concrete component produced using a shotcrete method, comprising a primary cutting edge for separating a concrete layer from the concrete structure, an axis of rotation and a smoothing surface aligned orthogonally to the axis of rotation for areal contact with a cut surface of the concrete component formed by the cutting.
Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass mit den bekannten scheibenförmigen Glätteiementen ausschließlich flächige Bauteiloberflächen geglättet werden können und somit keine effektive Glättung eines dreidimensional ausgebildeten Betonbauteils möglich ist. Durch die grobe, oberflächennahe Betonbauteilstruktur ist eine Glättung mittels Rotation und den bekannten Normaikräften nicht zielführend. Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch ein Abtrennen einer Betonschicht von dem Betonbauten mit der Primärschneide und eine im Wesentlichen zeitgleiche Glättung der Schnittfläche mit der Glättfläche eine vorteilhafte Glättung ermöglicht wird. Die dadurch entstehende Oberfläche wird im Wesentlichen nicht von der groben Betonbauteilstruktur, die durch das generative Verfahren bedingt ist, beeinflusst. Ferner ist die Qualität der Oberfläche unabhängig von der Größe der eingesetzten Gesteinskörner, da diese durch die Primärschneide entweder in den Beton hineingedrückt oder aus dem Beton herausgetrennt werden. The invention is based, inter alia, on the finding that with the known disk-shaped smoothing elements only flat component surfaces can be smoothed and therefore no effective smoothing of a three-dimensional concrete component is possible. Due to the coarse structure of the concrete component close to the surface, smoothing by means of rotation and the known normal forces is not expedient. The inventors have found that by separating a layer of concrete from the concrete structures with the Primary cutting edge and a substantially simultaneous smoothing of the cut surface with the smoothing surface an advantageous smoothing is made possible. The resulting surface is essentially unaffected by the rough concrete component structure, which is caused by the generative process. Furthermore, the quality of the surface is independent of the size of the aggregates used, since these are either pressed into the concrete or separated out of the concrete by the primary cutting edge.
Die Glättvorrichtung weist die Primärschneide zum Abtrennen der Betonschicht von dem Betonbauten auf. Die Primärschneide ist angeordnet und ausgebildet, um Beton, insbesondere nicht ausgehärteten Beton, zu durchtrennen. Unter einem nicht ausgehärteten Beton wird insbesondere ein Beton verstanden, bei dem die Hydratationsreaktionen des Bindemittels nicht vollständig abgeschlossen sind. Ein solcher Beton kann beispielsweise ein zähes Materialverhalten aufweisen. Ferner kann unter einem nicht ausgehärteten Beton verstanden werden, dass dieser lediglich eine Grünstandfestigkeit aufweist, in einem solchen Zustand wird der Beton auch als grüner Beton bezeichnet. The smoothing device has the primary cutting edge for separating the concrete layer from the concrete structure. The primary cutting edge is arranged and designed to cut through concrete, in particular non-hardened concrete. A non-hardened concrete is understood to mean, in particular, a concrete in which the hydration reactions of the binding agent have not been fully completed. Such a concrete can exhibit a tough material behavior, for example. Furthermore, non-hardened concrete can be understood to mean that it only has a green strength; in such a state, the concrete is also referred to as green concrete.
Die Primärschneide kann scharf oder stumpf ausgebildet sein. Ein Primärschneidenwinkel der Primärschneide kann beispielsweise zwischen 20° und 180° betragen. Die Primärschneide ist vorzugsweise entlang eines Umfangs der Glättvorrichtung angeordnet. Die Primärschneide kann beispielsweise orthogonal zur Rotationsachse eine kreisförmige Kontur aufweisen. The primary cutting edge can be sharp or blunt. A primary cutting edge angle of the primary cutting edge can be between 20° and 180°, for example. The primary cutting edge is preferably arranged along a circumference of the smoothing device. The primary cutting edge can, for example, have a circular contour orthogonal to the axis of rotation.
Die Glättvorrichtung weist darüber hinaus die Rotationsachse auf. Die Glättvorrichtung ist vorzugsweise um die Rotationsachse rotierbar ausgebildet. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Glättvorrichtung im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Rotationsachse ausgebildet ist. Die Primärschneide weist vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung auf, die im Wesentlichen orthogonai zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Die Haupterstreckungsrichtung der Primärschneide kann auch kurvenförmig, beispieiweise kreisförmig ausgebildet sein. Die Glättvorrichtung erstreckt sich in Richtung der Rotationsachse vorzugsweise von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende. Das distale Ende ist im Betrieb der Glättvorrichtung insbesondere das Ende, das dem zu bearbeitenden Betonbauten zugewandt ist. Das proximale Ende ist vorzugsweise das im Betrieb einer Handhabungsvorrichtung zugewandte Ende der Glättvorrichtung. The smoothing device also has the axis of rotation. The smoothing device is preferably designed to be rotatable about the axis of rotation. In addition, it is preferred that the smoothing device is designed to be essentially rotationally symmetrical about the axis of rotation. The primary cutting edge preferably has a main extension direction which is aligned essentially orthogonally to the axis of rotation. The main extension direction of the primary cutting edge can also be curved, for example circular. The straightening device preferably extends in the direction of the axis of rotation from a proximal end to a distal end. During operation of the smoothing device, the distal end is, in particular, the end that is next to the end to be processed facing concrete buildings. The proximal end is preferably the end of the smoothing device that faces a handling device during operation.
Die Glättvorrichtung weist darüber hinaus die Glättfläche auf. Die Glättfiäche ist vorzugsweise am distalen Ende der Glättvorrichtung angeordnet. Die Glättfläche ist orthogonal zu der Rotationsachse ausgerichtet. Dies bedeutet insbesondere, dass eine Glättflächenorthogonaie der Glättfiäche und die Rotationsachse einen Kippwinkel einschließen, der kleiner 30°, kleiner 20', kleiner 10°, kleiner 5°, kleiner 2°, kleiner 0,5° und insbesondere 0° beträgt. The smoothing device also has the smoothing surface. The smoothing surface is preferably arranged at the distal end of the smoothing device. The smoothing surface is oriented orthogonally to the axis of rotation. This means in particular that a smoothing surface orthogonal to the smoothing surface and the axis of rotation enclose a tilt angle that is less than 30°, less than 20 ° , less than 10°, less than 5°, less than 2°, less than 0.5° and in particular 0°.
Die Glättfläche ist zum flächigen Kontaktieren der durch das Abtrennen ausgebildeten Schnittfläche des Betonbauteils ausgebildet. Wenn die Glättvorrichtung in das Betonbauten einfährt und eine Betonschicht mit der Primärschneide abgetrennt wird, entsteht eine Schnittfläche an der Seite des Betonbauteils, an der die Betonschicht abgetrennt ist. Durch die Glättfläche wird diese Schnittfläche flächig kontaktiert, sodass diese geglättet wird. In einer bevorzugten .Ausführungsvariante der Glättvorrichtung ist vorgesehen, dass die Glättfiäche und die Primärschneide derart angeordnet und ausgebildet sind, dass in einer Vorschubrichtung zunächst die Primärschneide die Betonschicht abtrennt und anschließend die Glättfläche die Schnittfläche kontaktiert. Die Vorschubrichtung ist insbesondere die Richtung, mit der die Glättvorrichtung entlang einer Bearbeitungsbahn bewegt wird, beispielsweise mit einer geraden Bewegung. Durch eine derartige Anordnung der Primärschneide und der Glättfläche wird in vorteilhafter Weise die Erzeugung einer Oberfläche eines Betonbauteiis mit einer hohen Oberflächengüte ermöglicht, insbesondere durch das zeitnahe Schneiden und Glätten werden vorteilhafte Eigenschaften der Oberfläche erreicht. The smoothing surface is designed for areal contact with the cut surface of the concrete component formed by the cutting. When the smoothing device enters the concrete structure and a layer of concrete is severed with the primary blade, a cut surface is created on the side of the concrete component where the concrete layer is severed. This cut surface is contacted areally by the smoothing surface, so that it is smoothed. In a preferred embodiment of the smoothing device, it is provided that the smoothing surface and the primary cutting edge are arranged and designed such that in a feed direction the primary cutting edge first separates the concrete layer and then the smoothing surface contacts the cut surface. The feed direction is in particular the direction in which the smoothing device is moved along a processing path, for example with a straight movement. Such an arrangement of the primary cutting edge and the smoothing surface advantageously makes it possible to produce a surface of a concrete component with a high surface quality; advantageous properties of the surface are achieved in particular through the timely cutting and smoothing.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Glättvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Glättfiäche und die Primärschneide an einem Glättkörper angeordnet sind, wobei vorzugsweise der Glättkörper kreisringförmig und/oder flügelförmig ausgebildet ist. Bei einem kreisringförmigen Glättkörper ist es bevorzugt, dass die Primärschneide an einem äußeren Umfang des kreisringförmigen Glättkörpers angeordnet ist. Ferner ist es bei einem kreisringförmigen Glättkörper bevorzugt, dass die Glättfläche an einer flächigen Seite des Glättkörpers, insbesondere einer Unterseite, angeordnet ist. Bei einem flügelförmigen Glättkörper ist es bevorzugt, dass die Primärschneide entlang eines äußeren Umfangs des flügeiförmigen Glättkörpers angeordnet ist. Die Glättfläche ist vorzugsweise an einer Seite, insbesondere einer Unterseite, des Glättkörpers angeordnet. Der fiügelförmige Glättkörper ist vorzugsweise zwei-, drei-, vier- oder mehrflügelig ausgebildet. Kreisringförmige und fiügelförmige Glättkörper haben gegenüber geschlossenen Glättscheiben den Vorteil, dass weniger Reibungsenergie In das Betonbauteil elngebracbt wird und somit eine bessere Oberflächengüte erzeugbar ist. Another preferred embodiment of the smoothing device is characterized in that the smoothing surface and the primary cutting edge are arranged on a smoothing body, with the smoothing body preferably being designed in the shape of a circular ring and/or wing. In the case of a circular ring-shaped smoothing body, it is preferred that the primary cutting edge is arranged on an outer circumference of the circular ring-shaped smoothing body. Furthermore, in the case of an annular smoothing body, it is preferred that the smoothing surface is arranged on a flat side of the smoothing body, in particular an underside. In the case of a wing-shaped screed, it is preferred that the primary cutting edge is arranged along an outer periphery of the wing-shaped screed. The smoothing surface is preferably arranged on one side, in particular an underside, of the smoothing body. The wing-shaped smoothing body is preferably designed with two, three, four or more wings. Circular and wing-shaped smoothing bodies have the advantage over closed smoothing disks that less frictional energy is transferred to the concrete component and a better surface quality can therefore be produced.
Eine bevorzugte Fortbildung der Glättvorrichtung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Primärschneide an einer Stirnseite der Glättvorrichtung, insbesondere des Glättkörpers, ausgebildet ist und vorzugsweise durch eine Neigung der Stirnseite und/oder eines Stirnseitenabschnitts der Stirnseite zur Rotationsachse ausgebiidet ist. Eine Ausbildung der Primärscbneide an der Stirnseite bedeutet auch, dass die Primärschneide durch die Stirnseite als solche ausgebildet Ist.A preferred development of the smoothing device is further characterized in that the primary cutting edge is formed on a face of the smoothing device, in particular the smoothing body, and is preferably formed by an inclination of the face and/or a face section of the face to the axis of rotation. Forming the primary cutting edge on the front side also means that the primary cutting edge is formed as such by the front side.
Die Stirnseite kann unterschiedliche, vorteilhafte Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise kann die Stirnseite eine Oberfiächenorthogonale aufweisen, die im Wesentlichen orthogonal zur Rotationsachse ausgerichtet ist. Darüber hinaus kann die Stirnseite geneigt zu der Rotationsachse ausgebildet sein. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, dass die Oberfiächenorthogonale der Stirnseite und die Rotationsachse von der Glättfläche aus betrachtet einen Winkel von < 90° einschließen, sodass Gesteinskörnerbei dem Bewegen der Glättvorrichtung in das Betonbauteil hineingedrückt werden. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass der im Vorherigen genannte Winkel > 90° beträgt, sodass Gesteinskörner insbesondere aus der Schnittfläche herausgelöst werden. The end face can have different, advantageous configurations. For example, the end face can have a surface orthogonal, which is aligned essentially orthogonally to the axis of rotation. In addition, the end face can be designed to be inclined relative to the axis of rotation. For example, it may be preferred that the surface orthogonal of the end face and the axis of rotation include an angle of <90° viewed from the smoothing surface, so that rock grains are pressed into the concrete component when the smoothing device is moved. In addition, it can be preferred that the aforementioned angle is >90°, so that rock grains are detached in particular from the cut surface.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Primärschneide in Richtung der Rotationsachse von der Glättfläche beabstandet ist. In Richtung der Rotationsachse von der Glättfläche beabstandet, bedeutet insbesondere, dass die Primärschneide von dem distalen Ende der Glättvorrichtung eine größere Beabstandung aufweist als die Glättfläche von dem distalen Ende, wobei die Glättfläche das distale Ende vorzugsweise ausbildet. Durch eine derartige Anordnung der Glättfläche und der Primärschneide wird das Kontaktieren von Gesteinskörnern in vorteilhafter Weise beeinflusst. In addition, it is preferred that the primary cutting edge is spaced apart from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation. Spaced apart from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation means in particular that the primary cutting edge is at a greater distance from the distal end of the smoothing device than the smoothing surface is from the distal end, with the smoothing surface preferably forming the distal end. By such The arrangement of the smoothing surface and the primary cutting edge influences the contacting of aggregates in an advantageous manner.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Glättvorrichtung umfasst einen Entsorgungsabschnitt, der vorzugsweise als eine Spannut ausgebildet ist, der zumindest abschnittsweise zwischen der Primärschneide und der Rotationsachse angeordnet ist. Eine Glättvorrichtung mit Entsorgungsabschnitten hat den Vorteil, dass die abgetrennte Betonschicht in vorteilhafterweise vom Betonbauteil beispielsweise mittels Sekundärschneiden entfernt werden kann. A further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a disposal section, which is preferably designed as a chip flute, which is arranged at least in sections between the primary cutting edge and the axis of rotation. A smoothing device with disposal sections has the advantage that the separated concrete layer can advantageously be removed from the concrete component, for example by means of secondary cutting.
Eine weitere bevorzugte .Ausführungsvariante der Glättvorrichtung umfasst mindestens einen Schmiermittelzulauf zur Führung eines Schmiermittels zur Glättfläche. Das Schmiermittel kann beispielsweise Wasser oder Beton- nachbehandllngsmittel sein. Durch den Schmiermittelzulauf kann Schmiermittel zur Glättfläche gelangen, sodass die Qberfiächenquaiität durch die Zuführung von Schmiermittel weiter verbesserbar ist. Die Zuführung des Schmiermittels kann mit oder ohne Druckluft erfolgen. Der Einsatz von Druckluft ermöglicht eine Zerstäubung des Schmiermittels und somit auch den Einsatz von geringen Mengen, die gezielt auftragbar sind. A further preferred embodiment of the smoothing device comprises at least one lubricant inlet for guiding a lubricant to the smoothing surface. The lubricant can be, for example, water or a concrete curing agent. Lubricant can reach the smoothing surface through the lubricant feed, so that the surface quality can be further improved by the supply of lubricant. The lubricant can be supplied with or without compressed air. The use of compressed air enables the lubricant to be atomized and thus allows the use of small quantities that can be applied in a targeted manner.
Das Schmiermittel verbessert die Oberflächengüte insbesondere dadurch, dass eine Schmierschicht aus Zementleim und Schmiermittel entsteht, welche zum einen zu einer glatteren Oberfläche führt und zum anderen eine Verbesserung bei dem Schließen von Fehlstellen beziehungsweise Löchern bewirkt. Zudem verhindert das Schmiermittel, dass zu viel Reibungswärme entsteht und sieb die Oberfläche des Betonbauteils verfärbt. Dies ermöglicht zudem höhere Drehzahlen und Vorschübe und somit eine Verbesserung der Produktivität, da die Zeit zur Herstellung eines Betonbauteils reduziert wird. The lubricant improves the surface quality in particular in that a lubricating layer of cement paste and lubricant is formed, which on the one hand leads to a smoother surface and on the other hand improves the closing of defects or holes. In addition, the lubricant prevents too much frictional heat from developing and discolouring the surface of the concrete component. This also allows for higher speeds and feeds, thereby improving productivity by reducing the time it takes to produce a concrete member.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Glättvorrichtung umfasst eine Sekundärschneide zur Durchtrennung der von dem Betonbauteil abgetrennten Betonschicht auf einer der Glättfläche abgewandten Trennseite, insbesondere der Glättvorrichtung. Die Betonschicht wird mittels der Primärschneide abgetrennt. Die Betonschicht liegt nach dem Abtrennen auf der Glättvorrichtung auf. Bel einer entsprechenden Zähigkeit des Betonbauteils verbleibt die abgetrennte Betonschicht integral und behindert somit die weitere Bearbeitung. Mittels der Sekundärschneide wird die Betonschicht durchtrennt, sodass insbesondere sukzessive Betonschichtabschnitte gebildet und durch die rotatorische Bewegung der Glättvorrichtung entsorgt werden. Durch die Sekundärschneide wird somit ein gleichmäßiger Prozess ermöglicht, der weniger zufällige Fehlereinflüsse aufweist.A further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a secondary cutting edge for cutting through the concrete layer separated from the concrete component on a parting side facing away from the smoothing surface, in particular of the smoothing device. The concrete layer is separated using the primary cutter. After cutting, the concrete layer rests on the smoothing device. With a corresponding toughness of the concrete component, the separated concrete layer remains integral and thus impedes further processing. The concrete layer is severed by means of the secondary cutting edge, so that in particular successive concrete layer sections are formed and removed by the rotational movement of the smoothing device. The secondary cutting edge thus enables a uniform process that has fewer random error influences.
Es ist bevorzugt, dass die Sekundärschneide in Richtung der Rotationsachse eine größere Beabstandung von der Glättfläche als die Primärschneide aufweist. Somit ist sichergestelit, dass die Betonschicht mit einer hohen Prozesssicherheit nach der Abtrennung durch die Sekundärschneide durchtrennt wird. Eine Haupterstreckungsrichtung der Sekundärschneide ist vorzugsweise orthogonal zu der Rotationsachse und/oder orthogonal zu der Haupterstreckungsrichtung der Primärschneide ausgerichtet. It is preferred that the secondary cutting edge has a greater spacing from the smoothing surface in the direction of the axis of rotation than the primary cutting edge. This ensures that the concrete layer is severed with a high degree of process reliability after separation by the secondary cutter. A main direction of extent of the secondary cutting edge is preferably aligned orthogonally to the axis of rotation and/or orthogonally to the main direction of extent of the primary cutting edge.
Eine bevorzugte Fortbildung der Glättvorrichtung umfasst einen flügelförmigen Schneidkörper, der auf einer der Glättfläche abgewandten Seite des Glättkörpers angeordnet ist und die Sekundärschneide aufweist. Der fiügelförmige Schneidkörper kann die Sekundärschneide ausbilden. Ein zwei- oder mehr flügeliger Schneidkörper bildet in vorteilhafter Weise die Sekundärschneide entlang eines Umfangs der Glättvorrichtung aus, sodass die abgetrennte Betonschicht in gleichmäßigen Zeitabständen durchtrennt wird. A preferred further development of the smoothing device comprises a wing-shaped cutting body, which is arranged on a side of the smoothing body facing away from the smoothing surface and has the secondary cutting edge. The wing-shaped cutting body can form the secondary cutting edge. A cutting body with two or more blades advantageously forms the secondary cutting edge along a circumference of the smoothing device, so that the concrete layer that has been cut off is severed at regular time intervals.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Glättkörper ringförmig und der Schneidkörper flügelförmig ausgebildet sind. Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Glättvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Glättkörper die Glättfläche, die Primärschneide und die Sekundärschneide aufweist. Durch einen derartig ausgebildeten Glättkörper wird ein einfacher Aufbau der Glättvorrichtung ermöglicht. Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Glättkörper flügelförmig ausgebildet ist. Bei einem derartigen Glättkörper weist die Primärschneide vorzugsweise eine fiügelförmige Kontur auf, da diese insbesondere entlang eines äußeren Umfangs des flügeiförmigen Glättkörpers angeordnet ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der Glättkörper einstückig ausgebildet ist. It is particularly preferred that the smoothing body is ring-shaped and the cutting body is wing-shaped. Another preferred embodiment of the smoothing device is characterized in that the smoothing body has the smoothing surface, the primary cutting edge and the secondary cutting edge. A smoothing body designed in this way enables a simple construction of the smoothing device. It is particularly preferred that the smoothing body is designed in the shape of a wing. In the case of such a smoothing body, the primary cutting edge preferably has a wing-shaped contour, since this is in particular along an outer circumference of the wing-shaped Smoothing body is arranged. In addition, it is preferred that the smoothing body is formed in one piece.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Glättvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Glättkörper derart ausgebiidet ist, dass die Glättfläche austauschbar ist. Beispielsweise kann der Glättkörper eine austauschbare Glätteinheit umfassend die Glättfläche und/oder die Primärschneide bzw. die Primärschneiden aufweisen. in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Glättvorrichtung ist vorgesehen, dass der fiügelförmige Glättkörper vier Fiügelelemente mit jeweils einer Primärschneide aufweist, sieb zwei erste Fiügelelemente in eine erste Flügelrichtung und zwei zweite Fiügelelemente in eine orthogonal zur ersten Flügelrlchtung ausgerichtete zweite Flügelrichtung erstrecken. Another preferred development of the smoothing device is characterized in that the smoothing body is designed in such a way that the smoothing surface can be replaced. For example, the smoothing body can have an exchangeable smoothing unit comprising the smoothing surface and/or the primary cutting edge or cutting edges. Another preferred embodiment of the smoothing device provides that the wing-shaped smoothing body has four wing elements, each with a primary cutting edge, two first wing elements extend in a first wing direction and two second wing elements extend in a second wing direction orthogonal to the first wing direction.
Eine derartig vierfiügelig ausgebiidete Glättvorrichtung hat überraschenderweise zu vorteilhaft ausgebildeten Betonbauteilen geführt, insbesondere konnte die Oberflächengüte weiter gesteigert werden. Surprisingly, such a four-winged smoothing device has led to advantageously designed concrete components, in particular the surface quality could be further increased.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Sekundärschneiden der ersten Fiügelelemente entlang einer ersten Schneidlinie angeordnet sind und/oder die Sekundärschneiden der zweiten Fiügelelemente entlang einer zweiten Schneidlinie angeordnet sind. Mit derartig angeordneten Sekundärschneiden kann ein homogener Prozess eingerichtet werden. It is also preferred that the secondary cutting edges of the first wing elements are arranged along a first cutting line and/or the secondary cutting edges of the second wing elements are arranged along a second cutting line. A homogeneous process can be set up with secondary cutting edges arranged in this way.
Es ist ferner bevorzugt, dass die erste Schneidlinie und die zweite Schneidlinie orthogonal zueinander und/oder jeweils orthogonal zu der Rotationsachse ausgerichtet sind. Diese Anordnung führt bei dem Betrieb der Glättvorrichtung zu einem gleichmäßigen Prozess. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Glättvorrichtung einen koaxial zur Rotationsachse angeordneten Aufnahmezapfen aufweist. Der Aufnahmezapfen kann beispielsweise zur Kopplung mit einer Handhabungseinheit, beispielsweise einem Roboter, genutzt werden. Der Aufnahmezapfen weist vorzugsweise eine Fluidführung zur Zuführung eines Schmiermittels auf. Diese Zuführung ist vorzugsweise mit dem Schmiermittelzulauf fluidisch gekoppelt. Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Glättvorrichtung umfasst eine Freifläche, die auf der Trennseite, insbesondere der Glättvorrichtung, angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Freifläche durch den Glättkörper und/oder durch den Schneidkörper ausgebildet ist. Es ist bevorzugt, dass die Sekundärschneide angrenzend an die Freifläche derart angeordnet ist, dass durch eine Rotation und eine Bewegung der Glättvorrichtung in eine Vorschubrichtung auf der Freifläche befindliches Material zu der Sekundärschneide gelangt. Durch die Freifläche ist in vorteilhafter Weise die Betonschicht der Sekundärschneide zuführbar, sodass diese durch die Sekundärschneide in vorteilhafter Weise zertrennbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Glättsystem zum Glätten eines Betonbauteils, umfassend eine Glättvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten und eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein Roboter, beispielsweise ein Knickarmroboter, zum rotatorischen und/oder translatorischen Bewegen der Glättvorrichtung, wobei die Glättvorrichtung mit der Handhabungsvorrichtung mechanisch gekoppelt Ist. It is also preferred that the first cutting line and the second cutting line are aligned orthogonally to one another and/or orthogonally to the axis of rotation. This arrangement leads to a smooth process during operation of the smoothing device. In addition, it is preferred that the smoothing device has a receiving pin arranged coaxially to the axis of rotation. The locating pin can be used, for example, for coupling to a handling unit, for example a robot. The receiving pin preferably has a fluid guide for supplying a lubricant. This feed is preferably fluidically coupled to the lubricant feed. A further preferred embodiment variant of the smoothing device comprises a free surface which is arranged on the parting side, in particular of the smoothing device, the free surface preferably being formed by the smoothing body and/or by the cutting body. It is preferred that the secondary cutting edge is arranged adjacent to the free surface in such a way that material located on the free surface reaches the secondary cutting edge as a result of a rotation and a movement of the smoothing device in a feed direction. The concrete layer can advantageously be fed to the secondary cutting edge through the open area, so that it can advantageously be severed by the secondary cutting edge. According to a further aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a smoothing system for smoothing a concrete component, comprising a smoothing device according to one of the embodiment variants described above and a handling device, in particular a robot, for example an articulated-arm robot, for the rotary and/or translatory movement of the smoothing device, wherein the smoothing device is mechanically coupled to the handling device.
Die Handhabungsvorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, um die Glättvorrichtung rotatorisch um die Rotationsachse anzutreiben und/oder zu bewegen. Die Handhabungsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Antrieb, insbesondere eine angetriebene Spindel, zum rotatorischen Antrieb der Glättvorrichtung. Ferner ist die Handhabungsvorrichtung vorzugsweise eingerichtet, um Schmiermittel zur Glättvorrichtung zu führen. The handling device is preferably set up to drive and/or move the smoothing device in rotation about the axis of rotation. The handling device preferably comprises a drive, in particular a driven spindle, for driving the smoothing device in rotation. Furthermore, the handling device is preferably set up to guide lubricant to the smoothing device.
Ferner ist es bevorzugt, dass das Glättsystem zwei oder mehr Glättvorrichtungen aufweist, um unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen. Die Handhabungsvorrichtung weist vorzugsweise eine frequenzgeregelte Spindel auf, um die Drehzahl an eine spezifische Bearbeitungsaufgabe anpassen zu können. Beispielsweise werden hohe Drehzahlen für hohe Materialabtragraten eingestellt und geringe Drehzahlen für hohe Oberflächenqualitäten. Die Spindel weist vorzugsweise eine Drehdurchführung auf, durch die das Schmiermittel über inneniiegende Fluidkanäie zu der Glättvorrichtung führbar ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Handhabungsvorrichtung eine Kraftmomentensensorik aufweist, mit der die Glättvorrichtung kraftgeregeit führbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Glätten eines Betonbauteils, insbesondere eines nicht ausgehärteten Betonbauteils, insbesondere eines generativ hergesteilten Betonbauteils, vorzugsweise eines mit einem Spritzbetonverfahren hergesteilten Betonbauteils, umfassend die Schritte: Abtrennen einer Betonschicht von dem Betonbauteil, insbesondere mit einer Glättvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, und zeitparalleles Glätten einer durch das Abtrennen ausgebildeten Schnittfläche an dem Betonbauteil, insbesondere mit einer Glättvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten. Further, it is preferable that the smoothing system has two or more smoothing devices to meet different processing requirements. The handling device preferably has a frequency-controlled spindle in order to be able to adapt the speed to a specific machining task. For example, high speeds are set for high material removal rates and low speeds for high surface qualities. The spindle preferably has a rotary passage through which the lubricant can be guided to the smoothing device via internal fluid channels. In addition, it is preferred that the handling device has a force torque sensor system with which the smoothing device can be guided under force. According to a further aspect, the object mentioned at the beginning is achieved by a method for smoothing a concrete component, in particular a non-hardened concrete component, in particular a generatively produced concrete component, preferably a concrete component produced using a shotcrete method, comprising the steps: Separating a concrete layer from the concrete component, in particular with a smoothing device according to one of the embodiment variants described above, and parallel smoothing of a cut surface formed by the cutting on the concrete component, in particular with a smoothing device according to one of the embodiment variants described above.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens umfasst dieses den Schritt: Zerteilen, insbesondere Schneiden, der abgetrennten Betonschicht mit einer Sekundärschneide. In a preferred embodiment variant of the method, this includes the step of dividing, in particular cutting, the separated concrete layer with a secondary cutter.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Herauslösen und/oder Eindrücken von aus der Schnittfläche herausragenden Gesteinskörnern, In addition, it is preferred that the method includes the step: loosening and/or pressing in rock grains protruding from the cut surface,
Ferner ist es bevorzugt, dass das Abtrennen und/oder Glätten zunächst von einer ersten Kante des Betonbauteils ausgehend mit einer ersten Vorschubrichtung erfolgt, wobei dieses Abtrennen und/oder Glätten vor einer der ersten Kante gegenüberliegend angeordneten zweiten Kante des Betonbauteils unterbrochen wird, und anschließend von der zweiten Kante ausgehend das Abtrennen und das Glätten mit einer der ersten Vorschubrichtung entgegengesetzt gerichteten, zweiten Vorschubbewegung fortgesetzt wird. Es ist bevorzugt, dass die so hergestelite Fläche anschließend erneut geglättet wird. In einer weiteren bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Betonbauteil Kanten, seitliche, vertikal ausgerichtete Flächen und eine obere, horizontale Fläche aufweist, umfassend die Schritte: gewinkeltes Abtrennen und Glätten der Kanten des Betonbauteils, Abtrennen und Glätten der seitlichen Flächen, Abtrennen und Glätten der oberen Fläche und Glätten der Kanten, wobei die Schritte in dieser Reihenfolge erfolgen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass mit einer derartigen Reihenfolge ein hochwertiges Betonbauteil herstellbar ist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des Verfahrens umfasst den Schritt: Zustellen und erstes Nachglätten sowie anschließendes zweites Nachglätten im Wesentlichen ohne Zusteilen, Das Zustelien betrifft insbesondere das Zustellen einer Glätvorrichtung hin zu dem Betonbauten. Darüber hinaus ist es bevorzugt dass die Kanten gewinkelt zu die Kanten ausbildenden Flächen geschnitten werden. Furthermore, it is preferred that the cutting off and/or smoothing is initially carried out starting from a first edge of the concrete component with a first feed direction, with this cutting off and/or smoothing being interrupted in front of a second edge of the concrete component arranged opposite the first edge, and then from starting from the second edge, the separation and smoothing is continued with a second feed movement directed opposite to the first feed direction. It is preferred that the surface produced in this way is then smoothed again. In a further preferred development of the method, it is provided that the concrete component has edges, lateral, vertically aligned surfaces and an upper, horizontal surface, comprising the steps: angled cutting off and smoothing of the edges of the concrete component, cutting off and smoothing of the lateral surfaces, cutting off and Smooth the top surface and smooth the edges, doing the steps in this order. Surprisingly, it has been shown that a high-quality concrete component can be produced with such a sequence. A further preferred embodiment of the method comprises the step: delivery and first subsequent smoothing as well as subsequent second subsequent smoothing essentially without delivery. The delivery relates in particular to the delivery of a smoothing device to the concrete structures. In addition, it is preferred that the edges are cut at an angle to the surfaces forming the edges.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst die Kanten geschnitten werden, anschließend an vertikal ausgerichteten, seitiichen Fiächen die Betonschicht abgetrennt und die Schnittfläche geglättet wird, anschließend an einer horizontal ausgerichteten, oberen Fläche die Betonschicht abgetrennt und die Schnittfläche geglättet wird und anschließend die Kanten geglättet werden. Ferner kann es bevorzugt sein, dass die Schnittfläche bzw. die Schnittflächen nach dem Glätten strukturiert wird bzw. werden. Eine strukturierte Schnittfläche kann beispielsweise eine Besenstrichgeometrie oder eine Holzstrukturgeometrie aufweisen. A further preferred development of the method is characterized in that the edges are first cut, then the concrete layer is cut off on vertically oriented, lateral surfaces and the cut surface is smoothed, then the concrete layer is cut off on a horizontally oriented, upper surface and the cut surface is smoothed and then the edges are smoothed. Furthermore, it can be preferred that the cut surface or the cut surfaces is or are structured after the smoothing. A structured cut surface can have a broomstick geometry or a wood structure geometry, for example.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Glätten kraftmomentengeregelt erfolgt. Ferner kann vor und/oder während des Glättens Schmiermittel auf die Schnittfläche aufgetragen wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Glätten mit einer Glättvorrichtung. Insbesondere einer Glättvorrichtung nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten durchgeführt wird, wobei eine Drehzahl der Glättvorrichtung variiert wird. A further preferred embodiment of the method is characterized in that the smoothing takes place in a torque-controlled manner. Furthermore, before and/or during smoothing, lubricant can be applied to the cut surface. In addition, it is preferable that the smoothing is done with a smoothing device. In particular, a smoothing device according to one of the embodiment variants described above is carried out, with a speed of the smoothing device being varied.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Glättvorrichtung verwiesen . For further advantages, design variants and design details of the further aspects and their possible developments, reference is also made to the previously given description of the corresponding features and developments of the smoothing device.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Preferred exemplary embodiments are explained by way of example with reference to the accompanying figures. Show it:
Figur 1: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Glättvorrichtung; Figur 2: eine schematische, dreidimensionale Ansicht der in Figur 1 gezeigten Glättvorrichtung; FIG. 1: a schematic, three-dimensional view of an exemplary embodiment of a smoothing device; FIG. 2: a schematic, three-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 1;
Figur 3: eine schematische, zweidimensionale Ansicht der in Figur 1 gezeigten Glättvorrichtung; Figur 4: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften .Ausführungsform einer Glättvorriehtung; FIG. 3: a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 1; FIG. 4: a schematic, three-dimensional view of a further exemplary embodiment of a smoothing device;
Figur 5: eine schematische, zweidimensionale Ansicht der in Figur 4 gezeigten Glättvorrichtung; FIG. 5: a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 4;
Figur 6: eine schematische, zweidimensionale Ansicht der in Figur 4 gezeigten Glättvorrichtung; FIG. 6: a schematic, two-dimensional view of the smoothing device shown in FIG. 4;
Figur 7: eine schematische zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Glättsystems; undFIG. 7: a schematic two-dimensional view of an exemplary embodiment of a smoothing system; and
Figur 8: ein schematisches Verfahren. Figure 8: a schematic method.
In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the figures, identical or essentially functionally identical or similar elements are denoted by the same reference symbols.
Die in den Figuren 1 - 3 gezeigte Glättvorrichtung 100 weist eine Rotationsachse 102 auf, um die die Glättvorriehtung 100 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Glättvorriehtung 100 weist darüber hinaus einen ringförmigen Glättkörper 108 auf, an dessen äußerem Umfang eine Primärschneide 104 ausgebildet ist. Darüber hinaus bildet der Glättkörper 108 die Glättfläche 106 aus, die Im Betrieb der Glättvorriehtung 100 eine Schnittfläche 4 flächig kontaktiert, insbesondere in der Figur 2 ist der Schneidkörper 110 der Glättvorriehtung 100 gezeigt, der die Sekundärschneide 122 ausbildet. Der Schneidkörper 110 ist flügelförmig ausgebildet. Durch die Anordnung des derart ausgebildeten Schneidkörpers 110 an dem Glättkörper 108 werden die Entsorgungsabschnitte 114 - 120 ausgebildet. The smoothing device 100 shown in FIGS. 1-3 has an axis of rotation 102 about which the smoothing device 100 is designed to be essentially rotationally symmetrical. The smoothing device 100 also has an annular smoothing body 108, on the outer circumference of which a primary cutting edge 104 is formed. In addition, the smoothing body 108 forms the smoothing surface 106 which, during operation of the smoothing device 100, makes planar contact with a cut surface 4. FIG. The cutting body 110 is wing-shaped. By arranging the cutting body 110 designed in this way on the smoothing body 108, the disposal sections 114-120 are formed.
Darüber hinaus bildet der Glättkörper 108 zwischen den Flügeln des Schneidkörpers 110 Freiflächen 124 aus. Von den Freiflächen 124 wird die abgetrennte Betonschicht zu den Sekundärschneiden 122 geführt und dort getrennt. Des Weiteren weist die Glättvorrichtung 100 einen .Aufnahmezapfen 128 zur Kopplung mit einer Handhabungsvorrichtung auf. In addition, the smoothing body 108 forms free surfaces 124 between the wings of the cutting body 110 . From the open spaces 124 is the separated layer of concrete out to the secondary cutters 122 and separated there. Furthermore, the smoothing device 100 has a receiving pin 128 for coupling to a handling device.
In Figur 3 ist die Glättvorrichtung 100 darüber hinaus im Betrieb dargestelit. Die Glättvorrichtung 100 wird in Vorschubrichtung V derart durch ein Betonbauteil 1 geführt, dass eine Betonschicht 2 abgetrennt wird, sodass eine Schnittfläche 4 am Befonbauteil ausgebildet wird. Die noch nicht hergestellte Schnittfläche 4 isf gestrichelt dargestelit. Die Betonschicht 2 wird mit der Primärschneide 104 abgetrennt Die Primärschneide 104 wird durch einen Stirnseitenabschnitt der Stirnseite 128 des Glättkörpers 108 ausgebiidet. Die abgetrennte Betonschicht 2 befindet sich unmittelbar nach dem Abtrennen auf der Trennseite 130 der Glättvorrichtung 100. Dort wird die Betonschicht 2 zu den Sekundärschneiden 122 geführt und von diesen kontinuierlich abgetrennt, sodass die Betonschicht 2 in einzelne Stücke getrennt und somit abführbar ist. Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Glättvorrichtung 200, Die Glättvorrichtung 200 weist in analoger Weise eine Rotationsachse 202 auf. Der Glättkörper 208 der Glättvorrichtung 200 weist eine Glättfläche 206 auf. Der Glättkörper 208 bildet darüber hinaus insgesamt vier Primärschneiden 204, 204', 204“, 204'“ aus. Die Primärschneiden 204, 204', 204“, 204‘“ sind an den zwei ersten Flügelelementen 230, 232 und den zwei zweiten Flügelelementen 234, 238 angeordnet. Darüber hinaus ist aus der Figur 5 ersichtlich, dass die Fiügelelemente 230 - 236 insgesamt vier Sekundärschneiden 222, 222‘, 222‘, 222'“ aufweisen. Darüber hinaus sind die Freiflächen 224, 224‘, 224“, 224“' an den Flügelelementen 230 - 236 vorgesehen. Der Glättkörper 208 und der Schneidkörper 210 sind integral ausgebiidet. An dem .Aufnahmezapfen 228 ist darüber hinaus ein Schmiermittelzulauf 212 angeordnet. FIG. 3 also shows smoothing device 100 in operation. The smoothing device 100 is guided through a concrete component 1 in the feed direction V in such a way that a concrete layer 2 is separated, so that a cut surface 4 is formed on the concrete component. The cut surface 4 that has not yet been produced is shown in dashed lines. The concrete layer 2 is severed with the primary cutting edge 104 . The primary cutting edge 104 is formed by an end face section of the end face 128 of the smoothing body 108 . The separated concrete layer 2 is located immediately after separation on the separation side 130 of the smoothing device 100. There the concrete layer 2 is guided to the secondary cutters 122 and continuously separated by them, so that the concrete layer 2 is separated into individual pieces and can therefore be removed. FIG. 4 shows a second embodiment variant of the smoothing device 200. The smoothing device 200 has an axis of rotation 202 in an analogous manner. The smoothing body 208 of the smoothing device 200 has a smoothing surface 206 . The smoothing body 208 also forms a total of four primary cutting edges 204, 204', 204'', 204'''. The primary cutting edges 204, 204', 204", 204''" are arranged on the two first wing elements 230, 232 and the two second wing elements 234, 238. In addition, it can be seen from FIG. 5 that the wing elements 230-236 have a total of four secondary cutting edges 222, 222', 222', 222''. In addition, the open spaces 224, 224', 224", 224"' are provided on the wing elements 230 - 236. The smoothing body 208 and the cutting body 210 are formed integrally. In addition, a lubricant inlet 212 is arranged on the locating pin 228 .
Die Entsorgungsabschnitte 214 - 220 werden durch die Geometrie der Glättvorrichtung 200 ausgebiidet. Die in Figur 8 gezeigte Stirnfläche 228 der Glättvorrichtung 200 ist derart ausgebildet, dass aus der Schnittfläche 4 herausragende Gesteinskörner in die Schnittfläche 4 hineingedrückt werden. Eine Flächenorthogonale der Stirnfläche 228 schließt von der Glättfläche 208 ausgehend mit der Rotationsachse 202 einen Winkel von < 90° ein. In Figur 7 ist ein Glättsystem 238 gezeigt, das eine Glättvorrichtung 200 und eine Handhabungsvorrichtung 240 umfasst, wobei die Glättvorrichtung 200 mit der Handhabungsvorrichtung 240 mechanisch gekoppelt ist, insbesondere derart, dass die Glättvorrichtung 200 um die Rotationsachse 202 rotatorisch von der Handhabungsvorrichtung 240 angetrieben wird. ln Figur 8 ist ein schematisches Verfahren gezeigt. In Schritt 300 wird eine Betonschicht 2 von dem Betonbauten 1 mit einer Primärschneide 104, 204, 204', 204“, 204“‘ abgetrennt. Der Schritt 302 findet im Wesentlichen zeitparallel zu dem Schritt 300 statt, in dem zeitparallel eine durch das Abtrennen ausgebildete Schnittfläche 4 an dem Betonbauteil 1 mit einer Glättfläche 108, 208 zeitparaliei geglättet wird, in Schritt 304 wird die abgetrennte Betonschicht 2 mit einer Sekundärschneide 122, 222, 222‘, 222', 222‘“ zerteilt, insbesondere geschnitten. Zeitparallel dazu werden darüber hinaus von aus der Schnittfläche 4 herausragende Gesteinskörner herausgelöst oder eingedrückt. Mit der im Vorherigen beschriebenen Glättvorrichtung 100, 200 wird ein Betonbauteil 1 in vorteilhafter Weise herstellbar. Insbesondere ist dieses mit einer hohen Oberflächengüte herstellbar, da mit der Glättvorrichtung 100, 102 durch die Kombination aus einer Schichtabtragung und einer Glättung eine überraschend gute Oberfläche herstellbar ist. Durch die integrale Kombination einer Glättfläche 108,206 mit einer Primärschneide 104, 204, 204', 204“, 204'“ und einerThe disposal sections 214 - 220 are formed by the geometry of the smoothing device 200 . The end face 228 of the smoothing device 200 shown in FIG. A surface orthogonal of the end face 228 encloses an angle of <90° starting from the smoothing surface 208 with the axis of rotation 202 . Figure 7 shows a smoothing system 238, which comprises a smoothing device 200 and a handling device 240, wherein the smoothing device 200 is mechanically coupled to the handling device 240, in particular in such a way that the smoothing device 200 is driven in rotation about the axis of rotation 202 by the handling device 240. A schematic method is shown in FIG. In step 300, a concrete layer 2 is severed from the concrete structure 1 with a primary cutter 104, 204, 204', 204", 204"'. Step 302 takes place essentially at the same time as step 300, in which, at the same time, a cut surface 4 formed by the separation on the concrete component 1 is smoothed with a smoothing surface 108, 208 at the same time, in step 304 the separated concrete layer 2 is 222, 222', 222', 222'', in particular cut. At the same time, rock grains protruding from the cut surface 4 are also loosened or pressed in. With the smoothing device 100, 200 described above, a concrete component 1 can be produced in an advantageous manner. In particular, this can be produced with a high surface quality, since a surprisingly good surface can be produced with the smoothing device 100, 102 through the combination of layer removal and smoothing. Through the integral combination of a smoothing surface 108,206 with a primary cutting edge 104, 204, 204', 204", 204'" and a
Sekundärschneide 122, 222, 222', 222', 222'“ wird ein homogener Prozess zur Herstellung hoher Oberflächengüten ermöglicht. Secondary cutting edge 122, 222, 222', 222', 222'' enables a homogeneous process for producing high surface qualities.
BEZUGSZEICHENREFERENCE MARKS
1 Betonbauteil 1 concrete component
2 Betonschicht 2 concrete layer
4 Schnittfläche 100 Glättvorrichtung 4 cutting surface 100 smoothing device
102 Rotationsachse 104 Primärschneide 106 Glättfläche 108 Glättkörper 110 Schneidkörper 112 Schmiermittelzulauf 114 Entsorgungsabschnitt 116 Entsorgungsabschnitt 118 Entsorgungsabschnitt 120 Entsorgungsabschnitt102 axis of rotation 104 primary cutting edge 106 smoothing surface 108 smoothing body 110 cutting body 112 lubricant inlet 114 disposal section 116 disposal section 118 disposal section 120 disposal section
122 Sekundärschneide 124 Freifläche 126 Aufnahmezapfen 128 Stirnseite 130 Trennseite 122 secondary cutting edge 124 flank 126 locating spigot 128 end face 130 parting face
200 Glättvorrichtung 202 Rotationsachse 200 smoothing device 202 axis of rotation
204, 204', 204“, 204 “ Primärschneide 204, 204', 204", 204 " primary cutter
206 Glättfläche 208 Glättkörper 210 Schneidkörper 212 Schmiermittelzulauf 214 Entsorgungsabschnitt 216 Entsorgungsabschnitt206 smoothing surface 208 smoothing body 210 cutting body 212 lubricant inlet 214 disposal section 216 disposal section
218 Entsorgungsabschnitt 220 Entsorgungsabschnitt218 Disposal Section 220 Disposal Section
222, 222', 222', 222'“ Sekundärschneide 224, 224‘, 224“, 224”' Freifläche 226 Aufnahmezapfen 228 Stirnfläche 222, 222', 222', 222'''' secondary cutting edge 224, 224', 224'', 224''' free face 226 locating spigot 228 end face
230, 232 erste Flügelelemente 234, 236 zweite Flügelelemente 238 Glättsystem 240 Handhabungsvorrichtung230, 232 first wing elements 234, 236 second wing elements 238 smoothing system 240 handling device
V Vorschubrichtung V feed direction

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Glättvorrichtung (100, 200) zum Glätten eines nicht ausgehärteten Betonbauteils (1), umfassend - eine Primärschneide (104, 204, 204', 204“, 204“') zum Abtrennen einer Betonschicht (4) von dem Betonbauteil (1), - eine Rotationsachse (102, 202), und - eine zu der Rotationsachse (102, 202) orthogonal ausgerichtete Glättfläche (106, 206) zum flächigen Kontaktieren einer durch das Abtrennen ausgebildeten Schnittfläche (4) des Betonbauteils (1). 1. Smoothing device (100, 200) for smoothing a non-hardened concrete component (1), comprising - a primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204"') for separating a concrete layer (4) from the concrete component (1) - a rotation axis (102, 202), and - a smoothing surface (106, 206) aligned orthogonally to the rotation axis (102, 202) for flat contact with a cut surface (4) of the concrete component (1) formed by the cutting.
2. Glättvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die Glättfläche (106, 206) und die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass in einer Vorschubrichtung (V) zunächst die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) die Betonschicht abtrennt und anschließend die Glättfläche (106, 206) die Schnittfläche kontaktiert. 2. Smoothing device (100, 200) according to claim 1, wherein the smoothing surface (106, 206) and the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204'") are arranged and designed such that in a feed direction (V ) first the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204'") separates the concrete layer and then the smoothing surface (106, 206) contacts the cut surface.
3. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Glättfläche (106, 206) und die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) an einem Glättkörper (108, 208) angeordnet sind, wobei vorzugsweise der Glättkörper (108, 208) kreisringförmig und/oder flügelförmig ausgebildet ist. 3. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the smoothing surface (106, 206) and the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204'") are arranged on a smoothing body (108, 208). , wherein preferably the smoothing body (108, 208) is annular and/or wing-shaped.
4. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204“') an einer Stirnseite (128, 228) der Glättvorrichtung (100, 200), insbesondere des Glättkörpers (108, 208), ausgebildet ist und vorzugsweise durch eine Neigung der Stirnseite (128,4. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204"') is located on an end face (128, 228) of the smoothing device (100, 200), in particular of the smoothing body (108, 208), and preferably by an inclination of the end face (128,
228) und/oder eines Stirnseitenabschnitts der Stirnseite (128, 228) zur Rotationsachse (102, 202) ausgebildet ist. 228) and/or an end face section of the end face (128, 228) to the axis of rotation (102, 202).
5. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) in Richtung der Rotationsachse5. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204'") in the direction of the axis of rotation
(102, 202) von der Glättfläche (106, 206) beabstandet ist. (102, 202) from the smoothing surface (106, 206) is spaced.
6. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Entsorgungsabschnitt (114-120, 214-220), der vorzugsweise als eine Spannut ausgebildet ist, der zumindest abschnittsweise zwischen der Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) und der Rotationsachse (102, 202) angeordnet ist. 6. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, comprising a disposal section (114-120, 214-220), which is preferably designed as a chip flute, which is located at least in sections between the primary cutting edge (104, 204, 204', 204 ", 204'") and the axis of rotation (102, 202).
7. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend mindestens einen Schmiermittelzulauf (112, 212) zur Führung eines Schmiermittels zur Glättfläche (106, 206). 7. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, comprising at least one lubricant inlet (112, 212) for guiding a lubricant to the smoothing surface (106, 206).
8. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Sekundärschneide (122, 222, 222', 222“, 222‘“) zur Durchtrennung der von dem Betonbauteil abgetrennten Betonschicht auf einer der Glättfläche (106, 206) abgewandten Trennseite, wobei vorzugsweise die Sekundärschneide (122, 222, 222', 222“, 222“') in8. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, comprising a secondary blade (122, 222, 222', 222", 222'") for severing the concrete layer separated from the concrete component on one of the smoothing surface (106, 206) facing away Separating side, preferably the secondary cutting edge (122, 222, 222', 222", 222"') in
Richtung der Rotationsachse (102, 202) eine größere Beabstandung von der Glättfläche (106, 206) als die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) aufweist. The distance from the smoothing surface (106, 206) is greater in the direction of the axis of rotation (102, 202) than the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204"").
9. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen flügelförmigen Schneidkörper (110, 210), der auf einer der Glättfläche (106, 206) abgewandten Seite des Glättkörpers angeordnet ist und die Sekundärschneide (122, 222, 222', 222“, 222‘“) aufweist. 9. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, comprising a wing-shaped cutting body (110, 210) which is arranged on a side of the smoothing body facing away from the smoothing surface (106, 206) and the secondary cutting edge (122, 222, 222' , 222", 222'").
10. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - der Glättkörper die Glättfläche (106, 206), die Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) und die Sekundärschneide (122, 222, 222',10. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein - the smoothing body has the smoothing surface (106, 206), the primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204'") and the secondary cutting edge (122, 222 , 222',
222“, 222‘”) aufweist, vorzugsweise der Glättkörper flügelförmig ausgebildet ist, und/oder - vorzugsweise der Glättkörper einstückig ausgebildet ist. 222", 222''"), the smoothing body is preferably designed in the shape of a wing, and/or the smoothing body is preferably designed in one piece.
11. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - der flügelförmige Glättkörper vier Flügelelemente mit jeweils einer Primärschneide (104, 204, 204’, 204“, 204‘“) aufweist, - sich zwei erste Flügelelemente in eine erste Flügelrichtung und zwei zweite Flügelelemente in eine orthogonal zur ersten Flügelrichtung ausgerichtete zweite Flügelrichtung erstrecken, - vorzugsweise die Sekundärschneiden (122, 222, 222', 222“, 222‘“) der ersten Flügelelemente entlang einer ersten Schneidlinie angeordnet sind und/oder die Sekundärschneiden (122, 222, 222', 222“, 222“ ) der zweiten Flügelelemente entlang einer zweiten Schneidlinie angeordnet sind, und - vorzugsweise die erste Schneidlinie und die zweite Schneidlinie orthogonal zueinander und/oder jeweils orthogonal zu der11. Smoothing device (100, 200) according to one of the preceding claims, wherein - the wing-shaped smoothing body has four wing elements, each with a primary cutting edge (104, 204, 204', 204", 204""), - two first wing elements extend in a first wing direction and two second wing elements in a second wing direction aligned orthogonally to the first wing direction, - preferably the secondary cutting edges (122, 222, 222', 222", 222'") of the first wing elements along a first cutting line are arranged and/or the secondary cutting edges (122, 222, 222', 222", 222") of the second wing elements are arranged along a second cutting line, and - preferably the first cutting line and the second cutting line are orthogonal to one another and/or orthogonal to the
Rotationsachse (102, 202) ausgerichtet sind. Axis of rotation (102, 202) are aligned.
12. Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Freifläche, die auf der Trennseite angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Freifläche durch den Glättkörper und/oder durch den12. smoothing device (100, 200) according to any one of the preceding claims, comprising a free surface which is arranged on the parting side, wherein preferably the free surface through the smoothing body and / or through the
Schneidkörper ausgebildet ist. Cutting body is formed.
13. Glättsystem zum Glätten eines Betonbauteils (1), umfassend - eine Glättvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-12, und - ein Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein Roboter, zum rotatorischen und/oder translatorischen Bewegen der Glättvorrichtung (100, 200), 13. Smoothing system for smoothing a concrete component (1), comprising - a smoothing device (100, 200) according to any one of the preceding claims 1-12, and - a handling device, in particular a robot, for rotating and / or translatory movement of the smoothing device (100, 200),
- wobei die Glättvorrichtung (100, 200) mit der Handhabungsvorrichtung mechanisch gekoppelt ist. - wherein the smoothing device (100, 200) is mechanically coupled to the handling device.
14. Verfahren zum Glätten eines nicht ausgehärteten Betonbauteils (1), umfassend die Schritte: - Abtrennen einer Betonschicht von dem Betonbauteil, insbesondere mit einer Glättvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1- 12, und - Glätten einer durch das Abtrennen ausgebildeten Schnittfläche an dem Betonbauteil mit einer Glättfläche (106, 206), insbesondere mit einer Glättvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1-12. 14. A method for smoothing a non-hardened concrete component (1), comprising the steps: - separating a concrete layer from the concrete component, in particular with a smoothing device according to one of the preceding claims 1- 12, and - Smoothing a cut surface formed by the cutting on the concrete component with a smoothing surface (106, 206), in particular with a smoothing device according to one of the preceding claims 1-12.
15. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 14, wobei das Glätten zeitparallel zu dem Abtrennen erfolgt. 15. The method according to the preceding claim 14, wherein the smoothing takes place at the same time as the separating.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-15, umfassend den Schritt: - Zerteilen, insbesondere Schneiden, der abgetrennten Betonschicht mit einer Sekundärschneide. 16. The method according to any one of the preceding claims 14-15, comprising the step: - dividing, in particular cutting, the separated concrete layer with a secondary cutter.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-16, wobei das17. The method according to any one of the preceding claims 14-16, wherein the
Abtrennen und/oder Glätten zunächst von einer ersten Kante des Betonbauteils ausgehend mit einer ersten Vorschubrichtung erfolgt, wobei dieses Abtrennen und/oder Glätten vor einer der ersten Kante gegenüberliegend angeordneten zweiten Kante des Betonbauteils unterbrochen wird, und anschließend von der zweiten Kante ausgehend das Abtrennen und/oder das Glätten mit einer der ersten Vorschubrichtung entgegengesetzt gerichteten, zweiten Vorschubbewegung fortgesetzt wird. Separation and/or smoothing is initially carried out starting from a first edge of the concrete component with a first feed direction, this separation and/or smoothing being interrupted in front of a second edge of the concrete component arranged opposite the first edge, and then starting from the second edge, the separating and /or the smoothing is continued with a second feed movement directed opposite to the first feed direction.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-17, umfassend den Schritt: Zustellen und erstes Nachglätten sowie anschließendes zweites Nachglätten im Wesentlichen ohne Zustellen. 18. The method according to any one of the preceding claims 14-17, comprising the step of infeed and first post-smoothing and subsequent second post-smoothing essentially without infeed.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-18, wobei die Kanten gewinkelt zu die Kanten ausbildenden Flächen geschnitten werden. 19. The method according to any one of the preceding claims 14-18, wherein the edges are cut at an angle to the surfaces forming the edges.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-19, wobei zunächst die Kanten geschnitten werden, anschließend an vertikal ausgerichteten, seitlichen Flächen die Betonschicht abgetrennt und die Schnittfläche geglättet wird, anschließend an einer horizontal ausgerichteten, oberen Fläche die Betonschicht abgetrennt und die Schnittfläche geglättet wird und anschließend die Kanten geglättet werden. 20. The method according to any one of the preceding claims 14-19, wherein first the edges are cut, then the concrete layer is cut off on vertically oriented, lateral surfaces and the cut surface is smoothed, then the concrete layer is cut off on a horizontally oriented, upper surface and the cut surface is smoothed and then the edges are smoothed.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-20, wobei die Schnittfläche nach dem Glätten strukturiert wird. 21. The method according to any one of the preceding claims 14-20, wherein the cut surface is structured after smoothing.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-21, wobei das Glätten kraftmomentengeregelt erfolgt. 22. The method according to any one of the preceding claims 14-21, wherein the smoothing is controlled by torque.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-22, wobei vor und/oder während des Glättens Schmiermittel auf die Schnittfläche aufgetragen wird. 23. The method according to any one of the preceding claims 14-22, wherein before and / or during the smoothing lubricant is applied to the cut surface.
24. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 14-23, wobei das Glätten mit einer Glättvorrichtung, insbesondere einer Glättvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1-12 durchgeführt wird, wobei eine Drehzahl der Glättvorrichtung variiert wird. 24. The method according to any one of the preceding claims 14-23, wherein the smoothing is carried out with a smoothing device, in particular a smoothing device according to any one of the preceding claims 1-12, wherein a speed of the smoothing device is varied.
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