DE202010009802U1 - Measuring device for sand-lime brick blanks - Google Patents
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Abstract
Messeinrichtung (1) zur Ermittlung der Maß- und/oder Formhaltigkeit von Kalksandsteinrohlingen (2) mit einem rotierenden Messrad (7) und einem das Messrad (7) lagernden Schwenkarm (5) als taktiler Messwertgeber.Measuring device (1) for determining the dimensional and / or shape accuracy of sand-lime brick blanks (2) with a rotating measuring wheel (7) and a swivel arm (5) supporting the measuring wheel (7) as a tactile measuring transducer.
Description
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Maß- und Formhaltigkeit von Kalksandsteinrohlingen. Da es in Deutschland nur wenige wirtschaftlich nutzbare natürliche Sandsteinvorkommen gibt, werden Kalksandsteinprodukte, wie beispielsweise Mauersteine, aus einer Mischung von Kalk, Sand und Wasser hergestellt. Bei der industriellen Fertigung werden hierfür Calciumoxid und Quarzsand unter Zugabe von Wasser miteinander vermischt. Die Beimischung von Wasser führt zu einer stark exothermen Reaktion von Calciumoxid und Wasser zu Calciumhydroxid. Aus dem so gewonnenen Gemisch werden mittels mechanischer oder hydraulischer Pressen Kalksandsteinrohlinge gefertigt. Diese Rohlinge werden dann abschließend in speziellen Dampfdrucköfen, den Autoklaven, hydrothermal gehärtet.The invention relates to a measuring device for determining the dimensional and shape accuracy of lime sand blanks. Since there are only a few commercially available natural sandstone deposits in Germany, sand-lime brick products, such as bricks, are made from a mixture of lime, sand and water. For industrial production, calcium oxide and quartz sand are mixed together with the addition of water. The addition of water leads to a highly exothermic reaction of calcium oxide and water to calcium hydroxide. From the mixture thus obtained sand-lime bricks are manufactured by means of mechanical or hydraulic presses. These blanks are then finally hydrothermally cured in special steam pressure furnaces, the autoclave.
Als problematisch erweist sich in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass die Rohlinge nach dem Verlassen der Pressen um ein gewisses Maß expandieren. Das genaue Expansionsmaß ist gemischabhängig und kann, zum Beispiel aufgrund von Qualitätsunterschieden bei den Edukten, nicht exakt reproduziert werden. Bei Kalksandsteinprodukten, bei denen eine geringe Maßabweichung von einem Sollmaß angestrebt wird oder notwendig ist, müssen die durch verschieden stark ausgeprägte Expansionen hervorgerufenen Differenzen bei den Volumina der Kalksandsteinrohlinge beispielsweise durch eine Variation des von den Pressen ausgeübten Druckes kompensiert werden. Eine entsprechende Druckanpassung erfolgt hierbei auf der Basis der bei jeder Gemisch-Charge neu ermittelten Abmessungen der ersten Rohlinge dieser Charge.The fact that the blanks expand to a certain extent after leaving the presses proves to be problematic in this connection. The exact expansion measure is mixture-dependent and can not be exactly reproduced, for example because of differences in the quality of the educts. In the case of lime-sandstone products, where a small dimensional deviation from a nominal dimension is desired or necessary, the differences in the volumes of the calcareous sand blanks caused by differently pronounced expansions must be compensated, for example, by a variation of the pressure exerted by the presses. A corresponding pressure adjustment takes place here on the basis of the newly determined with each mixture batch dimensions of the first blanks of this batch.
Die Gewinnung der Abmessungswerte kann prinzipiell durch manuellen Abgleich mit einem Messschieber erfolgen. Allerdings ist diese Vorgehensweise selbst bei einfachen geometrischen Formen mit einem relativ hohen Zeitaufwand verbunden. Außerdem muss der Produktionsprozess hierfür unterbrochen werden.The acquisition of the dimensional values can be done in principle by manual adjustment with a caliper. However, this procedure is associated with a relatively high amount of time, even with simple geometric shapes. In addition, the production process must be interrupted for this.
Eine automatisierte Erfassung der Abmessungswerte wird nach dem Stand der Technik mit Hilfe eines Koordinatenmessgerätes realisiert. Bei derartigen Messeinrichtungen werden die Oberflächen eines Werkstückes auf der Basis eines gerätetechnisch festgelegten Koordinatensystems als Raster optisch oder taktil erfasst.An automated detection of the dimensional values is realized according to the prior art with the aid of a coordinate measuring machine. In such measuring devices, the surfaces of a workpiece are detected on the basis of a device-specific coordinate system as a grid optically or tactile.
Optische Koordinatenmessgeräte gewinnen Abmessungswerte beispielsweise über interferrometrische Entfernungsmessung und tasten dazu, wie exemplarisch in der
Taktile Koordinatenmessgeräte sind mit so genannten Tastelementen ausgestattet. Diese oft kugelförmigen Tastelemente werden, wie zum Beispiel in der
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung zur zerstörungsfreien Ermittlung der Maß- oder Formhaltigkeit von Kalksandsteinrohlingen zu entwickeln.Proceeding from this, the present invention seeks to develop a measuring device for non-destructive determination of the dimensional or shape retention of calcareous sand blanks.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst. Die abhängigen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by the feature combination of claim 1 in an inventive manner. The dependent claims include in part advantageous and in part self-inventive developments of the invention.
Bei der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist als taktiler Messwertgeber ein Schwenkarm mit einem daran drehbar gelagerten Messrad vorgesehen. Dieser Schwenkarm wird während eines Messvorgangs von dem zu vermessenden Kalksandsteinrohling aus einer Ausgangsstellung ausgelenkt. Über das Maß der Winkelauslenkung kann dann die Ausdehnung der Hüllfläche des Rohlings in Richtung der Auslenkung bestimmt werden. Nach dem Messvorgang kehrt der Schwenkarm entweder ausschließlich bedingt durch die auf den taktilen Messwertgeber wirkende Schwerkraft oder dank eines auf den Schwenkarm einwirkenden Federmechanismusses oder aber aufgrund des Zusammenwirkens von Schwerkraft und Federmechanismus in seine Ausgangsstellung zurück. Das Gewicht des taktilen Messwertgebers sowie Rückstellkraft des Mechanismusses sind dabei so gewählt, dass als Folge das als Tastelement fungierende Messrad an der Oberfläche des Rohlings anliegend geführt ist, ohne dabei die Oberfläche zu beschädigen.In the case of the measuring device according to the invention, a swivel arm with a measuring wheel rotatably mounted thereon is provided as a tactile measuring transducer. This swivel arm is deflected during a measurement of the sand-lime brick to be measured from a starting position. The extent of the envelope surface of the blank in the direction of the deflection can then be determined via the extent of the angular deflection. After the measuring operation, the pivot arm returns either exclusively due to the force acting on the tactile sensor gravity or thanks to a spring armature acting on the pivot arm or due to the interaction of gravity and spring mechanism in its initial position. The weight of the tactile sensor as well as the restoring force of the mechanism are selected such that, as a consequence, the measuring wheel functioning as a feeler element is guided on the surface of the blank without damaging the surface.
Das Messrad ist vorzugsweise am Freiende des Schwenkarms positioniert und fixiert. Denkbar wäre aber auch eine Ausführungsform, bei der das Lager des Messrades entlang dem Schwenkarm verschoben werden kann. Auf diese Weise kann die effektive Rückstellkraft variabel eingestellt werden. Sofern ein Federelement vorhanden ist, resultiert die effektive Rückstellkraft aus Federrückstellkraft, der Gewichtskraft des Schwenkarmes und der Gewichtskraft des Messrades kombiniert mit der jeweiligen Hebelwirkung. The measuring wheel is preferably positioned and fixed on the free end of the swivel arm. Conceivable, however, would be an embodiment in which the bearing of the measuring wheel can be moved along the pivot arm. In this way, the effective restoring force can be variably adjusted. If a spring element is present, the effective restoring force results from spring return force, the weight force of the swivel arm and the weight of the measuring wheel combined with the respective leverage effect.
Besonders vorteilhaft ist es, die Lauffläche des Messrades aus Polyurethan zu fertigen. Dieser Werkstoff weist eine sehr geringe Neigung auf, Kalksandstein-Gemisch-Material durch Klebewirkung von der Rohlingoberfläche abzutragen.It is particularly advantageous to manufacture the running surface of the measuring wheel made of polyurethane. This material has a very low tendency to remove lime sandstone mixture material by adhesive action of the blank surface.
In einer bevorzugten, da technisch sehr einfachen, Ausführungsform wird die Ausdehnung des zu vermessenden Kalksandsteinrohlings in genau eine Richtung erfasst. Erfahrungsgemäß expandieren die Kalksandsteinrohlinge weitestgehend homogen und isotrop. Daher ist es ausreichend, als Grundlage für die Anpassung des von den Pressen ausgeübten Druckes die Ausdehnung der Rohlinge in nur eine Richtung zu ermitteln. Bei dieser Ausführungsform ist es zudem vorteilhaft, die Messeinrichtung als Messbrücke auszugestalten. Die zu vermessenden Rohlinge können dann beispielsweise auf einem Förderband mit definiertem Abstand zur Messeinrichtung unter der Messbrücke hindurchgeführt werden.In a preferred embodiment, which is technically very simple, the extent of the sand-lime brick to be measured is detected in exactly one direction. Experience has shown that the calcareous sand blanks expand as far as possible homogeneously and isotropically. Therefore, it is sufficient to determine the expansion of the blanks in one direction only as a basis for adjusting the pressure exerted by the presses. In this embodiment, it is also advantageous to design the measuring device as a measuring bridge. The blanks to be measured can then be guided for example on a conveyor belt with a defined distance to the measuring device under the measuring bridge.
Besonders zweckmäßig ist eine Messeinrichtung mit einem Potentiometer im Drehgelenk des Schwenkarmes. Hierdurch können die Messwerte in elektrische Signale umgewandelt werden.Particularly useful is a measuring device with a potentiometer in the pivot of the swing arm. This allows the measured values to be converted into electrical signals.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Messwerte von einer Datenverarbeitungs- und Steuerungseinheit mit Datenspeicher erfasst werden. Auf diese Weise ist es möglich die Messwerte über einen längeren Zeitraum aufzuzeichnen und auszuwerten. Mit Hilfe der Steuerungseinheit könnte bei ungünstigen Messwerten ein akustischer oder optischer Signalgeber ausgelöst werden. Schließlich ist es auch denkbar, die Datenverarbeitungs- und Steuerungseinheit mit Datenspeicher mit der Steuerung der Pressen zu koppeln. So kann die Anpassung des von den Pressen ausgeübten Druckes vollautomatisch erfolgen.Moreover, it is advantageous if the measured values are recorded by a data processing and control unit with data memory. In this way it is possible to record and evaluate the measured values over a longer period of time. With the aid of the control unit, an acoustic or optical signal transmitter could be triggered in the event of unfavorable measured values. Finally, it is also conceivable to couple the data processing and control unit with data storage with the control of the presses. Thus, the adaptation of the pressure exerted by the presses can be fully automatic.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Version der Messeinrichtung beendet eine vorgegebene Winkelauslenkung in Richtung auf die Ausgangsstellung des Schwenkarms automatisch einen laufenden Messvorgang und startet einen neuen Messvorgang. Insbesondere bei der Vermessung mehrerer Rohlinge kann hierdurch eine signifikante Verringerung des Arbeitsaufwandes erreicht werden.According to a further preferred version of the measuring device, a predetermined angular displacement in the direction of the starting position of the swivel arm automatically terminates an ongoing measuring process and starts a new measuring process. In particular, in the measurement of multiple blanks can thereby be achieved a significant reduction in the workload.
Bei einer kontinuierlichen und linearen Abtastung eines Kalksandsteinrohlings ist es besonders vorteilhaft, wenn das Messrad entlang der Abtastlinie rollend geführt ist. Da der Rollwiderstand kleiner als der Gleitwiderstand ist, ist das Beschädigungsrisiko durch diese Abtastmethode weiter verringert.In a continuous and linear scanning of a sand-lime brick, it is particularly advantageous if the measuring wheel is guided rolling along the scan line. Since the rolling resistance is smaller than the sliding resistance, the risk of damage by this sampling method is further reduced.
Die Fertigung der Rohlinge findet in einem staubigen und feuchten Umfeld statt. Daher ist es von Vorteil, wenn zu Reinigungszwecken ein lokal begrenzter Luftstrom beispielsweise durch einen Rüssel oder ein Rohr auf das Messrad in Richtung auf dessen Lauffläche geleitet wird.The production of the blanks takes place in a dusty and damp environment. Therefore, it is advantageous if, for cleaning purposes, a localized air flow, for example, passed through a proboscis or a pipe on the measuring wheel in the direction of its tread.
In einer geeigneten Weiterbildung ist es schließlich vorgesehen, ein den Luftstrom erzeugendes Gebläse am Schwenkarm zu fixieren. Damit verbleibt das Gebläse auch während des Messvorgangs in einer stationären Relativposition zur Lauffläche des Messrades. Der Luftstrom kann so stets eine gleichmäßige Reinigungswirkung erzielen.In a suitable development, it is finally provided to fix a fan generating the air flow on the swivel arm. Thus, the blower also remains during the measuring process in a stationary relative position to the running surface of the measuring wheel. The air flow can thus always achieve a uniform cleaning effect.
Anhand des Ausführungsbeispiels wird die Erfindung weiter beschrieben. Es zeigen:Reference to the embodiment of the invention will be further described. Show it:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Eine erfindungsgemäße Messeinrichtung
Oberhalb des Förderbandes ist an der Messbrücke
Sobald nun ein zu vermessender Kalksandsteinrohling
Das Drehgelenk
Mit einer so gestalteten Start-Stopp-Automatik können mehrere Kalksandsteinrohlinge
Die Datenverarbeitungs- und Steuerungseinheit mit Datenspeicher ermöglicht zudem verschiedene Modi für die elektronische Aufzeichnung und Verarbeitung der mechanischen Messwerte. Je nach Bedarf können die Winkelauslenkungswerte entweder kontinuierlich oder punktuell, also stichprobenartig, erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Modus mit 3 × 3 Messpunkten. Jeweils drei Messpunkte gehören zu einer Gruppe und liegen in Bezug auf die Oberseite
Die Fertigung der Kalksandsteinrohlinge
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messeinrichtungmeasuring device
- 22
- Kalksandsteinrohlingcalcareous sandstone blank
- 33
- Messbrückemeasuring bridge
- 44
- Auslenkungsrichtungdeflection
- 55
- Schwenkarmswivel arm
- 66
- Freiendefree end
- 77
- MessradMeasuring Wheel
- 88th
- Laufflächetread
- 99
- Transportrichtungtransport direction
- 1010
- Oberseitetop
- 1111
- Drehgelenkswivel
- 1212
- DruckluftleitungCompressed air line
- 1313
- Düsejet
- 1414
- Halterungbracket
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2037214 A1 [0005] EP 2037214 A1 [0005]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20120119 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20130807 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |