NO157289B - MACHINE FOR EXTRUSION PRESSURE OF ELANGE OR EXTENSIVE ARTICLES OF CONCRETE MATERIAL. - Google Patents

Abstract

An extrusion machine for making elongated articles of concrete by forcing the concrete through a mold, the article having a relatively large core, has a rotatable spiral conveyor (20, 22) which extends longitudinally of the mold (26) and moves the concrete through the mold. Non-rotatable forming elements (28, 30, 32) in the mold (26) form the internal cavity, which elements are positioned immediately downstream of the conveyor with their lower edge not more than 10% of the forming element below the lower edge of the conveyor. The lower edge and lower side of the forming elements (28, 30, 32) are free of any substantial ramp, and a ramp (34) on the first forming element (28) extends upwardly from the downstream end of the conveyor (20, 22). The conveyor forces the concrete over the forming elements to form the concrete article, and the machine is moved forwardly by reaction as the concrete is forced against the molded concrete.

Description

Denne oppfinnelse vedrører en maskin for ekstrusjonspressing av avlange eller langstrakte gjenstander av betongmateriale og med gjennomgående hulrom, av den art som omfatter en form, én eller flere roterbare skruetransportører samt ett eller flere i formen anordnede ikke-roterbare kjerneelementer som er anordnet i umiddelbar fortsettelse av skruetransportørenes nedstrømsparti (i forhold til betongmaterialets flyteretning). for dannelse av et kontinuerlig hulrom i den gjenstand som fremstilles, hvor hvert kjerneelement eller kjernelementene omfatter flere etter hverandre anordnede sammenkoblede kjernesegmenter, eventuelt med mellomliggende vibrasjonsdempere, hvilken maskin er innrettet til å bevege seg som følge av reaksjonskraften fra den ferdigformede betong i retning motsatt til fremstillingsretningen. This invention relates to a machine for the extrusion pressing of oblong or elongated objects of concrete material and with continuous cavities, of the kind that comprises a mold, one or more rotatable screw conveyors as well as one or more non-rotatable core elements arranged in the mold which are arranged in immediate continuation of the downstream part of the screw conveyors (in relation to the flow direction of the concrete material). for the formation of a continuous cavity in the object being manufactured, where each core element or core elements comprise several interconnected core segments, optionally with intermediate vibration dampers, which machine is arranged to move as a result of the reaction force from the pre-formed concrete in the opposite direction to the direction of manufacture.

Ved ekstruderingen av betong gjennom en form benyttes When extruding concrete through a form is used

vanligvis en skruetransportør for å presse betongen frem gjennom formen. US-patentskrift nr. 3 159 898 viser en maskin som er utstyrt med flere skruetransportører. Hver skrue-transportør er ved sin nedstrømsende utstyrt med en kjerne som roterer sammen med skruetransportøren. En vibrator er montert på maskinen. Maskinen produserer betongemner med hulrom med sirkulært tverrsnitt. usually a screw conveyor to push the concrete forward through the form. US Patent No. 3,159,898 shows a machine equipped with multiple screw conveyors. Each screw conveyor is equipped at its downstream end with a core which rotates together with the screw conveyor. A vibrator is mounted on the machine. The machine produces concrete blanks with cavities of circular cross-section.

Kanadisk patentskrift nr. 910 030 beskriver en ekstruderingsmaskin som er utstyrt med et forme-element som kan ha en hvilken som helst'tverrsnittsform. Forme-elementet er montert slik at det kan være stasjonært eller kan roteres med en hastighet som er forskjellig fra transportørens hastighet eller den kan roteres med samme hastighet som transportøren. Skruetransportøren og forme-elementet drives uavhengig av hverandre. Canadian Patent No. 910,030 describes an extrusion machine which is equipped with a forming element which can have any cross-sectional shape. The forming element is mounted so that it can be stationary or can be rotated at a speed different from the speed of the conveyor or it can be rotated at the same speed as the conveyor. The screw conveyor and the forming element are operated independently of each other.

Kanadisk patentskrift nr. 1 031 934, viser en maskin for ekstrudering av avlange gjenstander av betong med flere skruetransportører for å presse betongen gjennom en form som har kjerner med forskjellig størrelse. Ifølge dette patentskrift roterer ikke formingselementet; Canadian Patent No. 1,031,934 discloses a machine for extruding oblong articles of concrete with multiple screw conveyors to force the concrete through a mold having cores of different sizes. According to this patent document, the forming element does not rotate;

Kanadisk patentskrift nr. 1 100 297 viser en liknende ekstruderingsmaskin men som tillater innføring av armering i det formede produkt. Tysk publikasjon DE-OS- 2 059 760 omtaler en maskin for ekstrusjonspressing av avlang eller langstrakte gjenstander av betongmateriale og med gjennomgående hulrom og av den innledningsvis omtalte art. Canadian Patent No. 1 100 297 shows a similar extrusion machine but which allows the introduction of reinforcement into the shaped product. German publication DE-OS-2 059 760 mentions a machine for the extrusion pressing of oblong or elongated objects of concrete material and with continuous cavities and of the kind mentioned at the outset.

Maskinen har vist seg å være nyttig, men særlig for øyeblikket er det viktig å søke veier hvor et minimalt volum betong benyttes for å fremstille en gjenstand med tilstrekkelig styrke. Både den sistnevnte og de andre kjente maskiner må The machine has proven to be useful, but especially at the moment it is important to look for ways where a minimal volume of concrete is used to produce an object with sufficient strength. Both the latter and the other known machines must

sies å være utilstrekkelige fordi deres konstruksjon ikke tillater produksjon av betongelementer hvor kjernen er større enn en viss andel av tverrsnittarealet. I og for seg er det mulig å oppnå fullt ut akseptabel styrke ved et relativt stort kjernetverrsnitt på en gjenstand, men de tilgjengelige maskiner tillater ikke produksjon av slike gjenstander. Det ville f.eks. være ønskelig i visse sammenhenger å produsere avlange legemer hvor hulrommer er relativt høyt, men hvor de ytre vegger tilveiebringer tilstrekkelig materiale for å imøtekomme de strukturelle krav. Vesentlige problemer har imdlertid oppstått i forsøkene på å produsere slike legemer. are said to be inadequate because their construction does not allow the production of concrete elements where the core is larger than a certain proportion of the cross-sectional area. In and of itself, it is possible to achieve fully acceptable strength with a relatively large core cross-section on an object, but the machines available do not allow the production of such objects. It would e.g. be desirable in certain contexts to produce elongated bodies where cavities are relatively high, but where the outer walls provide sufficient material to meet the structural requirements. Significant problems have meanwhile arisen in the attempts to produce such bodies.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en maskin av den innledningsvis nevnte art som kan fremstille hule betong-legemer med et optimalt tverrsnitt, dvs. at et legeme med den ønskede styrke kan fremstilles med maksimalt hulromtverrsnitt og et minimalt volum betong. Denne hensikt er oppnådd ved at formens indre og kjerneelementet har .aksesymmetrisk tverrsnitt, at kjerneelementets langsgående symmetriakse strekker seg i større avstand fra formens bunn enn skruetransportørens dreieakse, og at en skråflate stekker seg fra skruetransportørens nedstrømsende oppover i nedstrømsretningen fram til kjerneelementets toppflate. Skråflatens lengde bør ikke overskride 25% av kjerneelementets lengde. The purpose of the invention is to provide a machine of the kind mentioned at the outset which can produce hollow concrete bodies with an optimal cross-section, i.e. that a body with the desired strength can be produced with a maximum cavity cross-section and a minimal volume of concrete. This purpose is achieved by the interior of the mold and the core element having an axisymmetric cross-section, the longitudinal axis of symmetry of the core element extending at a greater distance from the bottom of the mold than the axis of rotation of the screw conveyor, and that an inclined surface extends from the downstream end of the screw conveyor upwards in the downstream direction to the top surface of the core element. The length of the inclined surface should not exceed 25% of the length of the core element.

Formingselemtnet bør være fri for vesentlige skråplan ved The forming element should be free of significant inclined planes

sin fremre bunnkant og sider. Det skal imidlertid anføres at en skråkant kan tillates om denne er kort. Skråflatens lengde bør ikke overstige 25% av kjerneelementets lengde. its front bottom edge and sides. However, it must be stated that a slanted edge can be permitted if this is short. The length of the inclined surface should not exceed 25% of the length of the core element.

Det er ønskelig med et flertall formingselementer, It is desirable to have a plurality of shaping elements,

tilsvarende som ved maskiner ifølge ovenenvnte angivelse av teknikkens stand. Det første formingselement er utstyrt med en vibrator, mens de påfølgende elementer ikke skal vibreres. Det er derfor plassert en dempningsanordning mellom hvert formingselement. similar to machines according to the above-mentioned state of the art. The first forming element is equipped with a vibrator, while the subsequent elements are not to be vibrated. A damping device is therefore placed between each forming element.

Oppfinnelsen vil nå beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel, The invention will now be described in more detail by means of an example,

idet det henvises til tegningene hvor: referring to the drawings where:

Fig. 1 viser et generelt oppriss av en maskin ifølge foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser et snitt gjennom en maskin ifølge foreliggende oppfinnelse; Fig. 1 shows a general elevation of a machine according to the present invention; Fig. 2 shows a section through a machine according to the present invention;

Fig. 3 viser et horisontalt tverrsnitt langs linjen 3-3- Fig. 3 shows a horizontal cross-section along the line 3-3-

på fig. 2; og on fig. 2; and

Fig. 4 viser en detalj ved maskinen illustrert på fig. Fig. 4 shows a detail of the machine illustrated in fig.

og 3. and 3.

Fig. 1 viser en ekstruderingsmaskin 10, idet det skjema-tisk er vist en blokk 12 ekstrudert fra maskinen på et funda-ment og et spor 14. Maskinen er utstyrt med en traktformet innmatningskassé 16 gjennom hvilken betong mates til maskinen 10 og en elektromotor 18 som dreier skruetransportørene 20 og 22. Disse er vist i detalj på fig. 2 og 3. Maskinen 10 er utstyrt med hjul 24 som tillater denne å beveges langs den øvre overflate på sporet 14. Fig. 1 shows an extrusion machine 10, schematically showing a block 12 extruded from the machine on a foundation and a track 14. The machine is equipped with a funnel-shaped infeed cassette 16 through which concrete is fed to the machine 10 and an electric motor 18 which turn the screw conveyors 20 and 22. These are shown in detail in fig. 2 and 3. The machine 10 is equipped with wheels 24 which allow it to be moved along the upper surface of the track 14.

Fig. 2 viser mer detaljert maskinen 10. Roterbare spiral-transportører 20 og 22 som strekker seg i lengderetningen til en form 26. Betong mates gjennom innmatningskassen 16 og maskinen beveger seg fremover etter hvert som transportørene presser betong mot den-allerede støpte betongdel. En innven-dig utsparing er utformet i det ekstruderte element. Ifølge det viste utførelseseksempel har den innvendige utsparing en dybde definert ved sin posisjon ved fremstillingen, større enn dens bredde selv om dette i og for seg ikke er et absolutt krav. Oppfinnelsen tilveiebringer elementer med relativt stor kjerne sammenlignet med. løsninger frembragt ved teknikkens stand. Fig. 2 shows in more detail the machine 10. Rotatable spiral conveyors 20 and 22 which extend in the longitudinal direction of a form 26. Concrete is fed through the infeed box 16 and the machine moves forward as the conveyors press concrete against the already cast concrete part. An internal recess is formed in the extruded element. According to the design example shown, the internal recess has a depth defined by its position during manufacture, greater than its width, although this in itself is not an absolute requirement. The invention provides elements with a relatively large core compared to. solutions produced by the state of the art.

Kjernen kan gjøres stor ved å øke utsparingens høyde eller bredde til en grad som ikke er mulig å oppnå ved løsninger ifølge teknikkens stand * Ifølge foreliggende oppfinnelse er dette oppnådd ved å benytte formingselementer 28, 30 og 32 The core can be made large by increasing the height or width of the recess to a degree that is not possible to achieve with solutions according to the state of the art * According to the present invention, this is achieved by using forming elements 28, 30 and 32

som hver har sin nedre kant på linje med den nedre kant på transportøren, som særlig vist på fig. 2. Det skal imidlertid anføres at det samme resultat kan oppnås om formingselementets nedre kant er under den lavere kant på transportøren, forutsatt at ikke mer enn 10% av den totale høyde på formingselementet er under den nedre kant på transportøren. Elemente-nes senterlinje A i lengderetningen ligger høyere enn senterlinjen B på transportøren, som særlig vist på fig..4, samtidig som et skråplan 34 som vist på fig. 2 og 4 strekker seg oppover fra den- nedstrøms endepå transportørene 20 og 22 som er beliggende Inntil enden på transportøren, inne i formen 26. each of which has its lower edge in line with the lower edge of the conveyor, as particularly shown in fig. 2. However, it must be stated that the same result can be achieved if the lower edge of the forming element is below the lower edge of the conveyor, provided that no more than 10% of the total height of the forming element is below the lower edge of the conveyor. The center line A of the elements in the longitudinal direction is higher than the center line B of the conveyor, as particularly shown in fig..4, at the same time that an inclined plane 34 as shown in fig. 2 and 4 extend upwards from the downstream end of the conveyors 20 and 22 which are situated to the end of the conveyor, inside the mold 26.

Maskinen har -en i og for seg konvensjonell hovedramme 36 bestående av sideelementet 38 og tverrelementer 40. En monteringsramme 42 er montert på sideelementene 38, hvilke strekker seg på tvers av maskinen. Denne monteringsramme 42 kan jus-teres opp og ned ved.hjelp av bolter 44. Hovedrammen 36 er utstyrt med hjul 24 som kan rulle på skinner 14. Det er også nødvendig å forhindre at maskinens nedstrømsende reiser seg opp under stø.peoperas jonen. Hjulene 46 er derfor i inngrep med undersiden på sidene 38 som vist på fig. 2 for å forhindre en mulig løfting av maskinen. Vekter anbragt på den nedstrøms ende av maskinen kan benyttes i stedet. På figurene er.det vist to spiraltransportører 20 og 22 selv om det for en gjen-nomsnitts fagmann vil være åpenbart at en mengde variasjoner av antallet transportører er mulig. Hver transportør er montert med én ende i egnede lagre 48 installert på monterings-rammen 42. Hver transportør er utstyrt med en skovle eller tang 50 festet til eller.som utgjør en integrert enhet med en . hul aksling 52. Som særlig v-ist på fig. 4 har den hule aksling 52 en rett del som strekker seg langs en del av transpor-tøren samt en del som har økende tverrsnitt utover mot tran-sportørens nedstrøms ende. Det skal imidlertid anføres at akslingen kan ha et konstant tverrsnitt. The machine has an intrinsically conventional main frame 36 consisting of the side element 38 and transverse elements 40. A mounting frame 42 is mounted on the side elements 38, which extend across the machine. This mounting frame 42 can be adjusted up and down using bolts 44. The main frame 36 is equipped with wheels 24 which can roll on rails 14. It is also necessary to prevent the downstream end of the machine from rising up during the casting operation. The wheels 46 are therefore in engagement with the underside of the sides 38 as shown in fig. 2 to prevent a possible lifting of the machine. Weights placed on the downstream end of the machine can be used instead. In the figures, two spiral conveyors 20 and 22 are shown, although it will be obvious to an average person skilled in the art that a number of variations in the number of conveyors are possible. Each conveyor is mounted with one end in suitable bearings 48 installed on the mounting frame 42. Each conveyor is equipped with a bucket or tongs 50 attached to or forming an integral unit with a . hollow shaft 52. As particularly shown in fig. 4, the hollow shaft 52 has a straight part which extends along part of the conveyor as well as a part which has an increasing cross-section outwards towards the downstream end of the conveyor. However, it should be stated that the shaft can have a constant cross-section.

Transportøren 20 roterer i lageret 48, idet rotasjonen tilveiebringes av et kjede og e-t tannhjulsarrangement 54 som drives av en elektromotor 18 montert på rammen 42. Den andre transportør 22 kan drives med en separat elektromotor eller om ønskelig, kan den drives av den samme elektromotor 18 via tannhjulsoverføringer 56 og et kjede og tannhjulsarrangement 58 for derved å sikre at de to transportørene 20 og 22 roterer i motsatt retning. The conveyor 20 rotates in the bearing 48, the rotation being provided by a chain and e-t gear arrangement 54 which is driven by an electric motor 18 mounted on the frame 42. The second conveyor 22 can be driven by a separate electric motor or, if desired, it can be driven by the same electric motor 18 via gear transmissions 56 and a chain and gear arrangement 58 to thereby ensure that the two conveyors 20 and 22 rotate in opposite directions.

Formingselementene 28, 30 og 32 er hver montert på en aksling 60 som strekker seg gjennom den hule aksling 52. Det første formingselement 28 med skråflaten 34 er festet til enden på den innvendige aksling. De resterende elementer 30 og 32 er festet til det første element' 28 med skråflate ved hjelp av bolter 62, samt mellomliggende dempningselementer 64. Dette fordi det første element 28 er utstyrt med en vibrator 66 som drives av en elektromotor 68 gjennom den innvendige aksling 70. Vibratoren, som utgjøres av et enkelt eksenter, vil ikke her bli beskrevet i ytterligere detalj da en slik løsning er vel kjent. Det skal også anføres.at en ytterligere vibrator 72 kan være plassert på toppen av maskinen som vist på fig. 2. Heller ikke utformningen av denne vibrator 72 vil bli beskrevet, da denne er av en hvilken som helst kjent type. The forming elements 28, 30 and 32 are each mounted on a shaft 60 which extends through the hollow shaft 52. The first forming element 28 with the inclined surface 34 is attached to the end of the inner shaft. The remaining elements 30 and 32 are attached to the first element 28 with an inclined surface by means of bolts 62, as well as intermediate damping elements 64. This is because the first element 28 is equipped with a vibrator 66 which is driven by an electric motor 68 through the internal shaft 70 The vibrator, which consists of a single eccentric, will not be described in further detail here as such a solution is well known. It should also be noted that a further vibrator 72 can be placed on top of the machine as shown in fig. 2. Nor will the design of this vibrator 72 be described, as this is of any known type.

Bredden på det legeme 12 som skal produseres kan på kjent måte endres ved hjelp av platene 74 montert på motsatte sider The width of the body 12 to be produced can be changed in a known manner by means of the plates 74 mounted on opposite sides

av formen 26. Sideplatene 74 er justerbart montert på ramme-delene 38 ved hjelp av bolter 76. Videre kan dybden på formen 26 varieres ved en øvre plate 78 plassert på toppen av form-ningsseksjonen, hvilken plate på kjent måte er justerbart festet ved hjelp av bolter 80. of the mold 26. The side plates 74 are adjustably mounted on the frame parts 38 by means of bolts 76. Furthermore, the depth of the mold 26 can be varied by an upper plate 78 placed on top of the forming section, which plate is adjustably attached in a known manner by means of of bolts 80.

Som tidligere antydet kan plasseringen av formningselementene i formen kontrolleres ved hjelp av bolter 44. As previously indicated, the position of the forming elements in the mold can be controlled by means of bolts 44.

I operasjon mates betong gjennom matningstrakten 16 til spiraltransportørene 20 og 22. Betong presses over og rundt formingselementene 28, 30 og 32 i formen 26 ved hjelp av skrue-transportører. Maskinen bringes til å beveges forover ved ""■<i>elp av reaksjonskraften fra den ennå formbare betong mot de formede overflater innen formelementet, idet maskinen beveges på hjulene 24 og avleverer de formede elementene 12 som vist på fig. 1. På grunn av den betong som benyttes, herdner pro-duktet ekstremt raskt og er i realiteten selvbærende allerede ved formingen. Vibratoren 66 i det første formingselementet 28 sikrer at betong strømmer jevnt rundt formningselementene. In operation, concrete is fed through the feed hopper 16 to the spiral conveyors 20 and 22. Concrete is pressed over and around the forming elements 28, 30 and 32 in the mold 26 by means of screw conveyors. The machine is moved forward by the reaction force from the still moldable concrete against the shaped surfaces within the mold element, the machine being moved on the wheels 24 and delivering the shaped elements 12 as shown in fig. 1. Because of the concrete that is used, the product hardens extremely quickly and is in reality self-supporting already when it is formed. The vibrator 66 in the first forming element 28 ensures that concrete flows evenly around the forming elements.

En særlig fremtredende egenskap ved foreliggende oppfinnelse er at de fremstilte komponenter har relativt store kjerner. For eksempel kan det fremstilles komponenter hvor kjernen har en vesentlig dybde sammenlignet med dybden til komponenten. Dette er gjort mulig ved å ha senterlinjen B for skru-ene lavere enn senterlinjen A for formen, videre ved å benytte skråflaten 34 på toppen av det første formingselement 28 og ved fraværet av vesentlige skråflater på undersiden av formingselementet. Det er også ønskelig at det ikke er noen skråflater på de lavere hjørner eller sider av formingselementet under lengdeaksen på skruen som vist på fig. 4. Det skal imidlertid anføres at en liten skråflate kan tillates forutsatt at denne ikke har stor lengde eller dybde og at den ikke oversti-. ger 25% av formingselementets lengde. A particularly prominent feature of the present invention is that the manufactured components have relatively large cores. For example, components can be produced where the core has a significant depth compared to the depth of the component. This is made possible by having the center line B for the screws lower than the center line A for the form, further by using the inclined surface 34 on top of the first forming element 28 and by the absence of significant inclined surfaces on the underside of the forming element. It is also desirable that there are no inclined surfaces on the lower corners or sides of the forming element below the longitudinal axis of the screw as shown in fig. 4. It must, however, be stated that a small inclined surface can be permitted provided that this does not have a great length or depth and that it does not exceed gives 25% of the length of the forming element.

Claims (1)

Maskin (10) for ekstrusjonspressing av avlange eller langstrakte gjenstander (12) av betongmateriale og med gjennomgående hulrom, av den art som omfatter en form (26), én eller flere roterbare skruestransportører (20, 22) samt ett eller flere i formen anordnede ikke-roterbare kjerneelementer (28) som er anordnet i umiddelbar fortsettelse av skruetransportørenes nedstrømsparti (i forhold til betongmaterialets flyteretning) for dannelse av et kontinuerlig hulrom i den gjenstand som fremstilles, hvor hvert kjerneelement eller kjerneelementene omfatter flere etter hverandre anordnede sammenkoblede kjernesegmenter (28, 30, 32), eventuelt med mellomliggende vibrasjonsdempere (64), hvilken maskin er innrettet til å bevege seg som følge av reaksjonskraften fra den ferdigformede betong i retning motsatt til fremstillingsretningen, karakterisert ved at formens (26) indre og kjerneelementet (28) har aksesymmetrisk tverrsnitt, at kjerneelementets langsgående symmetriakse (A) strekker seg i større avstand fra formens bunn enn skruetranspor-tørens (20) dreieakse (B), og at en skråflate (34) strekker seg fra skruetransportørens (20) nedstrømsende oppover i nedstrøms-retningen frem til kjerneelementets (28) toppflate.Machine (10) for extrusion pressing of oblong or elongated objects (12) of concrete material and with continuous cavities, of the kind that comprises a mold (26), one or more rotatable screw conveyors (20, 22) as well as one or more in the mold arranged not -rotatable core elements (28) which are arranged in immediate continuation of the downstream part of the screw conveyors (in relation to the direction of flow of the concrete material) to form a continuous cavity in the object being produced, where each core element or core elements comprise several interconnected core segments (28, 30) , 32), optionally with intermediate vibration dampers (64), which machine is arranged to move as a result of the reaction force from the pre-formed concrete in a direction opposite to the direction of production, characterized in that the interior of the mold (26) and the core element (28) have an axisymmetric cross-section , that the core element's longitudinal axis of symmetry (A) extends in greater distance from the bottom of the mold than the axis of rotation (B) of the screw conveyor (20), and that an inclined surface (34) extends from the downstream end of the screw conveyor (20) upwards in the downstream direction to the top surface of the core element (28).