DE3726752A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von betonbausteinen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von betonbausteinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Betonbausteinen in einer oben offenen primaeren Form, deren
Waende mit thermoplastischer Folie ausgefuettert sind, die
zunaechst über die offene primaere Form bewegt wird, erhitzt
wird, und durch Unterdruck in die primaere Form gesaugt wird.
Danach wird Betonmischung in die Form gefuellt. Die Erfin
dung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses
Verfahrens.
U. S. Patent 15 84 595 (Bader) offenbart eine Form zur Her
stellung von Betonbausteinen. Die Form ist mit einer Gummi
lage ausgefuettert, um die Entfernung des fertigen Bausteines
aus der Form zu erleichtern. Die Gummifuetterung selbst kann
leicht vom fertigen Baustein entfernt werden. Die Gummiaus
fuetterung verbleibt in der Form, bis die Betonbausteine aus
gehaertet sind.
U. S. Patent 34 92 384 (Matthews et al) offenbart eine Gies
form, die mit einer duennen flexibelen Membran ausgekleidet
ist. Das zu giessende Material wird auf die Membran gegossen.
Waehrend des Aushaertens bleibt das Material und die Membran
in der Form und der negative Druck, mit dessen Hilfe die
Membran in die Form gesaugt wurde, wird waehrend des Aus
haertens aufrechterhalten. Positiver Druck wird zur Loesung
der Membran aus der Form angewendet, wobei nach Entfernung
der Membran nach dem Aushaerten, die Membran leicht von dem
gegossenen Gegenstand entfernbar sein soll.
Im U. S. Re-Issue Patent 29 945 (Scott) wird offenbart, eine
wiederholt verwendbare, flexibele elastomerische Ausklei
dung fuer Formen zu benutzen, in denen Wandkomponenten mit
einer Betonverkleidung hergestellt werden. Es ist Zweck der
Auskleidung, den Betonwandoberflaechen ein Muster einzuprae
gen. Das Material aus denen die Auskleidung hergestellt ist,
wird so gewaehlt, dass die Auskleidung wiederholt verwendbar
ist. Auch in diesem herkoemmlichen Verfahren zur Herstellung
von Wandkomponenten verbleibt die Auskleidung in der festen
Form bis die Wandkomponenten ausgehaertet sind.
U. S. Patent 43 31 628 (Ziegler) offenbart ein Verfahren
zur Herstellung fertiger Betonbauteile, wobei die Form eben
falls mit einer Auskleidung aus einer geschmeidigen thermo
plastischen Folie versehen ist. Die Folie wird durch infrarot
Bestrahlung erwaermt bis sie hinreichend nachgiebig wird,
um durch Unterdruck in die Form gesaugt werden zu koennen,
um dabei die Konfiguration der Form anzunehmen. Die Beton
mischung wird dann in die Form gegeben und die Form wird
geruettelt, um die Betonmischung zu verdichten, ehe sie aus
haertet. Der Hauptzweck der Auskleidung besteht darin, dem
Betonbauteil eine gute Oberflaechenqualitaet zu verleihen, und
die Entfernung des ausgehaerteten Betonbauteiles aus der
Form zu erleichtern. Die Betonbauteile sollen eine glatte,
nicht-poroese Oberflaeche haben. Die Auskleidung soll auch
dazu dienen eine vorzeitige Verdunstung des Wassers aus der
Betonmischung in der Form zu verhindern, damit eine vorschrifts
gemaesse Aushaertung gewaehrleistet ist.
In dem Verfahren gemaess U. S. Patent 43 31 628 (Ziegler)
besteht eine gewisse Schwierigkeit die thermoplastische Folie
mit Hilfe der Infrarotstrahlung hinreichend gleichmaessig
im ganzen Volumen der Folie zu erwaermen, damit Falten
bildungen in der Auskleidung vermieden werden. Ausserdem
ist es unwirtschaftlich, wenn die Aushaertung in der
Form erfolgt, weil damit die Form zumindest waehrend der
Dauer der Aushaertung der weiteren Verwendung entzogen
ist. Die Infrarotbestrahlung gewaehrleistet auch nicht
eine gleichmaessige Erwaermung in verschiedenen Folien
stuecken, die von derselben Rolle kommen. Es ist sehr wich
tig, dass die Folie gleichmaessig weich gemacht wird, zu
mindestens in dem Oberflaechenbereich, der die offene Form
abdeckt. Eine ungleichmaessige Erwaermung des gesamten
Volumens traegt dazu bei, dass es fast unmoeglich wird,
die Folie ohne Falten in die Form zu saugen. Andererseits
sind sogar die kleinsten Falten unerwuenscht, weil damit die
Oberflaechenguete des fertigen Betonsteines unerwuenscht
reduziert wird. Ausserdem lehrt Ziegler, dass die Folie
so duenn wie praktisch irgend moeglich sein soll. Damit
wird es praktisch unmoeglich, die Folie als sekundaere Form
zu benutzen. In diesem Zusammenhang wird die feste Form,
deren Waende mit der Folie ausgekleidet sind, als primaere
Form bezeichnet, waehrend die Auskleidung selbst als sekun
daere Form bezeichnet wird.
Da gemaess Ziegler die Betonbauteile in der Form bleiben, bis
sie ausgehaertet sind, kann Ziegler die Formen nicht wieder
holt in rascher Folge benutzen. Der Wirkungsgrad in der Aus
nutzung der Formen laesst daher zu wuenschen uebrig. Selbst
wo relativ kurze Aushaertungszeiten ausreichend sind, kann
die Benutzung einer grossen Anzahl von primaeren Formen nicht
vermieden werden. Selbst wenn Aushaertungsbeschleuniger benutzt
werden, kann es nicht vermieden werden, dass die Formen ge
maess Ziegler fuer verhaeltnismaessig lange Zeitspannen ge
wissermassen unbenutzt bleiben.
Obwohl eine Auskleidung oder Fuetterung der Form die
Entfernung des ausgehaerteten Bauteiles aus der Form
erleichtern soll, ist es doch schwierig, ein ausgehaer
tetes Betonbauteil aus der Form zu entfernen, weil die
Ausdehnung des Bauteils als Ergebnis der Aushaertung
erhebliche Kraefte auf die Innenwaende der Form ausuebt.
Diese Kraefte machen nicht nur das Entformen schwierig,
sie sind auch die Ursache fuer erhebliche Abnutzungen
der Formen.
U. S. Patent 37 12 771 (White et al) offenbart ein Formen
system zur Herstellung von Artikeln aus plastischem Material.
Die Formen werden auf einer endlosen Bahn an sieben Arbeits
stationen vorbeibewegt, wobei in den verschiedenen Stationen
die Schritte Auskleiden, Fuellen, Aushaerten und andere
Schritte durchgefuehrt werden. Im ersten Schritt werden die
Formen mit einem duennen plastischen Material ausgekleidet,
z. B. aus Polyvinylchlorid, Polyethylene, oder Polypropylene.
Das plastische Material wird sehr schnell mit Hilfe einer
Quarzwaermequelle auf eine Temperatur aufgeheizt, die das
Material verformbar macht. Danach wird das Material in die
Form gesogen. Im naechsten Schritt wird ein plastisches Schaum
material in die Formen gefuellt. Das Schaummaterial expandiert
und fuellt damit die Form. Dabei sind die Formen mit einem
Deckel verschlossen, um die Expansion des Schaummaterials auf
das Volumen der geschlossenen Form zu beschraenken. Das duenne
plastische Material wird von einer Rolle abgezogen, fest auf
die Form geklemmt und in die Form eingesogen, um schliesslich
abgeschnitten zu werden. All die Schritte werden automatisch
durchgefuehrt. Die ausgekleideten, gefuellten und geschlossenen
Formen wandern fuer eine Zeitspanne, die ausreicht, um das
Schaummaterial auszuhaerten. Danach werden die Formen geoeff
net, und manuell entleert. Die Folie, die zunaechst als Aus
kleidung der Form dient, wird eine permanente Haut der herge
stellten Schaumstoffartikel.
U. S. Patent 40 98 062 (Levin) beschreibt eine Maschine
zur Herstellung von verstaerkten Betonbloecken. Diese
Maschine gemaess Levin hat ein rundes Foerderband, das
die Betonbloecke von der Formenstation zu einer Aushaerte
station und schliesslich zu einer Auswurfstation foerdert.
Die Formen sind nicht mit einer Fuetterung oder Ausklei
dung versehen und die Bausteine muessen erhitzt werden,
um ueberschuessige Feuchtigkeit zu entfernen, danach muessen
die Bausteine abgekuehlt und getrocknet werden, um die Aus
haertung zu beenden. Es wird auch offenbart, dass der Beton
mischung ein Pigment beigefuegt werden kann. Die Betonmischung
wird erhitzt und unter Druck in die Formen gepresst, z. B.
mit einem Druck von etwa 85 Newton/cm2. Die hergestellten
Steine haben die noetige Feste, um innerhalb von wenigen
Sekunden aus den Formen entfernt werden zu koennen. Um die
Formen vollstaendig zu fuellen, wird die Betonmischung er
heblichen Druecken in der Form ausgesetzt. Eine Gruppe von
Bausteinen wird alle sechs Sekunden fertig.
U. S. Patent 40 60 364 (Gras) offenbart eine Vorrichtung zur
Herstellung von plastischen Artikeln. Die Vorrichtung ent
haelt einen Drehtisch, der eine Mehrzahl von Formen durch
verschiedene Stationen bewegt. Der Drehtisch traegt Pressen,
in welche die Formen eingelegt werden. Das plastische Material
ist bereits in den Formen, wenn die Formen in die Pressen ge
legt werden. Der Drehtisch bewegt die Formen durch eine Er
waermungsstation, durch eine Kuehlstation und zurueck zur
Lade-und Entladestation.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine plastische Ausfuetterung
oder Auskleidung einer primaeren Form zur Herstellung von
Betonbausteinen, als sekundaere Form zu benutzen, die zusammen
mit der eingefuellten Betonmischung eine dimensionfeste Ein
heit bildet, die schon lange vor einer wirksamen Aushaertung
aus der primaeren Form entfernt werden kann, damit die pri
maere Form sofort wieder als solche benutzt werden kann. Neben
aufgaben in diesem Zusammenhang bestehen darin, dass die zur
Auskleidung benutzte thermoplastische Folie keine Falten bilden
darf, wenn sie in die primaere Form gezogen bzw. gesogen wird,
damit die fertigen Bausteine eine erwuenschte Oberflaechenguete
haben.
Durch die Entfernung der sekundaeren Form mit der Betonmischung
aus der primaeren Form, noch ehe eine wesentlich merkbare oder
wirksame Aushaertung stattfindet, erzielt die Erfindung ver
schiedene Vorteile, insbesondere, dass die Entfernung der sekun
daeren Form aus der primaeren Form nicht durch Ausdehnungskraefte,
die mit der Aushaertung einhergehen, behindert wird. Ferner wer
den die Primaerformen schonender als im Stand der Technik be
handelt, weil die Primaerformen nicht den erheblichen Ausdehnungs
kraeften ausgesetzt sind.
Das erfindungsgemaesse Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Folienflaeche, welche die offene primaere
Form abdeckt, mit einer flachen erhitzten Flaeche so gleich
maessig und hinreichend erwaermt wird, dass die erhitzte Folie
mit Unterdruck in die primaere Form gesogen werden kann, dass
die erwaermte Folie unter der Einwirkung des Unterdruckes
eine sekundaere Form als Fuetterung der primaeren Form bildet,
dass die in die sekundaere Form gefuellte Betonmischung in
der sekundaeren Form verdichtet wird, waehrend die sekundaere
Form noch in der primaeren Form ist, dass die sekundaere Form
mit der Betonmischung aus der primaeren Form entfernt wird,
noch bevor eine wesentlich bemerkbare oder wirksame Aushaer
tung der Betonmischung stattgefunden hat, so dass die sekun
daere Form mit der daran befindlichen verdichteten Beton
mischung eine Einheit bildet, die eine hinreichende Form
stabilitaet fuer eine sofortige Befoerderung hat, dass die
Aushaertung der Betonmischung in der sekundaeren Form ausser
halb der primaeren Form stattfindet, damit aus der Aushaertung
resultierende Expansionskraefte nicht in der primaeren Form
wirksam werden koennen, wodurch die Entfernung der sekundaeren
Form mit der Betonfuellung aus der primaeren Form sehr erleich
tert wird, und damit die primaere Form zur Wiederbenutzung zur
Verfuegung steht, noch ehe die Betonmischung aushaertet.
Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des erfindungsgemaessen Ver
fahrens ist erfindungsgemaess dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Arbeitsstation, die mit einem die Formen tragenden
Drehtisch zusammenarbeitet, mit einer flachen Heizflaeche zur
Erwaermung einer thermoplastischen Folie ausgeruestet ist. Die
thermoplastische Folie liegt auf der oben offenen primaeren
Form und gestattet die Form mit der Heizflaeche zu schliessen
oder zu oeffnen, wobei die flache Heizflaeche eine Flaechen
groesse hat, die ausreicht, mindestens die anfangs offene pri
maere Form abzudecken, wenn die thermoplastische Folie erwaermt
wird. Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck ist an die
primaere Form anschliessbar um die erhitzte thermoplastische
Folie in die primaere Form als Fuetterung zu saugen, und dadurch
in der primaeren Form eine sekundaere Form zu erzeugen. Eine
zweite Arbeitsstation ist mit Mitteln versehen, um die sekundaere
Form in der primaeren Form mit Betonmischung zu fuellen. Eine
dritte Arbeitsstation ist mit Mitteln versehen, um eine gefuellte
sekundaere Form aus der primaeren Form zu entfernen, ehe eine
wirksame Aushaertung der Betonmischung einsetzt.
Weitere erfindungsgemaesse Verfahrens- und Vorrichtungsmerk
male sind in den Unteranspruechen definiert.
Die Erfindung erzielt die folgenden Vorteile. Durch die
flaechenhafte Kontaktierung der Folie mit der flachen
Heizflaeche ist sichergestellt, dass das Volumen der Folie
insgesamt gleichmaessig und rasch auf die noetige Temperatur
gebracht werden kann, obwohl die Folie meist dicker ist,
als das z. B. im U. Patent 43 31 628 (Ziegler) offenbart
wird. Damit kann erfindungsgemaess Folie mit der hinrei
chenden Dicke bis zu etwa 300 Mikrometer verarbeitet werden.
Erfindungsgemaess kann die ausreichende Erwaermung der
dickeren Folie in etwa 8 bis etwa 20 Sekunden oder weniger
stattfinden. Ziegler braucht eine Erwaermungszeit von min
destens 20 bis 70 Sekunden, ja sogar bis zu 150 Sekunden.
Die hier eingesparte Zeit ist schon sehr vorteilhaft, wenn
man bedenkt, dass Betonsteine dieser Art in grossen Mengen
hergestellt werden. Je nach der Art der verwendeten Folie
erreicht man erfindungsgemaess die noetige Weichmachungs
temperatur von etwa von 100 bis 150°C in etwa 10 Sekunden
im Durchschnitt mit kleinen Zeitverlaengerungen oder Zeit
verkuerzungen, die im Bereich weniger Sekunden liegen, je
nach der Dicke der Folie und des Folienmaterials.
Der zum Einsaugen der Folie in die primaere Form verwendete
Unterdruck liegt im Bereich von etwa 75 bis 250 Torr. Der
Unterdruck wird vorzugsweise auch waehrend des Fuellens und
waehrend des Verdichtens aufrechterhalten.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Figuren
beispielsweise naeher beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungs
gemaessen Verfahrens;
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht durch eine
primaere Form nach der Erfindung zur
Durchfuehrung des erfindungsgemaessen
Verfahrens;
Fig. 3 zeigt ein Muster, das in eine erfindungs
gemaesse primaere Form eingelegt werden kann,
um die Oberflaeche eines Bausteines ent
sprechend zu mustern;
Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Draufsicht auf einen
Drehtisch fuer den Transport mehrerer Formen
durch eine Anzahl von Arbeitsstationen;
Fig. 5 zeigt ebenfalls eine Draufsicht auf einen Drehtisch
wie in Fig. 4, jedoch faehrt der Drehtisch in Fig. 5
durch sechs Arbeitsstationen;
Fig. 6 ist eine Draufsicht aehnlich wie in Fig. 5, zeigt
aber weitere Einzelheiten der individuellen
Arbeitsstationen;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des
Drehtisches gemaess Fig. 6 und des Antriebes fuer
den schrittweisen Antrieb des Drehtisches;
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine Beheizungsvorrichtung,
die erfindungsgemaess mit einer flachen Heizflaeche
ausgeruestet ist, um die plastische Folie flaechen
artig zu beruehren;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht der ersten Arbeitsstation
mit einer Vorrichtung zum Zufuehren der plastischen
Folie in den Raum zwischen einer Primaerform und der
Heizvorrichtung;
Fig. 10 ist eine Seitenansicht der weiteren Arbeitsstation
in der die Sekundaerform mit einer Betonmischung
mittels einer Dosiervorrichtung gefuellt wird;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt,
einer weiteren Arbeitsstation, in der eine
sekundaere Form, die mit Betonmischung gefuellt
ist, aus der primaeren Form entfernt wird;
Fig. 12 ist eine Schnittansicht durch eine weitere
Ausfuehrungsform der primaeren Form;
Fig. 13 ist eine Ansicht in der Richung des Pfeiles A
in Fig. 7 und zeigt weitere Einzelheiten des
Schrittantriebes fuer den Drehtisch;
Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Einzel
heit fuer den Antrieb der Folie zum Ziehen der
Folie ueber die offene primaere Form mit Hilfe
eines Klinkenradantriebes;
Fig. 15 zeigt ein hydraulisches Schaltbild fuer die
verschiedenen hydraulischen Antriebe der
erfindungsgemaessen Vorrichtung;
Fig. 16 und 16a zeigen elektrische Schaltbilder,
die in der erfindungsgemaessen Vorrichtung
benutzt werden;
Fig. 17 ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt,
einer Dosiervorrichtung, die zum Fuellen einer
bestimmten Menge einer Betonmischung in die
Form benutzt wird.
In Fig. 1 zeigt der Schritt (a) die Erwaermung der thermoplastischen
Folie durch einen Flaechenkontakt mit der flachen Oberflaeche 22 der
Heizvorrichtung 17, die weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 8
naeher beschrieben wird. Die Erwaermung erfolgt mit Hilfe einer
flachen Platte, die auch gleichzeitig die flache Oberseite der
primaeren Form beim Erwaermen schliesst. Vorzugsweise wird die
Folie von einer Rolle abgezogen, wie Fig. 9 zeigt, wobei ein
Teil der Folie glatt auf die offene Oberflaeche der primaeren
Form gezogen wird. Dabei beruehrt die Folie die Oberkanten der
primaeren Form in einer flachen Auflage, so dass die flache
Waermeplatte die Folie gegen die Oberkanten der primaeren Form
druecken kann.
Im naechsten Schritt gemaess Fig. 1 wird der Druck innerhalb
der primaeren Form kurzzeitig erhoeht und zwar im Bereich von etwa
35 bis 65 Newton/cm2. Damit wird die Folie gleichmaessig und ohne
Falten gegen die Heizflaeche gedrueckt. Dieser Schritt ist nicht
unbedingt notwendig, aber bevorzugt, weil damit eine gleichmaessige
und rasche Erwaermung des gesamten Folienvolumens erreicht wird,
und, wie gesagt, Faltenbildungen vermieden werden.
Im naechsten Schritt (b) wird die primaere Form auf einen Unter
druck evakuiert, der etwa im negativen Bereich von 1 bis 3,5 Newton/cm
liegen sollte. Der Unterdruck sorgt dafuer, dass die gleichmaessig
erwaermte Folie auch gleichmaessig gegen die innere Oberflaeche
der Formenwaende gesaugt wird. Damit ist die sekundaere Form inner
halb der primaeren Form hergestellt.
Die Oberflaeche der flachen Heizplatte wird auf einer gleichmaessigen
Temperatur im Bereich von etwa 100° bis etwa 130°C gehalten. Der
Kontakt zwischen der flachen Flaeche der Heizplatte und der ther
moplastischen Folie wird fuer 8 bis 20 Sekunden, vorzugsweise etwa
10 Sekunden oder weniger, aufrechterhalten. Die Folie hat eine
Dicke im Bereich von etwa 100 bis 300 Mikrometer. Folien mit
dieser Dicke oder Staerke sind ausreichend, um eine sekundaere
Form herzustellen, die in der Lage ist, zusammen mit der
eingefuellten und verdichteten Betonmischung die Konfiguration
der Form aufrecht zu erhalten, selbst wenn die gefuellte
sekundaere Form aus der primaeren Form herausgenommen wird
noch ehe die Betonmischung eine wirksame bzw. merkbare Aus
haertung begonnen hat. Die tatsaechliche Temperatur zum Er
waermen der Folie wird auch von den Angaben des Folienherstellers
abhaengen, muss aber jeweils unterhalb des Schmelzpunktes liegen.
Nach Herstellung der sekundaeren Form in der primaeren Form
wird die Form durch Entfernung der Heizplatte geoeffnet, wie
im Schritt (c) angedeutet. Die Betonmischung wird dann gemaess
Schritt (d) in die sekundaere Form innerhalb der primaeren Form
gefuellt. Danach wird die Betonmischung verdichtet, falls er
forderlich, zum Beispiel durch einen Ruettelvorgang im Frequenz
bereich von etwa 8 bis 12 kHz. Ein herkoemmlicher Vibrator
elektrischer oder pneumatischer Art ist fuer das Ruetteln brauch
bar. Statt des Ruettelns oder zusätzlich zum Ruetteln kann auch
Druck angewendet werden, um die Betonmischung zu verdichten.
Eine Reduktion des Volumens der Betonmischung um etwa 10%, also
auf 90% des urspruenglichen Volumens, ist ausreichend. Der Ver
dichtungsdruck ist im Bereich von etwa 80 bis 800 Newton/cm2.
Jedenfalls ist der Druck ausreichend, wenn eine etwa 10 prozentige
Reduktion im Volumen erzielt wird. Ausserdem wird die Zumessung
der noch nicht verdichteten Betonmischung so durchgefuehrt, dass
nach der Verdichtung die sekundaere Form genau gefuellt ist.
Die gefuellte sekundaere Form wird aus der primaeren Form sofort
nach der Verdichtung herausgenommen, noch ehe eine wirksame bzw.
merkbare Aushaertung der Betonmischung stattgefunden hat, wie es
im Schritt (e) angedeutet ist. Vorzugsweise wird die gefuellte
sekundaere Form durch Saugluft aus der primaeren Form entfernt.
Die flachen Oberkanten der sekundaeren Form sind fuer
diesen Zweck besonders geeignet, wie es noch weiter unten
im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wird.
Fig. 3 zeigt, wie man die Oberflaeche des Betonbausteines
mit einem Muster versehen kann. Dazu legt man z. B. eine
Schablone 24 in die primaere Form. So eine Schablone ist in
Fig. 3 gezeigt. Die Schablone kann z. B. aus Blech oder
plastischem Material hergestellt sein. Verschiedene Typen
von Betonmischung koennen ebenfalls benutzt werden, z. B.
um eine farbige Oberflaeche zu erzeugen.
Der in diesem Zusammenhang benutzte Ausdruck "wirksame Aus
haertung" oder "bemerkbare Aushaertung" bezieht sich auf
einen bestimmten Zustand innerhalb des gesamten Aushaertungs
vorganges, bei dem der von der Aushaertung erzeugte Ausdehnungs
druck innerhalb der Form anzusteigen beginnt, so dass die Kraft,
die dann notwendig wird, um die sekundaere Form mit ihrer Fuellung
aus der primaeren Form zu entfernen, merklich groesser ist, als
das vor diesem Zeitpunkt der Fall ist.
Fig. 2 zeigt eine primaere Form 1, deren Waende mit Luftloechern 2
versehen sind. Ein Gehaeuse 3 umschliesst die Form 1 so, dass eine
Kammer 8 zwischen den Waenden der Form 1 und dem Gehaeuse 3 ge
bildet wird. Die Luftloecher 2 muenden in diese Kammer 8, die
an eine Saugluftleitung 4 mit einer Schnellkupplung 5 anschliess
bar ist, bzw. an eine Druckluftleitung 6 mit einer Schnellkupplung 7
anschliessbar ist. Rippen 3′ halten das Gehaeuse 3 im Abstand
von den Waenden der Form 1. Damit koennen alle Loecher entweder
mit Druckluft oder mit Saugluft beaufschlagt werden.
Die thermoplastische Folie 9 wird von einer Rolle 10, die
bei 11 drehbar gelagert ist, abgezogen. Die Folie kann
durch einen motorischen Antrieb oder manuell ueber die
Oberkanten der primaeren Form 1 gezogen werden. Eine
gleichmaessige Zugkraft ist anzuwenden, um die offene
Oberseite der primaeren Form 1 mit einem faltenfreien
Folienstueck 9′ zu bedecken.
Eine Fuehrungsrolle 12 fuehrt die Folie 9 auf einen Schneid
tisch 13, die mit einer austauschbaren Schneidunterlage 14
versehen ist. Die Unterlage 14 arbeitet mit einem Schneid
messer 15 zusammen, das entweder vertikal gegen die Unter
lage 14 gedrueckt wird, oder auf der Unterlage 14 entlang
rollt. Ein Niederhalter, z. B. als Rolle 16 ausgebildet,
haelt die Kante der Folie, wenn das Folienstueck 9′ abge
schnitten worden ist. Die Rolle 16 wird intermittierend
angetrieben und zwar so, dass mit jedem Antrieb, eine genaue
Folienlaenge 9′ abgezogen worden ist, wie unten beschrieben wird.
Die Heizvorrichtung 17 hat eine flache Heizflaeche 22, die
z. B. durch eine elektrische Heizspirale 20 beheizt wird.
Die Flaeche 22 ist gross genug, um die gesamte Oberflaeche
des abgezogenen Folienstueckes 9′ zu bedecken und zwar min
destens so, dass die offene Oberseite der primaeren Form 1
geschlossen wird. Die Heizvorrichtung 17 wird z. B. durch
eine Kolbenzylinderanordnung 18 in Richtung des Pfeiles 19
auf- und abbewegt um entweder die primaere Form 1 zu schliessen,
um das Folienstueck 9′ in seinem gesamten Volumen gleichmaessig
und rasch zu erwaermen, oder um die primaere Form 1 zu oeffnen.
Statt der Auf- und Abbewegung 19 oder zusaetzlich zur Auf-
und Abbewegung 19 kann eine Relativbewegung in einer Horizon
talebene erfolgen, z. B. indem man die primaere Form 1 mit
ihrem Gehaeuse 3 auf einem Drehtisch montiert und diesen Dreh
tisch schrittweise rotiert. Es empfiehlt sich, dass die Heiz
vorrichtung 17 vor dem Rotieren der primaeren Form 1 abge
hoben wird. Die Drehbewegung des Drehtisches in einer horizon
talen Ebene bringt die primaere Form 1 in eine Fuellposition,
in der die sekundaere Form 23, die aus der Folie gebildet
worden ist, mit Betonmischung gefuellt wird. Weitere Einzel
heiten der Heizvorrichtung 17 werden unter Bezugnahme auf
die Fig. 8 beschrieben. Die Anschluesse 21 der Heizspirale 20
sind z. B. an eine elektrische Stromquelle angeschlossen.
Nachdem der Folienabschnitt 9′ hinreichend erwaermt worden ist,
vorzugsweise nachdem die primaere Form 1 durch die Druckluft
leitung 6 mit Druckluft beaufschlagt worden ist, um den Folien
abschnitt 9′ gegen die Heizflaeche 22 zu druecken, wird die
Druckluftleitung abgeschaltet und die Saugluftleitung 4 ange
schlossen, um die erwaermte Folie 9′ gegen die inneren Ober
flaechen der Waende der primaeren Form 1 zu saugen und damit
die sekundaere Form 23 zu bilden. Wie oben erwaehnt, kann eine
Schablone 24 vor den Herstellungsschritten fuer die sekundaere
Form 23 in die primaere Form 1 eingelegt werden. Der Erfinder
hat festgestellt, dass die Saugluft das erwaermte Folienstueck 9′
durch die Loecher 25 in der Schablone 24 gleichmaessig ansaugt,
so dass die Oberflaeche des Betonbausteines ein entsprechendes
Muster enthaelt. Die Folie erhaelt dieses Muster aufrecht, selbst
wenn die mit der Betonmischung gefuellte sekundaere Form aus
der primaeren Form entfernt wird noch ehe eine wirksame Aus
haertung der Betonmischung stattfinden konnte.
Fig. 4 zeigt einen Drehtisch 26, der in Umfangsrichtung sechs
gleichmaessig verteilte primaere Formen 1 traegt, so dass
diese einen Abstand von 60° voneinander haben. Der Drehtisch 26
wird durch einen Antrieb 27 schrittweise fortbewegt, wie weiter
unten noch naeher beschrieben wird. Der Drehtisch 26 wird z. B.
im Uhrzeigersinn 39 schrittweise bewegt. Eine erste Haupt
arbeitsstation 28 dient zur Herstellung der sekundaeren Form 23.
Die erste Station 28 enthaelt die z. B. oben im Zusammenhang
mit Fig. 2 beschriebenen Komponenten, wie die Rolle 10, die
Schneidvorrichtung und die Heizvorrichtung 17. Auch die Mittel
zur Erzeugung der Druckluft und der Saugluft bilden Teile der
ersten Arbeitsstation 28.
Eine zweite Hauptarbeitsstation 29 enthaelt die Mittel 30,
bitte siehe Fig. 6, zum Fuellen der sekundaeren Form 23 mit
der Betonmischung. Die einzelnen primaeren Formen 1 sind fest
mit dem Drehtisch 26 verbunden. Eine dritte Hauptstation 31
enthaelt die Mittel fuer die Entfernung der gefuellten sekun
daeren Formen aus der betreffenden primaeren Form noch ehe
eine wirksame Aushaertung der Betonmischung einsetzen kann.
Zu diesem Zweck wird eine Vorrichtung 32 benutzt, die weiter
unten unter Bezugnahme auf Fig. 11 naeher beschrieben wird.
Fig. 5 zeigt aehnlich wie Fig. 4 eine Draufsicht auf den
Drehtisch mit den Hauptarbeitsstationen 28, 29 und 31. Zu
saetzlich sind noch eine erste, zweite und dritte Hilfssta
tion 38, 40 und 43 vorgesehen. Die erste Hilfsstation 38 hat
einen Abstand von 60° von der ersten Hauptstation 28 und dient
zum teilweisen Fuellen der sekundaeren Form mit einer ersten
Art Betonmischung, z. B. um einen Baustein mit einer farbigen
Oberflaeche zu erzeugen. Zu diesem Zweck enthaelt die erste
Art der Betonmischung z. B. einen herkoemmlichen Farbzusatz.
Die zweite Hilfsstation 40 hat einen Abstand von 60° von der
ersten Hilfsstation 38 und auch einen Abstand von 60° von
der zweiten Hauptstation 29. Die erste Hilfsstation 38 ent
haelt einen Ruettler 41, siehe Fig. 6, der entweder mechanisch
oder elektrisch angetrieben werden kann, wobei eine Ruettel
frequenz im Bereich von 8 bis 12 kHz den Verdichtungszweck
erfuellt. Die erste Art der Betonmischung fuellt die sekun
daere Form nur teilweise, z. B. 10 bis 20% des Volumens.
Eine zweite Betonmischung, z. B. ohne Farbzusatz, wird in die
sekundaere Form 23 in der zweiten Hauptstation 29 gefuellt,
in der auch eine Vorrichtung 37 zur Verdichtung vorgesehen
ist. Die dritte Hilfsstation 43 enthaelt z. B. Mittel um die
gefuellte sekundaere Form mittels Druckluft von der primaeren
Form 1 zu loesen, woraufhin dann die Entfernung mittels Saug
luft vor dem Einsetzen einer wirksamen Aushaertung erleichtert
wird.
Fig. 6 zeigt, dass jede Primaerform 1 an einen Rohrverteiler 45
angeschlossen ist, der unter dem Drehtisch 26 angeordnet ist,
siehe auch Fig. 7. Der Rohrverteiler 45 dreht mit dem Drehtisch 26
mit und ist durch ein Rohr 46 mit einer Saugluftquelle 47 ver
bunden, siehe auch Fig. 16. Eine saugluftdichte Kupplung ist
zwischen dem Rohrverteiler 45 und dem Anschlussrohr 46 vorge
sehen. Falls das Rohr 26 sich auch mit dem Tisch dreht, muss
die Anschlusskupplung zwischen dem Rohr 26 und der Saugluft
quelle 47 angeordnet sein. Sechs Saugluftleitungen 48 fuehren
von dem Rohrverteiler 45 zu den einzelnen Primaerformen 1. Ein
Ventil 49, das mit einem Betaetigungshebel 50 versehen ist, ist
in jeder Leitung 48 vorgesehen. Die Ventile 49 werden durch
die Rotation des Tisches 26 geoeffnet bzw. geschlossen. Damit
kann z. B. Saugluft aus den primaeren Formen 1 in den Stationen 28
und 29 abgesaugt werden.
Die Fig. 6 und 7 zeigen im Zusammenhang, dass der Hebel 50
des Ventils 49 durch zwei Finger 51 betaetigt wird. Die Finger 51
sind drehbar an einer Kolbenstange einer Kolbenzylinderanordnung 52
befestigt. Dieser Kolbenzylinder 52 ist fest in der ersten
Hauptstation 28 angeordnet. Mit der Rotation des Tisches 26
faehrt der Hebel 50 zwischen zwei Finger 51, die dann durch
die Kolbenstange der Anordnung 52 angehoben werden, um das
Ventil 49 zu oeffnen. So kann z. B. das Ventil 49 in der ersten
Hauptstation 28 offen sein, waehrend die Ventile 49 in der
ersten und zweiten Hilfsstation 38 und 40 ebenfalls offen sind,
und waehrend das Ventil 49 in der zweiten Hauptstation 29 auch
geschlossen wird. Die Ventile 49 in den Stationen 43 und 31
sind ebenfalls geschlossen, wie weiter unten noch naeher be
schrieben wird. Damit wird Saugluft zur Herstellung der sekun
daeren Form 23 in der primaeren Form 1 benutzt. In den anderen
Stationen kann Saugluft gemaess der Einstellung der Ventile 49
benutzt oder nicht benutzt werden.
Fig. 6 zeigt, dass der Ruettler 41 mit einem Arm 53 an der
Presse 42 befestigt ist, so dass der Ruettler 41 mit der Presse
angehoben und abgesenkt wird. Die Presse 42 der Verdichtungs
vorrichtung 37 ist an einem Rahmen 54 befestigt. Fig. 6 zeigt
z. B., dass in der dritten Hilfsstation 43 und in der ersten
Hauptstation 28 eine Kolbenzylinderanordnung 55 vorgesehen ist,
die an ihrer Kolbenstange eine flexibele Leitung traegt, die
mit der Druckluftquelle 56 verbunden ist, siehe Fig. 16. Das
freie Ende der Druckluftleitung ist mit einem Ventil versehen,
wie es z. B. aehnlich zum Aufpumpen von Autoreifen benutzt wird.
Jede Primaerform 1 hat auch ein Einlassventil 57, das mit dem
Fuellventil der Druckluftleitung zusammen arbeitet. Zu diesem
Zweck wird der Kolben, der das Fuellventil traegt, zum geeig
neten Zeitpunkt bewegt, um mit Hilfe der Druckluft in der
dritten Hilfsstation 43 die sekundaere Form 23 von der pri
maeren Form 1 zu loesen. Aehnlich kann die Druckluft zum An
druecken des Folienstueckes 9′ an die Heizflaeche 22 benutzt
werden.
Fig. 6 und Fig. 12 zeigen weiter, dass jede primäre Form 1
eine Öffnung 58 hat, die mit einem entsprechenden Loch im
Drehtisch 26 ausgerichtet ist und die mit der Kammer 59 ver
bunden ist. Diese Kammer 59 kann auch durch das Ventil 57
an eine Druckleitung angeschlossen werden. Fig. 6 zeigt
auch in der ersten Hauptstation 28, Arme 60, die eine Platte 61
halten, welche verhindert, dass ein Folienstueck 9′ in die
primäre Form 1 faellt, wie weiter unten noch im Zusammen
hang mit Fig. 9 beschrieben wird. Fig. 6 zeigt auch, dass
ein Arm 65 das Ventil 49 schliesst, wenn die Presse 42 zur
Verdichtung der Betonmischung nach unten faehrt. Damit ist
das entsprechende Ventil 49 zwar waehrend des Fuellens noch
offen, aber beim Verdichten wird es geschlossen.
Die Fig. 7 und 13 zeigen den Schrittantrieb fuer den
Drehtisch 26. Eine hydraulische Kolbenzylinderanordnung 66
treibt mit der Kolbenstange 67 eine Antriebsklinke 69 an.
Der Zylinder 66 ist am Maschinenbett 44 befestigt und wird
mit hydraulischem Druck aus der Druckquelle 68 versorgt.
Die Antriebsklinke 69 ist mit einem Gelenk 70 an der Kol
benstange 67 angelenkt. Eine Feder 71 drueckt die Antriebs
klinke 69 in eine Eingriffslage mit den Zaehnen 72 des
Klinkenrades 73. Das Klinkenrad 73 ist fest mit dem Rohr
verteiler 45 verbunden, der wiederum fest mit dem Drehtisch 26
verbunden ist. Der Tisch 26 mit dem Rohrverteiler 45 und
dem Klinkenrad 73 sind in einem Lager 74 drehbar auf dem
Maschinenbett 44 gelagert. Die Feder 71 ist mit einem Ende
in einer Halterung 75 befestigt. Das andere Ende der Feder 71
drueckt vorzugsweise auf einen Gleitschuh 76, der auf die An
triebsklinke 69 einwirkt, siehe Fig. 13, die eine Ansicht in
Richtung des Pfeiles A in Fig. 7 darstellt. Wenn die Kol
benstange 67 nach rechts faehrt, dreht der Klinkenarm 69
das Rad 73 um einen Schritt z.B. von 60° weiter, z. B. im Uhr
zeigersinn, wie mit dem Pfeil 39 angedeutet. Wenn die
Kolbenstange 67 die rechte Endstellung erreicht, dann
befindet sich die Klinke 77 in der gestrichelt darge
stellten Position in Fig. 13. Die Kolbenstange 67 faehrt
nun nach links, bis die Klinke 77 ueber die Rampe 78 hinter
den naechsten Zahn 72 des Rades 73 greift. Dieser Antrieb
des Drehtisches 26 erfolgt in einer zeitlichen Reihenfolge,
deren einzelne Zeitspannen so kurz wie moeglich gehalten
werden. Wenn z. B. 10 Sekunden fuer jede Station vorge
sehen sind, dann wird das Rad 73 sechs Zaehne haben und
der Drehtisch 26 wird eine Umdrehung pro Minute machen.
Die Zufuehrung der plastischen Folie 9 von der Rolle 10
wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 14 be
schrieben, wobei die Fig. 14 eine Ansicht in der Blick
richtung des Pfeiles B in Fig. 9 ist. Ein Kettenantrieb 79
treibt die Rolle 16 an, die die Folie 9 vorzieht. Die Kette 81,
82, laeuft ueber zwei Kettenraeder 80 und 85. Ein Antriebs
arm 83 ist mit dem unteren Trum 82 der Kette verbunden.
Das andere Ende des Armes 83 ist mit der Kolbenstange 84′
der Kolbenzylinderanordnung 84 verbunden. Wie Fig. 14 zeigt,
wird die Antriebskraft auf Rolle 16 mit Hilfe einer Frei
laufkupplung 92 uebertragen. Ein Teil der Freilaufkupplung
ist fest mit dem Kettenrad 85 verbunden. Der andere Teil der
Freilaufkupplung ist fest mit der Rolle 16 verbunden, wobei
die Rolle 16 die Folie 9 schrittweise durch den Folien
fuehrungskanal 95 bewegt. Eine Feder 93 drueckt das Antriebs
zahnrad 85, in Fig. 14, nach oben, um die Freilaufkupplung 92
in Eingriff zu halten. Wenn der untere Trum 82 des Ketten
antriebs von links nach rechts bewegt wird, dann laeuft der
obere Trum 81 von rechts nach links, wobei die Rolle 16 im
Gegenuhrzeigersinn 94 angetrieben wird. Die Anordnung ist
so getroffen, dass die Kettenbewegung gerade ausreicht, eine
Laenge 9′ der Folie vorwaerts zu fuehren. Sobald die Folien
laenge 9′ auf der Platte 61 liegt, wird der Niederhalter 63
gegen den Schneidtisch 13 gedrueckt, wobei die Federn 64
nach erfolgtem Abschneiden des Folienstueckes 9′ mit dem
Messer 15 den Niederhalter 63 wieder nach oben in die Aus
gangsstellung bewegen. Danach wird die Heizvorrichtung 17
etwas abgesenkt, um die Folienlaenge 9′ von der Platte 61
abzuheben. Die Platte 61 verhindert zunaechst das die ab
geschnittene Filmlaenge 9′ in die Primaerform 1 faellt.
Es wurde festgestellt, dass die abgeschnittene Filmlänge 9′
hinreichend an der erhitzten Heizflaeche 22 haftet, wenn
die Heizvorrichtung 17 etwas angehoben wird, um das Weg
ziehen der Platte 61 zu ermoeglichen. Die Platte 61 wird
mit Hilfe der Zylinderkolbenanordnung 86, 89 in die Posi
tion geschoben, in der die Platte 61 strichpunktiert in
Fig. 9 gezeigt wird. Zu diesem Zweck hat der Kolben 89
zwei Kolbenstangen 87 und 88. Die Kolbenstange 87 ist mit
dem Arm 60 verbunden, der die Platte 61 traegt. Die Kol
benstange 88 hat einen Schlitz 90 in dem ein Zapfen 91 hin und
her gleitet. Der Zapfen 91 verbindet die Kolbenstange 88
mit der oben erwaehnten Kolbenstange 84′ des Kettenantriebs
zylinders 84, der am Maschinenrahmen 44′ befestigt ist und
das untere Trum 82 des Kettenantriebes 79 ueber die Stange 83
antreibt. Durch den Schlitz 90 ist eine Relativbewegung
zwischen den Kolbenstangen 88 und 84′ moeglich.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 14 wird nun der
Folientransport naeher beschrieben. Solange wie der Zapfen 91
im Schlitz 90 bewegbar ist, rotiert die Rolle 16 im Gegen
uhrzeigersinn und transportiert damit die Folie 9 auf die
jetzt stationaere Platte 61. Wenn der Zapfen 91 die rechte
Endposition erreicht, hat die Heizflaeche 22 der Heizvor
richtung 17 das abgeschnittene Folienstueck 9′ bereits von
der Platte 61 abgehoben. Nun wird Druckluft in den Zylinder 86
links vom Kolben zugefuehrt wobei die Platte 61 in die strich
punkiert dargestellte Position gebracht wird. Nun wird die
Heizplatte der Heizvorrichtung 17 auf die Oberkanten der
primaeren Form 1 gedrueckt, so dass die Kanten des Folien
abschnittes 9′ fest zwischen den oberen Formwandkanten und der
Heizplatte 22 gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der
Zapfen 91 in seiner rechten Endstellung. Wenn der Kolben 89
auch seine rechte Endstellung erreicht, beruehrt das linke Ende
des Schlitzes 90 in der Kolbenstange 88 den Zapfen 91. Jetzt
wird der Zylinder 84 beaufschlagt und die Kolbenstange 84′
faehrt nach links, wobei der Zapfen 91 die Kolbenstange
88 mitnimmt und nach links zieht, wobei die Platte 61
wieder unter die Heizvorrichtung faehrt, die inzwischen ange
hoben worden ist, nachdem die Folie angewaermt und in die
primaere Form 1 gesogen worden ist. Wegen der Freilaufkupplung 92
bleibt die Rolle 16 waehrend der Rueckbewegung stehen, wenn
der untere Trum 82 nach links faehrt und der obere Trum 81
nach rechts faehrt.
Zur Fuehrung der Folie 9 aus dem Fuehrungskanal 95 auf den
Schneidtisch 13 ist eine Fuehrungszunge 96 vorgesehen, die
den Spalt zwischen dem Kanal 95 und dem Tisch 13 ueberbrueckt.
Ferner kann eine Fuehrungszunge 97 den Spalt zwischen der
Schneidkante 14 und der Platte 61 ueberbruecken.
Fig. 8 zeigt weitere Einzelheiten der Heizvorrichtung 17.
Ein Gehaeuse 98 enthaelt eine Waermeisolierung 99 in der
eine Aluminiumplatte 100 befestigt ist. Elektrische Heizele
mente 35 sind so angeordnet, dass die Aluminiumplatte 100
gleichmaessig erwaermt wird. Die glatte Heizflaeche 22 wird
durch eine perforierte Platte 34 gebildet, die mit Luft
loechern 101 versehen ist. Diese Luftloecher 101 stehen mit
Luftkanaelen 36 in der Aluminiumplatte 100 in Verbindung,
um das Absaugen der erwaermten Folie 9′ von der glatten
Oberflaeche 22 zu erleichtern. Normalerweise ist es aus
reichend, wenn die Kanaele 36 mit der Atmosphaere verbun
den sind. Damit die Platte 34 die Bewegung der Folie 9′
nicht behindert, sind die Kanten 102 der Platte 34 ein
wenig angehoben, damit kann das Folienstueck 9′ ungehindert
in den Raum zwischen den Platten 34 und 61 fahren.
Die Heizvorrichtung kann auch so geaendert werden, dass
eine horizontale Bewegung der Heizvorrichtung moeglich
ist. Damit kann die Heizvorrichtung zum Anheben des Folien
stueckes 9′ benutzt werden. Die Platte 61 wird dann ueber
fluessig. Das Folienstueck 9′ wuerde zeitlich begrenzt an
der Platte 34 haften, entweder dadurch, dass die Platte 34
erhitzt ist, oder indem man den Luftdruck in den Kanaelen 36
kurzzeitig reduziert, so dass das Folienstueck 9′ durch die
Loecher 101 leicht angesogen werden kann. Die Heizvorrich
tung 17 ist auch mit einem herkoemmlichen Thermostaten 103
ausgeruestet, der mit Hilfe eines Knopfes 104 auf die ge
wuenschte Temperatur einstellbar ist. Die Einstellung wird
von der Dicke der Folie und des Folienmaterials abhaengen.
Fig. 10 zeigt die zweite Hauptstation 29 mit der Beton
mischfuellvorrichtung 30 zum Fuellen der sekundaeren Form 23
mit einer abgemessenen Betonmischungsmenge. Die Fuellvor
richtung 30 enthaelt eine Fuellplatte 105, die auf einem
Stuetzarm 106 am Maschinenrahmen 44′′ bei 107 angelenkt ist.
Die Fuellplatte 107 hat ein Loch 108 in ihrem linken Ende.
Die Groesse des Loches 108 entspricht im wesentlichen der
oberen Oeffnung der Primaerform 1. Die Dicke der Platte 105
bestimmt das zusaetzliche Volumen der Betonmischung. Wie
oben aufgefuehrt, sollte dieses zusaetzliche Volumen etwa
10% des Volumens der Primaerform 1 ausmachen. Dieses
zusaetzliche Volumen wird dann mit Hilfe der Presse 42
so verdichtet, dass die Form genau gefuellt wird. Die
Presse 42 wird durch eine Kolbenzylinderanordnung 109
angetrieben, diese Kolbenzylinderanordnung 109 ist Teil
der Verdichtungsvorrichtung 37. Die Pressplatte der
Presse 42 passt gerade in das Loch 108. Der Verdichtungs
druck ist in dem oben angegebenen Bereich.
Eine Kolbenzylinderanordnung 111 ist zwischen dem Stuetz
arm 106 und dem Maschinenrahmen 44′′ angeordnet, um die
Platte 105 bzw. deren linkes Ende leicht anzuheben, wenn
sich der Drehtisch 26 dreht, damit die Kanten 113 der
Folie bzw. jetzt der Sekundaerform 23, nicht gestoert werden,
wenn der Drehtisch 26 die Primaerform 1 in die Position
unter dem Loch 108 dreht. Sobald der Drehtisch 26 still steht,
wird die Fuellplatte 105 wieder in ihre urspruengliche hori
zontale Position, wie in der Fig 10 gezeigt, zurueckgebracht.
Die Fuellvorrichtung 30 enthaelt einen Fuellkasten 114,
der am Maschinenrahmen 44 befestigt ist und zwar ueber dem
Fuellkasten 115, der in Richtung des Pfeiles 116 mit
Hilfe einer Zylinderkolbenanordnung 117 auf der Fuellplatte
105 hin- und herbewegbar ist. Der Fuellkasten 115 ist so
dimensioniert, dass er eine genau dosierte Menge von Beton
mischung zur Fuellung des Loches 108 und der sekundaeren
Form 23 zur Verfuegung stellt. Wenn der Fuellkasten 115 nach
links bewegt wird, befindet sich die Druckplatte der Presse 42
in der gestrichelten Position 42′. Das untere Ende des Fuell
trichters 114 ist von einer Wischerschuerze 18 umgeben.
Eine Feder 119 drueckt die Schuerze 118 gegen die Ober
kante des Fuellkastens 115. Mindestens die linke und rechte
Seite der Schuerze 118 ist mit einem Wischer versehen. Der
Wischer besteht aus verhaeltnismaessig hartem Gummi, um
die Oberkante des Fuellkastens 115 und die Flaeche des
Schiebers 120 sauber zu halten. Der Schieber 120 bewegt
sich gemeinsam mit dem Fuellkasten 115, um die untere
Oeffnung des Fuelltrichters 114 zu schliessen, wenn der
Fuellkasten 115 in der Position ueber dem Loch 108 ist.
Wenigstens die linke und rechte Seitenwand des Fuell
kastens 115 sind ebenfalls mit Wischerblaettern 121
ausgeruestet, die durch Federn 122 gegen die Oberflaeche
der Fuellplatte 105 gedrueckt werden, um die Fuellplatte
sauber zu halten. Die Kolbenzylinderanordnungen 109 und
117 sind in herkoemmlicher Weise mit der entsprechenden
Druckquelle verbunden.
Das untere Ende des Verdichtungshubes der Presse 42 wird
so festgelegt, dass die untere Flaeche der Presse 42
auf einem Niveau liegt, das mit der unteren Flaeche der
Fuellplatte 105 zusammen faellt. Damit bewegt sich die
Presse 42 im wesentlichen bis zum Niveau der Oberkante 113
der sekundaeren Form 23, so dass diese Form vollständig
mit verdichteter Betonmischung gefuellt wird.
Fig. 11 zeigt die Vorrichtung 32 zum Entfernen der sekun
daeren Form 23 in der dritten Hauptstation 31 noch ehe
eine wirksame Aushaertung der Betonmischung einsetzen konnte.
Die Vorrichtung 32 enthaelt ein starres Saugrohr 123. Ein
Ende dieses Rohres ist mit einer Saugquelle verbunden. Die
Saugluft wird durch ein Ventil 124 entweder manuell mit dem
Griff 126 oder mit Hilfe eines Magneten 125 gesteuert. Der
Magnet 125 liegt in einem Schaltkreis, der durch einen Schal
ter 127 im Griff 128 geschlossen werden kann. Der Griff 128
ist steif mit dem Saugrohr 123 verbunden, z. B. mit einer
Muffe 129. Das obere Ende des Saugrohres 123 ist mechanisch
z. B. auf einer Fuehrungsschiene so beweglich befestigt, dass
der Arbeiter das Rohr 123 leicht anheben und senken kann,
z. B. mit Hilfe eines Gegengewichtes. Das Rohr 123 ist
auch seitlich bewegbar um eine aufgenommene Sekundaerform 23
absetzen zu koennen, z. B. auf einer Ladeplatte oder auf
einem Transportband. Die Ueberkopffuehrungsschiene fuer das
Saugrohr 123 ist herkoemmlicher Art und daher nicht gezeigt.
Das untere Ende des Saugrohres 123 ist mit einer Hebeplatte 130
versehen, dessen nach unten schauende Flaeche eine Dichtung 131
traegt. Wenn die Dichtung 131 die Oberkante 113 der sekundaeren
Form 23 beruehrt, wird die Saugluft eingeschaltet und die sekun
daere Form 23 zusammen mit der Betonmischung aus der primaeren
Form 1 entfernt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Aushaertung der
Betonmischung noch nicht merklich begonnen. Uebrigens, die
Einzelheiten der Primaerform 1 sind in Fig. 11 nicht gezeigt.
Es wird aber gezeigt, dass die inneren Seitenwaende der Primaer
form 1 leicht angeschraegt sein koennen, wodurch das Entfernen
zusaetzlich erleichtert wird.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausfuehrung einer
primaeren Form 1′. Die Luftkanaele 134 und die Kanaele 131
sind gebohrte Loecher. Die Kanaele 131 fuehren in die Luft
kammer 59, welche die Kanaele 131 mit dem Drucklufteinlass
ventil 57 und mit dem Saugluftauslass 58 verbindet. Selbst
die Kammer 59 kann aus einer Anzahl von gebohrten Loechern
bestehen. Die Seitenwaende und der Boden der primaeren Form 1′
koennen separat hergestellt werden, wobei die einzelnen Ele
mente dann herkoemmlich zusammengeschraubt werden. Eine Dich
tung 132 ist zwischen der Bodenplatte der Form 1′ und dem
Drehtisch 26 angeordnet. Die Form 1′ wird mit Schrauben 133
an dem Drehtisch 26 festgeschraubt. Auch im Boden der Form 1′
sind Luftkanaele 135 vorgesehen, die ebenfalls in die Luft
kammer 59 muenden. Alle Loecher koennen gebohrt sein. Die
Groesse und Verteilung der Loecher ist bekannt. Eine Dichtung 137
in einer Rille 136 stellt sicher, dass die primaere Form 1′
luftdicht abgeschlossen werden kann, wenn die sekundaere
Form 23 hergestellt wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die schrittweise Fortbewegung
des Drehtisches 26 nach jedem Schritt positiv angehalten
und zwar mit einem Sperrzapfen 138, der in ein Sperrloch
in einem drehenden Teil des Drehtisches eingreift. Eine
Feder 139 drueckt den Sperrzapfen 138 in die Sperrstellung.
Eine Kolbenzylinderanordnung 140 zieht den Sperrzapfen 138
aus der Sperrstellung und zwar entgegen der Kraft der Feder
139. Die Funktion der Kolbenzylinderanordnung 140 wird
synchron mit der Fortbewegung des Drehtisches 26 gesteuert.
Eine zusaetzliche Verriegelung 141 kann wahlweise vorgesehen
sein, die ebenfalls mit einem Sperrzapfen 142 in ein Loch
im Rand 143 des Drehtisches 26 greift. Die Funktion der
Sperre 141 wird synchron mit der Zylinderkolbenanordnung 140
gesteuert. Bei der Sperre 141 kann es sich ebenfalls um eine
Kolbenzylinderanordnung oder um eine magnetgesteuerte Anord
nung handeln. Die Verwendung mehrerer Sperren wird von der
Traegheit der gesamten Drehanordnung abhaengen.
Bezueglich Fig. 8 sollte noch erwaehnt werden, dass die
Platte 34 mit Ihrer Plattenoberflaeche 22 vorzugsweise
aus nichtrostendem Stahl besteht. Ferner sollte die Ober
flaeche 22 mit einer Trennmittelschicht, wie z. B. aus
Tetraflouroethylene versehen sein. Eine sehr duenne Pflan
zenoelschicht erfuellt denselben Zweck.
Bezueglich des in Fig. 15 gezeigten hydraulischen Schalt
bildes sollte erwaehnt werden, dass die hydraulischen Ventile
146 manuell verstellt werden. Diese Ventile sind in den an
deren Figuren der Einfachheit halber nicht gezeigt. Die
Reihenfolge in der die Ventile 146 betaetigt werden, bestimmt
den Arbeitsablauf der Vorrichtung. Dieser Ablauf kann
jedoch auch von einem Rechner mit einem entsprechenden
Programm gesteuert werden. Die uebrigen Kolbenzylin
deranordnungen werden durch Magnetantriebe betaetigt.
Die Fig. 16a zeigt einen solchen Magnetantrieb, der
an sich bekannt ist.
In Fig. 16a wird der normalerweise offene Kontakt 147
z. B. durch die schrittweise Betaetigung des Drehtisches 26
betaetigt. Der Tisch ist dazu mit einem entsprechenden
Anschlag versehen, der in der Zeichnung nicht gezeigt
ist. Mit dem Ansprechen des Relais wird ein Haltekreis
ueber den normalerweise geschlossenen Kontakt 148 und
den Relaiskontakt 149 geschlossen. Damit bleibt das Relais
im erregten Zustand bis der Tisch 26 weiter dreht. Mit dem
Ansprechen des Relais wird auch ein Schalter 150 geschlossen,
der einen Elektromagneten zur Ventilbetaetigung erregt.
Die Reihenfolge der Betaetigung der verschiedenen Relais
schaltkreise kann auch durch ein Rechnerprogramm gesteuert
werden.
Die Fig. 16 ist mit ihren Kurzbezeichnungen ohne weiteres
verständlich.
Fig. 17 zeigt eine Dosiervorrichtung 151 in der ersten Hilfs
station 38. Diese Dosiervorrichtung fuellt eine erste Art
von Betonmischung in die sekundaere Form 23. Die Kolben
zylinderanordnung 144 treibt einen Kolben 152 in einem
Dosierzylinder 153, der unterhalb eines Fuelltrichters 154
angeordnet ist und mit dem Volumen des Fuelltrichters durch
den Schlitz 155 in Verbindung steht. Der Dosierzylinder 153
ist am rechten Ende offen und kann damit eine Zylinderfuellung
einer abgemessenen Menge einer Betonmischung in die sekundaere
Form 23 fuellen, wenn der Kolben 152 nach rechts bewegt wird.
Ein Motor 145 treibt Wischer oder Abstreifklingen 156
im Fuelltrichter 154 an, um die Betonmischung in Bewegung
zu halten.
Uebrigens, die hier in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung 32
zum Entfernen der gefuellten sekundaeren Formen 23 kann
statt manuell auch vollautomatisch betrieben werden.
Claims (22)
1. Verfahren zur Herstellung von Betonbausteinen in einer
oben offenen primaeren Form deren Waende mit thermoplastischer
Folie ausgefuettert sind, die zunaechst ueber die offene
primaere Form bewegt wird, erhitzt wird, und durch Unter
druck in die primaere Form gesaugt wird, danach wird Beton
mischung in die Form gefuellt, dadurch gekennzeichnent, dass
zumindest eine Folienflaeche, welche die offene primaere
Form abdeckt, mit einer flachen, erhitzten Flaeche so gleich
maessig und hinreichend erwaermt wird, dass die erhitzte
Folie mit Unterdruck in die primaere Form gesogen werden
kann, dass die erwaermte Folie unter der Einwirkung des
Unterdruckes eine sekundaere Form als Fuetterung in der
primaeren Form bildet, dass die Betonmischung in der sekun
daeren Form verdichtet wird, waehrend die sekundaere Form
noch in der primaeren Form ist, dass die sekundaere Form mit
der Betonmischung aus der primaeren Form entfernt wird noch
bevor eine wesentlich bemerkbare oder wirksame Aushaertung
der Betonmischung stattgefunden hat, so dass die sekundaere
Form mit der darin befindlichen verdichteten Betonmischung
eine Einheit bildet, die eine hinreichende Formstabilitaet
fuer eine sofortige Befoerderung hat, dass die Aushaertung
der Betonmischung in der sekundaeren Form ausserhalb der
primaeren Form stattfindet damit aus der Aushaertung resul
tierende Expansionskraefte nicht in der primaeren Form wirk
sam werden koennen, wodurch die Entfernung der sekundaeren
Form mit der Betonfuellung aus der primaeren Form sehr er
leichtert wird, und damit die primaere Form zur Wiederbe
nutzung zur Verfuegung steht noch ehe die Betonmischung aus
haertet.
2. Verfahren gemaess Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die thermoplastische Folie von einer Rolle als Bahn abge
zogen und ohne Falten ueber die primaere Form gezogen wird,
dass sodann die flache, erhitzte Flaeche die Folienflaeche
zur Erwaermung beruehrt und dass die erwärmte Folie von
der Bahn abgeschnitten wird, wodurch die sekundaere Form
wirtschaftlich erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die flache, erhitzte Flaeche die primaere Form waehrend
der Folienerwaermung druckdicht abschliesst, und dass waehrend
der Erwaermung der Folienflaeche der Druck innerhalb der
primaeren Form erhoeht wird, um die Folie gleichmaessig gegen
die flache, erhitzte Flaeche zu druecken, wodurch Faltenbil
dung in der Folie vermieden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass die flache, erhitzte Flaeche auf einer gleich
maessigen Temperatur gehalten wird, wobei diese gleichmaessige
Temperatur in einem Temperaturbereich liegt, der ausreicht,
das ganze Volumen der Folie fuer das Einsaugen in die pri
maere Form hinreichend weich zu machen, um Faltenbildungen und
Reissen der Folie zu vermeiden.
5. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass die thermoplastische Folie eine Dicke im
Bereich von etwa 100 bis etwa 300 Mikrometer hat, die aus
reicht einerseits Risse zu vermeiden und andererseits die
Formstabilitaet der Betonmischung ausserhalb der primaeren
Form aber innerhalb der sekundaeren Form zu gewaehrleisten.
6. Verfahren nach den Anspruechen 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Dauer der Beruehrung zwischen der Folie
und der flachen, erhitzten Flaeche etwa 8 bis 16 Sekunden
betraegt, um die Folie hinreichend zu erweichen.
7. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Verdichtung der Betonmischung in der se
kundaeren Form mit einem Druck von etwa 1 bis 12 Newton/cm2
erfolgt, wobei der angewandte Druck ausreicht, die Beton
mischung in der sekundaeren Form auf etwa 90% des Volumens
der urspruenglichen nichtverdichteten Betonmischung zu ver
dichten, um die sekundaere Form genau zu fuellen.
8. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass die gefuellte sekundaere Form innerhalb von
etwa 5 bis etwa 20 Sekunden nach beendeter Verdichtung aus der
primaeren Form entfernt wird, um ein wirksames Ausdehnen der
Betonmischung in der primaeren Form zu verhindern.
9. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass ein Muster oder eine Schablone vor dem Abdecken
der primaeren Form in die primaere Form eingelegt wird, um
ein entsprechendes Muster auf dem Betonbaustein zu erzeugen.
10. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass verschiedene Arten von Betonmischungen in
mindestens zwei Fuellschritten in die sekundaere Form gefuellt
werden, um einen Baustein zu erzeugen, der innerhalb seines
Volumens verschiedene Merkmale hat.
11. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass die sekundaere Form mit der darin befindlichen
Betonmischung aus der primaeren Form durch ansaugen heraus
genommen wird, bevor eine wirksame Aushaertung stattfinden
konnte, wobei die Formstabilitaet der Einheit Sekundaerform
plus Fuellung nicht gestoert wird.
12. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach einem oder
mehreren der Ansprueche 1 bis 11 in der ein Drehtisch eine
Mehrzahl vom primaeren Formen traegt, und eine Mehrzahl von
Arbeitsstationen um den Drehtisch herum angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Arbeitsstation mit
einer flachen Heizflaeche zur Erwaermung einer thermoplas
tischen Folie, die auf einer primaeren Form liegt, ausge
ruestet ist, um die primaere Form mit der Heizflaeche zu
schliessen oder zu oeffnen, wobei die flache Heizflaeche eine
Flaechengroesse hat, die ausreicht mindestens eine anfangs
offene primaere Form abzudecken, wenn die thermoplastische
Folie erwaermt wird, dass an die primaere Form eine Vorrichtung
zur Erzeugung von Unterdruck in der primaeren Form anschliess
bar ist, um die erhitzte thermoplastische Folie in die primaere
Form als Fuetterung zu saugen und dadurch in der primaeren Form
eine sekundaere Form zu erzeugen, dass eine zweite Arbeitsstation
vorgesehen ist mit Mitteln, um die sekundaere Form in der pri
maeren Form mit Betonmischung zu fuellen und dass eine dritte
Arbeitsstation mit Mitteln vorgesehen ist, um eine gefuellte
sekundaere Form aus der primaeren Form zu entfernen bevor eine
wirksame Aushaertung der Betonmischung einsetzt.
13. Vorrichtung gemaess Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
in der ersten Arbeitsstation eine Vorrichtung vorgesehen ist,
die wiederholt eine Laenge der thermoplastischen Folie von
einer Rolle abzieht und ueber die oben offene primaere
Form auf dem Drehtisch zieht, dass eine Folienhaltevor
richtung ein freies Folienende fuer den naechsten Zieh
vorgang bereithaelt, und dass eine Schneidvorrichtung
vorgesehen ist, die ein von der Rolle abgezogenes Folien
stueck abschneidet, um Folienabfall minimal zu halten.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich
net, dass eine pneumatische Druckquelle vorgesehen ist, dass
die primaere Form doppelwandig ausgefuehrt ist wobei eine
innere Formwand perforiert ist und von einer aeusseren Form
wand umgeben ist, die eine Kammer zwischen der inneren und
aeusseren Formwand einschliesst, und dass Anschlussmittel
vorgesehen sind mit deren Hilfe entweder die Vorrichtung zur
Erzeugung von Unterdruck oder die pneumatische Druckquelle
anschliessbar ist, um entweder eine erwaermte Folie in die
primaere Form einzusaugen oder um die gefuellte sekundaere
Form aus der primaeren Form zu loesen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass die flache Heizflaeche perforiert ist und
durch elektrische Heizmittel auf eine ueber die ganze Heiz
flaeche gleichmaessige Temperatur beheizbar ist, und dass
die Heizflaeche mit Entlueftungskanaelen versehen ist, um
ein erwaermtes Folienstueck von der Heizflaeche leichter
loesen zu koennen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprueche 12 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, dass in der zweiten Arbeitsstation eine Vorrichtung
zur Verdichtung der Betonmischung in der sekundaeren Form vor
gesehen ist, wobei die Verdichtung durchgefuehrt wird, wenn
die sekundaere Form noch in der primaeren Form ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprueche 12 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass eine erste Hilfsstation und eine zweite
Hilfsstation zwischen der ersten und zweiten Arbeitsstation,
gesehen in Drehrichtung des Drehtisches, angeordnet sind, wobei
die erste Hilfsstation dazu dient, die sekundaere Form mit
einer ersten Betonmischung teilweise zu fuellen, und die zweite
Hilfsstation dazu dient, die erste Betonmischung in der sekun
daeren Form zu verdichten, dass die zweite Arbeitsstation die
teilweise gefuellte sekundaere Form mit einer zweiten Beton
mischung fuellt, dass Verdichtungsmittel in der zweiten Arbeits
station vorgesehen sind, um die zweite Betonmischung auch zu
verdichten, waehrend die sekundaere Form noch in der primaeren
Form ist, dass die dritte Arbeitsstation zur Entfernung der se
kundaeren Form aus der primaeren Form, in Drehrichtung des
Drehtisches gesehen, hinter der zweiten Arbeitsstation an
geordnet ist, und dass als Mittel zum Entfernen der sekundaeren
Form aus der primaeren Form eine Saugvorrichtung vorgesehen ist,
die die sekundaere Form mit der Betonmischung aus der primaeren
Form saugt.
18. Vorrichtung gemaess einem der Ansprueche 12 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten und dritten Arbeits
station eine Druckluftanlage vorgesehen ist, welche die se
kundaere Form, die mit verdichteter Betonmischung gefuellt ist,
von der primaeren Form loest.
19. Vorrichtung gemaess einem der Ansprueche 12 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Arbeitsstation eine Dosier
vorrichtung enthaelt, um jede sekundaere Form mit einer
genau zugemessenen Menge Betonmischung zu fuellen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dosiervorrichtung einen auf einer kippbaren Fuellplatte
verschiebbaren Fuellkasten enthaelt, dass die Fuellplatte
ueber der Formoeffnung ein Loch hat, dessen Querschnitts
flaeche etwa der Formoeffnung entspricht, dass die Fuell
platte eine solche Dicke hat, dass in das Loch der Fuell
platte ein bestimmtes zusaetzliches Volumen von Betonmischung
passt, welches mit einer Verdichtungsvorrichtung so verdichtet
werden kann, dass die Sekundaerform nach der Verdichtung
genau gefuellt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprueche 12 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass, vorzugsweise in der zweiten Arbeits
station, eine Dosiervorrichtung mit einem Dosierzylinder
vorgesehen ist, der an einem Ende offen ist, dass der
Dosierzylinder durch einen Schlitz mit einem Fuelltrichter
verbunden ist, und dass ein Kolben den Inhalt des Dosier
zylinders aus dem offenen Ende des Dosierzylinders drueckt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Fuelltrichter eine Wischvorrichtung rotiert, die
Material aus dem Fuelltrichter in den Dosierzylinder treibt.
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