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Title:
DEVICE FOR PRODUCING MOLDED CONCRETE BLOCKS, AND METHOD FOR PRODUCING MOLDED CONCRETE BLOCKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/208857
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for producing molded concrete blocks, comprising • a mold lower part (5) in which at least one mold cavity (11) is formed and • a mold upper part (19) comprising at least one pressure piece (21) with a lower face (31) facing the mold cavity (11), an upper face (33) facing away from the mold cavity (11), and lateral surfaces (35), wherein the pressure piece (21) has a plurality of fluid openings (43) on the lower face (31) and/or on the lateral surfaces (35) and is designed to engage into the mold cavity (11) such that when the pressure piece (21) is engaged, a fluid can be introduced into the mold cavity (11) from the plurality of fluid openings (43) and/or when the pressure piece (21) is engaged, a fluid can be discharged out of the mold cavity (21) from the plurality of fluid openings (43).

Inventors:
STICHEL HOLGER (DE)
JACOB JONAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/060685
Publication Date:
November 02, 2023
Filing Date:
April 24, 2023
Export Citation:
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Assignee:
KOBRA FORMEN GMBH (DE)
International Classes:
B28B7/00; B28B3/02; B28B7/38; B28B7/44; B28B7/46; B28B11/08; B28B13/06
Foreign References:
JPS58122807A1983-07-21
JP2004167921A2004-06-17
JPH11147215A1999-06-02
DE60120074T22006-12-07
ES2253992B12007-10-01
CN113547612A2021-10-26
DE102007030324A12008-01-03
EP1281494A22003-02-05
Attorney, Agent or Firm:
BAUR & WEBER PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen mit

- einem Formunterteil (5), in dem zumindest ein Formnest (11 ) ausgebildet ist, und

- einem Formoberteil (19) umfassend zumindest ein Druckstück (21 ) mit einer dem Formnest (11 ) zugewandten Unterseite (31 ) und einer vom Formnest (11 ) abgewandten Oberseite (33) sowie Seitenflächen (35), wobei das Druckstück (21 ) derart absenkbar ist, dass es ins Formnest (11 ) eingreift, und wobei das Druckstück (21 ) eine Mehrzahl von Fluidöffnungen (43) an der Unterseite (31 ) und/oder an den Seitenflächen (35) aufweist und wobei ein Fluid aus der Mehrzahl von Fluidöffnungen (43) leitbar ist oder in die Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) ableitbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei bei abgesenktem Druckstück (21 ) das Fluid aus der Mehrzahl von Fluidöffnungen (43) in das Formnest (11) leitbar ist oder bei abgesenktem Druckstück (21 ) das Fluid von der Mehrzahl von Fluidöffnungen (43) aus dem Formnest (11 ) ableitbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Formoberteil (19) zumindest ein Fluidreservoir (37) im Druckstück (21 ) umfasst, das einen Fluidanschluss (39) an der Oberseite (33) des Druckstücks (21 ) umfasst, und wobei sich zu dem Fluidreservoir (37) die Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) erstrecken.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidöffnungen (43) als Löcher in der Unterseite (31 ) und/oder in den Seitenflächen (35) ausgebildet sind. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidöffnungen (43) rasterförmig oder unregelmäßig an der Unterseite (31 ) des Druckstücks (21 ) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidöffnungen (43) rund oder ellipsenförmig oder rechteckförmig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine porösen Schicht (49) die Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) ausbildet.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, das Fluid getaktet aus der Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) zu leiten oder aus dem Formnest (11 ) in die Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) abzuleiten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, die ausgebildet ist, das Fluid über den Fluidanschluss (39) in das Druckstück (21 ) zu leiten oder über den Fluidanschluss (39) aus dem Druckstück (21 ) zu saugen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, Druckluft, Farbe, Betongemengezusatz oder Schmiermittel aus der Mehrzahl der Fluidöffnungen (43) zu leiten oder ausgebildet ist, Flüssigkeit aus dem Formnest (21 ) abzuleiten.

11 . Verfahren zur Herstellung eines Betonformsteins umfassend:

- Füllen eines Formnests (11 ) mit einem Betongemenge, - Verdichten des Betongemenges durch ein Druckstück (21 ), das abgesenkt wird, in das Formnest (11 ) eingreift und auf das Betongemenge drückt,

- Leiten eines Fluid aus Fluidöffnungen (43) im Druckstück (21 ) auf das Betongemenge oder Ableiten eines Fluid aus dem Betongemenge in Fluidöffnungen (43) im Druckstück (21 ), und

- Abheben des Druckstücks (21 ) vom verdichteten Betongemenge.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei beim Leiten oder Ableiten des Fluids das Betongemenge im Formnest (11 ) ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Fluid das Betongemenge färbt oder dessen Oberseitenbeschaffenheit verändert oder dessen chemische oder physikalische Eigenschaft verändert.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Fluid als Schmiermittel zwischen seitliche Formnestwände und Seitenflächen (35) des Druckstücks (21 ) geleitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei Druckluft zwischen das Druckstück (21 ) und das Betongemenge geleitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei Flüssigkeit aus dem Betongemenge abgesaugt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Fluid getaktet aus den Fluidöffnungen (43) geleitet wird oder in die Fluidöffnungen (43) abgeleitet wird.

Description:
VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON BETONFORMSTEINEN UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON BETONFORMSTEINEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Formunterteil und einem Formoberteil 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 das 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 können. Druckstücke werden auch als Druckplatten bezeichnet. Mittels der Vorrichtung wird das Betongemenge durch die eingreifenden Druckstücke verdichtet, um einen oder mehrere Betonformsteine zu formen.

Die bei der Fertigung verwendeten Druckstücke dienen als Stempelplatten, um die Oberfläche der Betonformsteine auszubilden. Konventionellerweise ist das Druckstück ein zugeschnittenes und auf Maß gebrachtes Formblech. Der Oberflächenspiegel des Druckstücks, der auf dem Betongemenge aufliegt, kann gefräst sein und beispielsweise glatt oder mit dreidimensionalen Konturen oder Bossierungen ausgebildet sein.

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 Beton- formsteine 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 des Druckstücks 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 mit einem Kernbeton und einem darauf aufgebrachten Vorsatzbeton aus. Nach dem Füllen 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, produktabhängige, 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. Bei der beschriebenen bespielhaften Fertigung werden die Eigenschaften des entschalten Steins über das eingefüllte Betongemenge und den Verdichtungsprozess bestimmt.

Probleme bei der Fertigung können von einem Festsaugen des Druckstücks auf dem verdichteten Betongemenge während des Entschalens herrühren. Beim Abheben des Druckstücks von der Steinoberfläche kann es aufgrund von Unterdrück zur Beschädigung der Steinoberfläche kommen, indem Bereiche der Oberfläche mit dem abhebenden Druckstück ausgerissen werden. Die Gefahr von Oberflächenbeschädigungen kann durch langsames Anheben des Druckstücks reduziert werden, was einerseits den Unterdrück reduziert aber andererseits auch die Fertigungsgeschwindigkeit. Darüber hinaus sind beim oben beschriebenen Fertigungsprozess die Möglichkeiten begrenzt, spezielle Eigenschaften der Steine, beispielsweise Farbe, Farbverlauf, chemische Eigenschaften, über den Füllprozess einzustellen oder gar während des Fertigungsprozesses zu variieren, da mit jedem Fertigungstakt gleiche Steine gefertigt werden. Auch die Feuchtewerte des Vorsatzbetons sind auf einen engen Bereich begrenzt, da überschüssiges Wasser nicht aus dem Formnest und von der Steinoberfläche entweichen kann.

Die CN 1 13 547 612 A zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Ziegeln. Bei der Ziegelherstellung werden Materialien in einem Formhohlraum verteilt, um einen Formling zu bilden, ein Presskopf wird in dem Formhohlraum nach unten gedrückt, um den Formling zu verdichten und zu pressen, und Wasser wird abgepumpt.

Die DE 10 2007 030 324 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Zementerzeugnissen, insbesondere Fliesen, umfassend eine Form und einen Andrücker mit Presskopf sowie Entwässerungseinrichtungen im Presskopf.

Die EP 1 281 494 A2 zeigt eine Vorrichtung, um Pulver zu pressen, wie sie für die Herstellung von Keramikfliesen verwendet wird. Durch einen Stempel, dessen Oberfläche poröses Material aufweist, kann das Pulver beim Zusammenpressen entlüftet werden.

Die E 88 09 498 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen einer Betonschicht. Die Pressplatte ist aus einem elastisch verformbaren Material, um ihr Ablösen zu erleichtern.

Es stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Lösung obiger Probleme anzugeben. Zur Lösung der Aufgabe ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen vorgesehen. Sie umfasst ein Formunterteil, in dem zumindest ein Formnest ausgebildet ist, und ein Formoberteil umfassend zumindest ein Druckstück mit einer dem Formnest zugewandten Unterseite und einer vom Formnest abgewandten Oberseite sowie Seitenflächen. Das Druckstück ist derart absenkbar, dass es ins Formnest eingreift. Das Druckstück weist eine Mehrzahl von Fluidöffnungen an der Unterseite und/oder an den Seitenflächen auf, wobei ein Fluid aus der Mehrzahl von Fluidöffnungen leitbar ist und/oder ein Fluid in die Mehrzahl der Fluidöffnungen ableitbar ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines Betonformsteins umfasst folgende Schritte: Füllen eines Formnests mit einem Betongemenge; Verdichten des Betongemenges durch ein Druckstück, das abgesenkt wird, in das Formnest eingreift und auf das Betongemenge drückt; Leiten eines Fluid aus Fluidöffnungen im Druckstück auf das Betongemenge oder Ableiten eines Fluid aus dem Betongemenge in Fluidöffnungen im Druckstück; Abheben des Druckstücks vom verdichteten Betongemenge.

Das Druckstück, das zum Verdichten des Betongemenges ins Formnest, auch als Formkammer bezeichnet, abgesenkt wird und in dieses eingreift, wird um eine Funktion erweitert: Es leitet ein Fluid, das heißt eine Flüssigkeit oder ein Gas, auf das Betongemenge oder daraus ab. Das aus der Mehrzahl der Fluidöffnungen geleitete beziehungsweise in die Mehrzahl der Fluidöffnungen abgeleitete Fluid wird bei abgesenktem und auf dem Betongemenge aufliegendem Druckstück aus den Fluidöffnungen abgegeben beziehungsweise in diese gesaugt. Einleiten und Ableiten erfolgt vorteilhafterweise mit dem Beginn, während oder am Ende des Verdichtungsschritts, wenn das Betongemenge im Formnest ist, und vor dem Entformen oder Entschalen, das heißt dem Lösen des zu Steinen verdichteten Betongemenges aus der Form. Alternativ kann das Fluid auch vor oder mit dem Abheben des Druckstücks auf das zum bereits entschalten Stein verdichtete Betongemenge geleitet werden.

Das durch die Fluidöffnungen an der Unterseite des Druckstücks geleitete Fluid wird auf die Oberfläche des Betongemenges geleitet, auf dem das Druckstück aufliegt. Auf diese Weise ergibt sich weiterer Gestaltungsraum für den Betonformstein, der über den konventionellen Verdichtungsprozess und die Auswahl des Betongemenges hinaus geht. Vorteilhafterweise kann so der Betonformstein eingefärbt werden oder andere Eigenschaften des Betonformsteins können verändert werden, sodass der Betonstein mit zusätzlichen Funktionen versehen werden kann. Beispielsweise kann während des Formungs- und/oder Entschalungsprozesses eine Imprägnierung, die mit einer hydrophoben Oberfläche einhergeht, oder ein Leuchtmittel aufgetragen werden. In einer Ausführung ist die Vorrichtung ausgebildet, Farben oder flüssige Betongemengezusätze, um insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit des Stein zu verändern, einzuleiten. Das Einleiten des Fluids bietet zudem den Vorteil, während des Fertigungsprozess die Gestaltung und/oder Eigenschaften der Steine durch Variation der Einleitung zu variieren, ohne dass eine Umrüstung der Vorrichtung erforderlich wäre. Mit anderen Wort: Das Steindesign kann hinsichtlich Farbe, Farbverlauf oder Oberflächenfeinstruktur nach jedem Takt geändert werden. Es ergibt sich eine höhere Steinproduktvielfalt trotz Verwendung desselben Formwerkzeugs und desselben Betongemenges. Dies bedeutet natürlich auch eine höhere Flexibilität.

Das Fluid ist eine Flüssigkeit oder ein Gas. Durch das Einleiten eines Gases, beispielsweise Druckluft, zwischen Druckstück und dem geformten Stein beim Abheben des Druckstücks wird das Risiko von Oberflächenbeschädigungen des Steins reduziert, und die Geschwindigkeit des abhebenden Druckstücks kann erhöht werden. Das Beaufschlagen mit Druckluft ist eine Hilfe beim Ent- schalen, denn es erlaubt besseres und schnelleres Entformen, ermöglicht eine erhöhte Produktqualität und schnellere Taktzeiten.

Bei den oben beschriebenen Ausführungen erfolgt das Einleiten oder Ableiten des Fluid üblicherweise durch die Fluidöffnungen an der Unterseite. Durch alternativ oder zusätzlich vorgesehene Fluidöffnungen an den Seitenflächen kann zwischen das Druckstück und die Formnestwand eingeleitetes Fluid eine Reduktion der Reibung beim Verdichtungsschritt erzielen. Das Fluid an den Druckstückflanken ist in diesem Fall ein Schmiermittel oder Schmieröl und bewirkt eine Verschleißminimierung zwischen dem Druckstück und den Formnes- twänden. Druckluft aus den Fluidöffnungen an den Seitenflächen kann das Ablösen der Druckstücke bei noch nicht entschalten Steinen erleichtern.

Durch das eingreifende Druckstück kann das Fluid aus dem Betongemenge in die Fluidöffnungen abgeleitet wird, sodass die Feuchtigkeit des Betongemenges im Formnest reduziert und insbesondere Flüssigkeit auf der Oberfläche abgesaugt werden kann. Dadurch kann ein feuchteres, und damit leichter einfüllbares Betongemenge, insbesondere Vorsatzbeton, verwendet werden, dem durch das Druckstück nach dem Einfüllen Feuchtigkeit entzogen wird.

Die oben beschriebenen Vorteile gehen auch mit höheren Taktzahlen und Standzeiten einher.

In einer Ausführung umfasst das Formoberteil zumindest ein Fluidreservoir im Druckstück, das einen Fluidanschluss an der Oberseite des Druckstücks umfasst. Die Mehrzahl der Fluidöffnungen erstrecken sich zu dem Fluidreservoir, sodass das Fluid aus dem Fluidreservoir durch die Fluidöffnungen geleitetet werden kann und umgekehrt. Über den Fluidanschluss erfolgt die Versorgung des Druckstücks mit dem Fluid beziehungsweise dessen Abtransport. Das Fluidreservoir verteilt das Fluid zu den Fluidöffnungen beziehungsweise sammelt das angesaugte Fluid vor dem Abtransport über den Fluidanschluss. Zusätzlich wird durch das hohle Fluidreservoir das Gewicht des Druckstücks reduziert.

Die Fluidöffnungen können als Löcher in der Unterseite und/oder den Seitenflächen ausgebildet sind. Die Löcher können sich gerade vom Reservoir zur Unterseite beziehungsweise zu den Seitenflächen erstrecken. Wegen ihres üblicherweise geringen Durchmessers können sie auch als „Porenkanäle“ bezeichnet werden. Die Fluidöffnungen sind rasterförmig, das heißt in einem regelmäßigen Muster, oder unregelmäßig an der Unterseite des Druckstücks angeordnet. Auch an den Seitenflächen kann die Anordnung regelmäßig oder unregelmäßig sein. Es gibt mehrere Freiheitsgrade bei der Gestaltung der Fluidöffnungen. Sie können beispielsweise rund oder ellipsenförmig oder rechteckförmig ausgebildet sein.

Alternativ kann eine poröse Schicht die Mehrzahl der Fluidöffnungen ausbilden. Die poröse Schicht weist kleine Hohlräume, die wie bei einem Schwamm miteinander in Verbindung stehen, auf, durch die das Fluid strömen kann. Solch eine poröse Schicht kann in einer Ausführung durch miteinander verbundene Partikel, zwischen denen sich die Hohlräume für das durchströmende Fluid erstrecken, ausgebildet werden.

Die oben beschriebenen Ausführungen von Druckstücken können additiv, beispielsweise durch 3-D-Druck, hergestellt werden. Dies ermöglicht eine freiere Gestaltung der Druckstückgeometrie als bei konventioneller Fertigung. Auf diese Weise kann auch eine hohle Stützstruktur in die Druckstücke eingebracht werden, und ihre Druckoberfläche kann löcherig oder porös ausgestaltet werden.

In einer Ausführung ist die Vorrichtung ausgebildet, das Fluid getaktet aus der Mehrzahl der Fluidöffnungen, insbesondere in das Formnest, zu leiten oder aus dem Formnest in die Mehrzahl der Fluidöffnungen abzuleiten, sodass das Leiten beziehungsweise Ableiten nur erfolgt, wenn das Druckstück auf dem Betongemenge abgesenkt ist und vorteilhafterweise in das Formnest eingreift. Durch den getakteten Betrieb wird das Fluid takt- beziehungsweise zeitabhängig auf das Betongemenge geleitet beziehungsweise aus dem Betongemenge im Formnest abgeleitet, wenn das Druckstück abgesenkt ist und auf dem Betongemenge aufliegt.

Beim Verfahren zur Herstellung eines Betonformteils erfolgt die Einleitung oder Ableitung des Fluids, wenn das Druckstück auf dem Betongemenge aufliegt.

Vorteilhafterweise erfolgt dieser Schritt getaktet während der Phase, in der das Druckstück auf dem Betongemenge aufliegt. Vorteilhafterweise ist das Betongemenge bei diesem Schritt im Formnest, sodass der Schritt in Zusammenhang mit dem Verdichten erfolgen kann.

In einer Ausführung kann das Fluid auf das Betongemenge geleitet werden, um das Betongemenge zu färben und/oder dessen Oberseitenbeschaffenheit zu verändern. Dieser Schritt kann mehrfach durchgeführt werden, sodass nacheinander verschiedene Fluide eingeleitet werden. Auch eine räumliche Differenzierung ist möglich, sodass ein Fluid auf einen oder mehrere Bereiche auf der Oberfläche des Betongemenges geleitet wird und ein weiteres Fluid auf einen anderen oder mehrere andere Bereiche auf der Oberfläche des Betongemenges geleitet wird.

In einer alternativen Ausführung wird das Fluid als Schmiermittel zwischen seitliche Formnestwände und Seitenflächen, die sich zwischen Ober- und Unterseite erstrecken, des Druckstücks eingeleitet. In einer Ausführung wird sowohl ein Fluid in das Betongemenge geleitet als auch ein weiteres Fluid als Schmiermittel zwischen die seitlichen Formnestwände und das Druckstück. In einer Ausführung wird beim Abheben Druckluft zwischen das Druckstück und das Betongemenge eingeleitet, um so den Ablösevorgang des Druckstücks vom Stein zu unterstützen und ein Aufreißen der Oberfläche zu verhindern.

In einer Ausführung wird Flüssigkeit aus dem Betongemenge abgesaugt, um so den Feuchtigkeitsgrad des Betongemenge zu reduzieren und auf der Oberfläche stehende Flüssigkeit zu entfernen.

Natürlich können beim Verfahren auch verschiedene Einleitungs- oder Ableitungsschritte kombiniert werden und das Druckstück kann so ausgebildet sein, dass verschiedene Fluide mit demselben Druckstück ein- oder abgeleitet werden. Solch ein Druckstück kann ein oder mehrere Fluidreservoirs haben. Beispielsweise kann zunächst Flüssigkeit aus dem Betongemenge gesaugt werden und anschließend eine Farbe und dann eine Imprägnierung aufgebracht werden. Ein weiteres Beispiel sieht vor, zunächst Farben aufzubringen und dann Druckluft zwischen Stein und Druckstück zu pressen.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Druckstücks in einer schematischen Schnittansicht,

Figur 3 das Ausführungsbeispiel eines Druckstücks von untern,

Figur 4 einen Bereich eines Ausführungsbeispiels eines Druckstücks von unten, Figur 5 einen Bereich eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckstücks von unten,

Figur 6 einen Bereich eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Druckstücks von unten,

Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks in einer schematischen Schnittansicht, und

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks in einer schematischen Schnittansicht.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Betonformsteinen erläutert.

Die Vorrichtung ist in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt und 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 . An zwei gegenüberliegenden Seiten weist der Rahmen 9 Haltestreben 13 auf, die eine Verbindung zwischen dem Rahmen 9 und jeweils einer Aufnahme 15 schaffen. Die Haltestreben 13 können in einem Ausführungsbeispiel auch Teil der Aufnahmen 15 sein. Die beiden Aufnahmen 15 sind an vier Führungssäulen 17 angeordnet, die auf fachübliche Weise im Bereich der Ecken des Formunterteils 5 angeordnet sind und den Bereich außerhalb des Rütteltischs 1 umgeben. Gegenüberliegend zu den Nestern 11 ist das Formoberteil 19 angeordnet, das mehrere plattenförmige Druckstücke 21 aufweist, die in ihren Abmessungen in etwa den Aussparungen der Formnester 11 entsprechen. Die Druckstücke 21 werden über Druckstempel 23 mit einer Auflasteinrichtung 25 verbunden, die wiederum auf der dem Formoberteil 19 abgewandten Seite mit einer Bärplatte 27 in Verbindung steht, welche an den Führungssäulen 17 geführt ist und über einen Stempel 29 mit einer hydraulischen Presse betätigbar ist.

Bei der Betonsteinfertigung werden die Formnester 11 mit einem Betongemenge gefüllt. Durch Eintauchen der Druckstücke 21 wird das Betongemenge verdichtet und erneutes Einfüllen ergibt ein geschichtetes Betongemenge. Nach dem Füllen erfolgt das Hauptverdichten des geschichteten Betongemenges. Dabei tauchen die Druckstücke 21 in die Formnester 11 , und das Betongemenge wird mit Hilfe von Druck von oben und Schockvibration des sich bewegenden Rütteltisches 1 verdichtet und so zu Steinen geformt. Anschließend wird die Form zum Entschalen der Steinlage angehoben. Dann werden die Druckstücke 21 von den Steinen abgehoben.

Die Druckstücke 21 sind derart ausgebildet, dass sie ein Fluid, das heißt eine Flüssigkeit oder ein Gas, in die Formnester 11 einleiten oder daraus ausleiten können.

Figur 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Druckstücks 21 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Das Druckstück 21 , auch als Druckplatte bezeichnet, weist Merkmale in übereinander angeordnete Lagen mit unterschiedlicher Funktionalität auf. Das Druckstück 21 umfasst eine dem Formnest 11 (in Figur 2 nicht dargestellt) zugewandte Unterseite 31 und eine gegenüberliegende Oberseite 33 sowie randseitige um laufende Seitenflächen 35 dazwischen. Im Innern des Druckstücks 21 ist ein Fluidreservoir 37 angeordnet, zu dem sich zumindest ein Fluidanschluss 39 auf der Oberseite 33 erstreckt. Das Fluidreservoir 37 ist als Hohlraum im Inneren des Druckstücks 21 ausgebildet. Optional können Stützstrukturen 47 vorgesehen sein, beispielsweise Streben an den Reservoirwänden und/oder säulenförmige Stützen im Reservoirinneren. Auch eine Wabenstruktur ist denkbar. Die Stützstrukturen 47 sind in Figur 2 gestrichelt dargestellt. Optional sind Strukturen vorgesehen, die die Verteilung des Fluids im Fluidreservoir 37 unterstützen. Das Fluidreservoir 37 im Druckstück 21 ist eine Lage zur Stabilisierung und Fluidverteilung.

Die Oberseite 33 ist die Montageseite des Druckstückes 21 , an dem sie am Druckstempel 23 (in Figur 2 nicht dargestellt) befestigt wird. Sie kann Gewinde und Bohrungen als Befestigungsmittel 41 aufweisen, um sie beispielsweise durch Schraubverbindungen am Druckstempel 23 zu befestigen. Der Fluidanschluss 39 kann als Durchgangsbohrung zum Fluidreservoir 37 ausgebildet sein. Über den Fluidanschluss 39 kann ein Fluid in das Fluidreservoir 37 eingeleitet oder daraus abgesaugt werden. Über die Montageseite, auch als Anschraubseite bezeichnet, erfolgt die Versorgung des Fluidreservoirs 37 mit Fluiden beziehungsweise deren Entfernung aus dem Fluidreservoir 37, beispielweise durch eine Pump- beziehungsweise Saugvorrichtung (in Figur 2 nicht dargestellt), die Bestandteil der Vorrichtung sein kann. Die Montageseite ist eine Lage zum Fixieren und Fluidzuführen und/oder -abführen.

Die Unterseite 31 ist der Spiegel des Druckstücks 21 , mit dem auf das Betongemenge im Formnest 11 gedrückt wird. Sie weist in diesem Ausführungsbeispiel eine umlaufende Fase 45 auf. Die Unterseite ist eine die Steinoberfläche ausbildenden Lage. Eine Mehrzahl von Fluidöffnungen 43 an der Unterseite 31 erstrecken sich bis zum Fluidreservoir 37. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Fluidöffnungen 43 regelmäßig angeordnet. Die löcherige Schicht zwischen Fluidreservoir 37 und Unterseite 31 hat Löcher mit geringem Durchmesser, die auch als Porenkanäle bezeichnet werden können. Die Schicht mit den als Löchern ausgebildeten Fluidöffnungen 43 kann beispielsweise eine Dicke von ungefähr 9 mm aufweisen. Über- oder Unterdrück, insbesondere durch das eingeleitete beziehungsweise abgesaugte Fluid, am Fluidanschluss 39 bewirken ein Austreten des Fluids aus den Fluidöffnungen 43 beziehungsweise ein Einsaugen des Fluids aus dem Formnest 11 in die Fluidöffnungen 43. Die löcherige, durchlässige Schicht mit den Fluidöffnungen 43 ist eine Funktionslage, mittels der das Fluid in die Formnester 11 einleitet oder daraus abgeleitet wird.

Im Betrieb wird das Fluid durch den als Durchgangsbohrung ausgebildeten Fluidanschluss 39 gefüllt, verteilt sich im Fluidreservoir 37 mit seiner Füll- und Stützstruktur, wird durch die Fluidöffnungen 43 zur als Spiegelseite dienenden Unterseite 31 gefördert und tritt aus den Fluidöffnungen 43 aus. Alternativ kann im Betrieb das Einsaugen des Fluids durch die Fluidöffnungen 43 erfolgen. Die Zuführung und Abführung des Fluids in das Fluidreservoir 37 erfolgt beispielsweise durch eine Pump- beziehungsweise Absaugvorrichtung, die vorteilhafterweise Teil der Vorrichtung ist.

Figur 3 zeigt die Unterseite 31 des Druckstücks 21 aus Figur 2. Sie ist die Spiegelseite, die auf dem Betongemenge aufliegt. Die Fluidöffnungen 43 sind rasterförmig, das heißt in einem regelmäßigen Muster, an der Unterseite 31 angeordnet und erstrecken sich bis zur Fase 45. In einer alternativen Ausführung können sie auch von der Fase 45 weiter als von anderen Fluidöffnungen 43 beab- standet sein. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Anordnung der Fluidöffnungen 43 auf der glatten Spiegelfläche in einem Rechteckmuster als regelmäßig angeordneter Struktur. Bei einer größeren Anzahl von Fluidöffnungen 43 wären die Abstände zwischen den Fluidöffnungen 43 geringer. Bei einer gehn- geren Anzahl von Fluidöffnungen 43 wären die Abstände der Fluidöffnungen 43 größer. Die Anordnung der Fluidöffnungen 43 kann vom verwendeten Fluid, insbesondere ob es eine Flüssigkeit oder ein Gas ist, abhängen und ist an benutzerspezifische Anforderungen anpassbar.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Fluidöffnungen 43 statt im regelmäßigen Muster unregelmäßig, einer zufälligen Verteilung gleich oder ähnlich, an der Unterseite 31 angeordnet sein.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen einen Ausschnitt der Unterseiten 31 , das heißt Spiegelseiten, verschiedener Ausführungsbeispiele eines Druckstücks 21 , die sich hinsichtlich der Fluidöffnungsform, insbesondere deren Bohrquerschnitt, unterscheiden. Figur 4 zeigt Fluidöffnungen 43 mit rechteckförmiger Kontur. Figur 5 zeigt Fluidöffnungen 43 mit runder Kontur. Figur 6 zeigt Fluidöffnungen 43 mit ellipsenförmiger Kontur.

Figur 7 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks 21 in einer Schnittdarstellung.

Das Druckstück 21 weist mehr als ein Fluidreservoir 37 mit einem Fluidanschluss 39 an der Oberseite 33 auf. Eine Mehrzahl von Fluidöffnungen 43 an der Unterseite 31 erstreckt sich zu den Fluidreservoirs 37. Die Fluidöffnungen 43 sind in einer porösen Schicht 49 an der Unterseite 31 ausgebildet. Die poröse Schicht 49 weist kleine Hohlräume, die wie bei einem Schwamm miteinander in Verbindung stehen, auf, durch die das Fluid strömen kann. Solch eine poröse Schicht 49 kann auch durch miteinander verbundene Partikel, zwischen denen sich die Hohlräume erstrecken, ausgebildet werden. Sie kann beispielsweise durch Sintern ausgebildet werden. Durch das Vorsehen mehrerer Fluidreservoirs 37 können räumlich differenziert verschiedene Fluide in das Betongemenge eingebracht werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind ausgebildet, dass während des Produktionsprozess ein Fluid über die Fluidöffnungen 43 abgegeben oder aufgenommen wird.

Beim Herstellen eines Betonformsteins wird das Formnest 11 mit einem Betongemenge gefüllt. Das Betongemenge wird durch das abgesenkte Druckstück 21 , das in das Formnest 11 eingreift und auf das Betongemenge drückt, verdichtet. Optional kann nochmals ein Betongemenge als Vorsatzbeton eingefüllt werden. Das Betongemenge wird durch das Druckstück 21 , das in das Formnest 11 eingreift und auf das Betongemenge drückt, verdichtet. Das Verdichten wird durch Rütteln unterstützt. Dann erfolgt Entschalen und Abheben des Druckstücks 21 vom verdichteten Betongemenge, das den Stein formt. Bei der Herstellung des Betonformsteins wird beim eingreifenden Druckstück 21 ein Fluid aus Fluidöffnungen 43 im Druckstück 21 ins Formnest 11 geleitet und/oder bei eingreifendem Druckstück 21 ein Fluid aus dem Betongemenge in die Fluidöffnungen 43 abgeleitet. Das Einleiten kann auch beim bereits ent- schalten Stein durch das noch aufliegende Druckstück 21 erfolgen.

Die Fluideinleitung oder -ableitung in beziehungsweise aus dem Formnest 11 erfolgt zeitabhängig in getakteter Weise, sodass sie vorteilhafterweise erfolgt, wenn das Druckstück 21 ins Formnest eingreift und auf dem Betongemenge aufliegt, damit die Fluideinleitung oder -ableitung auf beziehungsweise aus dem Betongemenge erfolgt.

Beim Verdichten kann vorteilhafterweise ein flüssiges Fluid auf die Oberfläche des Betongemenges aufgebracht werden. Solch ein Fluid kann ein Farbstoff, ein Betongemengezusatz zur Ausbildung einer funktionalen Oberfläche, beispielsweise einer Imprägnierung, oder anderes sein.

Das Einleiten von Farben ermöglich die Fertigung von Steinen in kontrastreicheren Farben. Die Oberfläche der Steine kann vollflächig uni oder im Farbmix, auch als Colormix bezeichnet, eingefärbt werden. Letzteres kann erreicht werden, wenn verschiedene Farben nacheinander eingeleitet werden. Bei einem Druckstück 21 mit mehreren Fluidreservoirs 37, die jeweils nur mit einem Teil der Fluidöffnungen 43 verbunden sind, kann das Fluid räumlich differenziert auf das Betongemenge aufgebracht werden, sodass beispielsweise eine Farbe nur bereichsweise auf der Steinoberfläche aufgebracht wird oder verschiedene Farben auf verschiedenen Bereichen aufgebracht werden. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls Steine im Farbmix fertigen. Die Farben können individuell positioniert werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Positionierung von Farbtupfern auf der Steinoberfläche zufällig erfolgen, indem bei der Fertigung Farbzusammensetzung und/oder Farbmenge in dem oder den Fluidreservoirs 37 bei der Fertigung variiert werden.

Die Verwendung eines Druckstücks 21 zum Einbringen von einem oder mehreren Fluiden bietet dem Benutzer eine höhere Flexibilität und eine höhere Produktvielfalt an Steinen, die mit demselben Formwerkzeug und derselben Betongemengemischung hergestellt werden. Das Steindesign ist in einfacherweise durch die Wahl des Fluids sogar in jedem Fertigungstakt veränderbar, insbesondere hinsichtlich Farbe, Farbverlauf und Oberflächenfeinstruktur. Dies reduziert den Zeitaufwand für die Fertigung verschiedener Steindesigns, da ein zeitaufwändiges Umrüsten der Vorrichtung für verschiedene Designs nicht mehr erforderlich ist. Der Stein kann zusätzlich oder alternativ mit einer zusätzlichen funktionalen Oberfläche ausgebildet sein, beispielsweise einer Imprägnierung, das heißt eine hydrophobe Oberfläche, oder einer Leuchtfläche durch Aufbringen eines Leuchtmittels. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Fertigung wird Druckluft durch die Fluidöffnungen 43 auf das Betongemenge geleitet, um ein schnelleres Entscha- len zu ermöglichen. Druckluft reduziert auch das Risiko von Oberflächenbeschädigungen beim Anheben des Druckstücks 21 , sodass die Oberfläche des Steins geschlossen ist und kein Ausreißen der Steinoberfläche auftritt. Dies geht mit einer erhöhten Produktionsqualität und schnelleren Taktzeiten bei der Fertigung einher.

Natürlich kann auf die Einleitung eines flüssigen Fluids, sei es zum Einfärben oder Ausbilden einer funktionalen Oberfläche, auch das Einleiten von Druckluft erfolgen, um die oben genannten Vorteile zu kombinieren. Die Druckluft reinigt zudem bei jedem Fertigungsschritt die Fluidöffnungen 43, sodass deren Verstopfungsgefahr während der Fertigung reduziert wird. Dieses Verfahren kann mit einem Druckstück 21 nur einem Fluidreservoir 37 oder mit mehreren Fluidreservoirs 37 durchgeführt werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird Flüssigkeit aus dem Betongemenge durch die Fluidöffnungen 43 eingesogen und abgeführt. Dieses Vorgehen bei besonders feuchten Betongemengemischungen während des Verdichtungsprozesses erlaubt das Absaugen von überflüssiger Flüssigkeit, insbesondere Wasser, von der Steinoberfläche. Dieses Verfahren kann mit einem Druckstück 21 mit nur einem Fluidreservoir 37 oder mit mehreren Fluidreservoirs 37 durchgeführt werden. Das Ableiten kann vor dem Einleiten eines weiteren Fluids, beispielsweise zum Färben, erfolgen.

Figur 8 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckstücks 21 in einer Schnittdarstellung. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Druckstück 21 zwei voneinander getrennte Fluidreservoirs 37 jeweils mit Fluidanschlüssen 39 auf. Eines ist um laufend und benachbart zu den Seitenflächen 35 angeordnet. Fluidöffnungen 43, die als Kanäle ausgebildet sind erstrecken sich vom Fluidreservoir 37 zu den Seitenflächen 35. Ein weiteres Fluidreservoir 37 ist im zentralen Bereich des Druckstücks 21 angeordnet. Fluidöffnungen 43, die als Kanäle ausgebildet sind, erstrecken sich von der Unterseite 31 zu diesem Fluidreservoir 37.

Das Vorsehen zweier Fluidreservoirs erlaubt die Verwendung zweier unterschiedlicher Fluide. Als Schmiermittel ausgebildetes Fluid wird durch die Fluidöffnungen 43 an den Seitenflächen 35 abgegeben, um die Reibung zwischen Druckstück 21 und den Wänden des Formnests 11 (in Figur 8 nicht dargestellt) zu reduzieren. Über die Fluidöffnungen an der Unterseite 31 kann beispielsweise Farbe und/oder Druckluft abgegeben und/oder Flüssigkeit abgesaugt werden.

Es ist auch möglich, in einem Ausführungsbeispiel Fluidöffnungen lediglich an den Seitenflächen vorzusehen, um die Reibung beim Verdichten zu reduzieren.

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

I Rütteltisch

3 Fertigungsbrett

5 Formunterteil

7 Einsatz

9 Rahmen

I I Formnest

13 Haltestrebe

15 Aufnahme

17 Führungssäule

19 Formoberteil

21 Druckstück

23 Druckstempel

25 Auflasteinrichtung

27 Bärplatte

29 Stempel

31 Unterseite

33 Oberseite

35 Seitenfläche

37 Fluidreservoir

39 Fluidanschluss

41 Befestigungsmittel

43 Fluidöffnung

45 Fase

47 Stützstruktur poröse Schicht