Gebiet der Technik
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Zunächst wird eine Anlage zur Herstellung von Betonsteinen mit einer farblichen Musterung beschrieben, mit einer Herstellungsform, einem oder mehreren Füllwagen oder Füllvorrichtungen zur Befüllung der Herstellungsform, einer Verpresseinrichtung, einer Strukturierungseinrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche von in die Herstellungsform gefülltem Beton und einer oder mehreren Farbdüsen, mit welchen auf die Oberfläche Farbe sprühbar ist, wobei die Verpresseinrichtung zwischen einer Ausgangsstellung, die vertikal von der Oberfläche entfernt ist, und einer Arbeitsstellung, in welcher sie zur Verdichtung auf den Beton in der Herstellungsform einwirkt, bewegbar ist.
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Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung von Betonsteinen mit einer farblichen Musterung in einer Herstellungsform beschrieben, wobei die Herstellungsform mittels einem oder mehrerer Füllwagen gefüllt wird, sodann eine Oberfläche des in die Herstellungsform gefüllten Betons mittels einer Strukturierungseinrichtung strukturiert wird und auf die strukturierte Oberfläche mittels einer oder mehreren Farbdüsen Farbe gesprüht wird, wobei weiter der in die Form gefüllte Beton verpresst wird wobei eine hierzu vorgesehene Verpresseinrichtung zwischen einer Ausgangsstellung, die vertikal von der Oberfläche entfernt ist, und einer Arbeitsstellung, in welcher sie zur Verpressung auf den Beton in der Herstellungsform einwirkt, bewegt wird, wobei weiter die Farbe mit den Farbdüsen nach der Strukturierung, aber vor der Verdichtung, auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Stand der Technik
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Aus der
JP 2005 001 174 A ist eine Anlage zur Herstellung von farblich dekorierten oder gemusterten Betonsteinen bekannt, bei welcher Farbdüsen an einem Verfahrwagen angebracht sind und mittels des Verfahrwagens zwischen einer hochgefahrenen Presse und der Herstellungsform über die Herstellungsform zum Versprühen von Farbe auf die Herstellungsform verfahrbar sind.
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Eine vergleichbare Vorrichtung ist auch aus der
EP 4 043 169 A1 bekannt. Darüber hinaus ist auf die
JP 09 019 915 A zu verweisen, aus der gleichfalls eine Anlage zur Herstellung von Betonsteinen mit Farbgebung bekannt ist.
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Aus der
WO 2024/099 484 A1 ist eine Anlage zur Herstellung von Betonsteinen mit einer farblichen Musterung bekannt, bei welcher die Farbdüsen oder eine Anzahl von Farbdüsen in einem vertikalen Zwischenraum zwischen der Verpresseinrichtung und der Herstellungsform angeordnet sind. Die Farbdüsen sind damit relativ nahe an der Oberfläche des in die Herstellungsform eingefüllten Betons angeordnet. Zudem kann es insbesondere dann, wenn die Form zur Vibrationsverpressung ausgebildet ist, auch zur Beeinträchtigung oder Verschmutzung der Farbdüsen kommen. Bei dieser bekannten Anlage ist auch eine Walze zur Strukturierung der Oberfläche vorgesehen, wobei die Walze an einem Füllwagen angebracht und mit diesem Füllwagen über die Herstellungsform verfahrbar ist.
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Aus der
JP 9-29 723 A ist eine Anlage zur Herstellung von Betonsteinen bekannt, bei welcher auch zur Farbgebung Farbe auf eine Oberfläche eines Stein-Rohlings aufgesprüht wird. Die Stein-Rohlinge werden ausgehend von einem endlos aufgerollten Band abgetrennt und mittels einer strukturierten Walzenform hinsichtlich der Oberfläche strukturiert. Die Walzenform ist in Transportrichtung nach der Aufbringung des Betons, der mit gewissen Zusätzen wie Wasser und/oder Fasern und/oder Silicat versehen sein kann, angeordnet. Die Rohlinge müssen hierzu zunächst weitertransportiert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargelegten Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine vorteilhafte Anlage zur Herstellung von Betonsteinen mit einer farblichen Musterung und ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Betonsteinen mit einer solchen farblichen Musterung anzugeben.
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Hinsichtlich der Anlage zur Herstellung der Betonsteine mit einer farblichen Musterung ist zunächst und im Wesentlichen zur Lösung der Aufgabe, jedenfalls in einer Alternative, darauf abgestellt, dass die Strukturierungseinrichtung ein Strukturierungselement aufweist, das unabhängig von einer Bewegung des Füllwagens zur Einwirkung auf die Oberfläche bringbar ist. Weiter ist insbesondere vorgesehen, dass das Strukturierungselement zur Einwirkung auf die Oberfläche quer zu einer Verfahrrichtung des Füllwagens oder der Füllvorrichtung verfahrbar oder verlagerbar ist. Wenn der Beton in die Form eingefüllt ist, ist regelmäßig der Verfahrwagen oder die Füllvorrichtung wieder in seine/ihre Ausgangsstellung zurückbewegt, die Oberseite der Form liegt also frei. Sodann kann quer zu der Verfahrrichtung des Füllwagens oder der Füllvorrichtung die Walze bewegt werden, insbesondere über die Oberfläche gerollt werden, sodass die Einwirkung in der gewünschten Weise erreicht werden kann. Dies entspricht bevorzugt auch einer Bewegung eines Plattenteils, das gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich zur Strukturierung zum Einsatz kommen kann. Hierbei bewegt sich die Walze oder die Auflageplatte bevorzugt auf einer anderen Ebene als die Füllwagen.
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Weiter kann hinsichtlich der Anlage zur Herstellung der Betonsteine mit einer farblichen Musterung vorgesehen sein, jedenfalls in einer Alternative, dass die Farbdüsen so weit vertikal oberhalb der Herstellungsform angeordnet sind, dass ein unterster Bereich der Verpresseinrichtung in der Ausgangsstellung sich unterhalb der Farbdüsen befindet.
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Bei dem üblichen Verfahren der Verpresseinrichtung zwischen der Ausgangsstellung und der Arbeitsstellung bewegt sich somit die Verpresseinrichtung, hinsichtlich ihres untersten Bereiches, der etwa durch einen oder mehrere Stempelflächen, die beim Verpressen, was eine Verdichtung des Betons bedeutet, auf die Oberfläche des in die Form eingefüllten Betons zur Anlage kommen, gegeben sein kann, unterhalb der Farbdüsen. Hierbei ist insbesondere auf eine Austrittsfläche der Farbdüsen, aus welcher die Farbe in der Regel in einem Sprühstrahl ausgegeben wird, Bezug genommen.
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Die Farbdüsen sind somit vorteilhaft relativ weit entfernt zu der Oberfläche des in die Herstellungsform gefüllten Betons angeordnet. Hierdurch kann auch ein vorteilhaft breiter, wenn er auf die Oberfläche auftritt, Sprühstrahl erreicht werden. Die Farbdüsen als solche sind weitgehend einer Beeinflussung und Beeinträchtigung durch die Vorrichtungselemente, insbesondere durch die Herstellungsform und die Verpress- bzw. Verdichtungseinrichtung, entzogen. Gleichwohl kann ein effektiver Farbauftrag erreicht werden.
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Hinsichtlich des Verfahrens ist zunächst und im Wesentlichen darauf abgestellt, dass die Farbdüsen zum Versprühen der Farbe so weit vertikal oberhalb der Herstellungsform angeordnet werden, dass ein unterster Bereich der Verpresseinrichtung in der Ausgangsstellung sich unterhalb der Farbdüsen befindet. In gleicher Weise lassen sich hierdurch die Vorteile erreichen, die auch hinsichtlich der Anlage erläutert sind.
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Zusätzlich oder alternativ bevorzugt zu der Anordnung der Farbdüsen kann hinsichtlich der Anlage zur Herstellung von Betonsteinen mit einer farblichen Musterung vorgesehen sein, dass die Farbdüsen seitlich zu der Herstellungsform und/oder der Verpresseinrichtung angeordnet sind. Die seitliche Anordnung kann in gleicher Weise wie die Anordnung relativ weit oben, in vertikaler Richtung, dazu dienen, die Farbdüsen vor einer unmittelbaren Beeinflussung durch die Anlagenelemente, insbesondere die Herstellungsform und/oder die Verpresseinrichtung, zu schützen. Gleichwohl kann ein effektiver Farbauftrag erreicht werden. Es kann auch ein vergleichsweise langer Sprühstrahl erreicht werden. Bei einer Anordnung seitlich, aber immer noch in einem vertikalen Bereich, der in der Ausgangsstellung der Verpresseinrichtung dem vertikalen Abstand zwischen der Herstellungsform und der Verpresseinrichtung entspricht, kann auch ein vergleichsweise flacher Farbstrahl, der auch zu einem effektiven Farbauftrag vorteilhaft sein kann, erreicht werden.
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Die Farbdüse oder die Farbdüsen können insbesondere auch so vorgesehen sein, dass der Farbstrahl selbst in einer Ausführungsform trichterförmig, mit einem geringsten Trichterdurchmesser in der Austrittsfläche, gegeben ist. Alternativ kann die Farbdüse auch so gestaltet sein, dass der Farbstrahl flach und breit gegeben ist. Bei mehreren Farbdüsen können auch diese Gestaltungen unterschiedlich vorgesehen sein. Weiter bevorzugt können auch eine, mehrere oder alle Farbdüsen verstellbar, etwa zwischen einem Flachstrahl und einem Breitstrahl, vorgesehen sein.
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Weiter ergänzend oder alternativ zu der vertikalen Anordnung der Farbdüsen oder der seitlichen Anordnung der Farbdüsen kann auch vorgesehen sein, dass die Strukturierungseinrichtung ein Strukturierungselement aufweist, das unabhängig von einer Bewegung des Füllwagens zur Einwirkung auf die Oberfläche bringbar ist.
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An einer derartigen Anlage ist bevorzugt ein Verfahrensablauf vorgesehen gemäß welchem eine, bevorzugt nur vertikal bewegbare, Herstellungsform, mit von der Seite über die Herstellungsform fahrbaren Füllwagen befüllt wird. Die Herstellungsform ist gleichsam ein oben und unten offenes Gitterrost, mit Gitterflächen, die sich vertikal über die Höhe des herzustellenden Steines erstrecken. Die Herstellungsform sitzt im Befüllzustand auf einer Arbeitsplatte auf, mit welcher die durch Befüllen und Verdichten, wie nachfolgend noch beschrieben, hergestellten Rohlinge, wenn die Herstellungsform nach vertikal oben zurück gefahren ist, dann weiter transportiert werden können. Vorteilhaft sind bevorzugt zwei, im Hinblick auf die Herstellungsform gegenüberliegend angeordnete Füllwagen vorgesehen. Mit den Füllwagen lassen sich unterschiedliche Betonarten in die Herstellungsform füllen.
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Nach einer ersten Befüllung, wie nachstehend noch im Einzelnen beschrieben, beispielsweise mit einem Grobbeton, kann eine erste Verdichtung vorgenommen werden. Dies durch Herunterfahren der Verpresseinrichtung und Einwirkung auf den schon eingefüllten Beton. Die Verpresseinrichtung besteht bevorzugt in ihrem Einwirkungsbereich aus einer ebenen, quer zu einer vertikalen sich erstreckenden Verpressfläche. Die Oberfläche des schon eingefüllten Betons wird also im Sinne einer ebenen Fläche verpresst beziehungsweise eingeebnet und hierbei verdichtet. Die Verpresseinrichtung wird dann wieder hoch gefahren und mittels des bevorzugt zweiten Füllwagens dann eine weitere, auch in der Konsistenz bevorzugt unterschiedliche Betonschicht, ein Sichtbeton, eingefüllt. Danach wird im Rahmen vorliegender Offenbarung eine Strukturierung der Oberfläche vorgenommen. Hierauf folgend wird eine Farbbesprühung der so strukturierten Oberfläche vorgenommen.
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Nachfolgend wird diese mit Farbe besprühte Oberfläche wiederum verpresst, das heißt verdichtet, und gegebenenfalls zusätzlich vibrationsverdichtet. Diese Verdichtung wird bevorzugt mit derselben Verpresseinrichtung vorgenommen mit welcher auch zunächst die Verdichtung (nur) des Grobbetons vorgenommen wurde. Auch hierbei wird entsprechend die Oberfläche des somit in der Form dann gegebenen Betonstein-Rohlings eingeebnet, das heißt oberflächlich eben, in einer Erstreckung senkrecht zu einer Vertikalen, ausgebildet. Durch die vorherige Strukturierung, die bei dieser Bearbeitung entsprechend im Sinne einer Ebene eingeebnet wird, lässt sich aber ein durch die auf die vorherige Strukturierung aufgebrachte Farbe interessanter Farbeffekt erreichen. Die Farbschicht kann hierbei durch die Einebnung aufgerissen werden, also optisch unterbrochen werden.
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Danach wird die Herstellungsform hoch gefahren und die erstellten Rohlinge auf der Arbeitsplatte, auf der sie sich bevorzugt befinden, weggefahren, bevorzugt in gleicher Richtung in der auch die Füllwagen verfahren werden, nur auf einer anderen Ebene.
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Eine so mit Rohlingen versehene Arbeitsplatte kann dann in üblicher Weise in einen Wärmeofen oder eine Wärmekammer, zum Ausreagieren verbracht werden. Im Falle der Wärmekammer erfolgt bevorzugt eine Temperaturentwicklung in der Kammer allein aufgrund der exothermen Reaktion des Betons beim Ausreagieren.
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Vorliegend ist bevorzugt, dass die Strukturierung der Oberfläche des in die Form gefüllten Betons unabhängig von einem Verfahren des Füllwagens vornehmbar ist beziehungsweise vorgenommen wird. Das Strukturierungselement kann zur Einwirkung auf die Oberfläche gebracht werden, ohne dass es auf einen Verfahrzustand des Füllwagens ankommt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Strukturierungselement eine Walze ist. Alternativ kann das Strukturierungselement auch ein Plattenteil sein. Eine Walze ist bevorzugt als Zylinderkörper gebildet, sie kann aber auch als beispielsweise gekrümmtes, nicht geschlossenes Teil gebildet sein, weiter beispielsweise als halbkreisförmiges Teil (im Querschnitt) gegeben sein.
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Der in die Form eingefüllte Beton kann zunächst nur durch die Verpresseinrichtung verpresst, das heißt verdichtet werden. Bevorzugt ist aber, dass zusätzlich auch eine Vibration der Form zur Vibrationsverdichtung des in die Form gefüllten Betons vorgesehen ist. Alternativ kann auch nur oder zunächst - bezüglich des Grobbetons - eine Vibrationsverdichtung vorgenommen werden und danach gegebenenfalls eine Verdichtung durch Verpressung und/oder eine, gegebenenfalls weitere, Vibrationsverdichtung bezüglich des strukturierten und mit Farbe versehenen Rohlings. Auch diese Vibrationsverdichtung des mit Farbe versehenen Rohlings kann zusätzlich oder alternativ zu der beschriebenen Einebnung mittels der Presseinrichtung zur Erzeugung von Farbeffekten der auch hierdurch geänderten, unterbrochenen oder aufgerissenen, Farbschicht führen.
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Hinsichtlich der Farbdüsen ist weiter bevorzugt, dass sie alternativ oder zusätzlich zu einer Verstellung des Farbstrahls in Bezug auf einen Sprühwinkel relativ zu der Oberfläche des in die Form gefüllten Betons verstellbar sind. Hiermit lassen sich besondere Effekte erzielen. Die Verstellung des Sprühwinkels kann auch im Zuge eines Farbauftrages auf die Oberfläche selbst vornehmbar sein. Es können auch Farbdüsen entfernt voneinander zur Ausbringung von im Wesentlichen gegeneinander gerichteten Farbstrahlen vorgesehen sein. Sie können, in einer Verfahrrichtung der Füllwagen oder quer hierzu, jeweils seitlich entfernt von der Form vorgesehen sein.
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Weiter ist bevorzugt, dass die Farbdüse oder die Farbdüsen an einem Handhabungsroboter angebracht sind. Der Farbauftrag kann so im Zuge eines Fertigungsverfahrens selbsttätig erfolgen. Der Handhabungsroboter kann einen oder mehrere Arme aufweisen, an welchem/welchen die Farbdüsen befestigt sind. Der Handhabungsroboter kann entsprechend oberhalb und gegebenenfalls seitlich zu der Verpresseinrichtung, in der beschriebenen Weise bevorzugt in der Ausgangsstellung der Verpresseinrichtung, angeordnet sein. Der Handhabungsroboter kann aber auch seitlich, so wie es im Hinblick auf die Walze schon beschrieben ist, angeordnet sein. Es können auch beispielweise zwei Handhabungsroboter, hinsichtlich einer Verfahrrichtung eines Füllwagens gegenüberliegend zu der Form, angeordnet sein. Der Handhabungsroboter oder die Handhabungsroboter kann oder können somit auch an einem gesonderten Gestell angeordnet sein, das für sich verfahrbar sein kann, zu der Herstellungsform hin und von dieser weg. Somit kann bei einem Verfüllen von Beton in die Herstellungsform und/oder bei einem Verpressen und gegebenenfalls Vibrationsverdichten des Betons der Handhabungsroboter möglichst weit von der Form entfernt sein, vor einem Verpressen und nach einem Einfüllen des Betons, wenn sich die Verpresseinrichtung in der Ausgangsstellung befindet, jedoch relativ nahe (seitlich) an der Form sich befinden.
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Die Farbe kann aus einem Vorratsbehältnis mittels pneumatischem Druck, insbesondere auch Luftdruck, in die Farbdüsen gepumpt und ausgebracht werden.
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Hinsichtlich des Verfahrens ist alternativ oder kombinativ zu den schon beschriebenen Merkmalen auch bevorzugt, dass die Farbdüsen zum Versprühen der Farbe so weit seitlich zu der Herstellungsform und/oder der Verpresseinrichtung angeordnet werden, dass sie sich außerhalb eines Überdeckungsbereichs der Herstellungsform und der Verpresseinrichtung befinden. Der Überdeckungsbereich ist bevorzugt durch eine flächenmäßige Schnittmenge definiert zwischen, in vertikaler Richtung betrachtet, der Verpresseinrichtung und der Herstellungsform. Sie kann aber auch durch eine Gesamtmenge der Grundrisse der Herstellungsform der Verpresseinrichtung in vertikaler Richtung definiert sein.
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Hinsichtlich des Verfahrens ist weiterhin alternativ oder ergänzend bevorzugt, dass ein Strukturierungselement der Strukturierungseinrichtung unabhängig von einer Bewegung des Füllwagens zur Einwirkung auf die Oberfläche gebracht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend ist die Offenbarung weiter anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch nur Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische perspektivische Ansicht einer Anlage zur Herstellung von Betonsteinen;
- Fig. 2
- eine Darstellung teilweise gemäß Fig. 1, im Zuge eines Aufsprühens von Farbe auf in der Form befindlichen Beton;
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch die Ansicht gemäß Fig. 2, geschnitten entlang der Linie III-III;
- Fig. 4
- eine schematische Draufsicht auf die Form mit einem zugeordneten Handhabungsroboter;
- Fig. 5
- eine schematische Seitenansicht zu Fig. 4;
- Fig. 6
- eine schematische Draufsicht betreffend eine Walze in Zusammenwirkung mit der Form;
- Fig. 7
- eine Detailansicht der mit der gefüllten Form zusammenwirkenden Walze;
- Fig. 8
- eine schematische Seitenansicht einer mit der Form zusammenwirkenden Walze;
- Fig. 9
- eine Ansicht gemäß Fig. 8 bei einer alternativen Bewegungseinrichtung für die Walze;
- Fig. 10
- eine schematische Seitenansicht eines als Gitter ausgebildeten Strukturierungselementes;
- Fig. 11-13
- eine beispielhafte Abfolge der Zusammenwirkung des Gitterelementes mit der gefüllten Form;
- Fig. 14
- eine Ansicht einer Herstellungsform etwa gemäß Figur 1, mit einer alternativen Anordnung und Verfahreinrichtung bezüglich einer Walze;
- Fig. 15
- eine Darstellung gemäß Figur 14, wobei eine alternative Anordnung bezüglich der Farbdüsen dargestellt ist;
- Fig. 16
- eine Darstellung der Anlage zur Herstellung, bevorzugt gemäß Figur 14, geschnitten entlang der Linie XVI-XVI, mit einer Herausvergrößerung;
- Fig. 17
- eine Einzeldarstellung einer Verpressplatte der Verpresseinrichtung;
- Fig. 18
- eine schematische Ansicht einer alternativen Anlage zur Herstellung von Betonsteinen, ausgehend von einem Drehtisch;
- Fig. 19
- eine beispielhafte Darstellung eines hergestellten, farblich gemusterten Betonsteins;
- Fig. 20
- eine Darstellung einer möglichen Walzenform;
- Fig. 21
- eine Darstellung einer Verfahrmöglichkeit über die gefüllte und hinsichtlich des Inhalts strukturierte Form mit einer Walze gemäß Figur 20.
Beschreibung der Ausführungsformen
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 eine Anlage 1 zur Herstellung von Betonsteinen. Mit Hilfe von Farbdüsen 2, siehe etwa Fig. 2, können mit der Anlage 1 Betonsteine mit einer farblichen Musterung hergestellt werden.
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Die Anlage 1 weist weiter eine Herstellungsform 3 auf. Es sind ein oder mehrere Füllwagen 4, 5 vorgesehen, mit welchen die Herstellungsform 3 mit Beton gefüllt werden kann. Hierbei wird beim Beispiel der dargestellten Anlage 1 der Füllwagen 4 über ein Silo 6 gefüllt und der Füllwagen 5 über ein Silo 7.
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Insbesondere ist bevorzugt, dass mit dem Füllwagen 4 eine Erstfüllung, etwa mit Grobbeton, der Herstellungsform 3 vorgenommen wird und mit dem Füllwagen 5 eine, vergleichsweise dünne, Sichtbetonschicht dann noch aufgebracht wird. Die Herstellungsform 3 steht auf einer Arbeitsplatte 10 auf. Im Zuge der Herstellung, wenn die, gegebenenfalls letzte, Verpressung und gegebenenfalls Vibrationsverdichtung vorgenommen worden ist, wird die Herstellungsform 3 vertikal hoch gefahren und auf der Arbeitsplatte verbleiben die so hergestellten Rohlinge, die dann vermittels der Arbeitsplatte beispielsweise in einen Wärmeofen verfahren werden.
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Die Anlage 1 weist entsprechend weiter eine Verpresseinrichtung 8 auf. Der in die Herstellungsform 3 eingefüllte Beton wird mit Hilfe der Verpresseinrichtung 8 verpresst. Hierbei kann eine erste Verpressung, die eine Verdichtung des Betons bedeutet, nach dem Einfüllen des Grobbetons mittels des, bei der beispielhaft dargestellten Anlage 1 ersten, Füllwagens 4, vorgenommen werden. Danach kann dann der Sichtbeton mittels des zweiten Füllwagens 5 eingefüllt werden.
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Darüber hinaus kann noch eine nicht im Einzelnen dargestellte Vibrationseinrichtung vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ zu dem Verpressen kann die Herstellungsform 3 auch zur Verdichtung des Betons in Vibrationen versetzt werden.
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Mit Hilfe der Farbdüsen 2 ist eine Oberfläche 9 des eingefüllten Betons, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dann des Sichtbetons, vergleiche auch Fig. 6, mit Farbe besprühbar.
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Die Verpresseinrichtung 8 kann zwischen einer Ausgangsstellung, wie sie etwa in Fig. 1 dargestellt ist, und einer Arbeitsstellung, die nicht im Einzelnen dargestellt ist, in der sie auf den in die Herstellungsform 3 gefüllten Beton verpressend einwirkt, bewegt werden.
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Die Ausgangsstellung ist vertikal von der Oberfläche 9 entfernt, während die Verpresseinrichtung 8 in der Arbeitsstellung in unmittelbarem Kontakt mit dem Beton und damit der Oberfläche 9 ist.
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Somit ergibt sich in der Ausgangsstellung ein Zwischenraum Z zwischen einer Unterseite der Verpresseinrichtung 8 und der Oberfläche 9.
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Die Farbdüsen 2 sind bei einer möglichen Ausgestaltung oberhalb des Zwischenraumes Z angeordnet, wie es sich etwa aus Fig. 2 ergibt. Um die Verpresseinrichtung 8 nicht unnötig mit Farbe zu beaufschlagen, können Abweisereinrichtungen vorgesehen sein zwischen den Farbdüsen und der Verpresseinrichtung 8.
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Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich, befinden sich die Farbdüsen 2 auch seitlich zu der Herstellungsform 3 und, beim Ausführungsbeispiel, auch seitlich zu der Verpresseinrichtung 8.
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Vor dem Versprühen der Farbe mittels der Farbdüsen 2 wird die Oberfläche 9, wie etwa in den Fig. 6-13 dargestellt, mittels eines Strukturierungselementes strukturiert.
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Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Strukturierung der Oberfläche mit nachfolgendem Farbauftrag, wobei die Oberfläche 9 dann beim Verpressen beziehungsweise Verdichten wieder eingeebnet wird, zu sehr interessanten Farbeffekten in dem so hergestellten Betonstein führt.
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Das Strukturierungselement kann eine Walze 12 oder auch ein Gitter 13 beispielsweise sein.
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Bevorzugt im Rahmen der beschriebenen Anlage 1 ist das Strukturierungselement gesondert etwa von einer Bewegung eines Füllwagens 4, 5 zur Einwirkung auf die Oberfläche 9 bringbar. Es ist aber auch möglich, dass die Walze 12 und/oder ein Gitter 13 an einem Füllwagen 4, 5 angebracht ist und mit dem Füllwagen 4, 5 über die Oberfläche 9 verfahren wird.
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Hierzu, wenn die Anbringung an dem Füllwagen 4, 5 vorgesehen ist, kann der Füllwagen bevorzugt gleichsam "leer", dann mit bevorzugt abgesenktem Strukturierungselement, nochmals über die letztlich, bevorzugt eben auch mit dem Sichtbeton, gefüllte Herstellungsform 3 verfahren werden.
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Das Gitter 13 kann auch als Plattenteil angesprochen werden. Es kann entsprechend einem Gitter Durchgangsöffnungen aufweisen. Es kann aber auch ein geschlossenes Plattenteil sein, das dann auf seiner mit der Oberfläche 9 in Zusammenwirkung bringbaren Oberseite im Sinne einer Matrize strukturiert ist.
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Bezüglich der Farbdüsen 2 ist insbesondere auch bevorzugt, dass sie hinsichtlich eines Winkels, konkret eines Strahlwinkels α, verstellbar sind. Der Strahlwinkel α kann in der Seitenansicht etwa gemäß Fig. 2 strahlmittig mit einer Begrenzung angenommen werden und mit der anderen in Bezug auf eine Vertikale V.
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Weiter können die Farbdüsen 2 an einem Handhabungsroboter 14, wie er etwa schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, angebracht sein. Hiermit können die Farbdüsen 2 nicht nur wie in Bezug auf Fig. 2 dargestellt, oberhalb des Zwischenraumes Z angeordnet und bewegt werden, sondern sie können in einer alternativen Ausführungsform auch innerhalb des Zwischenraumes Z über die - gefüllte - Herstellungsform 3 verfahren werden. Somit können ganz gezielte Stellen mit Farbe, gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Farben, beaufschlagt werden. Der Handhabungsroboter 14 kann selbst verfahrbar sein. Alternativ oder ergänzend kann er Handhabungsarme, wie dargestellt, aufweisen. Die Handhabungsarme können gegebenenfalls durch Streckgelenke unterteilt sein. Die Handhabungsarme können das Strukturierungselement, insbesondere die Walze, über die wie beschrieben gefüllte Form führen, um die Strukturierung durchzuführen.
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Die Füllung der Herstellungsform 3 wird, wie etwa in Fig. 7 dargestellt, so weit vorgenommen, dass die Oberfläche 9 sich in einem Abstand a oberhalb einer Stirnfläche 15 der Herstellungsform 3 befindet. Die Herstellungsform 3, wie etwa aus Fig. 1 ersichtlich, ist durch sich vertikal erstreckende, beidseitig offene Durchgangsöffnungen gegeben, die durch ein über die Höhe der Herstellungsform 3 sich erstreckendes Gitterrost in einzelnen Formräumen 19 (Figur 1) unterteilt ist. Die Stirnfläche 15 ist eine Oberseite des so gegebenen Gitterrostes.
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Der Abstand a ist bevorzugt vergleichsweise gering. Er kann sich zwischen 1 mm und 3 mm, beispielsweise 1,5 mm, bewegen.
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Diese gleichsam Überfüllung der Herstellungsform 3 erlaubt aber auch günstig ein unbeeinflusstes Verfahren des Strukturierungselementes, insbesondere in Form der Walze 12, über die Oberfläche 9. Im Falle eines Plattenteils, auch gegebenenfalls einem Gitter, kommt es nicht notwendig auf die beschriebene Überfüllung an. Sie kann aber auch in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein. Andererseits kann ein solches Plattenteil oder gegebenenfalls ein Gitter Ausformungen aufweisen, zur Strukturierung, die an eine Öffnung der Herstellungsform jeweils angepasst sind. Sie können gegebenenfalls jeweils in einen Formraum 19 einfahren.
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Insbesondere aus Fig. 7 ist beispielsweise die Strukturierung 11 der Walze 12 ersichtlich. Die Höhe beziehungswiese Tiefe der Strukturierung ist bevorzugt an das Maß a angepasst. Bevorzugt sollte die Höhe/Tiefe der Strukturierung 11 das Maß a nicht übersteigen.
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Wie insbesondere in den Fig. 10 bis 13 dargestellt, kann auch im Falle, dass das Strukturierungselement ein Plattenteil, etwa ein Gitterrost, ist, dieses mittels einem Handhabungsroboter zur Einwirkung auf die Oberfläche 9 der verfüllten Herstellungsform 3 gebracht werden. Auch hier können Roboterarme vorgesehen sein, die, gegebenenfalls über Streckgelenke unterteilt, zur Verbringung des Strukturierungselementes über die Oberfläche 9 verbracht, abgesenkt, eingedrückt und wieder hoch gehoben und zurück bewegt werden können. Alternativ kann auch nur der Handhabungsroboter als solcher verfahr- und bewegbar sein.
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Wie sich aus vorstehender Beschreibung auch schon im Wesentlichen ergibt, wird verfahrensmäßig so vorgegangen, dass die Herstellungsform 3 mittels einem oder mehreren Füllwagen 4, 5 gefüllt wird, sodann die Oberfläche 9 des in die Herstellungsform 3 gefüllten Betons mittels einer Strukturierungseinrichtung strukturiert wird und auf die strukturierte Oberfläche 9 mittels einer oder mehrerer Farbdüsen Farbe gesprüht wird, wobei weiter der in die Herstellungsform 3 gefüllte Beton verpresst und hierdurch verdichtet wird und wobei eine hierzu vorgesehene Verpresseinrichtung 8 zwischen der schon beschriebenen Ausgangsstellung, die vertikal von der Oberfläche 9 entfernt ist und der Arbeitsstellung, in welche sie zur Verpressung auf dem Beton in der Herstellungsform 3 einwirkt, bewegt wird. Die Farbe wird mittels der Farbdüsen 2 nach der Strukturierung aber vor der Verpressung auf die Oberfläche 9 aufgebracht. Die Farbdüsen 2 zum Versprühen der Farbe sind hierbei bevorzugt so weit vertikal oberhalb der Herstellungsform 3 angeordnet, dass ein unterster Bereich der Verpresseinrichtung 8 in der Ausgangsstellung sich unterhalb der Farbdüsen 2 befindet.
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Alternativ oder ergänzend kann auch verfahrensmäßig vorgesehen sein, dass die Farbdüsen 2 zum Versprühen der Farbe so weit seitlich zu der Herstellungsform 3 und/oder der Verpresseinrichtung 8 angeordnet werden, dass sie sich außerhalb eines Überdeckungsbereiches der Herstellungsform 3 und der Verpresseinrichtung 8 befinden.
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Weiter alternativ oder ergänzend kann verfahrensmäßig auch vorgesehen sein, dass ein Strukturierungselement der Strukturierungseinrichtung unabhängig von einer Bewegung eines der Füllwagen 4, 5 zur Einwirkung auf die Oberfläche 9 gebracht wird.
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Mit Bezug zu Figur 14 ist eine alternative Anordnung der Walze 12 an der Anlage 1 dargestellt. Die Figur 14 zeigt die Herstellungsform 3 in der Transportrichtung, also etwa gesehen in Richtung der Pfeile XIV-XIV in Figur 1.
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Hierbei ist in dem Gestell, das auch die Verpresseinrichtung 8 haltert, ein Verfahrgestänge 16 vorgesehen, das sowohl ein Verfahren der Walze 12 in Richtung der Pfeile P1 in Figur 14 wie auch ein Verfahren in Richtung der Pfeile P2, also vertikal, ermöglicht.
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Das Verfahren in Richtung der Pfeile P1, bevorzugt allein horizontal, entspricht hierbei bevorzugt einem Verfahren quer zu einer Transportrichtung der Herstellungsform 3.
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Alternativ, was nicht dargestellt ist, kann das Verfahrgestänge 16 auch derart ausgebildet und angeordnet sein, dass ein Verfahren entsprechend den Pfeilen P1 in der Transportrichtung der Herstellungsform 3 ermöglicht ist.
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Die Verpresseinrichtung 8 kann mittels eines hier nur angedeuteten Hubmittels 17 zwischen der Ausgangsstellung, die in Figur 14 dargestellt ist, und der Arbeitsstellung bewegt werden. Das Verfahrgestänge 16 ist entsprechend bevorzugt, wie auch im Wesentlichen aus Figur 16 ersichtlich, in vertikaler Richtung außerhalb der Verpresseinrichtung 8 angeordnet. Auch hierbei können, bevorzugt endseitig der in Figur 14 schematisch angedeuteten Stangen des Verfahrgestells, im Einzelnen nicht dargestellte Hubvorrichtungen zum Auf- und Absenken der Walze 12 vorgesehen sein. Bei dem hiermit ermöglichten vertikalen Verfahren der Walze 12 ist diese bevorzugt außerhalb des Grundrisses der Verpresseinrichtung 8 bewegt.
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Ein derartiges Verfahrgestell 16 kann, wie in Figur 15 dargestellt, auch zur Bewegung der Farbdüsen 2 vorgesehen sein. Alternativ können auch an dem Verfahrgestell 16 sowohl Farbdüsen 2 wie auch eine oder mehrere Walzen 12 angebracht sein.
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Auch die Farbdüsen 2 sind entsprechend aus einem vertikalen Grundriss der bevorzugt auch nur vertikal bewegbaren Verpresseinrichtung 8 herausbewegbar. Sie können sich in einem vertikalen Grundriss auch hierbei nur außerhalb des Grundrisses der Verpresseinrichtung 8 befinden, so dass sie bei einer Farbaufgebung wie in Figur 15 dargestellt, von seitlich außerhalb in den vertikalen Zwischenraum zwischen der Herstellungsform 3 und der Verpresseinrichtung 8 sprühen.
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Mit Bezug zu Figur 16 ist insbesondere verdeutlicht, dass die Walze 12 auch, bevorzugt mittels des beschriebenen Verfahrgestänges 16, in Richtung ihrer Längsachse L versetzt werden kann.
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Verfahrensmäßig kann dies dazu ausgenutzt werden, dass bei einer ersten gefüllten Form die Strukturierung mit der Walze etwa in der obersten Position der Lupendarstellung in Figur 16 vorgenommen wird, eine nächste Strukturierung einer weiteren gefüllten Form mit der Stellung der Walze 12 in der mittleren Stellung und eine dritte demgemäß in der untersten Stellung. Natürlich können hier auch nahezu beliebige Zwischenstellungen verwirklicht sein.
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Es kann hierdurch eine interessante Rapport-Verschiebung hinsichtlich der Strukturierung erreicht werden. Mit einem Rapport ist die matrizenartige Strukturierung auf der Walze 12 angesprochen, die sich als Strukturierung der Oberfläche naturgemäß spätestens nach einem Walzenumlauf wiederholt.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, während eines Verfahrens der Walze 12 zur Strukturierung über die insoweit gefüllte Herstellungsform 3, die Verschiebung in Richtung der Längsachse L vorzunehmen.
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Mit Bezug zu Figur 17 ist zur Verdeutlichung, wie die Verpresseinrichtung bevorzugt ausgestaltet ist, ein einzelnes Pressteil 18 dargestellt. Die Verpresseinrichtung 8 besitzt bevorzugt eine Vielzahl derartiger Verpressteile 18, entsprechend der Anzahl der Formräume 19, vergleiche etwa Figur 1.
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Es handelt sich ersichtlich um ein Plattenteil, mit insbesondere einer unterseitigen ebenen glatten Fläche, mit welcher die Verpressung bzw. Verdichtung des Betons in jedem der Formräume 19 durchgeführt wird.
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Mit Bezug zu Figur 18 ist eine alternative Herstellungsanlage dargestellt. Hierbei werden die Betonsteine, auch prinzipiell mittels einer Herstellungsform 3 wie vorstehend erläutert, auf einem Drehtisch 20 hergestellt. In einer ersten Position der Herstellungsform 3 auf dem Drehtisch 20, die in Figur 18 links dargestellt ist, wird in die Herstellungsform 3 Grobbeton mittels einer Fülleinrichtung 21 in der schon beschriebenen Weise eingefüllt. Sodann erfolgt eine Drehung des Drehtisches 20 um eine Drehachse A wonach sich die Form 3 in der in Figur 18 oberen Stellung befindet. Mittels einer zweiten Fülleinrichtung 22 wird Fein- oder Sichtbeton in der schon beschriebenen Weise in die Form 3 eingefüllt.
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Gegebenenfalls kann nach dem Einfüllen des Grobbetons auch eine (Zwischen-)Verdichtung des eingefüllten Betons vorgenommen werden. Dies kann auch durch eine hiernach nicht dargestellte Verpresseinrichtung geschehen. Alternativ oder ergänzend aber auch durch eine Rüttelverdichtung, beispielsweise durch entsprechendes Rütteln oder Vibrieren des Drehtisches 20.
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Nachdem der Feinbeton eingefüllt worden ist, erfolgt eine weitere Drehung des Drehtisches 20 wonach die Herstellungsform 3 zu einer Strukturierungseinrichtung, die hier der Einfachheit halber als Walze 12 dargestellt ist, verbracht ist. Die Walze 12 kann dann in der schon beschriebenen Weise über die gefüllte Herstellungsform 3 verfahren werden. Danach kann mittels einer Farbdüse 2, die hier auch nur schematisch dargestellt ist, in der beschriebenen Weise die Einfärbung der strukturierten Oberfläche erfolgen. Auch bezüglich einer Herstellung mittels eines solchen Drehtisches wird bevorzugt von der beschriebenen Überfüllung der Herstellungsform 3 Gebrauch gemacht.
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Die Strukturierungseinrichtung kann auch in diesem Fall in Form eines beschriebenen Plattenteils, einer Halbwalze oder ähnlich ausgebildet sein. Auch die weiteren Bewegungsmöglichkeiten hinsichtlich der Strukturierungseinrichtung, die beschrieben sind, verwirklicht sein.
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Danach erfolgt bevorzugt, obwohl eine alleinige Vibrationsverdichtung eine weitere Drehung nicht unbedingt erforderlich machen würde, eine Drehung somit der mit der strukturierten und eingefärbten Oberfläche versehenen Herstellungsform 3 in die Stellung in Figur 18 unten. In dieser Stellung erfolgt dann die weitere Verdichtung, etwa durch die schon beschriebene Vibrationsverdichtung und/oder durch eine Verdichtung mittels einer Verpresseinrichtung, die hier nicht im Einzelnen dargestellt ist.
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Ein gemäß einem der Verfahren und in einer der beschriebenen Anlagen hergestellter Betonstein 23 ist in Figur 19 prinzipiell und schematisch in Perspektive dargestellt.
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Der Betonstein 23 hat eine Höhe H und eine Länge l sowie eine Breite b.
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Bevorzugt, wie dargestellt, ist der Betonstein 23 langgestreckt rechteckig, kubisch, gebildet. Die Länge l übertrifft also die Breite b bevorzugt um das 1,1- oder Mehrfache bis hin beispielsweise zu einem Fünffachen oder mehr. In gleicher Weise können aber auch derartige Betonsteine 23 quadratisch oder würfelartig mit gleich langen Kanten gebildet sein.
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Hinsichtlich der Höhe H ist eine Teilhöhe H1 durch den Grobbeton und eine Teilhöhe H2 durch den Sichtbeton gebildet. In der Teilhöhe H2 ist eine obere Schicht mit einer Schichtdicke s die eingefärbte Schicht. Die Schichtdicke s ist kleiner als die Höhe H2 und bevorzugt entspricht sie nur einem Bruchteil der Höhe H2, etwa einem Drittel oder weniger, bis hin zu einem Zehntel oder weniger der Höhe H2.
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Eine reale Abmessung der Schichtdicke s kann 0,5 bis 2 mm beispielsweise sein.
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Wie ersichtlich ist auf der Oberfläche O des Betonsteins 23 ein Dekor D erreicht, durch die beschriebene Vorgehensweise hinsichtlich Strukturierung, Farbeinsprühung und Einebnung.
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Bezüglich eines solchen Betonsteins 23 sind auch hier im Einzelnen nicht dargestellte Abweichungen möglich. Beispielsweise kann er unterseitig auch konisch sich verjüngen, bevorzugt im Bereich der Höhe H1. Er kann auch alternativ oder ergänzend eine gekrümmte oder gewellte Seitenkante und Kante bezüglich der Breite b aufweisen. Weiter kann er auch, bevorzugt, jedenfalls oder auch nur, über oder im Bereich der Höhe H1 ein oder mehrere (nicht dargestellte) Abstandshalter aufweisen um - insbesondere einheitliche - Verlegefugen zu erreichen beziehungsweise vorzugeben. Zu einer möglichen Ausgestaltung solcher Abstandshalter wird beispielsweise auf die
EP 3 231 784 B1 verwiesen, wobei die dort dargestellte Schichtfliese im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung keine obere Fliese sondern eine obere Teilhöhe, gebildet durch den Sichtbeton, aufweist.
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Mit Bezug zu Figur 20 ist eine Walze 12 dargestellt, die konisch gestaltet ist. Bezüglich der Längsachse L verjüngt sich die Walze 12 in Richtung der Längsachse. Die Walze 12 gemäß Figur 20 hat, wie grundsätzlich auch schon die zuvor beschriebenen Walzen, eine dreidimensionale Strukturierung St, im Sinne einer Matrize, auf ihrer Umfangsfläche, um die gewünschte Strukturierung der Oberfläche O des in die Herstellungsform 3 eingefügten Betons in der beschriebenen Weise zu erreichen.
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Wie etwa aus Figur 21 ersichtlich, kann diese Walze 12 gemäß Figur 20 entsprechend in einem Kreisbogen über eine Herstellungsform 3, die in der beschriebenen Weise gefüllt ist, zur Strukturierung bewegt werden. Auch hierdurch lassen sich wieder vorteilhafte Dekore hinsichtlich der Farbgebung erreichen.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Walze 12 der beschriebenen Ausführungsformen, also auch entsprechend Figur 20, im Zuge der Bewegung über die Herstellungsform 3 in Richtung ihrer Längsachse bewegt werden oder alternativ hinsichtlich nachfolgender Bewegungen über - immer wieder neu - gefüllte Herstellungsformen 3 in unterschiedlicher Versetzrichtung bezüglich der Längsachse L über die Herstellungsform 3 bewegt werden. Hierbei ist dann weiter bevorzugt, dass die Walze 12 gemäß Figur 20 - auch - eine Länge aufweist, welche die Breite der Herstellungsform übertrifft, so dass sie in jeder der dann vorteilhaft gewählten Stellungen hinsichtlich ihrer Längsachse L in Bezug auf die Herstellungsform 3 diese vollständig abdecken kann, auch wenn es sich um eine Bewegung auf einem Kreisbogen gemäß Figur 21 handelt.
Liste der Bezugszeichen
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| 1 |
Anlage |
V |
Vertikale |
| 2 |
Farbdüse |
Z |
Zwischenraum |
| 3 |
Herstellungsform |
L |
Längsachse |
| 4 |
Füllwagen |
A |
Drehachse |
| 5 |
Füllwagen |
H |
Höhe |
| 6 |
Silo |
l |
Länge |
| 7 |
Silo |
b |
Breite |
| 8 |
Verpresseinrichtung |
H1 |
Teilhöhe |
| 9 |
Oberfläche |
H2 |
Teilhöhe |
| 10 |
Arbeitsplatte |
s |
Schichtdicke |
| 11 |
Strukturierung |
D |
Dekor |
| 12 |
Walze |
St |
Strukturierung |
| 13 |
Gitter |
|
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| 14 |
Handhabungsroboter |
α |
Strahlwinkel |
| 15 |
Stirnfläche |
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| 16 |
Verfahrgestänge |
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| 17 |
Hubvorrichtung |
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| 18 |
Verpressteil |
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| 19 |
Formraum |
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| 20 |
Drehtisch |
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| 21 |
Befüllvorrichtung |
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| 22 |
Befüllvorrichtung |
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| 23 |
Betonstein |
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| a |
Abstand |
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