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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
von weichen Bausteinen, umfassend einen ebenen Formtisch mit einer
Anzahl von sich quer durch den Formtisch hindurch erstreckenden
Formhöhlungen,
welcher Formtisch in seiner Ebene wechselseitig verschiebbar ist,
eine Füllkammer
für Ton
oberhalb des Formtisches bei einer Füllposition für die Formhöhlungen,
ein Widerlager für
den Formtisch unterhalb diesem bei der Füllposition, welches Widerlager
die Formhöhlungen
nach unten schließt,
eine Auspressvorrichtung oberhalb des Formtisches bei einer Auspressposition
für die Formhöhlungen,
und einen Förderer
unterhalb des Formtisches bei der genannten Auspressposition, wobei
der Formtisch mindestens zwei parallele Reihen von Formhöhlungen
enthält,
eine Auspressposition mit einer Auspressvorrichtung und einem an
jeder Seite der Füllposition
vorgesehenen Förderer, wodurch
jede Reihe von Formhöhlungen
ihre eigene Auspressposition aufweist, und wobei eine Reihe von Formhöhlungen
sich in ihrer Auspressposition befindet, während eine andere Reihe sich
in ihrer Füllposition
befindet, und die Füllkammer
länglich
ist, um die ganze Reihe von Formhöhlungen in der Füllposition
zu decken.
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Die
Herstellung von Bausteinen der oben genannten Art wird mit Ton mit
einem hohen Wassergehalt durchgeführt, und der Ton weist deshalb
während
des Formens des Tons zu bausteinförmigen Tonklumpen eine sehr
weiche Konsistenz auf. Nach Formen der Tonklumpen zu Bausteinen
können
sie somit ihre Form beibehalten, wenn sie auf ihrer langen, schmalen
Oberfläche
platziert werden, wohingegen sie nicht manuell hantiert werden können, da der
Ton keine ausreichende Festigkeit aufweist, um dem Druck von den
Fingern widerstehen zu können.
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Bausteine
mit einer Struktur und Oberfläche wie
die handgefertigten Bausteine sind sehr nachgefragt. Deswegen ist
im Hinblick auf die Herstellung zu einem günstigen Preis wünschenswert,
solche Bausteine in automatisierten Anlagen herstellen zu können.
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Bei
einer bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art umfasst der Formtisch
eine oder zwei Formhöhlungen
und können
durch horizontales, wechselseitiges Verschieben zu einer Seite der
Füllkammer,
wo ein Auspressmechanismus angeordnet ist, von einer Füllposi tion
in eine Auspressposition verschoben werden. Diese bekannte Vorrichtung
weist jedoch eine relativ beschränkte
Kapazität
auf und ist nur für
besondere Aufgaben und nicht für
die großtechnische
Herstellung von Standardbausteinen vorgesehen. Die Formhöhlungen
sind innerhalb eines kleinen Bereichs platziert, und die Füllkammer
verwendet zwei gegenläufig
drehende vertikale Schrauben zum Pressen des Tons nach unten zu
den Formhöhlungen
in der Füllposition.
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Es
ist eine andere Vorrichtung bekannt, bei welcher der Formtisch ein
Karussell ist, welches von einer Füllsektion in einen Auspressmechanismus und
nach vorn zum erneuten Füllen
kontinuierlich dreht. Diese Vorrichtung weist eine größere Kapazität auf, nachteilig
dabei ist jedoch, dass der Auspressmechanismus mit dem drehenden
Formtisch synchronisiert werden und ihm während des Auspressens folgen
muss, welches die Ausbildung kompliziert und auch die Herstellungsrate
reduziert. Auch in dieser Vorrichtung ist die Füllposition auf einen kleinen
Bereich konzentriert, und die Füllkammer verwendet
einen einzigen vertikalen Rotor mit geneigten hervorstehenden Platten,
welche den Ton nach unten gegen den Formtisch in die Füllposition verdrehen.
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Andere
bekannte Vorrichtungen umfassen, beispielsweise, Vorrichtungen der
Firma De-Boer, wobei ein Basismodul von Formkästen mit einer Anzahl von Formhöhlungen
an einer endlosen Förderkette
befestigt ist. Oberhalb der Kette ist ein Füllsystem zum Füllen von
Ton in die Formen vorgesehen, welches einen beweglichen Boden zum
Pressen der geformten Bausteine aus der Form hinaus aufweist. Das
Füllsystem
kann aus einem Behälter
mit Ton bestehen, welcher durch mehrere parallele, vertikale Rotoren
durch den Behälter
durch Düsen
heraus nach unten gepresst und in entsprechende Klumpen geschnitten
wird. Diese Vorrichtungen benutzen häufig ein Sprühverfahren
mit trockenem Sand, um das Entleeren der Formen zu erleichtern und
um zu sichern, dass die Bausteine nicht zu Förderbändern usw. kleben. Die sich
ergebenden Bausteine weisen deshalb eine sandige Oberfläche auf,
welches nicht zum Geschmack der Verbraucher in u.a. den nordischen
Ländern
passt.
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Ferner
beschreibt die
EP 0
523 286 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung von keramischen
Ziegeln durch Hochdruckpressen. Die Vor richtung umfasst eine Presse
mit einer vertikal beweglichen Querstrebe, die an ihrer unteren
Fläche
den oberen Teil eines Formwerkzeuges trägt, und zwei an entgegengesetzten
Seiten der Querstrebe angeordnete und mit identischen unteren Formteilen
versehenen Wagen, welche in Richtung einer Pressposition aus jeweiligen, symmetrisch
um die Pressposition herum vorgesehenen Entleerungspositionen wechselweise
bewegt werden. Die unteren Formteile werden mittels an beiden Seiten
der Presse angeordneter Füllschachten gefüllt und
mit Ventilorganen versehen, so dass die unteren Formteile gefüllt werden,
während
sich die Wagen aus den jeweiligen Entleerungspositionen in die Pressposition
bewegen.
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Wie
erwähnt,
ist diese Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Ziegeln durch
Hochdruckpressen vorgesehen, und die Vorrichtung ist für die Herstellung
von weichen Bausteinen nicht geeignet. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, dass
die Formhöhlungen
sich nicht durch die Form hindurch erstrecken, weil das Entfernen
von weichen Bausteinen aus der Form praktisch unmöglich wäre, da diese Bausteine,
wie oben erwähnt,
eine sehr weiche Konsistenz aufweisen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähige Vorrichtung
vorzusehen, die weiche Bausteine herstellen kann, die in Bezug auf
sowohl Erscheinungsbild als auch die physikalischen Eigenschaften
handgefertigten Bausteinen ähnlich
sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie vor- und rückwärts bewegliche Pressorgane
zum Niederpressen des Tons gegen die Formhöhlungen in der Füllposition aufweist.
Solche Pressorgane stellen sicher, dass die Formhöhlungen
mit einer entsprechenden Menge von Ton schnell gefüllt werden.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
ein gleichzeitiges Füllen
und Entleeren von Formen, da der Formtisch, wenn er zu einer Seite
in die Auspress- bzw. die Entleerungsposition für eine Reihe von Formen verschoben
wird, gleichzeitig eine andere Reihe von Formen in die Füllposition
unterhalb der Füllkammer
geführt
hat. Dadurch wird ein vorteilhaftes kontinuierliches Arbeitsverfahren
für die
Vorrichtung sowie eine hohe Kapazität gewährleistet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkammer
als Verteilungsmittel eine drehangetriebene Walze aufweist, die
sich parallel zu den Reihen von Formhöhlungen erstreckt. Dies gewährleistet eine
gleichmäßige Verteilung
von Ton in der Füllkammer über die
gesamte Länge
der Reihen von Formhöhlungen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungsmittel
zwei sich parallel nebeneinander erstreckende Walzen mit einem dazwischen
befindlichen Walzenspalt aufweist, welche beide Walzen in gegenseitig
entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben sind. Zwei Walzen dieser
Art gewährleisten
in einem sogar höheren
Maße als
nur eine Walze, dass der Ton in der Füllkammer über die gesamte Länge der
Reihen von Formhöhlungen
gleichmäßig verteilt
wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Pressorgane
durch die Walze oder Walzen gebildet sind, die auf- und abwärts beweglich sind.
Die Walze oder die Walzen können
somit die doppelte Funktion als sowohl Verteilungsmittel als auch
Pressorgane aufweisen, wodurch sich die Anzahl von Bauteilen für die Vorrichtung
in vorteilhafter Weise reduziert.
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Falls
erforderlich oder wünschenswert,
kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass sie zwei übereinander
angeordnete parallele Paare von sich drehenden Walzen aufweist,
wobei das obere Paar ortsfest ist und das untere Paar auf- und abwärts beweglich
ist.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Pressorgane
schwenkbare Elemente mit einer den Formhöhlungen in ihrer Füllposition
zugewandten Pressfläche
aufweisen.
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Die
Erfindung wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Hier zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Formtisches,
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2 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit beweglichen
Walzen,
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3 eine
teilweise Darstellung einer Vorrichtung gemäß der 2, vom Ende
gesehen,
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4 einen
teilweisen Querschnitt der Vorrichtung gemäß der 2,
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5 einen
Längsschnitt
eines Teils der Vorrichtung gemäß der 2,
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6 eine
Seitenansicht entsprechend der Darstellung der 2,
jedoch von einer Vorrichtung mit einer alternativen Ausgestaltung
mit schwenkbaren Elementen statt mit beweglichen Walzen,
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7 eine
Darstellung der Vorrichtung gemäß der 6,
vom Ende gesehen,
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8 einen
teilweisen Querschnitt der Vorrichtung gemäß der 6, und
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9 einen
Querschnitt einer Schabe- und Glättungsvorrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung von weichen Bausteinen ist im allgemeinen mit 1 bezeichnet.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Formtisch 2, welcher
eine reckteckige Platte mit zwei, eventuell doppelten oder mehrfachen
Reihen von durchgehenden, vorzugsweise rechteckigen Formhöhlungen 3.
Der gesamte Formtisch 2 ist in der Querrichtung verschiebbar,
beispielsweise mittels eines hydraulischen Zylinders 13,
welcher den Formtisch 2 in seiner Ebene verschieben kann.
Der Formtisch 2 umfasst somit zwei Endpositionen, in denen eine
bzw. die andere Reihe von Formhöhlungen 3 eine
Füllposition
aufweist, wobei die Reihe von Formhöhlungen 3 zum Ausfüllen der
Formhöhlungen 3 mit Ton
unmittelbar unterhalb einer Füllkammer 4 angeordnet
ist, und eine Auspressposition, in welcher die Reihe um einen maximalen
Abstand zur Füllposition verschoben
wird, so dass sich die Formhöhlungen 3 jeweils
in einer Auspressposition unterhalb eines Auspressmechanismus 6 befinden.
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Oberhalb
des Formtisches 2 ist eine Füllkammer 4 für Ton vorgesehen,
welche sich über
die gesamte Länge
einer Reihe von Formhöhlungen 3 erstreckt.
Die Füllkammer 4 erhält Ton aus
einem Speicher durch einen mit einem Flansch 14' oben auf der
Füllkammer 4 verbun denen
Förderer 14,
und die Füllkammer 4 ist
mit Mitteln zum Verteilen des Tons und zum Füllen der Formhöhlungen 3 in
den Formtisch 2 versehen, welche, wenn sich diese Formhöhlungen 3 in
der Füllposition
befinden, den Boden der Füllkammer 4 bilden.
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Unterhalb
des Formtisches 2, an der Füllposition unter der Füllkammer 4,
ist ein Widerlager 5 zum Bilden des Bodens der Formhöhlungen 3 während des
Füllens
vorgesehen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das Widerlager 5 mit kleinen, durchgehenden Löchern gegenüber den
Formhöhlungen 3 in
der Füllposition
versehen, um eine Entwässerung
von überschüssigem Wasser
aus dem Ton in die Formhöhlungen 3 zu
erlauben. Es können auch
entsprechende Mittel zum Verschieben und Pressen des Widerlagers 5 gegen
den Formtisch 2 nach oben während des Füllens der Formhöhlungen 3 und
zum Verschieben in Richtung weg vom Formtisch 2 vorgesehen
sein, um das seitliche Entfernen des Formtisches 2 zu erleichtern.
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Bei
den Auspresspositionen sind Auspressorgane 6 (siehe 3)
vorgesehen, welche Auspressorgane Pressschuhe 16 umfassen,
die z.B. mittels eines hydraulischen Zylinders 17 betätigt werden,
es können
jedoch auch andere Betätigungsformen
verwendet werden, beispielsweise pneumatische Betätigung oder
Betätigung
mittels eines elektromagnetischen oder mechanischen Stellglieds.
Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
sind die Auspressorgane 6 oben drehbar angebracht und gesteuert,
wie in der 3 dargestellt ist, so dass die
Auspressorgane 6 entsprechend der gegenwärtigen Position des
Formtisches eingestellt werden, wobei die Auspressorgane 6 mit
einem justierbaren Endanschlag 6' verbunden sind, gegen welchen
der Formtisch 2 bei seinem maximalen seitlichen Verschieben
in die Auspressposition stoßt.
Die Auspressorgane 6 werden durch eine Feder 60a gegen
eine justierbare, eine Ruheposition definierende feste Anlage 6b gezogen. Die
Pressfläche
an sich kann in geeigneter Weise durch eine auswechselbare Platte
aus einem verschleißfesten
Werkstoff gebildet sein, welche Platte einen der Formhöhlung 3 entsprechenden
Umfang, jedoch ein bisschen kleiner als die Formhöhlung 3, aufweist.
Alternativ dazu können,
wie die 7 und 8 zeigen,
die Auspressorgane fest montiert sein, ohne die Möglichkeit
für seitliche
Bewegung.
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Nachdem
die Tonklumpen, die die Form der Formhöhlungen 3 erhalten
haben, ausgepresst worden sind, werden sie auf einem Förderer 7 und
bis zu einem Sternrad 18 wegtransportiert, wo sie zu einer Seitenfläche angehoben
werden, bevor sie zur weiteren Verarbeitung, z.B. Brennen, weiter
transportiert werden. Dieser Transport und die weitere Verarbeitung
wird in einer an sich bekannten Weise durchgeführt.
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Die
Füllkammer 4 für Ton erstreckt
sich über die
gesamte Länge
einer Reihe von Formhöhlungen 3,
und in den gezeigten Beispielen sind die Verteilungsmittel in der
Füllkammer 4 angeordnet,
indem sie durch zwei in entgegengesetzten Richtungen drehangetriebene
Walzen 8 gebildet sind und sich parallel zu den Reihen
von Formhöhlungen 3 erstrecken.
Die Walzen werden durch hydraulische Antriebe oder Elektromotoren 21 mittels
direkter Wellenverbindung an den Enden der Walzen angetrieben. In der
in den 2 bis 5 gezeigten Ausführungsform
sind die Walzen 8 auf- und abwärts beweglich, so dass sie,
zusätzlich
zu ihrer Funktion als Verteilungsmittel, bei einer Bewegung nach
unten zum Füllen
der Formhöhlungen 3 in
ihrer Füllposition
als Pressorgane dienen können.
Die Bewegung in einer Richtung quer zur Drehachse der Walze oder
der Walzen kann, wie die 5 zeigt, dadurch erreicht werden,
dass die Walzen 8 in Paneelen 31 gelagert sind,
welche in Führungen 32 an
den Enden der Füllkammer
gleiten, so dass die Walzen 8 mittels Stellgliedorgane,
wie beispielsweise hydraulischer Zylinder 20, eines Elektromotors
oder eines jeglichen anderen geeigneten Stellgliedorgans, bis zur
Drehachse quer bewegt werden können.
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Der
mit der Füllkammer 4 verbundene
Förderer
kann ein Knetmittel 22 aufweisen, beispielsweise in der
Form von zwei Schnecken, die einen Teil des Drucks in der Füllkammer 4 erzeugen
können.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Pressorgane, wie aus der 8 ersichtlich ist, können diese
Pressorgane zwischen zwei Positionen a, b schwenkbare Elemente 9 umfassen,
die eine den Formhöhlungen
in ihrer Füllposition
zugewandte Pressfläche 10 aufweisen.
Im Beispiel sind die schwenkbaren Elemente 9 an ihrer gegenüber der Pressfläche 10 gewandten
Seite mit einer geneigten, vorzugsweise firstförmigen Abgleitfläche 11 versehen.
Mit solcher Abgleitfläche 11 wird
die Rückbewegung
der schwenkbaren Elemente 9 gegen den Ton in der Füllkammer 4 wesentlich
erleichtert. Die Schwenkbewegung kann durch einen hydraulischen Zylinder 23 betätigt werden,
welcher durch einen Hebel 24 eine Welle 25 dreht,
an welcher die schwenkbaren Elemente 9 montiert sind.
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Gerade
an der Füllkammer 4,
an der oberen Seite des Formtisches an beiden Seiten der Füllkammer 4,
kann eine Schabe- und Glättungsvorrichtung 26 zum
Wegschaben überschüssigen Tons
vorgesehen sein, so dass der Ton in den Formhöhlungen eine ebene und glatte
Oberfläche
erhält.
Die Schabe- und Glättungsvorrichtung 26 umfasst
eine Reihe von geneigten Glättungsschuhen 27 und
einen Schaber 28 an jeweils einer Seite. Die Schabe- und
Glättungsvorrichtung 26 kann
auch mit einer Wasserversorgung versehen sein, so dass Wasser zwischen
den Glättungsschuhen 27 in
Richtung der oberen Oberfläche des
Formtisches 2 zugeführt
wird.
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Wie
in der 8 skizziert ist, kann das Widerlager 5 für den Formtisch 2 bei
der Füllposition
für die
Formhöhlungen 3 Teilbereiche 29 umfassen,
die, mit länglichen
Stäben 30 verbunden, über die
Ebene des Widerlagers angehoben und bis zur Bündigkeit mit dieser Ebene gesenkt
werden können,
indem außerdem
nicht gezeigte Mittel zum gesteuerten Anheben und Senken der Stäbe 30 und
somit der Teilbereiche 29 vorgesehen sind, so dass sie
während
des Füllens
der Formhöhlungen 3 angehoben
und während
des Verschiebens des Formtisches gesenkt werden. Dadurch wird die
Herstellung von Bausteinen mit einer Vertiefung, einer sogenannten
Mörteltasche,
ermöglicht,
was bis zu 10–15%
des Tons erspart und außerdem
Bausteine mit einer entsprechend kleineren Masse gewährleistet.
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Der
Arbeitszyklus der Vorrichtung ist wie folgt: Ton aus einem Speicher
wird mittels des Förderers 14 in
die Füllkammer 4 eingeleitet.
Unterhalb der Füllkammer 4 wird
der Formtisch 2 wechselweise zu jeweils einer Seite der
Füllkammer 4 verschoben. Wenn
eine Reihe von Formhöhlungen 3 in
der Füllposition
unter der Füllkammer 4 platziert wird,
werden Walzen 8 in Richtung gegen die Formhöhlungen 3 bewegt,
wodurch sie einen erhöhten
Druck in der Tonmasse zwischen den Walzen 8 und den Formhöhlungen 3 erzeugen,
und die Formhöhlungen 3 werden
mit Ton gefüllt,
wobei das unter dem Formtisch 2 angeordnete Widerlager 5 den
Boden der Formhöhlungen 3 in
der Füllposition
bildet. Wenn die Reihe von Formhöhlungen 3 gefüllt wird,
werden das Widerlager und eventuelle Teilbereiche 29 gesenkt, und
der Formtisch 2 wird weg von der Füllkammer und dem darunter liegenden
Widerlager 5 seitlich verschoben, so dass die Reihe von
gefüllten
Formhöhlungen 3 ihre
Auspressposition dort erreicht, wo es keinen Boden unter den Formhöhlungen 3 gibt, während die
andere Reihe von leeren Formhöhlungen 3 die
Füllposition
unter der Füllkammer 4 erreicht.
In der Auspressposition wird die geformte Tonmasse durch Auspressorgane 6 zum
Förderer 7 ausgepresst,
welcher, wie oben beschrieben, die Tonklumpen bis zum Sternrad 18 transportiert.
Gleichzeitig werden das Widerlager 5 und eventuelle Teilbereiche
unter der anderen Reihe von Formhöhlungen 3 angehoben,
wonach sich der oben genannte Arbeitszyklus wiederholt.