EP4059681A1

EP4059681A1 - Vorrichtung zur herstellung von betonformsteinen und verfahren zur herstellung von betonformsteinen

Info

Publication number: EP4059681A1
Application number: EP22161411.8A
Authority: EP
Inventors: Holger Stichel; Jonas Jacob
Original assignee: Kobra Formen GmbH
Current assignee: Kobra Formen GmbH
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2042-03-10
Also published as: DE102021106268A1; EP4059681B1

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen mit- einem Formunterteil (5), in dem zumindest ein Formnest (11) ausgebildet ist,- einem Formoberteil (15) umfassend zumindest ein Druckstück (17), das derart absenkbar ist, dass es ins Formnest (11) eingreift, wobei das Druckstück (17) zumindest einen Magneten (35) aufweist, und- einer Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) auf dem Druckstück (17), wenn es nicht ins Formnest (11) eingreift, sodass das körnige Material (39) in Folge einer magnetischen Wechselwirkung auf der dem Formnest (11) zugewandte Seite des Druckstücks (17) anhaftet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen und ein Verfahren zur Herstellung von Betonformsteinen.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen umfasst ein Formunterteil und ein Formoberteil. Das Formunterteil ist oben und unten offen, wobei die Unterseite durch eine horizontale Unterlage verschlossen wird. Das Formunterteil umfasst ein oder mehrere Formnester, in die ein Betongemenge gefüllt wird. Das Formoberteil weist eine Stempeleinheit zum Verdichten des Betongemenges in den Formnestern auf. Die Stempeleinheit umfasst Druckstücke, die in die Formnester des Formunterteils eingreifen und dadurch das Betongemenge verdichten, um einen oder mehrere Betonformsteine zu formen. Die Druckstücke werden auch als Druckplatten bezeichnet.
Bei der Steinfertigung wird in die oberen Öffnungen der Formnester das Betongemenge eingefüllt und anschließend durch die Druckstücke verpresst, indem diese durch die oberen Öffnungen mittels einer Auflasteinheit in die Formnester eingesenkt werden. Durch Rütteln der Unterlage erfolgt eine Verfestigung des Betongemenges zu formstabilen Betonformsteinen. Dann werden die Betonformsteine durch die unteren Öffnungen der Formnester entformt und die Druckplatten abgehoben.
Ein typischer Prozessablauf zur Formung von Betonformsteinen aus geschichtetem Betongemenge umfasst das Füllen der Form mittels eines ersten Füllwagens. Das Betongemenge wird durch ein Eintauchen der Druckstücke in die Formnester vorverdichtet. Dann wird die Auflast mit den Druckstücken angehoben, um das Füllen der Form mittels eines zweiten Füllwagens zu ermöglichen. Das Schichten des Betongemenges bildet einen zweischichtigen Betonformstein aus einem Kernbeton und einem darauf aufgebrachten Vorsatzbeton aus. Nach dem Einfüllen des Vorsatzbetons erfolgt das Hauptverdichten des geschichteten Betongemenges. Dabei taucht das Druckstück in das Formnest, und das Betongemenge wird durch Druck von oben und Schockvibration verdichtet. Die Verdichtung erfolgt bis das Betongemenge auf die gewünschte Steinhöhe zusammengesunken ist. Anschließend wird die Form zum Entschalen der Steinlage angehoben, dabei liegt das Druckstück noch auf der Steinoberfläche. Dann wird das Druckstück vom Stein abgehoben.
Die bei der Fertigung verwendeten Druckstücke dienen als Stempelplatten, um die Oberfläche der Betonformsteine zu gestalten. Damit lassen sich unter anderem dekorative Effekte, beispielsweise die Imitation natürlicher Steine, erzielen.
Eine farbige Oberfläche lässt sich durch die Verwendung von Betongemenge, dem während des Einfüllvorgangs zunehmend Farbpartikel zugeführt werden, erzielen, sodass sich gerade keine homogene Färbung ergibt, sondern ein Colour-Mix-Effekt. Der Farbeffekt verändert sich entlang der Füllrichtung, das heißt längs oder quer zu den fertigen Steinen.
Die DE 102018121741 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonsteinen mit der eine Oberflächenstruktur auf der Oberseite des Betonformsteins erreicht wird, die schräg zur Längsrichtung des Betonformsteins ist, sodass der Betonformstein einem Naturstein ähnlich sieht.
Eine weitere Möglichkeit zur Oberflächengestaltung ist die Nutzung von Eisenoxiden im Vorsatzbetongemenge, um eine Rostoptik der Steinoberfläche zu erzielen. Allerding ist die Dosierung der Eisenoxide nur flächig und größtenteils unkontrolliert möglich.
Es stellt sich die Aufgabe, eine alternative Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen und deren Oberflächengestaltung anzugeben. Ferner soll ein korrespondierendes Verfahren angegeben werden.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Betonformsteinen mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen umfasst ein Formunterteil, in dem zumindest ein Formnest ausgebildet ist, und ein Formoberteil umfassend zumindest ein Druckstück, das derart absenkbar ist, dass es ins Formnest eingreift, wobei das Druckstück zumindest einen Magneten aufweist. Ferner umfasst die Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen eine Vorrichtung zum Auftragen eines körnigen Materials auf dem Druckstück, wenn es nicht ins Formnest eingreift, sodass das körnige Material in Folge einer magnetischen Wechselwirkung auf der dem Formnest zugewandte Seite des Druckstücks anhaftet.
Auf der vom Formnest abgewandten Rückseite des Druckstück oder im Druckstück ist zumindest ein Magnet integriert, der mit dem körnigen Material eine magnetische Wechselwirkung hat. Das körnige Material wird vor dem Verdichten auf das angehobene Druckstück, das außerhalb des Formnests ist, aufgebracht. Das am Druckstück anhaftende körnige Material wird beim Verdichten durch das Druckstück auf das Betongemenge im Formnest aufgebracht, sodass die Oberfläche der Betonformsteine durch das körnige Material gestaltet wird. Das am Druckstück anhaftende Material ist nicht homogen verteilt, sondern entlang der Magnetfeldlinien, die auf der dem Formnest zugewandten Seite des Druckstücks verlaufen. Das Magnetfeld hängt von der Anzahl, Stärke, Position und Form des oder der Magneten ab. Das körnige Material erfährt durch das Magnetfeld eine Kraftwirkung, aus der die Form der Anhaftung resultiert, sodass sich ein Muster aus anhaftendem körnigen Material ergibt, das sich nach dem Verdichten auch auf der Steinoberfläche wiederfindet. Ausführungen des körnigen Materials können ferromagnetische oder ferrimagnetische Materialien, Metalle, insbesondere Eisen, magnetischen Stahl und Eisenoxid, glitzernde Materialien und Farbstoffe umfassen. Ausführungen des körnigen Materials haben eine Partikelgröße, die von feinem Pulver mit geringer Partikelgröße bis zum groben Granulat reichen kann.
In einer Ausführung ist der Magnet an einer vom Formnest abgewandten Seite des Druckstücks angeordnet oder integraler Bestandteil des Druckstücks, sodass das Magnetfeld sich auch an der dem Formnest zugewandten Seite erstreckt.
In einer Ausführung umfasst der zumindest eine Magnet einen Permanentmagneten und/oder einen Elektromagneten. Der Permanentmagnet umfasst ein hartmagnetisches Material mit gleichbleibendem Magnetfeld. Der Elektromagnet umfasst eine Spule, in der sich infolge eines elektrischen Stromes ein magnetisches Feld bildet. Mittels einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung des Elektromagneten ist das Magnetfeld des Elektromagneten und damit die magnetische Wechselwirkung mit dem körnigen Material an- und abschaltbar. Die magnetische Wechselwirkung ist vorteilhafterweise vor dem Auftragen eines körnigen Materials anschaltbar, wenn das Druckstück in einem noch nicht abgesenkten Zustand ist. Die magnetische Wechselwirkung ist abschaltbar, wenn das Druckstück abgesenkt ist und ins Formnest eingreift, um so das Aufbringen des körnigen Materials auf dem Betongemenge zu unterstützen.
In einer Ausführung ist die Vorrichtung zum Auftragen eines körnigen Materials hin zu der dem Formnest zugewandten Seite des Druckstücks beweglich und von der dem Formnest abgewandten Seite des Druckstücks wegbeweglich. Zum Auftragen des körnigen Materials wird die Vorrichtung zwischen Formunterteil und Formoberteil bewegt und benachbart zum Druckstück platziert.
In einer Ausführung ist ein Füllwagen vorgesehen, der ausgebildet ist, ein Betongemenge ins Formnest zu füllen, und an dem die Vorrichtung zum Auftragen eines körnigen Materials angeordnet ist. Dies ermöglicht das gleichzeitige Einfüllen des Betongemenges in das Formnest unter dem Füllwagen und das Auftragen des körnigen Materials auf das Druckstück über dem Füllwagen.
Die Vorrichtung zum Auftragen eines körnigen Materials weist in einer Ausführung eine Sprühvorrichtung auf, die zum zielgenauen Auftragen von feinkörnigem Material, insbesondere Pulver geeignet ist. Eine alternative Vorrichtung zum Auftragen eines körnigen Materials weist ein Reservoir auf, aus dem das körnige Material auf Grund der magnetischen Wechselwirkung an das Druckstück gezogen wird. Solch ein Reservoir ist auch für grobkörniges Material, insbesondere Granulat geeignet. Das Reservoir kann abdeckbar ausgestaltet sein, sodass das körnige Material nur bei geöffnetem Reservoir zum Auftragen bereitgestellt wird.
Das Verfahren Herstellung von Betonformsteinen umfasst: Einfüllen eines Betongemenges in ein Formnest, Auftragen eines körnigen Materials auf einer dem Formnest zugewandte Seite eines Druckstücks, sodass das körnige Material in Folge einer magnetischen Wechselwirkung auf der dem Formnest zugewandten Seite des Druckstücks anhaftet, und Verdichten des Betongemenges durch Absenken des Druckstücks in das Formnest, wobei das am Druckstück anhaftende körnige Material auf der Oberseite des verdichteten Betongemenges aufgebracht wird.
Durch dieses Verfahren ergeben sich große Freiheiten bei der Oberflächengestaltung von Betonformsteinen. In einer Ausführung wird die magnetische Wechselwirkung vor dem Auftragen des körnigen Materials angeschaltet, sodass sich das körnige Material erst kurz vor dem Verdichten anlagert, und die magnetische Wechselwirkung wird abgeschaltet, wenn das Druckstück ins Formnest abgesenkt worden ist, um das Auftragen des körnigen Materials auf die Betongemengeoberfläche zu unterstützen. Das An- und Abschalten ist durch die Verwendung eines Elektromagneten möglich. Das körnige Material kann beispielsweise durch Sprühen oder aus einem bereitgestellten Reservoir durch magnetische Anziehung angelagert werden.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Maschinenkomponenten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen in einer perspektivischen Seitenansicht,
Figur 2 Maschinenkomponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen in einer perspektivischen Seitenansicht,
Figur 3 eine dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckstücks auf seine vom Formnest abgewandte Seite,
Figur 4 eine dreidimensionale Ansicht des Ausführungsbeispiels eines Druckstücks auf seine dem Formnest zugewandte Seite,
Figur 5 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckstücks auf seine dem Formnest zugewandte Seite,
Figur 6 eine dreidimensionale Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckstücks auf seine vom Formnest abgewandte Seite, und
Figur 7 ein Flussdiagramm einer beispielhaften Herstellung von Betonformsteinen.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt Maschinenkomponenten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen in einer perspektivischen Seitenansicht.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen weist auf fachübliche Weise einen Rütteltisch 1 auf, auf dessen Oberseite sich ein Fertigungsbrett 3 befindet. Auf dem Fertigungsbrett 3 ist ein Formunterteil 5 angeordnet, das einen wechselbaren Einsatz 7 mit Aussparungen aufweist, die von einem Rahmen 9 umgeben sind, wobei der Einsatz 7 im Rahmen 9 austauschbar ist. Die vom Rahmen 9 umgebenen Aussparungen bilden Formnester 11, in die bei der Formsteinherstellung ein Betongemenge gefüllt wird. An zwei gegenüberliegenden Seiten weist der Rahmen 9 Haltestreben 13 auf. Die Fixierung des Formunterteils 5 erfolgt an den Haltestreben 13, was in der Figur 1, die nur ausgewählte Maschinenkomponenten zeigt, der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt ist.
Gegenüberliegend zu den Formnestern 11 ist ein Formoberteil 15 angeordnet, das mehrere plattenförmige Druckstücke 17 aufweist, die auch als Druckplatten bezeichnet werden können. Die Druckstücke 17 entsprechen in ihren Abmessungen in etwa den Aussparungen der Formnester 11. Die Druckstücke 17 werden über Druckstempel 19 mit einer Auflasteinrichtung 21 verbunden, die mit den Druckstempeln 19 und den Druckstücken 17 absenkbar ist, sodass die Druckstücke 17 in die Formnester 11 eingreifen. Durch die abgesenkten Druckstücke 17 erfolgt eine Verdichtung des Betongemenges in den Formnestern 11. Die Druckstücke 17 weisen jeweils zumindest einen Magneten auf.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen umfasst einen ersten Füllwagen 23 und einen zweiten Füllwagen 27, um zunächst Kernbetongemenge beziehungsweise dann Vorsatzbetongemenge in die Formnester 11 einzufüllen.
Der erste Füllwagen 23 ist in einer Horizontalbewegung zwischen dem Formoberteil 19 und dem Formunterteil 15 beweglich. Er ist ausgebildet, von einer Ruheposition jenseits des Fertigungsbretts 3 über das Formunterteil 5 bewegt zu werden und als Kernbetongemenge ausgebildetes Betongemenge in die Formnester 11 einzufüllen. In der Ruheposition ist der erste Füllwagen 23 soweit vom Formunterteil 5 beanstandet, dass die Auflasteinrichtung 21 absenkbar ist und die Druckstücke 17 in die Formnester 11 eingreifen können. An seiner Oberseite weist der erste Füllwagen 23 eine Reinigungsvorrichtung 25 für die Druckstücke 17 auf, die als Bürste ausgebildet ist. Der erste Füllwagen 23 ist ausgebildet, sodass mit der Bewegung über das Formunterteil 5 auch die Druckstücke 17 durch die an ihnen entlangfahrende Bürste gereinigt werden.
Der zweite Füllwagen 27 ist als Vorsatzfüllwagen ausgebildet. Er ist horizontal zwischen dem Formoberteil 15 und dem Formunterteil 5 beweglich. Er ist ausgebildet, von einer Ruheposition jenseits des Fertigungsbretts 3 über das Formunterteil 5 bewegt zu werden und als Vorsatzbetongemenge ausgebildetes Betongemenge in die Formnester 11 einzufüllen. In der Ruheposition ist der als Vorsatzfüllwagen ausgebildete zweite Füllwagen 27 soweit vom Formunterteil 5 beanstandet, dass die Auflasteinrichtung 21 absenkbar ist und die Druckstücke 17 in die Formnester 11 eingreifen können. In ihren Ruhepositionen sind der erste und der zweite Füllwagen 23, 27 auf gegenüberliegenden Seiten des Fertigungsbretts 3 positioniert.
An seiner Oberseite weist der Vorsatzfüllwagen 27 eine Reinigungsvorrichtung 25 für die Druckstücke 17 auf, die als Bürste ausgebildet ist. Der Vorsatzfüllwagen ist ausgebildet, dass mit der Bewegung über das Formunterteil 5 auch die Druckstücke 17 durch die an ihnen entlangfahrende Bürste gereinigt werden. Der als Vorsatzfüllwagen ausgebildete zweite Füllwagen 27 umfasst ferner eine Vorrichtung 29 zum Auftragen eines körnigen Materials auf die Druckstücke 17, sodass das körnige Material in Folge einer magnetischen Wechselwirkung zwischen den Magneten in den Druckstücken 17 und dem körnigen Material auf den Formnestern 11 zugewandten Seiten der Druckstücke 17 anhaftet. Wegen der magnetischen Wechselwirkung und der damit einhergehenden Anziehung des körnigen Materials ist eine Berührung zwischen der Vorrichtung 29 zum Auftragen und den Druckstücken 17 nicht erforderlich, damit es zur Anhaftung des körnigen Materials kommt. Das körnige Material wird auf Grund der magnetischen Anziehung zu den Druckstücken 17 gezogen und haftete dort an, wenn es durch die Vorrichtung 29 zum Auftragen benachbart zu der Druckstücke 17 gebracht worden ist.
Das körnige Material ist geeignet, um mit den Magneten der Druckstücke 17 in eine magnetische Wechselwirkung zu treten. Es kann beispielsweise ferromagnetisches oder ferrimagnetisches Material sein. Das körnige Material kann Metall umfassen.
Beim Absenken der Druckstücke 17 zum Verdichten verbleibt das anhaftende körnige Material auf dem Betongemenge und bildet eine dekorative Steinoberfläche aus.
Die Vorrichtung 29 zum Auftragen ist in diesem Ausführungsbeispiel als Sprühvorrichtung ausgebildet, bei der das körnige Material durch Düsen 31 auf die Druckstücke 17 gesprüht wird. Die Vorrichtung 29 zum Auftragen wird mit der Bewegung des zweiten Betonwagens 27 beim Bürsten an den Druckstücken 17 vorbei bewegt und sprüht bei der Rückwärtsbewegung in die Ruheposition das körnige Material auf die Druckstücke 17, an denen es anhaftet. Bei der Rückwärtsbewegung des zweiten Füllwagens 27 erfolgt das Auftragen unmittelbar nachdem die Bürste an den Druckstücken 17 entlanggefahren ist und sie gereinigt hat. Das körnige Material zum Sprühen ist üblicherweise feinkörnig, was bei sehr feinkörnigem Material auch als Puder oder Pulver bezeichnet wird.
Die Reinigungsvorrichtung 25 am ersten Füllwagen 23 ist nicht unbedingt erforderlich, hat jedoch den Vorteil, dass möglicherweise noch anhaftendes körniges Material von den Druckstücken 17 entfernt wird, bevor das Kernbetongemenge verdichtet wird.
Figur 2 zeigt Maschinenkomponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen in einer perspektivischen Seitenansicht. Zur Vermeidung von Wiederholungen konzentriert sich die Beschreibung auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in Figur 1.
Der erste Füllwagen 23 weist in diesem Ausführungsbeispiel keine Reinigungsvorrichtung auf. Die Vorrichtung 29 zum Auftragen eines körnigen Materials ist unabhängig vom als Vorsatzfüllwagen ausgebildeten zweiten Füllwagen 27 beweglich. Die Vorrichtung 29 zum Auftragen ist beispielhaft oberhalb des ersten Füllwagens 23 angeordnet und unabhängig von diesem aus ihrer Ruheposition entlang der Drückstücke 17 beweglich. Die Vorrichtung 29 zum Auftragen umfasst ein Reservoir 33 für das körnige Material. Durch die Bewegung der Vorrichtung 29 zum Auftragen wird das nach oben offene Reservoir 33 unter den Druckstücken 17 entlang bewegt, sodass das körnige Material sich auf Grund der magnetischen Anziehung zu den Druckstücken 17 bewegt und dort anhaftet. Durch die Wahl von Abstand und Geschwindigkeit der Vorrichtung 29 zum Auftragen kann die Menge des anhaftenden körnigen Materials gesteuert werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist zudem ein Gitter über dem Reservoir 33 vorgesehen, um klumpenweise Materialanhaftungen zu vermeiden. Die Bereitstellung des körnigen Materials in einem Reservoir 33 eignet sich insbesondere für grobkörniges Material.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Reservoir 33 als Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 29 zum Auftragen am Vorsatzfüllwagen angeordnet sein, wie für die Vorrichtung 29 zum Auftragen in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben. Allerdings ist es dann von Vorteil, das Reservoir 33 mit einer Abdeckung zu versehen, die geöffnet werden kann. Wenn sich der Vorsatzfüllwagen aus seiner Ruheposition über die Formunterseite 5 bewegt, werden gleichzeitig die Druckstücke 17 gereinigt und das Reservoir 33 ist abgedeckt, weil sonst das bei der Bewegung entlang der Druckstücke 17 das soeben aufgetragene körnige Material sofort durch die Bürste entfernt werden würde. Bei der Rückwärtsbewegung des Vorsatzfüllwagens ist die Abdeckung des Reservoirs 33 geöffnet, sodass das körnige Material anhaftet und anschließend mit den Druckstücken 17 in die Formnester 11 abgesenkt werden kann.
Figur 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckstücks 17 auf seine vom Formnest 11 abgewandte Seite. Das Druckstück 17 für die Herstellung von Betonformsteinen in einer stählernen Form ist gefräst ausgebildet.
Das Druckstück 15 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei voneinander beabstandete Magneten 35 auf der vom Formnest 11 abgewandten Seite, wobei ein kreisscheibenförmiger Magnet 35 dem Formnest 11 den magnetischen Südpol zuwendet und der andere kreisscheibenförmige Magnet 35 dem Formnest 11 den magnetischen Nordpol zuwendet. Zwischen den Magneten 35 verläuft ein Magnetfeld. Dessen Magnetfeldlinien 37 erstrecken sich auch in der Ebene des Druckstücks 11, wie in Figur 3 veranschaulicht. Die Form des Magnetfelds hängt unter anderem von Größe, Form, Position, Magnetstärke und Anzahl der Magneten 35 ab. So können beispielsweise statt der zwei kreisscheibenförmigen Magneten 35 zwei Stabmagneten verwendeten werden, bei denen ungleiche oder gleiche Pole einander zugewandt sind. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Stabmagnet vorgesehen, dessen Magnetfeldlinien zwischen Nordpol und Südpol verlaufen.
Die Magneten 35 können als Permanentmagnet ausgebildet sein oder als Elektromagnet. Bei mehreren Magneten 35 ist auch eine Kombination von Permanentmagneten und Elektromagneten möglich. Bei einem Elektromagneten wird das Magnetfeld durch einen Stromfluss durch eine Spule induziert. Elektromagneten sind deshalb an- und abschaltbar. Sie können unmittelbar vor der Anhaftung des körnigen Materials angeschaltet werden und im abgesenkten Zustand des Druckstücks 17 abgeschaltet werden, um das Ablösen des körnigen Materials vom Druckstück 17 und das Aufbringen des körnigen Materials auf dem verdichteten Betongemenge zu unterstützen. Zum An- und Abschalten ist vorteilhafterweise eine Steuerung vorgesehen.
Figur 4 zeigt das Druckstück 17 aus Figur 3 auf seiner dem Formnest 11 zugewandten Seite. Entlang der Magnetfeldlinien, die auf dem Druckstück 17 verlaufen, haftet das körnige Material 39 an. Das körnige Material ist geeignet, mit den Magneten 35 in Wechselwirkung zu treten, sodass es entlang der Feldlinien 37 auf dem Druckstück 17 anhaftet. Ausführungsbeispiele des körnigen Materials können farbig, glitzernd oder matt sein, wobei sich die Effekte durch verschiedene Materialien kombinieren lassen. Durch körniges Material 39 mit Eisenoxid kann ein Rosteffekt auf den Betonformsteinen erzielt werden. Durch Eisen oder insbesondere rostfreien, magnetischen Stahl kann eine glänzende Steinoberfläche ausgebildet werden.
Durch die Magnetwirkung haftet das körnige Material in Mustern, die durch die Magnetanordnung einstellbar und anpassbar sind, auf dem Druckstück 17.
Beim Absenken des Druckstück 17 ins Formnest 11 zur Verdichtung wird das körnige Material 39 in die Steinoberfläche gepresst und haftet an dieser. Das körnige Material 39 verbleibt im Stein und bildet die Oberflächengestaltung. Die Kräfte, die auf das körnige Material 39 während der Verdichtung an der Stein- und Druckstückoberfläche wirken, sind ausreichend, um die Ablösung vom Druckstück 17 zu bewirken und das körnige Material 39 im Betongemenge zu belassen. Bei Verwendung eines Elektromagneten 35 wird dieser Prozess unterstützt, indem während der Verdichtung der Elektromagnet 35 abgeschaltet wird, um das körnige Material 39 nicht mehr der magnetischen Wechselwirkung auszusetzen.
Figur 5 zeigt eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckstücks 17 auf seine dem Formnest 11 zugewandten Seite. Das Magnetfeld weist konzentrische Kreise um einen rückseitig zentral platzierten Magneten auf. Entlang der Magnetfeldlinien haftet das körnige Material 39 an, wobei es im Bereich des Magneten zur stärken Anlagerung von körnigem Material 39 kommt.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks 17 mit mehreren Magneten 35 auf der vom Formnest 11 abgewandten Seite. Die Position der Magneten 35 ist veränderbar. In diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Aussparungen 41 vorgesehen, in die Magneten 35 klemmbar sind. Die Aussparung sind beispielhaft rechteckig und rasterförmig angeordnet. Die Form der einklemmbaren Magneten 35 ist derart, dass sie die Seitenränder nur abschnittsweise berühren, um eine sichere Klemmung zu erreichen, was mit einem großen möglichen Magnetformenschatz einhergeht. Alternative Befestigungen sind beispielsweise Schnappverbindungen und Schraubverbindungen.
Die Magneten 35 sind austauschbar, sodass Anzahl, Form und Position der Magneten 35 variierbar sind und damit großen Freiraum für die Formung des Magnetfelds und der daraus resultierenden Oberflächengestaltung der Betonformsteine bieten. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Positionierung der Magneten 35 auf dem Druckstück 17 auf andere Weise veränderbar.
Figur 7 veranschaulicht die Herstellung von Betonformsteinen anhand eines Flussdiagramms. Die Herstellung kann mit einer Vorrichtung zur Herstellung, wie in Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben, erfolgen.
In einem ersten Schritt 51 wird Kernbeton in die Formnester 11 mittels des ersten Füllwagens 23 eingefüllt. In diesem Schritt bewegt sich der erste Füllwagen 23 aus seiner Ruheposition über die Formunterseite 5, füllt das Kernbetongemenge in die Formnester 11 und bewegt sich zurück in die Ruheposition. Im selben Schritt können die Druckstücke 17 durch die am ersten Füllwagen 23 vorgesehene Reinigungsvorrichtung 25 gereinigt werden, um noch daran haftendes Vorsatzbetongemenge und/oder körniges Material 39 abzustreifen. Allerdings ist die Reinigung der Druckstücke 17 nicht unbedingt erforderlich, da auf dem verdichteten Kernbetongemenge später noch Vorsatzbetongemenge aufgetragen wird und möglicherweise auf dem Kernbetongemenge anhaftendes körniges Material 39 überdecken würde. Nichtsdestotrotz wird durch die Reinigung vermieden, dass zwischen den Betongemengeschichten haftendes körniges Material 39 die Steinqualität negativ beeinflussen könnte.
Der nächste Schritt 52 sieht ein Vorverdichten des Kernbetongemenges vor. In diesem Schritt 52 wird die Auflasteinrichtung 21 mit den Druckstücken 17 abgesenkt, sodass sie in die Formnester 11 der Formunterseite 5 greifen. Das Kernbetongemenge wird durch das Eintauchen des Druckstücks 17 vorverdichtet. Dann wird die Auflasteinrichtung 21 mit den Druckstücken 17 angehoben und die Druckstücke 17 werden aus den Formnestern 11 gehoben.
Im nächsten Schritt 53 erfolgt das Einfüllen des Vorsatzbetongemenges. Dies erfolgt durch den als Vorsatzbetonwagen ausgebildeten zweiten Füllwagen 27. Er bewegt sich aus seiner Ruheposition über das Formunterteil 5, füllt das Vorsatzbetongemenge in die Formnester 11 und bewegt sich zurück in die Ruheposition. Im selben Schritt werden die Druckstücke 11 durch die am Vorsatzfüllwagen vorgesehene Reinigungsvorrichtung 25, die als Bürste ausgebildet ist, gereinigt.
Die oben genannten Schritte 51 bis 53 sind auch bei einer konventionellen Herstellung von geschichteten Betonformsteinen vorgesehen. Der nächsten Schritt 54 jedoch nicht. In diesem Schritt 54 kommt der Magnet 35 zum Einsatz. Mittels der Vorrichtung 29 zum Auftragen erfolgt die Bereitstellung von körnigem Material 39, beispielsweise als Metallpulver oder -granulat, das geeignet ist, mit den Magneten 35 in Wechselwirkung zu treten. Das körnige Material 39 haftet auf Grund der Wechselwirkung mit den Magneten 35 an den Druckstücken 17 an, sodass es den Magnetfeldlinien folgend an den Druckstücken 17 in einem Muster angeordnet ist.
Die Bereitstellung des körnigen Materials 39 kann durch den Vorsatzbetonwagen, der das Vorsatzbetongemenge einfüllt, erfolgen. In diesem Fall wird durch die Vorrichtung 29 zum Auftragen beim zurückfahrenden zweiten Füllwagen 27 das körnige Material 39 auf die Druckstücke 17 aufgetragen. Alternativ kann das Bereitstellen und Auftragen nach dem Einfüllen des Vorsatzbetongemenges und dem Reinigen der Druckstücke 17 durch eine vom Vorsatzbetonwagen unabhängig bewegliche Vorrichtung 29 zum Auftragen erfolgen.
Die Anhaftung auf Grund der magnetischen Wechselwirkung rührt von einem oder mehreren Magneten 35 her. Diese können als Dauermagnet und/oder als Elektromagnet ausgebildet sein. Der Elektromagnet kann durch eine Steuerung an- und abschaltbar sein. Vorteilhafterweise wird der Elektromagnet kurz vor der Bereitstellung und/oder während der Bereitstellung des körnigen Materials 39 aktiviert.
Im folgenden Schritt 55 erfolgt die Hauptverdichtung, die auch bei der konventionellen Herstellung vorgesehen wäre. Die Druckstücke 17 werden abgesenkt, tauchen in die Formnester 11 ein und verdichten das geschichtete Betongemenge.
Beim Verdichten haftet das körnige Material 39 auf der Betongemengeoberfläche an. Dieser Effekt kann durch Abschalten der Elektromagneten 35 der abgesenkten Druckstücke 17 unterstützt werden, da dann keine Magnetkraft mehr auf das körnige Material 39 wirkt. Aber auch bei einem Permanentmagneten überwiegt die Haftwirkung des Betongemenges gegenüber der magnetischen Anziehung, sodass es beim Verdichten zur Ablösung des körnigen Materials 39 von den Druckstücken 17 kommt und das körnige Material 39 auf dem verdichteten Betongemenge haften bleibt, sobald die Druckstücke 17 angehoben werden.
Im folgenden Schritt 56 erfolgt der Entschalvorgang, der auch bei der konventionellen Herstellung vorgesehen wäre. Das Formunterteil 5 wird nach oben gefahren. Dabei durchstoßen die Druckstücke 17 die Formunterseite 5, sodass das verdichtete Betongemenge auf dem Fertigungsbrett 3 verbleibt. Dann fährt die Auflasteinrichtung 21 mit den Druckstücken 17 des Formoberteil 15 gemeinsam nach oben, sodass die fertige Steinlage auf dem Fertigungsbrett 3 liegen bleibt.
Zur Herstellung einer weiteren Steinlage werden die oben genannten Schritte 51 bis 56 wiederholt.
Natürlich sind die beschriebenen Druckstücke 17 auch bei der Herstellung nicht geschichteter Betonformsteine einsetzbar. In diesem Fall sind nur ein Einfüllschritt und ein Verdichtungsschritt vorgesehen, sodass die ersten beiden Schritte 51, 52 entfallen. Anstatt eines Kern- und eines Vorsatzbetongemenges wird ein Betongemenge verwendet, aus dem der ganze Stein geformt wird. Vor dem Verdichtungsschritt erfolgt das Bereitstellen und Anhaften des körnigen Materials. In der entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen ist nur ein Füllwagen erforderlich.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.

Bezugszeichen

1: Rütteltisch
3: Fertigungsbrett
5: Formunterteil
7: Einsatz
9: Rahmen
11: Formnest
13: Haltestrebe
15: Formoberteil
17: Druckstück
19: Druckstempel
21: Auslasteinrichtung
23: Füllwagen
25: Reinigungsvorrichtung
27: Füllwagen
29: Vorrichtung zum Auftragen
31: Düse
33: Reservoir
35: Magnet
37: Magnetfeldlinie
39: körniges Material
41: Aussparung

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen mit
- einem Formunterteil (5), in dem zumindest ein Formnest (11) ausgebildet ist,

- einem Formoberteil (15) umfassend zumindest ein Druckstück (17), das derart absenkbar ist, dass es ins Formnest (11) eingreift, wobei das Druckstück (17) zumindest einen Magneten (35) aufweist, und

- einer Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) auf dem Druckstück (17), wenn es nicht ins Formnest (11) eingreift, sodass das körnige Material (39) in Folge einer magnetischen Wechselwirkung auf der dem Formnest (11) zugewandte Seite des Druckstücks (17) anhaftet.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei der zumindest eine Magnet (35) einen Permanentmagneten umfasst und/oder einen Elektromagneten umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der zumindest eine Magnet (35) an einer vom Formnest (11) abgewandten Seite des Druckstücks (17) angeordnet ist oder integraler Bestandteil des Druckstücks (17) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
ferner umfassend eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung des Elektromagneten, sodass die magnetische Wechselwirkung an- und abschaltbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4,
wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, dass die magnetische Wechselwirkung abschaltbar ist, wenn das Druckstück (17) abgesenkt ist, sodass es ins Formnest (11) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, dass die magnetische Wechselwirkung vor dem Auftragen eines körnigen Materials (39) anschaltbar ist, wenn das Druckstück (17) in einem noch nicht abgesenkten Zustand ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) hin zu der dem Formnest (11) zugewandten Seite der Druckplatte (17) beweglich ist und von der dem Formnest (11) zugewandten Seite der Druckplatte (17) wegbeweglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
ferner umfassend einen Füllwagen (23, 27), der ausgebildet ist, ein Betongemenge ins Formnest (11) zu füllen und an dem die Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) eine Sprühvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung (29) zum Auftragen eines körnigen Materials (39) ein Reservoir (33) aufweist, aus dem das körnige Material (39) auf Grund der magnetischen Wechselwirkung an das Druckstück (17) gezogen wird.
Verfahren Herstellung von Betonformsteinen umfassend:
- Einfüllen eines Betongemenges in ein Formnest (11),

- Auftragen eines körnigen Materials (39) auf einer dem Formnest (11) zugewandte Seite eines Druckstücks (17), sodass das körnige Material (39) in Folge einer magnetischen Wechselwirkung auf der dem Formnest (11) zugewandten Seite des Druckstücks (17) anhaftet,

- Verdichten des Betongemenges durch Absenken des Druckstücks (17) in das Formnest (11), wobei das am Druckstück (17) anhaftende körnige Material (39) auf die Oberseite des verdichteten Betongemenges aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
wobei die magnetische Wechselwirkung vor dem Auftragen des körnigen Materials (39) angeschaltet wird und die magnetische Wechselwirkung abgeschaltet wird, wenn das Druckstück (17) ins Formnest (11) abgesenkt wird oder worden ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
wobei das körnige Material (39) durch Sprühen aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
wobei das körnige Material (39) in einem Reservoir (33) bereitgestellt wird und das Auftragen erfolgt, indem das körnige Material (39) durch die magnetische Wechselwirkung angezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
wobei das körnige Material Metall, insbesondere Eisen, Stahl und/oder Eisenoxid, umfasst.