WO2009106297A2 - Concrete block finisher, having harmonic vibration by means of shape excitation - Google Patents

Concrete block finisher, having harmonic vibration by means of shape excitation Download PDF

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WO2009106297A2
WO2009106297A2 PCT/EP2009/001317 EP2009001317W WO2009106297A2 WO 2009106297 A2 WO2009106297 A2 WO 2009106297A2 EP 2009001317 W EP2009001317 W EP 2009001317W WO 2009106297 A2 WO2009106297 A2 WO 2009106297A2
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Institut Fuer Fertigteiltechnik Und Fertigbau Weimar E.V.
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    • B30B11/022Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space whereby the material is subjected to vibrations

Definitions

  • the invention relates to a device for shaping mixtures, preferably of amounts of material for stone production by shaping and compression by the action of harmonic vibrations, comprising
  • shock vibration with the very intense compaction effect are faced with a number of significant disadvantages. These consist in the extremely high load of the machine technology and the associated high machine wear and the operating costs, in the high environmental impact with vibrations, and in the extreme noise emission.
  • the harmonic motion functions with the required acceleration amplitudes are generated by various technical methods. It can be assumed that the values of the accelerations in the exciter frequency must at least come to the order of magnitude of the accelerations in the excitation frequency with shock-like vibration action in order to achieve comparable compaction effects.
  • the object of the invention is, while maintaining the method of shaping and compaction of mixtures, preferably concrete quantities in rigid and very stiff consistency for the production of concrete products and paving stones by means of the harmonic vibration action to develop a manufacturing facility, which is characterized by a significant reduction in the loan moving masses and a simplification of the tension, in particular with regard to size of the clamping force.
  • a device for shaping and compacting mixtures preferably of concrete quantities in a stiff to very stiff consistency for the production of concrete blocks and concrete products with immediate shuttering and use of substantially harmonic vibrations, which (i) a replaceable (I) a vibration frame to which the mold insert is non-positively and / or positively connected, (iii) a vibration exciter system attached to the vibration frame, with which the vibrating frame displaces substantially harmonic vibration (iv) comprises a ballast assembly; and (v) a backing board which is pressed against the mold insert from below during vibration.
  • the force required for this purpose is set so that in the state of vibration - ie during the vibration action -vibration frame, mold insert, and base plate form a temporary vibration bandage and perform essentially the same harmonic oscillatory movements.
  • a temporary vibrating bandage is understood to mean that the said three components do not change their relative position relative to one another during the vibration. In this case, the vibrations preferably take place not only with the same amplitude but also with the same phase position.
  • the inventive task of reducing the moving masses is achieved in that the temporary vibrating bandage is formed within the concrete block maker so that the force path between the source of exciter forces - the vibration exciter system - and the amount of concrete to be compacted in the mold insert is reduced to the shortest possible level, by the vibration exciter system acts directly on the mold insert via the vibration frame and initiates the excitation forces directly into the mold. This is eliminated the previously required and due to its rigid design very massive swinging table.
  • the mold insert For the production of concrete blocks and concrete products in various dimensions of the mold insert is designed as a detachable from the vibrating frame component. Depending on the product to be manufactured, the respectively required mold insert is placed in the vibration frame and i. A. non-positively and / or positively connected thereto.
  • the oscillatory capability of the molded insert with the vibrating frame and the vibration exciter system attached to it is achieved by an elastic mounting on vibrating frame springs, via which the vibrating frame is connected elastically to a frame-fixed machine frame.
  • the vibration frame springs thus simultaneously take over the vibration isolation with respect to the machine frame.
  • the vibration frame can then oscillate freely with vibration excitation as part of the temporary vibration bandage - vibration frame, mold insert, and base board vibrations with the same amplitude and the same phase.
  • the backing plate follows by a resilient contact with the mold bottom by means of spring elements of the oscillatory motion of the mold and ensures a secure closure of the mold chambers during the harmonic vibration.
  • the device therefore comprises a Bretthubbauè, which comprises one or more Bretthubzylinder and a Bretthub, wherein the base board is elastically connected via board springs to the Bretthub, and wherein the backing board during vibration by a applied by the Bretthubzylinder such contact force the mold insert is pressed, (i) molding chambers are closed downwardly and relative movement between the mold insert and the backing board is precluded, and (ii) mold insert and backing board perform a synchronous movement while the board lifting assembly remains in a frame-fixed position.
  • a Bretthubbauè which comprises one or more Bretthubzylinder and a Bretthub
  • the base board is elastically connected via board springs to the Bretthub, and wherein the backing board during vibration by a applied by the Bretthubzylinder such contact force the mold insert is pressed, (i) molding chambers are closed downwardly and relative movement between the mold insert and the backing board is precluded, and (ii) mold insert and backing board perform a synchronous movement while the board lifting assembly remains in a frame-fixed position.
  • the embarken comprises a ballast, a load cylinder and one or more (2004)lastfedern, wherein the Auflasthubzylinder frame fixed to a machine frame, wherein the ballast is elastically connected via the Auflastfedern with the frame-fixed part of the ballast assembly, and wherein the lift-up cylinder presses the load during the vibration with such a force on the surface of the mixture to be compacted that (i) no lifting of the load of the Surface of the batch takes place and (ii) the surcharge on the elastic attachment with the default springs follows the movements of the surface of the batch. Upwards, each mold chamber is then temporarily closed during the harmonic vibration by a respective load plate. All load plates are combined as an assembly and form the load group.
  • the attached to the vibration frame vibration exciter system is designed in mirror-symmetrical design to a vertical center plane formed by the vertical center of the mold and is dynamically preferably operated so that the mold is subjected to the compacted concrete amount with a directed vertical vibration. But horizontal vibration components are possible.
  • the inventive task of simplifying the bracing, in particular with regard to the size of the bracing force is achieved in that it is omitted in the previous function. Because of the direct application of force in the vibrating frame with mold insert a strain between unbalance exciter and mold insert, which opens and closes for the demoulding in the clock cycle, no longer required.
  • the temporarily secure connection of the base plate with the mold during the harmonic vibration is achieved by a Bretthub engaged Bretthubzylinder that moves the backing board from below against the mold insert. Because of the much smaller oscillating mass of the backing board including proportionate batch mass in relation to the moving masses in previous solutions from the prior art significantly smaller forces for the temporary installation of the base plate to the form are required to be applied by the Bretthubzylinder or .
  • the board springs ensure the movement of the backing board with the mold and its permanent abutment against the bottom of the mold.
  • the vibration is set to zero, which can be achieved by switching off or by power-free operation z. B. can be reached in a four-shaft arrangement.
  • the shuttering is carried out by a synchronous movement of the Bretthubzylinders and Auflasthubzylinders down, the shape maintains its position.
  • the vibration exciter system comprises a single-wave unbalance exciter, i. a pair of unbalance exciter shafts or torsionally coupled unbalanced vibration strands which are mirror-symmetrically installed on the vibrating frame with respect to the vertical center plane of the mold and operate in opposite directions with equal speed and mirror-symmetrical phase relation to the vertical center plane of the mold.
  • a single-wave unbalance exciter i. a pair of unbalance exciter shafts or torsionally coupled unbalanced vibration strands which are mirror-symmetrically installed on the vibrating frame with respect to the vertical center plane of the mold and operate in opposite directions with equal speed and mirror-symmetrical phase relation to the vertical center plane of the mold.
  • vertically directed harmonic oscillations are excited.
  • the vibration exciter system comprises an unbalance exciter pair in a double-shaft arrangement or in a four-shaft arrangement, i. a pair of mirror symmetrically mounted and driven double or quadruple unbalance exciter shafts or torsionally coupled unbalanced vibration strands which both produce a directed harmonic vibration effect on the mold and in an advantageous further development as an imbalance exciter with coaxial waveguide misalignment an adjustment of the acting resultant exciter force amplitude during the Vibration action continuously between zero and a maximum by pairwise synchronous An the phase position between the corresponding unbalanced shafts allow.
  • This feature allows, for example, a zero exciter power up the speed from zero to the operating speed, without Schwingwegüberhöhungen when passing through the rigid body natural frequencies. Furthermore, a continuous operation of this vibration exciter system is possible in which the resulting excitation force amplitude is set to zero during the clock change by a phase angle adjustment, without having to set the drive speed of the unbalanced shafts to zero. By dispensing with the ramp-up and ramp-down speed, short cycle times are possible. By changing the phase position in the operating frequency, the exciter force amplitudes determined as favorable for the compression can be set. A comparable functionality of the vibration excitation is achieved when using an adjustment excitation system according to DE 197 35 268.
  • a further embodiment of the invention consists in the application of a force-excited vibration drive via hydraulic, pneumatic or piezoelectric actuators, the vibration frame with mold insert as a single drive or in a mirror-symmetrical Move arrangement with respect to the vertical shape center plane in vertical harmonic oscillations. Because of the lower excitation forces in comparison to the harmonic vibration of the prior art, smaller components can be used here as units of purchase.
  • the Bretthubbaue expediently performs a lifting movement, which is at least as large as the height of the finished compacted and deactivated product.
  • vibration frame and mold insert perform such a large stroke movement.
  • a further development of the invention also utilizes a vibration excitation on the base board.
  • an auxiliary swinging table with an auxiliary vibration exciter system is mounted between the board lift and the base board.
  • additional vibrations are introduced into the mixture, which are coordinated with the vibration excitation on the vibration frame.
  • the mold insert and the board each have their own excitation system, which is necessary for their harmonic oscillatory movement.
  • the excitation systems are coordinated via a controller. So only small forces between mold insert and base plate are exchanged.
  • FIG. 2 variants for vibration exciter systems on the vibration frame
  • FIG. 1 the basic structure of a device for shaping of mixtures, in particular for the production of concrete blocks is shown.
  • the device comprises a replaceable mold insert (4) for receiving the mixture to be compacted (17), a vibrating tion frame (5) to which the mold insert (4) is non-positively and / or positively connected, attached to the vibration frame (5) vibration exciter system with which the vibration frame (5) is placed in substantially harmonic vibration, a ballast assembly and a Underlay board (7), which is pressed during vibration from below to the mold insert (4), so that vibration frame (5), mold insert (4), and backing board (7) form a temporary vibration bandage and perform substantially the same swinging movements ,
  • the vibration exciter are generally mounted in a mirror-symmetrical arrangement to the mold center plane, in the simplest case an unbalance exciter pair in single-shaft arrangement (11) is sufficient.
  • the vibration frame (5) is the component that transmits the vibrations from the vibration source - the vibration exciters - to the mold insert (4) with the mixture (17) to be compacted therein. Due to the vibration requirements, it ensures the rigidity of the vibration band, consisting of vibration frame (5) with vibration exciters attached to it, the mold insert (4) as well as the base (7) and load (2).
  • the vibration frame thus fulfills the same function as the vibration table and the mold frame of a technical solution according to the prior art. Due to the short force path and the compact design, the moving mass of the solution according to the invention is advantageously much lower in comparison to known solutions such as in DE 20301954. This is associated with a significant reduction of the excitation forces while achieving equal acceleration amplitudes for the shaping and compression of the batch ,
  • the backing board (7) is pressed after its transfer into the position shown with the Bretthubbauè consisting of Bretthubzylinder (10), Bretthub (8) and board springs (9) against the vibration of the mold insert (4).
  • the elastic connection between the backing board (7) and board stroke (8) via the board springs (9) together with a sufficient applied by the Bretthubzylindern (10) contact force ensures the mobility of the backing board (7) during the vibration without it from the mold insert (4 ) takes off. It follows during the vibration action of the movements of the mold insert (4) and closes the mold chambers down.
  • the necessary contact forces for a permanent contact during vibration are essentially dependent on the mass of the underlay board (7) and the acceleration amplitudes on the underlay board (7).
  • a further advantage of the invention is that the necessary clamping forces between vibrational and shaping components - ie according to the invention between vibration frame (5) with mold insert (4), vibration exciter and underlay board (7) - because of the much lower mass of the backing board (7) compared to the known masses of components to be braced in the journal "Concrete Plant + Precast Technology 22, No. 27, pages 22 to 27, and DE 20301954. They can be produced without problems by the illustrated board lifting subassembly with the board lifting cylinders (10) The board springs (9) also have the same effect Function of the vibration isolation compared to the frame-fixed environment.
  • the mixture to be compacted (17) is filled before the start of vibration. Thereafter, the on-load assembly, consisting of lift-lift cylinder (1) and over-load (2), lowers until the load plates press on the mix surface.
  • the preload springs (3) ensure the movement of the ballast (2) during the vibration and the vibration isolation to the machine frame.
  • the vibrating frame (5) with mold insert (4) remains in its position, unlike the prior art, which is advantageous for vibration exciter and filling car. Due to the fixed position of the vibration frame (5) with mold insert (4) eliminates the Formhub observed from the prior art, which had to lift during the demoulding relatively high masses.
  • the demoulding takes place in the solution according to the invention by the board stroke with smaller masses to be moved, with ballast movement and Bretthub proceed in a coordinated manner. If required, a decoupling by Formhub is still possible, in which case the backing board (7) can remain in its position.
  • Fig. 2 shows design variants of the vibration frame (5) with attached vibration exciters and mold insert (4).
  • the vibration exciter system may consist of rotating unbalance systems, which are mounted in pairs on the sides and synchronized z. B. with the help of an electronic control.
  • the vibration generation can also be done by means of dynamically operating hydraulic, pneumatic, electrical or piezoelectric actuators (15).
  • Fig. 3 shows an exemplary solution of the connection between the vibrating frame (5) and mold insert (4). This play-free connection can be done mechanically by means of screwing or by means of wedge-shaped clamping elements (16), such as a clamping plate, whereby hydraulic actuators can also be used.
  • Fig. 4 shows the device in a structurally extended embodiment.
  • the auxiliary oscillating table (19) has an auxiliary vibration excitation system (20) which serves for the coordinated movement of the underlay board (7) relative to the movement of the vibrating frame (5) with mold insert (4).
  • a control (21) both movements are coordinated so that the backing board (7) during the vibration always on the bottom of the mold insert (4) is applied and at the same time the required pressure forces are minimized.

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Abstract

The invention relates to a device for the shape-forming of mixtures, preferably of concrete mixtures, for the production of concrete blocks and concrete products by means of shape-forming and compaction under the action of harmonic oscillations, comprising a mold having a vibration frame (5) and a mold insert (4) for accommodating the mixture (17) to be compacted, a vibration system (11) engaging therein, vibration frame springs (6) for the oscillating support of the mold with the vibration system (11) attached thereto, a base board (7) for accommodating the products to be produced, a board lift assembly having board lifting cylinders (10) and a board stroke (8), board springs (9) for the feeding and movable support of the base plate (7) on the bottom of the mold during the vibration action, a load assembly having a load (2) for the shape-forming of the surface of the product to be produced, a load spring (3) for the movable support of the load (2) during the vibration action, and a load stroke for carrying out feeding and mold removal movements. The shape-forming component of the oscillating connection is the mold insert (4), which is configured as a separable assembly such that easy retrofitting is possible during a product changeover. The manufacture of the products is carried out on the base boards (7) known from prior art such that the device described can be integrated into known manufacturing devices.

Description

Titel title
Betonsteinfertiger mit harmonischer Vibration durch FormerregungConcrete paver with harmonic vibration due to shape excitation
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formgebung von Gemengen, bevorzugt von Be- tongemengen zur Steinfertigung durch Formgebung und Verdichtung mittels Einwirkung harmonischer Schwingungen, umfassendThe invention relates to a device for shaping mixtures, preferably of amounts of material for stone production by shaping and compression by the action of harmonic vibrations, comprising
• eine Formbaugruppe mit Vibrationsrahmen zur Aufnahme des zu verdichtenden Gemenges, Vibrationsrahmenfeder zur elastischen Lagerung des Vibrationsrahmens und Vibrationssystem als Schwingungsantrieb • eine Palettenbaugruppe mit Unterlagsbrett zur Aufnahme der herzustellenden Produkte, Brettfeder zur schwingungstechnischen Entkopplung während der Vibrationseinwirkung und Bretthubtisch für Zustellbewegungen während der Fertigungstakte• a mold assembly with vibration frame for receiving the mixture to be compacted, vibration frame spring for elastic mounting of the vibration frame and vibration system as vibration drive • a pallet assembly with base board for holding the products to be produced, board spring for vibration decoupling during vibration and Bretthubtisch for Zustellbewegungen during the production cycles
• eine Auflastbaugruppe mit Auflast zur Formgebung der Oberfläche des herzustellenden Produktes, Auflastfeder für die elastische Lagerung und Auflasthub zur Ausführung von zustell- und Entschalbewegungen.• a load-bearing subassembly for shaping the surface of the product to be produced, a suspension spring for the elastic bearing and a lifting stroke for the execution of delivery and disengaging movements.
Stand der TechnikState of the art
Die industrielle Herstellung kleinformatiger Betonwaren, insbesondere aus Gemengen in steifer bis sehr steifer Konsistenz erfolgt im Stand der Technik durch die zwei Verfahren der Schockvibration und der harmonischen Vibration.The industrial production of small-sized concrete products, in particular from mixtures in stiff to very stiff consistency takes place in the prior art by the two methods of shock vibration and harmonic vibration.
Das technologische Verfahren der Schockvibration für die Formgebung und Verdichtung von Gemengen, insbesondere Betongemengen in steifer bis sehr steifer Konsistenz ist seit vie- len Jahren bekannt. Bei diesem Verfahren werden in der industriellen Produktion meist Vorrichtungen verwendet, die zur Verdichtung des Betongemenges durch die Erzeugung von Stoßvorgängen zwischen maschinentechnischen Komponenten schockartige Vibrationen erzeugen und auf das zu verarbeitende Gemenge einwirken. Bekannte Vorrichtungen verwenden zur Schwingungserzeugung Systeme, die auf elektromotorisch angetriebenen Unwuchtwellen basieren, wie beispielsweise im Artikel „Steigerung der Produktqualität durch effiziente Verdichtung" von Berthold Schlecht und Alexander Neubauer, erschienen in der Zeitschrift „Betonwerk + Fertigteil-Technik", Ausgabe 9/2000, S. 44 - 52, ausführlich dargestellt. Eine ausführliche Darstellung zum Stand der Technik des Schockvibrationsverfahrens und der dafür verwendeten Vorrichtungen ist in DE 20301954 enthalten, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.The technological process of shock vibration for the shaping and compression of mixtures, in particular concrete quantities in stiff to very stiff consistency, has been known for many years. In this method, devices are mostly used in industrial production, which generate shock-like vibrations for the compression of the concrete amount by the generation of shock processes between machine components and act on the mixture to be processed. Known devices use for vibration generation systems based on electric motor driven unbalanced shafts, such as in the article "Increasing product quality through efficient compaction" by Berthold Schlecht and Alexander Neubauer, published in the magazine "Betonwerk + Fertigteil-Technik", Issue 9/2000, Pp. 44 - 52, presented in detail. A detailed description of the prior art of the shock vibration method and the devices used therefor is contained in DE 20301954, which is incorporated herein by reference.
Aus dem Bereich von mit Schockvibration arbeitenden Blocksteinmaschinen auf dem US- Markt sind Formen mit direkt an der Form fest angebrachten Unwuchterregern, wie z. B. in DE 689 04 376 T2 und der US 4,312,242 bekannt. Das Formgehäuse bei diesen Formen enthalt stützende Seitenarme, die einen Vibrationsrahmen bilden. Beide Elemente bilden hier eine nicht von einander trennbare Einheit. An der Unterseite wird diese Einheit durch eine in vertikaler Richtung hebbare Palette verschlossen, die lösbar mit dem unteren Ende der Einheit verklammert wird. Auch in der US 4,235,580 wird eine mit Schockvibration arbeitende Blocksteinmaschine beschrieben. Zur Vermeidung von Lärm beim Einwirken der Vibrationsimpulse wird die auf einem Palettenträger auf Gummielementen lagernde Palette mittels einer auf den Palettenträger wirkenden Luftfeder gegen die Form gepreßt.From the field of working with shock vibration block machines in the US market are molds with directly attached to the form immobrable organisms such. B. in DE 689 04 376 T2 and US 4,312,242 known. The mold housing in these molds includes supporting side arms that form a vibrating frame. Both elements form a unit that can not be separated from each other. At the bottom of this unit is closed by a liftable in the vertical direction pallet, which is releasably clamped to the lower end of the unit. Also in US 4,235,580 a working with shock vibration block machine is described. To avoid noise when exposed to the vibration pulses on a pallet carrier on rubber elements overlapping pallet is pressed by means of a force acting on the pallet carrier air spring against the mold.
Die genannten Blocksteinmaschinen, die beispielsweise von der Firma Besser, Inc., angeboten werden sind jedoch ausschließlich für die Schockvibration konzipiert. Von den zwei am Vibrationsrahmen angebrachten, gegenläufig angetriebenen Unwuchten - beispielsweise vom Typ AFC SmartPac® werden in der Regel Amplituden zwischen 50 kN und 70 kN pro Unwucht erzielt, für eine harmonische Vibration - beispielsweise wie in der DE 20301954 beschrieben - sind derzeit jedoch wesentlich höhere Kräfte von etwa 600 kN notwendig.The block machines mentioned, which are offered for example by the company Besser, Inc., however, are designed exclusively for shock vibration. Of the two mounted on the vibrating frame, counter-rotating imbalances - for example of the AFC SmartPac ® type amplitudes between 50 kN and 70 kN are usually achieved per imbalance, for a harmonic vibration - for example, as described in DE 20301954 - are currently much higher Forces of about 600 kN necessary.
Dem Vorteil der Schockvibration mit der sehr intensiven Verdichtungswirkung stehen eine Reihe von entscheidenden Nachteilen gegenüber. Diese bestehen in der extrem hohen Belastung der Maschinentechnik und dem damit verbundenen hohen Maschinenverschleiß und den Betriebskosten, in der hohen Umweltbelastung mit Schwingungen, und in der extremen Lärmemission.The advantage of the shock vibration with the very intense compaction effect are faced with a number of significant disadvantages. These consist in the extremely high load of the machine technology and the associated high machine wear and the operating costs, in the high environmental impact with vibrations, and in the extreme noise emission.
Auf der anderen Seite sind in jüngster Zeit Verfahren und Vorrichtungen zur Formgebung und Verdichtung von Gemengen, insbesondere Betongemengen in steifer bis sehr steifer Konsistenz mittels der harmonischen Vibrationseinwirkung entstanden, um bei mindestens gleichen Bedingungen für die Produktqualität die Nachteile der Schockvibration zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Möchte man auf die Schockvibration verzichten, so muß das Fehlen der durch die Prellschläge erzeugten Beschleunigungsspitzen durch entsprechend höhere Kräfte in der harmonischen Vibration ersetzt werden. Die notwendige Gesamtkraft liegt bei etwa 600 kN. Aus Platzgründen ist bei bestehenden, nach dem Prinzip der Schockvibration arbeitenden Maschinen eine einfache Erhöhung der Anzahl der Unwuchten nicht möglich, so daß neue konstruktive Lösungen gefunden werden müssen, wie beispielsweise in der DE 20301954 beschrieben, auf deren Offenbarung, die Bestandteil dieser Anmeldung ist, hier ausdrücklich verwiesen wird.On the other hand, methods and devices for shaping and compacting mixtures, in particular concrete quantities in rigid to very stiff consistency by means of the harmonic vibration effect have recently been developed in order to reduce or avoid the disadvantages of shock vibration under at least the same conditions for product quality , If you do not want to miss the shock vibration, the absence of the acceleration peaks generated by the bounce impacts must be replaced by correspondingly higher forces in the harmonic vibration. The necessary total power is included about 600 kN. For reasons of space, a simple increase in the number of imbalances is not possible with existing, operating on the principle of shock vibration machines, so that new constructive solutions must be found, as described for example in DE 20301954, the disclosure of which is part of this application, expressly referred to here.
Bei den bekannten technischen Lösungen werden die harmonischen Bewegungsfunktionen mit den erforderlichen Beschleunigungsamplituden durch verschiedene technische Verfahren erzeugt. Dabei ist davon auszugehen, daß die Werte der Beschleunigungen in der Erre- gerfrequenz mindestens in die Größenordnung der Beschleunigungen in der Erregerfrequenz bei schockartiger Vibrationseinwirkung kommen müssen, um vergleichbare Verdichtungswirkungen zu erreichen.In the known technical solutions, the harmonic motion functions with the required acceleration amplitudes are generated by various technical methods. It can be assumed that the values of the accelerations in the exciter frequency must at least come to the order of magnitude of the accelerations in the excitation frequency with shock-like vibration action in order to achieve comparable compaction effects.
Eine bekannte technische Lösung für die Formgebung und Verdichtung von Gemengen in steifer bis sehr steifer Konsistenz besteht in der Anwendung eines oder mehrerer hydraulisch betätigter Servozylinder, um die erforderlichen hohen Kräfte in einer harmonischen Zeitfunktion zu erzeugen. Auf hydraulischem Antrieb basierende Vorrichtungen zur Betonsteinfertigung werden im oben genannten Artikel von Schlecht und Neubauer sowie in der Schrift WO 01/47698 A1 beschrieben.One known technical solution for shaping and compacting blends of stiff to very stiff consistency is the use of one or more hydraulically actuated servo cylinders to produce the required high forces in a harmonic time function. Hydraulic drive-based devices for concrete block production are described in the above-mentioned article by Schlecht and Neubauer and in the document WO 01/47698 A1.
Eine weitere technische Lösungsvariante für die Formgebung und Verdichtung von Gemengen besteht in der Erzeugung von harmonischen Schwingungen mittels rotierender Unwuchtwellen. Dieses Prinzip wird auch für die Zwangserregung des Schwingtisches beim Schockvibrationsverfahren genutzt. Allerdings müssen beim harmonischen Vibrationsverfah- ren die Erregerkräfte deutlich höher sein im Vergleich zum Schockvibrationsverfahren, um vergleichbare Beschleunigungsamplituden für die ausreichende Formgebung und Verdichtung des Gemenges zu erreichen.Another technical solution for the shaping and compression of mixtures is the generation of harmonic vibrations by means of rotating unbalanced shafts. This principle is also used for the forced excitation of the vibrating table in the shock vibration process. However, in the case of the harmonic vibration method, the excitation forces must be significantly higher in comparison to the shock vibration method in order to achieve comparable acceleration amplitudes for the sufficient shaping and compression of the mixture.
Eine bekannte Lösung für dieses Verfahren ist in DE 20301954 beschrieben. Während der Vibrationsverdichtung mit harmonischer Vibration wird temporär ein steifer Schwingverband bestehend aus dem Schwingtisch, der Unterlagsplatte und der Form durch eine Formverspannung hergestellt.A known solution for this process is described in DE 20301954. During vibration compacting with harmonic vibration, a stiff vibrating band consisting of the vibrating table, the base plate and the mold is temporarily produced by a form tension.
Eine weitere Lösung der Formgebung und Verdichtung von Gemengen mittels harmonischer Vibration, entwickelt von G. Becker, ist in der Fachzeitschrift „Betonwerk + Fertigteil- Technik", Ausgabe 10/2007 „Leistungssteigerung und Lärmminderung mit harmonischer Vibration", S. 22 - 27, beschrieben. Auf einem elastisch gelagerten Schwingtisch mit den an der Unterseite befestigten Unwuchtvibratoren liegen Unterlagsbrett und Form mit dem in den Formkammern enthaltenen zu verdichtenden Betongemenge. Während der Einwirkung der harmonischen Vibrationen werden die Form und das Unterlagsbrett mit einer solchen Kraft auf den Schwingtisch gedrückt, daß während dieser Zeit keine Relativbewegungen zwischen diesen Komponenten des Schwingverbandes mehr auftreten können. Diese Kraft wird durch vertikal bewegliche Federbaugruppen aufgebracht, die wahrend der Vibrationseinwirkung auf die Form drücken und auf der gegenüberliegenden Federseite temporär gestellfest positioniert sind. Durch ihre elastische Eigenschaft sichern sie die Schwingbewegung des Vibrationsverbandes. Eine Auflastbaugruppe drückt während der Vibrationseinwirkung passiv oder aktiv mit eigenen Vibrationsantrieben auf die obere Seite des in den Formkammern befindlichen Betongemenges.Another solution for the shaping and compression of mixtures by means of harmonic vibration, developed by G. Becker, is in the journal "Betonwerk + Fertigteil- Technik", issue 10/2007 "Performance enhancement and noise reduction with harmonic vibration", p. 22 - 27, described. On an elastically mounted vibrating table with the unbalanced vibrators attached to the underside are base plate and mold with the concrete contained in the mold chambers to be compacted. During the action of the harmonic vibrations are the mold and the backing board pressed with such force on the vibrating table, that during this time no relative movements between these components of the vibrating union can occur more. This force is applied by vertically movable spring assemblies, which press during the vibration effect on the mold and are positioned on the opposite side of the spring temporarily fixed to the frame. Due to their elastic properties, they ensure the oscillating movement of the vibration bandage. A load assembly pushes passively or actively with its own vibratory drives during the vibration action on the upper side of the concrete in the mold chambers amount.
Alle hier beschriebenen harmonischen Verdichtungseinrichtungen reduzieren in deutlichen Maße die vorab bezeichneten Nachteile von Schockvibrationseinrichtungen hinsichtlich der extrem hohen Maschinenbelastung, der hohen Umweltbelastung mit Schwingungen und der extremen Lärmemission. Trotz der sichtbaren Vorteile der beschriebenen technischen Lö- sungen für die Formgebung und Verdichtung mittels harmonischer Vibration sind diese auch mit deutlichen Nachteilen verbunden.All of the harmonic compressors described herein significantly reduce the above-described drawbacks of shock vibration equipment in terms of extremely high engine load, high environmental impact with vibration, and extreme noise emission. Despite the visible advantages of the described technical solutions for shaping and compression by means of harmonic vibration, these are also associated with significant disadvantages.
In der Wahl einer Hydraulik als Antriebsmedium liegt ein großer Nachteil. Gerade Servohy- draulik erfordert eine extreme Reinheit des Öls, die sich in der Umgebung eines Betonwer- kes nur mit hohen Aufwand aufrecht erhalten läßt. Außerdem liegt der Energiebedarf einer auf Hydraulik basierenden Vorrichtung wegen des relativ schlechten Wirkungsgrades deutlich höher als bei herkömmlichen elektromotorisch arbeitenden Schockvibrationsvorrichtungen. Zudem sind die Anschaffungskosten für ein derartiges Servohydrauliksystem deutlich höher als für einen elektromotorischen Antrieb.In the choice of a hydraulic drive medium is a major disadvantage. Especially servo hydraulics require an extreme purity of the oil, which can only be maintained with great effort in the environment of a concrete work. In addition, the energy requirement of a hydraulic-based device is much higher than in conventional electric motor-operated shock vibration devices because of the relatively poor efficiency. In addition, the cost of such a servo-hydraulic system are significantly higher than for an electric motor drive.
Als weiterer Nachteil zeigt sich in einigen der beschriebenen Lösungen, daß neben dem zu verdichtenden Gemenge weitere Komponenten mitbewegt werden müssen, die strukturbedingt eine hohe Masse haben. Eine Massebetrachtung zeigt, daß deutlich mehr Stahlbau als zu verdichtendes Gemenge in Vibrationen versetzt werden müssen, was entsprechend groß ausgelegte Unwuchtwellen erfordert und den Wirkungsgrad reduziert.Another disadvantage is found in some of the solutions described that in addition to the mixture to be compacted other components must be moved, which have a high mass due to the structure. A mass analysis shows that significantly more steel construction than mixture to be compacted must be vibrated, which requires correspondingly large unbalanced shafts and reduces the efficiency.
Wegen der notwendigen temporär festen Verbindung aller Komponenten des Schwingverbundes, bestehend aus Schwingtisch mit Vibrationserregersystem, Unterlagsplatte, Form und dem zu verdichtenden Gemenge ist eine Formverspannung erforderlich, die sehr große Kräfte aufbringen muß um Relativbewegungen zwischen den schwingenden Komponenten sicher zu verhindern. Die großen Spannkräfte erfordern entsprechend aufwendig und fest ausgelegte Verspannbaugruppen, die selbst auch die schwingende Masse weiter erhöhen und einem hohen Verschleiß unterliegen. Im Lösungsbeispiel der Fertigungseinrichtung von G. Becker werden die auch hier aufzubringenden Verspannkräfte über einen relativ großen Kraftweg durch Teile des Maschinengestells geleitet, was einerseits eine entsprechend belastungsgerechte Auslegung erfordert und eine hohe Maschinenbelastung darstellt.Because of the necessary temporarily fixed connection of all components of the vibrating composite, consisting of vibrating table with vibration exciter system, base plate, shape and the mixture to be compacted a strain forming is required, which must apply very large forces to reliably prevent relative movements between the vibrating components. The large clamping forces require correspondingly complex and fixed bracing assemblies, which themselves also increase the oscillating mass and are subject to high wear. In the solution example of the manufacturing facility of G. Becker, the clamping forces to be applied here are also over a relatively large Power path passed through parts of the machine frame, which on the one hand requires a correspondingly load-friendly design and represents a high machine load.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung des Verfahrens der Formgebung und Verdichtung von Gemengen, bevorzugt Betongemengen in steifer und sehr steifer Konsistenz zur Herstellung von Betonwaren und Pflastersteinen mittels der harmonischen Vibrationseinwirkung eine Fertigungseinrichtung zu entwickeln, die gekennzeichnet ist durch eine deut- liehe Reduzierung der bewegten Massen und eine Vereinfachung der Verspannung insbesondere hinsichtlich Größe der Verspannkraft.The object of the invention is, while maintaining the method of shaping and compaction of mixtures, preferably concrete quantities in rigid and very stiff consistency for the production of concrete products and paving stones by means of the harmonic vibration action to develop a manufacturing facility, which is characterized by a significant reduction in the loan moving masses and a simplification of the tension, in particular with regard to size of the clamping force.
Dieser Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Formgebung und Verdichtung von Gemengen, bevorzugt von Betongemengen in einer steifen bis sehr steifen Konsistenz für die Her- Stellung von Betonsteinen und Betonwaren mit Sofortentschalung und Nutzung von im Wesentlichen harmonischen Schwingungen, gelöst, welche (i) einen auswechselbaren Formeinsatz, der das zu verdichtende Gemenge aufnimmt, (ii) einen Vibrationsrahmen, mit dem der Formeinsatz kraft- und / oder formschlüssig verbunden ist, (iii) ein an dem Vibrationsrahmen angebrachtes Vibrationserregersystem, mit dem der Vibrationsrahmen in im wesent- liehen harmonische Vibration versetzt wird, (iv) eine Auflastbaugruppe und (v) ein Unterlagsbrett umfaßt, welches während der Vibration von unten an den Formeinsatz gepreßt wird. Die dafür notwendige Kraft wird so eingestellt, daß im Zustand der Vibration - also während der Vibrationseinwirkung -Vibrationsrahmen, Formeinsatz, und Unterlagsbrett einen temporären Vibrationsverband bilden und im wesentlichen die gleichen, harmonischen Schwing- bewegungen ausführen. Unter einem temporären Schwingverband wird dabei verstanden, daß die genannten drei Komponenten während der Vibration ihre relative Lage zueinander nicht ändern. Bevorzugt erfolgen die Schwingungen dabei nicht nur mit der gleichen Amplitude, sondern auch mit der gleichen Phasenlage.This object is achieved by a device for shaping and compacting mixtures, preferably of concrete quantities in a stiff to very stiff consistency for the production of concrete blocks and concrete products with immediate shuttering and use of substantially harmonic vibrations, which (i) a replaceable (I) a vibration frame to which the mold insert is non-positively and / or positively connected, (iii) a vibration exciter system attached to the vibration frame, with which the vibrating frame displaces substantially harmonic vibration (iv) comprises a ballast assembly; and (v) a backing board which is pressed against the mold insert from below during vibration. The force required for this purpose is set so that in the state of vibration - ie during the vibration action -vibration frame, mold insert, and base plate form a temporary vibration bandage and perform essentially the same harmonic oscillatory movements. A temporary vibrating bandage is understood to mean that the said three components do not change their relative position relative to one another during the vibration. In this case, the vibrations preferably take place not only with the same amplitude but also with the same phase position.
Auf eine Verklammerung zwischen Unterlagsbrett und Formeinsatz kann verzichtet werden. Ebenso fällt der ansonsten bei allen bekannten Lösungen im Stand der Technik bezüglich der harmonischen Vibration verwendete Schwingtisch weg.On a clamping between the backing board and mold insert can be dispensed with. Similarly, the vibrating table otherwise used in all known solutions in the prior art for harmonic vibration is eliminated.
Die erfinderische Aufgabe der Reduzierung der bewegten Massen wird dadurch gelöst, daß der temporäre Schwingverband innerhalb des Betonsteinfertigers so ausgebildet wird, daß der Kraftweg zwischen der Quelle der Erregerkräfte - dem Vibrationserregersystem - und dem zu verdichtenden Betongemenge in dem Formeinsatz auf das kürzestmögliche Maß reduziert wird, indem das Vibrationserregersystem über den Vibrationsrahmen unmittelbar auf den Formeinsatz einwirkt und die Erregerkräfte direkt in die Form einleitet. Damit entfällt der bisher erforderliche und aufgrund seiner biegesteifen Ausführung sehr massereiche Schwingtisch.The inventive task of reducing the moving masses is achieved in that the temporary vibrating bandage is formed within the concrete block maker so that the force path between the source of exciter forces - the vibration exciter system - and the amount of concrete to be compacted in the mold insert is reduced to the shortest possible level, by the vibration exciter system acts directly on the mold insert via the vibration frame and initiates the excitation forces directly into the mold. This is eliminated the previously required and due to its rigid design very massive swinging table.
Für die Herstellung von Betonsteinen und Betonwaren in verschiedenen Abmessungen ist der Formeinsatz als vom Vibrationsrahmen lösbare Komponente ausgebildet. In Abhängigkeit vom zu fertigendem Produkt wird der jeweils erforderliche Formeinsatz in den Vibrationsrahmen gesetzt und i. A. kraft- und / oder formschlüssig mit diesem verbunden.For the production of concrete blocks and concrete products in various dimensions of the mold insert is designed as a detachable from the vibrating frame component. Depending on the product to be manufactured, the respectively required mold insert is placed in the vibration frame and i. A. non-positively and / or positively connected thereto.
Die Schwingfähigkeit des Formeinsatze mit dem Vibrationsrahmen und den daran angrei- fendem Vibrationserregersystem wird durch eine elastische Lagerung auf Vibrationsrahmenfedern erreicht, über die der Vibrationsrahmen elastisch mit einem gestellfesten Maschinenrahmen verbunden ist. Die Vibrationsrahmenfedern übernehmen somit gleichzeitig auch die Schwingungsisolierung gegenüber dem Maschinengestell. Der Vibrationsrahmen kann dann bei Vibrationserregung als Teil des temporären Vibrationsverbandes - Vibrationsrahmen, Formeinsatz, und Unterlagsbrett führen Schwingungen mit gleicher Amplitude und gleicher Phase aus - frei schwingen.The oscillatory capability of the molded insert with the vibrating frame and the vibration exciter system attached to it is achieved by an elastic mounting on vibrating frame springs, via which the vibrating frame is connected elastically to a frame-fixed machine frame. The vibration frame springs thus simultaneously take over the vibration isolation with respect to the machine frame. The vibration frame can then oscillate freely with vibration excitation as part of the temporary vibration bandage - vibration frame, mold insert, and base board vibrations with the same amplitude and the same phase.
Nach unten wird die Form und jedes Formelement durch das bekannte Unterlagsbrett geschlossen, wobei in der erfinderischen Lösung die Unterlagsplatte durch eine elastische Anlage an der Formunterseite mittels Federelementen der Schwingbewegung der Form folgt und einen sicheren Verschluß der Formkammern während der harmonischen Vibration gewährleistet.Down the mold and each mold element is closed by the known backing board, wherein in the inventive solution, the backing plate follows by a resilient contact with the mold bottom by means of spring elements of the oscillatory motion of the mold and ensures a secure closure of the mold chambers during the harmonic vibration.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung daher eine Bretthubbaugruppe auf, welche einen oder mehrer Bretthubzylinder und einen Bretthub umfaßt, wobei das Unterlagsbrett über Brettfedern elastisch mit dem Bretthub verbunden ist, und wobei das Unterlagsbrett während der Vibration durch eine durch die Bretthubzylinder aufgebrachte derartige Anlagekraft an den Formeinsatz gepreßt wird, daß (i) im Formeinsatz vorhandenen Formkammern nach unten abgeschlossen sind und eine Relativbewegung zwischen Formeinsatz und Unterlagsbrett ausgeschlossen ist, und (ii) Formeinsatz und Unterlagsbrett eine synchrone Bewegung ausführen, während die Bretthubbaugruppe in einer gestellfesten Position verbleibt.In a preferred embodiment, the device therefore comprises a Bretthubbaugruppe, which comprises one or more Bretthubzylinder and a Bretthub, wherein the base board is elastically connected via board springs to the Bretthub, and wherein the backing board during vibration by a applied by the Bretthubzylinder such contact force the mold insert is pressed, (i) molding chambers are closed downwardly and relative movement between the mold insert and the backing board is precluded, and (ii) mold insert and backing board perform a synchronous movement while the board lifting assembly remains in a frame-fixed position.
In einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltung umfaßt die Auflastgruppe eine Auflast, ei- nen Auflastzylinder und eine oder mehrere Auflastfedern umfaßt, wobei der Auflasthubzylinder gestellfest mit einem Maschinenrahmen verbunden ist, wobei die Auflast elastisch über die Auflastfedern mit dem gestellfesten Teil der Auflastbaugruppe verbunden ist, und wobei der Auflasthubzylinder die Auflast während der Vibration mit einer derartigen Kraft auf die Oberfläche des zu verdichtenden Gemenges preßt, daß (i) kein Abheben der Auflast von der Oberfläche des Gemenges erfolgt und (ii) die Auflast über die elastische Befestigung mit den Auflastfedern den Bewegungen der Oberfläche des Gemenges folgt. Nach oben wird jede Formkammer dann temporär während der harmonischen Vibration durch jeweils eine Auflastplatte abgeschlossen. Alle Auflastplatten sind als Baugruppe zusammengefaßt und bil- den die Auflastgruppe. Sie wird durch eine Auflasthubeinrichtung gegen die Oberfläche des Betongemenges gedrückt, wobei ein bewegter Teil der Auflastgruppe den Bewegungen der Form mit dem Betongemenge durch eine elastische Kopplung zwischen bewegtem und gestellfestem Teil über Auflastfedern folgt und damit einen Verschluß der Formkammer gewährleistet.In a further expedient embodiment, the Auflastgruppe comprises a ballast, a load cylinder and one or more Auflastfedern, wherein the Auflasthubzylinder frame fixed to a machine frame, wherein the ballast is elastically connected via the Auflastfedern with the frame-fixed part of the ballast assembly, and wherein the lift-up cylinder presses the load during the vibration with such a force on the surface of the mixture to be compacted that (i) no lifting of the load of the Surface of the batch takes place and (ii) the surcharge on the elastic attachment with the default springs follows the movements of the surface of the batch. Upwards, each mold chamber is then temporarily closed during the harmonic vibration by a respective load plate. All load plates are combined as an assembly and form the load group. It is pressed by a Auflasthubeinrichtung against the surface of the Betongemenges, wherein a moving part of the Auflastgruppe follows the movements of the mold with the concrete amount by an elastic coupling between the moving and frame-fixed part on Auflastfedern and thus ensures a closure of the mold chamber.
Das am Vibrationsrahmen befestigte Vibrationserregersystem ist in spiegelsymmetrischer Bauweise zu einer vertikalen Mittenebene, die durch die vertikale Formmitte gebildet wird ausgeführt und wird dynamisch bevorzugt so betrieben, daß die Form mit dem zu verdichtenden Betongemenge mit einer gerichteten vertikalen Schwingung beaufschlagt wird. Aber auch horizontale Schwingungsanteile sind möglich.The attached to the vibration frame vibration exciter system is designed in mirror-symmetrical design to a vertical center plane formed by the vertical center of the mold and is dynamically preferably operated so that the mold is subjected to the compacted concrete amount with a directed vertical vibration. But horizontal vibration components are possible.
Die erfinderische Aufgabe der Vereinfachung der Verspannung insbesondere hinsichtlich Größe der Verspannkraft wird dadurch gelöst, daß sie in der bisherigen Funktion entfällt. Wegen der unmittelbaren Krafteinleitung in den Vibrationsrahmen mit Formeinsatz ist eine Verspannung zwischen Unwuchterreger und Formeinsatz, die für die Entschalung im Taktzyklus öffnet und schließt, nicht mehr erforderlich.The inventive task of simplifying the bracing, in particular with regard to the size of the bracing force is achieved in that it is omitted in the previous function. Because of the direct application of force in the vibrating frame with mold insert a strain between unbalance exciter and mold insert, which opens and closes for the demoulding in the clock cycle, no longer required.
Für die Möglichkeit des Auswechseins des Formeinsatzes bei Produktwechsel gibt es Verbindungsstellen als Schnittstelle zwischen Formeinsatz und Vibrationsrahmen, durch die die Kräfte zu leiten sind. Diese müssen jedoch nur bei Formeinsatzwechsel gelöst und wieder verbunden werden, was durch übliche Schraub- und/oder Klemmverbindungen ausgeführt wird. Geeignet sind dafür beispielsweise keilförmig ausgebildete Klemmelemente, durch die der Formeinsatz spielfrei mit dem Vibrationsrahmen verbunden wird.For the possibility of exchanging the mold insert during product changes, there are joints as an interface between the mold insert and the vibrating frame, through which the forces are to be conducted. However, these must be solved only when mold replacement and reconnected, which is performed by conventional screw and / or clamp connections. Suitable for this example, wedge-shaped clamping elements by which the mold insert is connected without play with the vibration frame.
Die temporär sichere Verbindung der Unterlagsplatte mit der Form während der harmonischen Vibration wird durch eine Bretthubeinrichtung mit Bretthubzylinder, die das Unterlagsbrett von unten gegen den Formeinsatz fährt, erreicht. Wegen der sehr viel kleineren schwingenden Masse des Unterlagsbrettes einschließlich anteiliger Gemengemasse im Verhältnis zu den bewegten Massen in bisherigen Lösungen aus dem Stand der Technik sind deutlich kleinere Kräfte für die temporäre Anlage der Unterlagsplatte an der Form erforderlich, die durch den bzw. die Bretthubzylinder aufzubringen sind. Während der harmonischen Vibration sichern die Brettfedern die Bewegung des Unterlagsbrettes mit der Form und seine ständige Anlage an der Formunterseite. Nach Beendigung der Formgebung und Verdichtung wird die Vibrationseinwirkung auf Null gestellt, was durch Abschaltung oder durch kräftefreien Betrieb z. B. in einer Vier-Wellen- Anordnung erreichbar ist. Die Entschalung erfolgt durch eine synchrone Bewegung des Bretthubzylinders und des Auflasthubzylinders nach unten, wobei die Form ihre Position beibehält.The temporarily secure connection of the base plate with the mold during the harmonic vibration is achieved by a Bretthubeinrichtung Bretthubzylinder that moves the backing board from below against the mold insert. Because of the much smaller oscillating mass of the backing board including proportionate batch mass in relation to the moving masses in previous solutions from the prior art significantly smaller forces for the temporary installation of the base plate to the form are required to be applied by the Bretthubzylinder or , During harmonic vibration, the board springs ensure the movement of the backing board with the mold and its permanent abutment against the bottom of the mold. After completion of the molding and compression, the vibration is set to zero, which can be achieved by switching off or by power-free operation z. B. can be reached in a four-shaft arrangement. The shuttering is carried out by a synchronous movement of the Bretthubzylinders and Auflasthubzylinders down, the shape maintains its position.
In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Vibrationserregersystem ein Unwuchterregerpaar in Einfachwellenanordnung, d.h. ein Paar von Unwuchterregerwellen oder drehstarr gekoppelten Unwuchtvibrationssträngen, die spiegelsymmetrisch am Vibrati- onsrahmen bezüglich der vertikalen Formmittenebene installiert sind und gegenläufig mit gleicher Drehzahl und spiegelsymmetrischer Phasenlage zur vertikalen Formmittenebene arbeiten. In dieser Arbeitsweise werden vertikal gerichtete harmonische Schwingungen angeregt. Durch eine geeignete Auslegung der dynamischen Unwuchtmomente werden die erforderlichen Kräfte zur Erzeugung der für die Formgebung und Verdichtung günstigen Vibrationseinwirkungen erreicht.In a simple embodiment of the invention, the vibration exciter system comprises a single-wave unbalance exciter, i. a pair of unbalance exciter shafts or torsionally coupled unbalanced vibration strands which are mirror-symmetrically installed on the vibrating frame with respect to the vertical center plane of the mold and operate in opposite directions with equal speed and mirror-symmetrical phase relation to the vertical center plane of the mold. In this mode of operation, vertically directed harmonic oscillations are excited. By a suitable design of the dynamic unbalance moments, the forces required to generate the favorable for the shaping and compression vibration effects are achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Vibrationserregersystem ein Unwuchterregerpaar in Doppelwellenanordnung oder in Vier-Wellenanordnung, d.h. ein Paar spiegelsymmetrisch angebrachter und angetriebener Doppel- bzw. Vierfachunwuchterreger- wellen oder drehstarr gekoppelter Unwuchtvibrationsstränge, die sowohl eine gerichtete harmonische Vibrationswirkung auf die Form erzeugen als auch in einer vorteilhaften Weiterentwicklung als Unwuchterregerpaar mit Verstellunwucht in Koaxial-Wellenanordnung eine Einstellung der wirkenden resultierenden Erregerkraftamplitude während der Vibrationseinwirkung stetig zwischen Null und einem Maximum durch paarweises synchrones An- dem der Phasenlage zwischen den korrespondierenden Unwuchtwellen ermöglichen. Diese Eigenschaft erlaubt beispielsweise ein erregerkraftfreies Hochfahren der Drehzahl von Null auf die Betriebsdrehzahl, ohne Schwingwegüberhöhungen bei der Durchfahrt durch die Starrkörpereigenfrequenzen. Weiterhin ist auch ein Dauerbetrieb dieses Vibrationserregersystems möglich, bei dem durch eine Phasenwinkelverstellung die resultierende Erreger- kraftamplitude während des Taktwechsels auf Null gestellt wird, ohne die Antriebsdrehzahl der Unwuchtwellen auf Null stellen zu müssen. Durch den Verzicht auf die Hochfahr- und Abfahrampen der Drehzahl sind kurze Taktzeiten möglich. Durch Ändern der Phasenlage in der Betriebsfrequenz können die als günstig für die Verdichtung ermittelten Erregerkraftamplituden eingestellt werden. Eine vergleichbare Funktionalität der Vibrationserregung wird bei Anwendung eines Verstell-Erregersystems entsprechend DE 197 35 268 erreicht.In a further embodiment of the invention, the vibration exciter system comprises an unbalance exciter pair in a double-shaft arrangement or in a four-shaft arrangement, i. a pair of mirror symmetrically mounted and driven double or quadruple unbalance exciter shafts or torsionally coupled unbalanced vibration strands which both produce a directed harmonic vibration effect on the mold and in an advantageous further development as an imbalance exciter with coaxial waveguide misalignment an adjustment of the acting resultant exciter force amplitude during the Vibration action continuously between zero and a maximum by pairwise synchronous An the phase position between the corresponding unbalanced shafts allow. This feature allows, for example, a zero exciter power up the speed from zero to the operating speed, without Schwingwegüberhöhungen when passing through the rigid body natural frequencies. Furthermore, a continuous operation of this vibration exciter system is possible in which the resulting excitation force amplitude is set to zero during the clock change by a phase angle adjustment, without having to set the drive speed of the unbalanced shafts to zero. By dispensing with the ramp-up and ramp-down speed, short cycle times are possible. By changing the phase position in the operating frequency, the exciter force amplitudes determined as favorable for the compression can be set. A comparable functionality of the vibration excitation is achieved when using an adjustment excitation system according to DE 197 35 268.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Anwendung eines zwangserregten Vibrationsantriebes über hydraulische, pneumatischen oder piezoelektrische Aktuatoren, die den Vibrationsrahmen mit Formeinsatz als Einzelantrieb oder in einer spiegelsymmetrischen Anordnung bezüglich der vertikalen Formmittenebene in vertikale harmonische Schwingungen versetzen. Wegen der geringeren Erregerkräfte im Vergleich zur Harmonischen Vibration aus dem Stand der Technik sind hier kräftemäßig kleinere Komponenten als Kaufeinheiten einsetzbar.A further embodiment of the invention consists in the application of a force-excited vibration drive via hydraulic, pneumatic or piezoelectric actuators, the vibration frame with mold insert as a single drive or in a mirror-symmetrical Move arrangement with respect to the vertical shape center plane in vertical harmonic oscillations. Because of the lower excitation forces in comparison to the harmonic vibration of the prior art, smaller components can be used here as units of purchase.
Die Bretthubbaugruppe führt zweckmäßig eine Hubbewegung aus, die vom Weg her mindestens so groß ist wie die Höhe des fertig verdichteten und entschalten Produkts. Alternativ oder ergänzend führen auch Vibrationsrahmen und Formeinsatz eine solch große Hubbewegung aus.The Bretthubbaugruppe expediently performs a lifting movement, which is at least as large as the height of the finished compacted and deactivated product. Alternatively or additionally, also vibration frame and mold insert perform such a large stroke movement.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung nutzt auch eine Vibrationserregung am Unterlagsbrett. Dazu ist zwischen Bretthub und Unterlagsbrett ein Hilfsschwingtisch mit einem Hilfsvibrati- onserregersystem angebracht. Über diese beiden Komponenten werden zusätzliche Vibrationen in das Gemenge eingebracht, die mit der Schwingungserregung am Vibrationsrahmen koordiniert sind. So verfügen Formeinsatz und Brett jeweils selber über das Erregersystem, das zu ihrer harmonischen Schwingbewegung notwendig ist. Die Erregersysteme sind über eine Steuerung koordiniert. So sind nur geringe Kräfte zwischen Formeinsatz und Unterlagsbrett auszutauschen.A further development of the invention also utilizes a vibration excitation on the base board. For this purpose, an auxiliary swinging table with an auxiliary vibration exciter system is mounted between the board lift and the base board. Through these two components additional vibrations are introduced into the mixture, which are coordinated with the vibration excitation on the vibration frame. For example, the mold insert and the board each have their own excitation system, which is necessary for their harmonic oscillatory movement. The excitation systems are coordinated via a controller. So only small forces between mold insert and base plate are exchanged.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert werden. In den dazugehörigen Figuren, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, zeigtThe invention will be explained in more detail by way of examples. In the accompanying figures, which also reveal features essential to the invention, shows
Fig.1 eine schematische Darstellung des Verdichtungssystems,1 shows a schematic representation of the compression system,
Fig.2 Varianten für Vibrationserregersysteme am Vibrationsrahmen,FIG. 2 variants for vibration exciter systems on the vibration frame, FIG.
Fig.3 Befestigung des Formeinsatzes im Vibrationsrahmen undFig.3 attachment of the mold insert in the vibration frame and
Fig.4 Verdichtungssystem mit zusätzlicher BretterregungFig.4 compression system with additional board excitation
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In Fig.1 ist der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Formgebung von Gemengen, insbesondere zur Fertigung von Betonsteinen dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt einen auswechselbaren Formeinsatz (4) zur Aufnahme des zu verdichtenden Gemenges (17), einen Vibra- tionsrahmen (5), mit dem der Formeinsatz (4) kraft- und / oder formschlüssig verbunden ist, ein an dem Vibrationsrahmen (5) angebrachtes Vibrationserregersystem, mit dem der Vibrationsrahmen (5) in im wesentlichen harmonische Vibration versetzt wird, eine Auflastbaugruppe und ein Unterlagsbrett (7), welches während der Vibration von unten an den Form- einsatz (4) gepreßt wird, so daß Vibrationsrahmen (5), Formeinsatz (4), und Unterlagsbrett (7) einen temporären Vibrationsverband bilden und im wesentlichen die gleichen Schwingbewegungen ausführen.In Figure 1, the basic structure of a device for shaping of mixtures, in particular for the production of concrete blocks is shown. The device comprises a replaceable mold insert (4) for receiving the mixture to be compacted (17), a vibrating tion frame (5) to which the mold insert (4) is non-positively and / or positively connected, attached to the vibration frame (5) vibration exciter system with which the vibration frame (5) is placed in substantially harmonic vibration, a ballast assembly and a Underlay board (7), which is pressed during vibration from below to the mold insert (4), so that vibration frame (5), mold insert (4), and backing board (7) form a temporary vibration bandage and perform substantially the same swinging movements ,
In den Vibrationsrahmen (5) ist der Formeinsatz (4) eingesetzt und mit diesem spielfrei und lösbar verbunden. Die Verbindung zwischen Formeinsatz (4) und Vibrationsrahmen (5) ist nur bei Produktwechsel und dem damit verbundenen Formeinsatzwechsel zu lösen und wieder herzustellen.In the vibration frame (5) of the mold insert (4) is inserted and connected to this play and releasably. The connection between the mold insert (4) and the vibrating frame (5) can only be released and restored if the product is changed and the mold insert changed.
Am Vibrationsrahmen (5) sind die Vibrationserreger im allgemeinen in spiegelsymmetrischer Anordnung zur Formmittenebene befestigt, wobei im einfachsten Fall ein Unwuchterregerpaar in Einfach-Wellenanordnung (11) genügt. Der Vibrationsrahmen (5) ist die Komponente, die die Vibrationen von der Vibrationsquelle - den Vibrationserregern - zum Formeinsatz (4) mit dem darin enthaltenen zu verdichtenden Gemenge (17) überträgt. Aus den schwingungstechnischen Erfordernissen heraus gewährleistet er die Steifigkeit des Schwingver- bandes, bestehend aus Vibrationsrahmen (5) mit daran befestigten Vibrationserregern, dem Formeinsatz (4) sowie Unterlagsbrett (7) und Auflast (2).On the vibration frame (5), the vibration exciter are generally mounted in a mirror-symmetrical arrangement to the mold center plane, in the simplest case an unbalance exciter pair in single-shaft arrangement (11) is sufficient. The vibration frame (5) is the component that transmits the vibrations from the vibration source - the vibration exciters - to the mold insert (4) with the mixture (17) to be compacted therein. Due to the vibration requirements, it ensures the rigidity of the vibration band, consisting of vibration frame (5) with vibration exciters attached to it, the mold insert (4) as well as the base (7) and load (2).
Der Vibrationsrahmen erfüllt damit die gleiche Funktion wie der Vibrationstisch und der Formrahmen einer technischen Lösung gemäß dem Stand der Technik. Aufgrund des kur- zen Kraftweges und des kompakten Aufbaus ist die bewegte Masse der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhafterweise deutlich geringer im Vergleich zu bekannten Lösungen wie beispielsweise in DE 20301954. Damit verbunden ist eine deutliche Reduzierung der Erregerkräfte bei Erreichung gleichgroßen Beschleunigungsamplituden für die Formgebung und Verdichtung des Gemenges.The vibration frame thus fulfills the same function as the vibration table and the mold frame of a technical solution according to the prior art. Due to the short force path and the compact design, the moving mass of the solution according to the invention is advantageously much lower in comparison to known solutions such as in DE 20301954. This is associated with a significant reduction of the excitation forces while achieving equal acceleration amplitudes for the shaping and compression of the batch ,
Das Unterlagsbrett (7) wird nach seinem Transfer in die dargestellte Position mit der Bretthubbaugruppe, bestehend aus Bretthubzylinder (10), Bretthub (8) und Brettfedern (9) vor der Vibrationseinwirkung gegen den Formeinsatz (4) gedrückt. Die elastische Verbindung zwischen Unterlagsbrett (7) und Bretthub (8) über die Brettfedern (9) sichert zusammen mit einer ausreichenden von den Bretthubzylindern (10) aufzubringenden Anlagekraft die Beweglichkeit des Unterlagsbrettes (7) während der Vibration, ohne daß es vom Formeinsatz (4) abhebt. Es folgt während der Vibrationseinwirkung den Bewegungen des Formeinsatzes (4) und schließt die Formkammern nach unten ab. Die notwendigen Anpresskräfte für eine dauerhafte Anlage während der Vibration sind im Wesentlichen abhängig von der Masse des Unterlagsbrettes (7) und den Beschleunigungsamplituden am Unterlagsbrett (7). Unter der Annahme gleicher Vibrationseinwirkungen, d. h. Beschleunigungsamplituden am Unterlagsbrett (7) und dem Formeinsatz (4) als Schnittstelle zum zu verdichtenden Gemenge (17) besteht eine weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß die erforderlichen Verspannkräfte zwischen schwingungserregenden und formgebenden Komponenten - d. h. entsprechend der Erfindung zwischen Vibrationsrahmen (5) mit Formeinsatz (4), Vibrationserreger sowie Unterlagsbrett (7) - wegen der wesentlich geringeren Masse des Unterlagsbrettes (7) im Vergleich zu den bekannten Massen der zu verspannen- den Komponenten der in der Fachzeitschrift „Betonwerk + Fertigteil-Technik", Ausgabe 10/2007, S. 22 - 27 bzw. in DE 20301954 beschriebenen Lösungen sehr viel kleiner sind. Sie können durch die dargestellte Bretthubbaugruppe mit den Bretthubzylindern (10) ohne Probleme erzeugt werden. Die Brettfedern (9) haben auch gleichzeitig die Funktion der Schwingungsisolierung gegenüber der gestellfesten Umgebung.The backing board (7) is pressed after its transfer into the position shown with the Bretthubbaugruppe consisting of Bretthubzylinder (10), Bretthub (8) and board springs (9) against the vibration of the mold insert (4). The elastic connection between the backing board (7) and board stroke (8) via the board springs (9) together with a sufficient applied by the Bretthubzylindern (10) contact force ensures the mobility of the backing board (7) during the vibration without it from the mold insert (4 ) takes off. It follows during the vibration action of the movements of the mold insert (4) and closes the mold chambers down. The necessary contact forces for a permanent contact during vibration are essentially dependent on the mass of the underlay board (7) and the acceleration amplitudes on the underlay board (7). Assuming equal vibration effects, ie acceleration amplitudes on the backing board (7) and the mold insert (4) as an interface to be compacted mixture (17), a further advantage of the invention is that the necessary clamping forces between vibrational and shaping components - ie according to the invention between vibration frame (5) with mold insert (4), vibration exciter and underlay board (7) - because of the much lower mass of the backing board (7) compared to the known masses of components to be braced in the journal "Concrete Plant + Precast Technology 22, No. 27, pages 22 to 27, and DE 20301954. They can be produced without problems by the illustrated board lifting subassembly with the board lifting cylinders (10) The board springs (9) also have the same effect Function of the vibration isolation compared to the frame-fixed environment.
In den einzelnen Formkammern des Formeinsatzes (4) wird vor Vibrationsbeginn das zu verdichtende Gemenge (17) eingefüllt. Danach senkt sich die Auflastbaugruppe, bestehend aus Auflasthubzylinder (1) und Auflast (2) ab, bis die Auflastplatten auf die Gemengeoberfläche drücken. Die Auflastfedern (3) sichern die Bewegung der Auflast (2) während der Vibra- tionseinwirkung sowie die Schwingungsisolierung zum Maschinengestell.In the individual mold chambers of the mold insert (4), the mixture to be compacted (17) is filled before the start of vibration. Thereafter, the on-load assembly, consisting of lift-lift cylinder (1) and over-load (2), lowers until the load plates press on the mix surface. The preload springs (3) ensure the movement of the ballast (2) during the vibration and the vibration isolation to the machine frame.
Während der Entschalung verbleibt der Vibrationsrahmen (5) mit Formeinsatz (4) im Unterschied zum Stand der Technik in seiner Position, was vorteilhaft für Vibrationserreger und Füllwagen ist. Aufgrund der festen Position des Vibrationsrahmens (5) mit Formeinsatz (4) entfällt die Formhubeinrichtung aus dem Stand der Technik, die während der Entschalung relativ hohe Massen zu heben hatte. Die Entschalung erfolgt in der erfindungsgemäßen Lösung durch den Bretthub mit kleineren zu bewegenden Massen, wobei Auflastbewegung und Bretthub koordiniert ablaufen. Bei Erfordernis ist auch weiterhin eine Entschalung durch Formhub möglich, wobei dann das Unterlagsbrett (7) in seiner Position verbleiben kann.During the demoulding, the vibrating frame (5) with mold insert (4) remains in its position, unlike the prior art, which is advantageous for vibration exciter and filling car. Due to the fixed position of the vibration frame (5) with mold insert (4) eliminates the Formhubeinrichtung from the prior art, which had to lift during the demoulding relatively high masses. The demoulding takes place in the solution according to the invention by the board stroke with smaller masses to be moved, with ballast movement and Bretthub proceed in a coordinated manner. If required, a decoupling by Formhub is still possible, in which case the backing board (7) can remain in its position.
Fig. 2 zeigt Ausgestaltungsvarianten des Vibrationsrahmens (5) mit angebrachten Vibrationserregern und Formeinsatz (4). Das Vibrationserregersystem kann aus rotierenden Unwuchtsystemen bestehen, wobei diese paarweise an den Seiten angebracht sind und synchronisiert z. B. mit Hilfe einer elektronischen Steuerung laufen. Es sind paarweise angeord- nete Unwuchtwellensysteme - Unwuchterregerpaare - mit Einfach-Wellenanordnung (11 ), mit Doppelwellenanordnung (12) und Vierfach-Wellenanordnung (13) sowie mit Verstellunwucht in Koaxial-Wellenanordnung (14) denkbar. Die Vibrationserzeugung kann ebenfalls mittels dynamisch arbeitender hydraulischer, pneumatischer, elektrischer oder piezoelektrischer Aktuatoren (15) erfolgen. Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Lösung der Verbindung zwischen Vibrationsrahmen (5) und Formeinsatz (4). Diese spielfreie Verbindung kann mechanisch mittels Verschraubung oder mittels keilförmig ausgebildeter Klemmelemente (16), wie einer Klemmplatte erfolgen, wobei auch hydraulische Aktuatoren Anwendung finden können.Fig. 2 shows design variants of the vibration frame (5) with attached vibration exciters and mold insert (4). The vibration exciter system may consist of rotating unbalance systems, which are mounted in pairs on the sides and synchronized z. B. with the help of an electronic control. There are paired unbalanced wave systems - unbalance exciter pairs - conceivable with single shaft assembly (11), with double shaft assembly (12) and quadruple shaft assembly (13) and with adjustment imbalance in coaxial shaft assembly (14). The vibration generation can also be done by means of dynamically operating hydraulic, pneumatic, electrical or piezoelectric actuators (15). Fig. 3 shows an exemplary solution of the connection between the vibrating frame (5) and mold insert (4). This play-free connection can be done mechanically by means of screwing or by means of wedge-shaped clamping elements (16), such as a clamping plate, whereby hydraulic actuators can also be used.
Fig. 4 zeigt die Vorrichtung in einer konstruktiv erweiterten Ausführungsform. Zwischen Bretthub (8) und Unterlagsbrett (7) ist ein Hilfsschwingtisch (19) dargestellt. Der Hilfs- schwingtisch (19) besitzt ein Hilfsvibrationserregersystem (20), das der koordinierten Bewe- gung des Unterlagsbrettes (7) relativ zur Bewegung des Vibrationsrahmens (5) mit Formeinsatzes (4) dient. Über eine Steuerung (21) sind beide Bewegungen so aufeinander abgestimmt, daß das Unterlagsbrett (7) während der Vibrationseinwirkung immer an der Unterseite des Formeinsatzes (4) anliegt und gleichzeitig die dafür erforderlichen Andruckkräfte minimiert werden.Fig. 4 shows the device in a structurally extended embodiment. Between Bretthub (8) and base board (7) an auxiliary swing table (19) is shown. The auxiliary oscillating table (19) has an auxiliary vibration excitation system (20) which serves for the coordinated movement of the underlay board (7) relative to the movement of the vibrating frame (5) with mold insert (4). A control (21) both movements are coordinated so that the backing board (7) during the vibration always on the bottom of the mold insert (4) is applied and at the same time the required pressure forces are minimized.
Aufgrund der unmittelbaren Verbindung der Vibrationserreger mit dem Vibrationsrahmen (5) und den darin eingesetzten und befestigten Formeinsatz (4) wird ein kürzestmöglicher Weg zwischen der Vibrationserregerquelle und dem zu verdichtenden Betongemenge (17) im Formeinsatz (4) unter Beachtung einer ausreichenden Biegesteifigkeit und der Möglichkeit des Formeinsatzwechsels bei Produktwechsel erreicht. Damit verbunden ist eine deutliche Reduzierung der bewegten Massen. Die geringeren Massen, die in Vibrationen zu versetzen sind haben zur Folge, daß bei gleichen zu erreichenden Werten der Bewegungsgrößen für eine ausreichende Formgebung und Verdichtung geringere Erregerkräfte erforderlich sind, was den Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht.Due to the direct connection of the vibration exciter with the vibration frame (5) and the mold insert (4) inserted and fixed therein, a shortest possible path between the vibration excitation source and the concrete quantity to be compacted (17) in the mold insert (4) is considered, with sufficient bending stiffness and the possibility of the mold insert change achieved at product change. This is associated with a significant reduction of the moving masses. The lower masses which are to be put into vibration have the consequence that with the same values of the motion variables to be achieved for sufficient shaping and compression, lower excitation forces are required, which increases the efficiency of the device.
Die technische Lösung der Verspannung wurde aufgrund der geringeren erforderlichen Verspannkräfte wesentlich einfacher gestaltet.The technical solution of the tension was made much easier due to the lower clamping forces required.
Mit den insgesamt geringeren bewegten Massen und den deutlich geringeren Verspannkräf- ten können geringere Taktzeiten erreicht werden, weil beispielsweise für hydraulische Aktoren kleinere Baugrößen mit geringerem Schluckvolumen anwendbar sind, die bei gleichem Hydraulik-Volumenstrom die Stellwege schneller durchfahren.With the overall lower moving masses and the significantly lower Verspannkräf- th shorter cycle times can be achieved because, for example, smaller sizes with lower displacement are applicable for hydraulic actuators that pass through the travel paths faster at the same hydraulic volume flow.
Die Vorteile der Lärmreduzierung bei der Anwendung der harmonischen Vibration sind be- reits in den beschriebenen Lösungen zum Stand der Technik bekannt geworden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine weitere Reduzierung möglich, weil sich mit der Verringerung der bewegten Massen auch die wirksame Abstrahlfläche für den Lärm reduziert. BezugszeichenlisteThe advantages of the noise reduction in the application of harmonic vibration have already become known in the solutions described in the prior art. With the solution according to the invention, a further reduction is possible, because with the reduction of the moving masses also reduces the effective radiation surface for the noise. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Auflasthubzylinder1 lift-up cylinder
2 Auflast2 surcharge
3 Auflastfeder3 load spring
4 Formeinsatz4 mold insert
5 Vibrationsrahmen5 vibration frame
10 6 Vibrationsrahmenfeder10 6 Vibration frame spring
7 Unterlagsbrett7 underlay board
8 Bretthub8 boardhub
9 Brettfeder9 board spring
10 Bretthubzylinder10 board lifting cylinders
15 11 Unwuchterregerpaar in Einfach-Wellenanordnung15 11 unbalance exciter pair in single shaft arrangement
12 Unwuchterregerpaar in Doppelwellenanordnung12 unbalance exciter pair in double shaft arrangement
13 Unwuchterregerpaar in Vier-Wellenanordnung13 unbalance exciter pair in four-shaft arrangement
14 Unwuchterregerpaar mit Verstellunwucht in Koaxial14 unbalance exciter pair with adjustment imbalance in coaxial
Wellenanordnungshaft assembly
20 15 Aktuator20 15 actuator
16 Klemmelement16 clamping element
17 zu verdichtendes Gemenge17 to be compacted mixture
18 Maschinenrahmen18 machine frame
19 Hilfsschwingtisch19 auxiliary swinging table
25 20 Hilfsvibrationserregersystem25 20 auxiliary vibration exciter system
21 Steuerung21 control
30 30

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Formgebung und Verdichtung von Gemengen, bevorzugt von Betongemengen in einer steifen bis sehr steifen Konsistenz für die Herstellung von Betonsteinen und Betonwaren mit Sofortentschalung und Nutzung von im wesentlichen harmonischen Schwingungen, umfassend einen auswechselbaren Formeinsatz (4), der das zu verdichtende Gemenge (17) auf- nimmt, einen Vibrationsrahmen (5), mit dem der Formeinsatz (4) kraft- und / oder formschlüssig verbunden ist, ein an dem Vibrationsrahmen (5) angebrachtes Vibrationserregersystem, mit dem der Vibrationsrahmen (5) in im wesentlichen harmonische Vibration versetzt wird, - eine Auflastbaugruppe und ein Unterlagsbrett (7), welches während der Vibration von unten an den Formeinsatz (4) gepreßt wird, wobei im Zustand der Vibration Vibrationsrahmen (5), Formeinsatz (4), und Unterlagsbrett (7) einen temporaren Vibrationsverband bilden und im wesentlichen die gleichen, harmonischen Schwingbewegungen ausführen.1. A device for shaping and compacting mixtures, preferably of concrete quantities in a stiff to very stiff consistency for the production of concrete blocks and concrete products with immediate shuttering and use of substantially harmonic vibrations, comprising a replaceable mold insert (4) containing the mixture to be compacted (17), a vibration frame (5) to which the mold insert (4) is non-positively and / or positively connected, attached to the vibration frame (5) vibration exciter system, with which the vibration frame (5) in substantially harmonic Vibration is added, - a Auflastbaugruppe and a backing board (7) which is pressed during vibration from below to the mold insert (4), wherein in the state of vibration vibration frame (5), mold insert (4), and backing board (7) a form a temporary vibration bandage and perform essentially the same, harmonious swinging movements.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsrahmen (5) über eine Vibrationsrahmenfeder (6) elastisch mit einem gestelifesten Maschinenrahmen (18) verbunden ist und bei Vibrationserregung als Teil des temporären Vibrationsverbandes frei schwingen kann.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the vibration frame (5) via a vibration frame spring (6) is elastically connected to a gestelifesten machine frame (18) and can vibrate freely in vibration excitation as part of the temporary vibration association.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einer Bretthubbaugruppe, welche einen oder mehrer Bretthubzylinder (10) und einen Bretthub (8) umfaßt, wobei das Unterlagsbrett (7) über Brettfedern (9) elastisch mit dem Bretthub (8) verbunden ist, und wobei das Unterlagsbrett (7) während der Vibration durch eine durch die Bretthubzylin- der aufgebrachte derartige Anlagekraft an den Formeinsatz (4) gepreßt wird, daß (i) im3. Device according to one of claims 1 or 2, comprising a Bretthubbaugruppe, which comprises one or more Bretthubzylinder (10) and a Bretthub (8), wherein the base board (7) via board springs (9) elastically connected to the Bretthub (8) is, and wherein the backing board (7) is pressed during vibration by an applied by the Bretthubzylin- the force applied to the mold insert (4) that (i) im
Formeinsatz (4) vorhandenen Formkammern nach unten abgeschlossen sind und eine Relativbewegung zwischen Formeinsatz (4) und Unterlagsbrett (7) ausgeschlossen ist, und (ii) Formeinsatz (4) und Unterlagsbrett (7) eine synchrone Bewegung ausführen, während die Bretthubbaugruppe in einer gestellfesten Position verbleibt.Form (4) existing mold chambers are closed down and a relative movement between the mold insert (4) and the backing board (7) is excluded, and (ii) mold insert (4) and backing board (7) perform a synchronous movement, while the Bretthubbaugruppe in a frame-fixed Position remains.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Auflastgruppe eine Auflast (2), einen Auflastzylinder (1 ) und eine oder mehrere Auflastfedern (3) umfaßt, wobei der Auflasthubzylinder (1) gestellfest mit einem Maschinenrahmen (18) verbunden ist, wobei die Auflast (2) elastisch über die Auflastfedern (3) mit dem gestellfesten Teil der Auf- lastbaugruppe verbunden ist, und wobei der Auflasthubzylinder (1 ) die Auflast (2) während der Vibration mit einer derartigen Kraft auf die Oberfläche des zu verdichtenden Gemenges (17) preßt, daß (i) kein Abheben der Auflast (2) von der Oberfläche des Gemenges (17) erfolgt und (ii) die Auflast (2) über die elastische Befestigung mit den Auf- lastfedern (3) den Bewegungen der Oberfläche des Gemenges (17) folgt.4. Device according to one of claims 1 to 3, wherein the load group comprises a load (2), a load cylinder (1) and one or more Auflastfedern (3), wherein the Auflasthubzylinder (1) fixed to a frame connected to a machine frame (18) is, wherein the load (2) elastically on the Auflastfedern (3) with the frame-fixed part of the Aufaufsprung load assembly (2) is pressed, and wherein the Auflastthubzylinder (1) presses the ballast (2) during vibration with such a force on the surface of the mixture to be compacted (17) that (i) no lifting of the ballast (2) from the surface of Gemenges (17) takes place and (ii) the load (2) via the elastic attachment with the load springs (3) follows the movements of the surface of the batch (17).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formeinsatz (4) durch keilförmig ausgebildete Klemmelemente (16) spielfrei mit dem Vibrationsrahmen (5) verbunden ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mold insert (4) by wedge-shaped clamping elements (16) without play with the vibration frame (5) is connected.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationserregersystem ein Unwuchterregerpaar in Einfachwellenanordnung (11 ) umfaßt, welches zwei Unwuchtvibrationserreger oder drehstarr gekoppelte Unwuchtvibrationsstränge aufweist, deren Drehachsen parallel zueinander sind und die gegenläufig mit gleicher Drehzahl und spiegelsymmetrischer Phasenlage bezüglich der vertikalen Mittenebene der Form drehen.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vibration exciter system comprises a unbalance exciter pair in single shaft arrangement (11) having two unbalanced vibration exciter or torsionally coupled unbalanced vibration strands whose axes of rotation are parallel to each other and in opposite directions with the same speed and mirror-symmetrical phase position Turn the vertical center plane of the mold.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationserregersystem ein Unwuchterregerpaar in Doppelwellenanordnung (12) oder ein Unwuchterregerpaar in Vier-Wellenanordnung (13) umfaßt, welches vier bzw. acht7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vibration exciter system comprises an imbalance exciter pair in a double-shaft arrangement (12) or an imbalance exciter pair in four-shaft arrangement (13), which four or eight
Unwuchtvibrationserreger oder drehstarr gekoppelte Unwuchtvibrationsstränge- aufweist, deren Drehachsen parallel zueinander sind und die paarweise gegenläufig mit gleicher Drehzahl und spiegelsymmetrischer Phasenlage bezüglich der vertikalen Mittenebene der Form drehen.Unbalance vibration exciter or torsionally coupled unbalanced vibration strands has- whose axes of rotation are parallel to each other and the pairs rotate in opposite directions with the same speed and mirror-symmetrical phase relation with respect to the vertical center plane of the mold.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationserregersystem ein Unwuchterregerpaar mit Verstellunwucht in Koaxial- Wellenanordnung (14) umfaßt, welches zwei, vier oder acht Unwuchtvibrationserreger oder drehstarr gekoppelte Unwuchtvibrationsstränge aufweist, deren Drehachsen paral- IeI zueinander sind und die gegenläufig mit gleicher Drehzahl und spiegelsymmetrischer8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vibration exciter system comprises an unbalance exciter pair with Verstellunwucht in coaxial shaft assembly (14) having two, four or eight unbalance vibration exciter or torsionally coupled unbalanced vibration strands whose axes of rotation are parallel to each other IeI and the opposite at the same speed and mirror-symmetrical
Phasenlage bezüglich der vertikalen Mittenebene der Form drehen, wobei je Wellenachse 2 zueinander mit einem Winkel zwischen 0° und 180° um die gemeinsame Drehachse verdrehbare Unwuchten mit jeweils eigenem Antriebsmotor so zueinander angeordnet sind, daß ihre Masseschwerpunkte in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Drehachse liegt.Rotate phase position with respect to the vertical center plane of the mold, wherein each shaft axis 2 to each other with an angle between 0 ° and 180 ° about the common axis of rotation rotatable imbalances are each arranged with their own drive motor to each other so that their center of gravity lie in a plane perpendicular to the axis of rotation lies.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationserregersystem als Vibrationserreger einen oder mehrere hydraulische, pneumatische, elektrische oder piezoelektrische Aktuatoren umfaßt, die an einer Seite gestellfest befestigt sind und an der zweiten Seite mit dem Vibrationsrahmen (5) verbunden sind und diesen in Schwingungen versetzen.9. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vibration exciter system as a vibration exciter comprises one or more hydraulic, pneumatic, electric or piezoelectric actuators, which on one side are mounted fixed to the frame and connected to the vibrating frame (5) on the second side and cause it to vibrate.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brett- hubbaugruppe eine Hubbewegung ausführt, die vom Weg her mindestens so groß ist wie die Höhe des fertig verdichteten und entschalten Produktes.10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the board lifting assembly executes a lifting movement, which is at least as great as the height of the finished compacted and decoupled product from the path.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsrahmen (5) und Formeinsatz (4) eine Hubbewegung ausführen, deren Weg mindestens so groß ist wie die Höhe des fertig verdichteten und entschalten Produktes.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the vibration frame (5) and mold insert (4) perform a lifting movement whose path is at least as large as the height of the finished compacted and decoupled product.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bretthub (8) und Unterlagsbrett (7) ein Hilfsschwingtisch (19) mit einem Hilfsvibrationserregersystem (20) angebracht ist, über welche zusätzliche Vibrationen in das Gemenge (17) eingebracht werden, die mit der Schwingungserregung am Vibrationsrahmen (5) mittels einer Steuerung (21 ) koordiniert sind.12. The device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that between Bretthub (8) and backing board (7) an auxiliary vibrating table (19) with a Hilfsvibrationserregersystem (20) is mounted, introduced via which additional vibrations in the mixture (17) be coordinated with the vibration excitation on the vibration frame (5) by means of a controller (21).
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