DE3049651A1 - Method and apparatus for the manufacture of building structural blocks - Google Patents

Method and apparatus for the manufacture of building structural blocks

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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00Compositions for artificial stone, not containing binders

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Description

P 3ο 49 651.6 Bengt Johan GULLBERG . 30496b 1 aus PCT-Anmeldung Nr.: SE 8o/oo174
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bauteilen
in Form von Blöcken
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von Bauteilen in Form von Blöcken und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bauteilen einer solchen Art, die zum Teil mit anderen Konstruktionselementen, wie einem tragenden Rahmenwerk, eine wirksame Bauisolierung bilden und zum Teil sowohl als Isolierung als auch als tragendes Element des Baues selbst dienen können. Der Bauteil in Form eines Blockes nach der Erfindung wird aus gepreßtem Strohmaterial von Pflanzen hergestellt, das klebende oder als Bindemittel verwendbare Substanzen enthält. Beispielsweise kann Stroh von Roggen, Weizen, Hafer, Gerste bzw. getrocknetes Riibenblatt- oder Rapsstroh verarbeitet werden.
Hintergrund der Erfindung
Im Laufe der Jahrhunderte wurden auf verschiedenste Weise viele verschiedene Typen von Bauelementen und Konstruktionselementen für Bauten verwendet. In vielen Ländern wird noch immer Stronmaterial als Dachdeckmaterial verwendet, doch wird derzeit in den Industrieländern Strohmaterial ausschließlich in beschränktem Maße für Innenverkleidungen, beispielsweise als abdichtende Zierpaneele oder -platten, eingesetzt. Beispiele solcher isolierender Strohverkleidungsplatten, oft in Form kreuzweise orientiertes Stroh auf-
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weisende Platten, sind in den schwedischen Patentschriften Nr. 94 348, 134 417 und 218 150 beschrieben/
Aus der Tatsache heraus, daß bei den bekannten Strphplatten das Stroh lagenweise vorgesehen wird, ergab sich,'daß die Platten entlang dieser Lagen aufbrachen. Darüber hinaus war es nicht möglich, die bekannten Strohplatten hinreichend dick herzustellen, um sie als block- ...: förmige Konstruktionselemente beim Bau verwenden zu können. --. · Häufig wurden die bisher bekannten Strohplatten im wesentlichen dadurch zusammengehalten, daß Oberflächenlagen aus /. aufgeklebtem Papier Verwendung fanden, die also Abdeckungen - bildeten. Bei diesen Ausführungen wird das Stroh im wesent-\ . liehen ungepreßt verwendet und es ist daher auch die Feuer-; : : sicherheit nicht befriedigend. . .
Die vorliegende Erfindung vermeidet u.a. die oben erwähnten und auch weitere, hier nicht angeführte Nachteile, die im Zusammenhang mit den bisher bekannten Strohplatten auftreten. Es sollte von Haus aus klargestellt werden, daß die bekannten Auflageplatten zwar unter Anwendung von Wärme und Druck aus Strohmateriäl hergestellt werden, sich aber auf eine bestimmte Produkttype, nämlich relativ dünne Platten beschränken, wogegen die Erfindung eine andere Produkttype, nämlich relativ dicke blockförmige Baukonstruktionselemente betrifft.
Industrielle Verwertbarkeit
Die Erfindung bietet zusätzlich ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von blockförmigen Bauteilen aus Strohmaterial an, die es ermöglichen, die Blöcke im industriellen Rahmen wirtschaftlich günstig in Serienfabrikation herzustellen.
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Die Merkmale, welche den Erfindungsgegenstand
besonders charakterisieren, gehen aus den beiliegenden
Ansprüchen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung ist schematisch in Seitenansicht veranschaulicht, wobei einige Teile, die hinter anderen Teilen angeordnet sind, in strichlierten Linien dargestellt wurden. Bestimmte alternative Stellungen sind durch strichpunktierte Darstellungen der Teile in ihrer alternativen Stellung gezeigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Im allgemeinen kann die verwendete Grundtechnik
auf folgende Weise beschrieben werden: Stroh von Roggen, Weizen, Hafer,Gerste, Rübenblatt und Rapsstroh enthalten klebende oder als Bindemittel verwendbare Substanzen. In der Folge werden diese Substanzen als "Klebemittel11 bezeichnet. Wenn das Stroh auf eine Temperatur zwischen
80 und 130° C erhitzt wird, dann wird das in ihm versteckt enthalten gewesene Wasser in Form von Dampf freigesetzt. Dieser Dampf und seine Wärme bewirken ein Herauslösen,
also eine Freisetzung des Klebemittels. Wird nun das auf diese Temperaturen erhitzte Stroh, bei dem das Klebemittel freigesetzt ist, gepreßt und auskühlen gelassen, während die Druckkräfte aufrecht erhalten werden, dann wird das
Klebemittel das Strohmaterial zu einem holzartigen Block binden. Die Festigkeit dieses Blocks hängt zum Teil von
der Bindekraft des Klebemittels und zum Teil von der
Orientierung des Strohs innerhalb des Blockes ab.
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Wird die bisher bekannte Technik der lagenweisen Anbringung des Strohmaterials in den Platten verwendet, dann ist die Festigkeit der Platten entlang der Lagen nur gering. Wird dagegen das Strohmaterial in Übereinstimmung mit der Erfindung durch Aufwickeln, Flechten oder Verdrillen ausgerichtet, so daß die erwähnte Lageorientierung vermieden wird, dann wird auch das Risiko des Bruches entlang der: Lagen ausgeschaltet und die individuelle Zugfestigkeit des Strohmaterials und die Haftung durch den Klebstoff bewirken eine Verstärkung des Bauteiles*
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf folgende Weise ausgeführt: Wenn eine kombinierte Erntemaschine (ein Mähdrescher) am Feld arbeitet, wird aus ihr (ihm) das Strohmaterial in Form einer gleichmäßigen Reihe ausgestoßen. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird diese Reihe mit Hilfe eines Ballensammlers, nämlich eines sogenannten Rundballensammlers, aufgelesen und zu einem zylindrischen Ballen gewickelt, der ebene Stirnflächen aufweist. Das Strohmaterial wird im wesentlichen immer noch entlang der Längsachse des Ballens konzentrisch orientiert sein. Der Rundballen wird dann in Übereinstimmung mit der Erfindung in der Vorrichtung durch Erwärmung, Pressung und Kühlung weiterbehandelt. Wenn ein Rundballen zusammengepreßt wird, dann wird die oben erwähnte, bisher verwendete Lageorientierung des Strohmaterials vermieden und der Ballen wird eine homogene innere Struktur erhalten, bei der die Zugfestigkeit des Strohmaterials zur Verstärkung der Struktur ausgenützt wird. Der oben beschriebene Sammelvorgang zur Herstellung eines Rundballens kann mit Hilfe bekannter Techniken ausgeführt werden, doch kann sicher eine noch bessere mechanische Integrität erhalten werden, wenn das Strohmaterial auf andere Weise orientiert wird, was beispielsweise durch
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Spinnen, Verdrillen, Flechten oder durch gleichzeitige kreuzweise Orientierung sowohl in der Vertikal- als auch in der Horizontalebene erfolgen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun im Zusammenhang mit der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung erläutert werden. Die Vorrichtung bildet eine ortsbewegliche Einheit und ist am einen Ende (in der Figur rechts) mit Rädern und am anderen Ende mit einer Zugstange versehen, wobei eine Höheneinstelleinrichtung vorgesehen wird, so daß die Vorrichtung mittels eines Schleppers zwischen verschiedenen Strohlagerplätzen verfahren und dann dort abgestellt und in die richtige Betriebslage ausgerichtet werden kann. Die Vorrichtung ist selbstverständlich mit einer (nicht dargestellten) Energiequelle für die in ihr verwendeten Motoren usw. ausgestattet. :
Wenn ein Rundballensammler das reihenweise am Boden liegende Strohmaterial aufgesammelt und dann zu runden Ballen gewickelt hat, werden diese Ballen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung bewegt. Der Rundballen (von denen einer schematisch mit strichlierten Linien in der Figur dargestellt und mit 21 bezeichnet wurde) wird dann auf einen V-förmigen Zubringertisch 1 gelegt, der mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders 2 vor und zurück bewegt werden kann. Da der Zubringertisch 1 V-förmig ausgebildet ist, wird der Ballen so ausgerichtet, daß seine Achse quer zur Längsachse der Vorrichtung verläuft.
Nachdem der Rundballen auf den Zubringertisch 1 aufgelegt wurde, der sich in der strichpunktiert dargestellten Lage 1b am äußersten linken Ende in der Figur befindet, werden hydraulische Zylinder 2 betätigt, um den Tisch 1 in die Vorrichtung hineinzuziehen, bis er die Stellung 1 a erreicht, die in vollen Linien dargestellt wurde.
Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Hauptteile, nämlich den auf der linken Seite der Figur dargestellten Erwärmungsteil und den auf der rechten Seite der Figur dargestellten Preßteil. Im Erwärmungsteil ist ein Heizofen
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vorgesehen, der im linken oberen Teil Mikrowellen-Heizeinrichtungen zur Erwärmung des runden Ballens enthält. Der Erwärmungsofen besitzt einen festen, geschlossenen oberen Hinterteil und einen beweglichen, nach vorne absenkbaren und anhebbaren Torteil 6. Das Hebetor 6 ist mit Hilfe hydraulischer Zylinder 5 aus der dargestellten Schließlage in die strichliert eingezeichnete Öffnungslage : verstellbar. Das Ofenhebetor 6 besitzt zwei Übertragungsarme 9f die auf einer Welle 8 beweglich befestigt sind, die übertragungsarme 9 können mit Hilfe hydraulischer : Zylinder 7 betätigt werden. :.
Wenn der Rundballen 21 für die Erwärmung aus der dargestellten Lage fortbewegt werden soll, wird das Hebe- ;' tor 6 des Ofens nach unten geschwenkt, bis die Welle 8 die Stellung 8b einnimmt. Die Übertragungsarme 9 werden nun an der Außenseite der Stirnseiten der runden Ballen nach unten bewegt (wobei die verschiedenen einzelnen Rundballen unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, ohne daß dadurch die Betriebsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigt wird) und wenigstens einer der Übertragungsarme wird dann nach innen gegen den Mittelpunkt des Rundballens gedrückt. Dadurch werden die übertragungsarme den Rundballen 21 an den Längsenden seiner Achse erfassen.
Dann hebert die Übertragungsarme 9 mit Hilfe der hydraulischen Zylinder 7 den Rundballen 21 in den Ofen und auch das Hebetor 6 wird mit Hilfe der hydraulischen Zylinder in die in vollen Linien dargestellte Schließlage verstellt, in der sich die Welle 8 in der Stellung 8a befindet. Der Rundballen befindet sich nun innerhalb des Wärmeofens und wird um seine Längsachse mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Motors und einer Transmission drehend angetrieben. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Motor ein Elektromotor und die Transmission ein Kettentrieb.
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Dann findet der ErwärmungsVorgang statt, für den vorzugsweise eine Reihe von Mikrowellenerzeugungseinheiten 3 vorgesehen ist, welche so ausgerichtet sind, daß die von ihnen erzeugten Mikrowellen das Zentrum des Ballens treffen, wenn die Festhaltepunkte der Ubertragungsarme 9 zentral im Heizofen placiert sind. Die Mikrowellenerzeugungseinheiten sind vorzugsweise so verteilt, daß : eine gleichmäßige Erwärmung des Strohmaterials im gesamten Ballen stattfindet. ^
Wenn der Rundballen vor der Reihe der Mikrowellen- : erzeugungs einheit en gedreht wird, wird das Zentrum des '·-_ Rundballens von mehr Wellen als die Oberfläche des Rundballens getroffen. Da aber die Mikrowellen auf ihrem Weg : durch den Ballen teilweise durch die Feuchtigkeit des Strohmaterials und teilweise durch das Strohmaterial selbst gedämpft bzw. zurückgehalten werden, kommt es durch die Drehung des Ballens zu einer Vergleichmäßigung der Energiezufuhr, so daß der vollständige Strohballen gleichzeitig erhitzt wird. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt oder die Dichte des Strohmatriais auf Grund der Verhältnisse beim Aufsammeln variieren, ist es möglich, auch die Auswirkung der Drehung des Rundballens vor den Mikrowellenerzeugungseinheiten durch Verlagerung des Drehzentrums des Rundballens zu variieren, so daß die Mikrowellen nicht das Zentrum, sondern einen neben dem Zentrum liegenden Bereich des Ballens beaufschlagen. Dadurch wird die Erwärmung des Zentrums zugunsten der Erwärmung von näher an der Oberfläche des Ballens liegenden Bereichen herabgesetzt.
Wenn der Rundballen auf eine geeignete Temperatur erwärmt worden ist, wird das Hebetor 6 des Ofens mit Hilfe der Hebelarme 5 betätigt und in die in strichpunktierten Linien eingezeichnete Lage verstellt (in der sich die Welle in der Stellung 8c befindet). Die übertragungsarme 9 werden betätigt, um den Rundballen nach unten zu bewegen, wonach sie auseinanderverstellt werden, so daß der Rundballen
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freigegeben wird, den Erwärmungsabschnitt verläßt und nach unten auf einen auch einen Zubringer bildenden Deckel des Preßabschnittes fällt. Dann wird das Hebetor 6 des Ofens wieder betätigt und nach unten verstellt, bis die Welle 8 die Stellung 8b erreicht, in der die übertragungsarme 9 wieder im Sinne eines Erfassens des nächsten Rundballens 21 betätigt werden können, der nun auf den Fördeftisch 1 aufgelegt wurde:t""*; so daß der Wärmevorgang mit dem nächsten Rundballen wiederholt :
werden kann. ' "
Im Pressenabschnitt wird der erhitzte Strohballen gepreßt. Wenn der Rundballen im Sinne der Erfindung nach dem Preßvorgang unter Aufrechterhaltung der Preßkraft gekühlt wird, werden für diese Aufrechterhaltung der Preßkraft.- .-freie Kiemmittel verwendet, wie dies in der Folge noch zu beschreiben ist. Wenn der erwärmte Rundballen auf den Zubringerdeckel 10 des Pressenabschnittes aufgelegt worden ist * wird der Deckel 10 mit Hilfe zweier hydraulischer Zylinder geschlossen und in der Schließstellung mit Hilfe geeigneter Verriegelungen 12 gesperrt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Pressenabschnitt mit den freien Teilen der Klemmeinrichtung, nämlich der Unterseite 17, der Oberseite 18 und den beiden Längsseitenteilen 19 und 20 versehen. Im allgemeinen drücken vertikal wirkende hydraulische Zylinder 13 einen Pressentisch 14 nach unten gegen die Oberseite 18 der Klemmeinrichtung und der erwärmte Rundballen wird durch die erzeugte vertikale Preßkraft auf eine Höhe zusammengedrückt, die etwas größer ist als die angestrebte Endhöhe des Strohblockes. Dann werden die beiden horizontal wirkenden Paare hydraulischer Zylinder 15 und 16 betätigt, um den Ballen in Horizontalrichtung auf eine Breite zusammenzudrücken, die etwas kleiner ist als die erwünschte Endbreite des Strohblockes. Dann werden die vertikal wirkenden hydraulischen Zylinder 13 wieder betätigt, um den Rundballen etwas mehr zusammenzudrücken, so daß die Seitenteile 19 und 20 der KlemmstUcke innerhalb der nach unten weisenden Halterungsansätze der oberen Teile 18
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und der nach oben weisenden Halterungsansätze der Unterteile 17 zu liegen kommen. In diesem Zustand werden die horizontal wirkenden hydraulischen Zylinder 15 bzw. 16 im Sinne einer Herabsetzung des in der Horizontalrichtung wirkenden Druckes betätigt. Auf Grund des Innendruckes des Strohblockes werden die Teile der Klemmeinrichtung in der Klemmstellung zusammengehalten.
Dann wird der Pressenabschnitt vollständig geöffnet und der nun hergestellte und in der Klemmeinrichtung enthaltene Strohblock, der eine Dicke von einigen Dezimetern aufweist, wird zum Zwecke der Kühlung aus dem Pressenabschnitt herausgefördert. Wenn der Strohblock auf die Raum- " temperatur abgekühlt ist, werden als erstes die Klemmteile entfernt. Dann werden die Enden des Blockes eben geschnitten und der Block ist damit fertiggestellt.
Der Fachmann bemerkt, daß die Erfindung innerhalb des Grundgedankens, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, variiert und abgeändert werden kann. Die oben beschriebene und auch in der beiliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsform ist nur dafür gedacht, eine geeignete Ausführungsform zu veranschaulichen, doch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann im Rahmen der beiliegenden Ansprüche variiert und abgeändert werden*
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Claims (10)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zum Herstellen eines Bauteiles in Form eines Blockes aus Strohmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Strohmaterial gesammelt und ausgerichtet wird, so daß, bezogen auf die angestrebte Blockform, eine starke Verbindung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung erhalten wird, daß der Block aus Strohmaterial in einen Wärmeofen eingebracht, dabei an den Stirnseiten festgehalten und vor geeigneten Wärmequellen gedreht wird, bis der gesamte Block eine Temperatur zwischen 80 und 130° C-erreicht, daß der so erwärmte Block aus Strohmaterial in warmem Zustand an eine Preßvorrichtung überstellt und in dieser sowohl in horizontaler als auch in vertikaler : Richtung gepreßt wird und daß dann der erhitzte, gepreßte Block unter aufrecht erhaltener Preßkraft auf die Umgebungstemperatur gekühlt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bewegliche Zubringervorrichtung ( 1 ), die zur Aufnahme eines ausgerichtete Fasern aus Strohmaterial aufweisenden Ballens (beispielsweise eines Rundballens 21) bestimmt ist, einen Ofen (4, 6) zum gleichzeitigen Drehen und Erhitzen des Ballens, und eine Preßstation, in der frei bewegliche Klemmstücke (17, 18 bzw. 19, 20) vorgesehen sind, die den erhitzten Strohballen umfassen und auf die gewünschten Maße pressen, welche Klemmstücke untereinander verbindbar sind, so daß der zwischen den Klemmstücken enthaltene, erhitzte und gepreßte Strohballen aus der Preßstation herausgenommen und unter aufrechterhaltener Preßkraft auf die Umgebungstemperatur abkühlen gelassen werden kann.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine ortsbewegliche Einheit bildet, bei der das eine Ende von Rädern getragen und das andere Ende
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    mit einer Zugstange zur Verbindung mit einem Zugfahrzeug versehen ist, wobei für die Einheit eine Einrichtung zur Höheneinstellung bzw. Nivellierung vorgesehen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizofen (4, 6) Mikrowellenheizeinrichtungen (3) und ein schließbares und offenbares Hebetor (6) aufweist, das mit Übergabeannen (9) zum Tragen des runden Ballens (21) während seiner Unterbringung im Ofen (4, 6) versehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubergabearme (9) mit Hilfe hydraulischer Zylinder (7) bewegbar und auf einer Welle (8) gelagert sind und daß wenigstens einer dieser Übergabearme ein freies Ende aufweist das im Sinne eines Festhaltens am Mittelpunkt gegen die Stirr; seite des runden Ballens 21 anstellbar und von dieser Stirnseite weg verstellbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Motor und eine Transmission zum drehenden Antrieb des im Heizofen (4, 6) untergebrachten und von den Übergabearmen getragenen runden Ballens vor den Heizeinrichtungen (3) vorgesehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstation der Vorrichtung mit einem Schließdeckel (10) versehen ist, der zugleich als Zubringer dient und zwischen einer öffnungsstellung (10a) und einer Schließstellung verstellbar ist und daß im wesentlichen vertikal wirkende hydraulische Zylinder (.13) und im wesentlichen horizontal wirkende hydraulische Zylinder (15 bzw. 16) vorgesehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der runde Ballen (21) in der Preßstation zwischen freien Klemmteilen (17» 18 bzw. 19, 20) zusammendrückbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Klemmteile obere und untere Teile (18 bzw. 17)
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    aufweisen, die mit Halterungsansätzen versehen sind, wobei seitliche Klemmteile (19, 20) für den Eingriff in diese Halterungsansätze bestimmt sind, so daß sie von diesen nach Aufhören der äußeren Preßkraft festgehalten werden.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Schließ- und Förderdeckel (10) der Preßstation in der Schließstellung mittels geeigneter Verriegelungen (12) feststellbar ist.
    (H. Schmitt)
    Patentanwalt
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DE803049651A 1979-06-15 1980-06-16 Method and apparatus for the manufacture of building structural blocks Withdrawn DE3049651A1 (en)

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AT (1) ATA905980A (de)
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GB (1) GB2069923B (de)
MC (1) MC1363A1 (de)
NL (1) NL8020232A (de)
NO (1) NO146321C (de)
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NO146321C (no) 1982-09-08
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GB2069923B (en) 1983-06-02
EP0031341B1 (de) 1983-10-19
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