BAUERSACHS, Lothar (Dorfbachweg 15, Weidhausen, 96279, DE)
EHRLICHER, Lars (Erfurter Strasse 24, Lautertal, 96486, DE)
HERDAN, Friedrich (Lautertalerweg 33, Coburg, 96450, DE)
BAUERSACHS, Lothar (Dorfbachweg 15, Weidhausen, 96279, DE)
EHRLICHER, Lars (Erfurter Strasse 24, Lautertal, 96486, DE)
Patentansprüche
1. Befüllungseinrichtung zum Befüllen von Formwerkzeugen, insbesondere von Steinformmaschinen oder Steinpressen, mit einem schüttfähigen Formmaterial umfassend a) einen Füllkasten (3), der mit dem Formmaterial (M) befüllbar ist oder zum Aufnehmen und/oder Transportieren des Formmaterials (M) vorgesehen ist, b) einen Füllwagen (2), an oder in dem der Füllkasten (3) über wenigstens ein flexibles Element (5, 6, 7, 15) flexibel gelagert ist, c) wenigstens einen Oszillierantrieb (60 bis 68), der an oder in dem Füllwagen angeordnet oder befestigt ist und mit dem Füllkasten (3) verbunden ist zum Antreiben des Füllkastens in einer Oszillierbewegung, die durch die flexible Lagerung des Füllkastens an oder in dem Füllwa- gen über das oder die flexible(n) Element(e) ermöglicht ist, d) wenigstens einen Verfahrantrieb (20, 21 , 40, 41 , 50, 51) zum Verfahren des Füllwagens mit dem Füllkasten zumindest zwischen wenigstens einer Befüllungsposition zum Befüllen wenigstens eines Formwerkzeugs (74) mit Formmaterial aus dem Füllkasten und einer Ladeposition (bei 71) zum Laden des Füllkastens mit neuem Formmaterial.
2. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 1 , bei der der Füllkasten (3) eine oben angeordnete Einlassöffnung (31) zum Einfüllen von Formmaterial und/oder eine unten angeordnete Auslassöffnung (32) zum Auslassen des Formmaterials aus dem Füllkasten aufweist.
3. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Formkasten im Bereich der Einlassöffnung wenigstens ein Leitelement (31) aufweist zum Leiten des durch die Einlassöffnung in den Formkasten einge- brachten Formmaterials.
4. Befüllungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Füllkasten eine umlaufende Kastenwandung (30) aufweist, die nach au- ßen schräg geneigt ist oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die Kastenwandung vorzugsweise im Bereich der Auslassöffnung weiter nach außen ragt oder eine größere Innenabmessung aufweist als bei der Einlassöffnung.
5. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verfahrantrieb zum Verfahren des Füllwagens wenigstens eine Zahnstange (20, 21)aufweist, die an dem Füllwagen angeordnet ist, und wenigstens ein zugehöriges Antriebszahnrad (40, 41), das in die Zahnstange eingreift.
6. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an zwei gegenüber liegenden Seiten (22, 23) des Füllwagens (2) jeweils eine Zahnstange (20, 21) angeordnet ist, in die jeweils ein An- triebszahnrad (40, 41) eingreift.
7. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der die Verzahnungen der Zahnstangen voneinander abgewandt sind und/oder die Zahnköpfe und dazwischen liegenden Zahnrillen der wenigstens ei- nen Zahnstange im Wesentlichen vertikal oder in Richtung der Schwerkraft verlaufen.
8. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verfahrantrieb wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor (50, 51) aufweist.
9. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 8 und Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei der für jedes Antriebszahnrad jeweils ein Antriebsmotor zum Antreiben des Antriebszahnrades vorgesehen ist und die beiden Antriebs- motoren über eine Steuereinrichtung im Gleichlauf betrieben werden oder betreibbar sind.
10. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens ein flexibles Element elastisch oder federnd oder als Federelement (5, 6, 7) ausgebildet ist.
11. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 10, bei der wenigstes ein Federelement eine Blattfeder umfasst oder ist, die, insbesondere mit einem Ende, an dem Füllwagen befestigt ist und, insbesondere mit einem anderen Ende, an dem Füllkasten befestigt ist.
12. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens ein flexibles Element ein Seil (15) umfasst, das, insbesondere mit einem Ende, an dem Füllwagen befestigt ist und, insbesondere mit einem anderen Ende, an dem Füllkasten befestigt ist.
13. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens ein flexibles Element wenigstens teilweise aus Metall wie Stahl oder aus einem Gummi- oder Elastomermaterial besteht.
14. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Oszillierbewegung eine zumindest überwiegend in einer Oszillierrichtung (S) erfolgende Bewegung ist.
15. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 14, bei der wenigstens zwei flexible Elemente (5, 6, 7, 18) an in der Oszillierrichtung gesehen vonein- ander entgegen gesetzten Bereichen der Kastenwandung (30) des Füllkastens befestigt oder angebracht sind.
16. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15 in einer Rückbeziehung auf Anspruch 3, bei der das oder die Leitelement(e) in der oder parallel zur Oszillierrichtung verlaufen.
17. Befüllungseinrichtung zum Befüllen von Formwerkzeugen, insbesondere von Steinformmaschinen oder Steinpressen, mit einem schüttfähigen Formmaterial, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein oder der Füllkasten (3) an seiner Innenseite oder Innenwandung zumindest teilweise mit einem haftreibungsvermindernden Material versehen ist, insbesondere einem Polymermaterial, vorzugs- weise auf PTFE-Basis.
18. Befüllungseinrichtung zum Befüllen von Formwerkzeugen, insbesondere von Steinformmaschinen oder Steinpressen, mit einem schüttfähigen Formmaterial, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, bei der einem oder dem Füllkasten (3) wenigstens eine Heizvorrichtung zum Beheizen des Füllkastens zugeordnet ist, insbesondere eine an oder in wenigstens einem Teilbereich der Kastenwandung des Füllkastens angeordnete Heizvorrichtung.
19. Befüllungseinrichtung nach Anspruch 18, bei der wenigstens eine Heizvorrichtung plattenförmig ist und/oder Heizdrähte umfasst und/oder eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung ist.
20. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Füllkasten einen die wenigstens eine Auslassöffnung (33) umlaufenden Rahmen (8) aufweist, der unter einer elastischen Vorspannung oder mittels federnder Niederhalter (18) gegen eine Oberfläche, insbesondere an der Steinformmaschine oder dem Formwerkzeug, drückbar ist, insbesondere selbst aus einem elastischen Material besteht und/oder mittels elastischer Federelemente mit einer Vorspannung beaufschlagbar ist.
21. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Oszillierantrieb wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, der über eine übertragungseinrichtung, insbesondere ein Getriebe, das insbesondere ein Exzentergetriebe umfasst, mit dem Füllkasten verbunden ist.
22. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Oszillieramplitude der Oszillierbewegung zwischen etwa 2 mm und 150 mm gewählt ist und/oder die Oszillierfrequenz für die Oszillierbewegung etwa zwischen 0,1 Hz bis 5 Hz gewählt ist.
23. Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Arretierungseinrichtung zum Arretieren des Füllwagens in einer Verfahrposition, insbesondere in der Befüllungsposition.
24. Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere Steinen, mit a) einer Presse mit wenigstens einem Formwerkzeug zum Pressen der Formkörper aus Formmaterial und b) einer Befüllungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Befüllen des wenigstens einen Formwerkzeuges mit einem schüttfähigen Formmaterial an wenigstens einer Befüllungsposition.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24 mit einer Ladestation (71) zum Laden des Füllkastens der Befüllungseinrichtung mit neuem Formmaterial. |
BEFüLLUNGSEINRICHTUNG ZUM BEFüLLEN VON FORMWERKZEUGEN MIT SCHüTTFäHIGEM FORMMATERIAL
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Befüllungseinrichtung zum Befüllen von Formwerkzeugen mit schüttfähigem Formmaterial.
Zum Herstellen von Steinen, insbesondere Betonsteinen oder Kalksandsteinen, sind Verfahren bekannt, bei denen ein Ausgangsmaterial mittels einer Befüllungseinrichtung in ein Formwerkzeug einer Steinformmaschine oder einer Steinpresse eingefüllt wird und mittels Pressstempeln in eine gewünschte Form und Verdichtung gebracht wird und der gepresste Steinform- ling anschließend wieder aus dem Formwerkzeug entnommen wird und ausgehärtet wird. Kalksandsteine beispielsweise stellt man her durch Pressen von Kalk und kieselsäurehaltigem Sand in einer Presse und anschließende Härtung der Formlinge unter Dampfdruck unter Ausbildung einer Calcium- hydrosilicat-Bindung.
Bei dem Befüllen der Formwerkzeuge muss das Ausgangsmaterial, das in der Regel ein schüttfähiges Gemenge aus mehreren verschiedenen Ausgangsstoffen ist, möglichst homogen und mit einer der gewünschten Steinrohdichte entsprechenden Masse in das vorgegebene Volumen des Formraums des Formwerkzeugs eingefüllt werden und ggf. vorher noch vorverdichtet werden. Für den Massestrom des Ausgangsmaterials wird in der Regel die Schwerkraft ausgenutzt. Dabei soll für jeden Fertigungstakt oder jeden der nacheinander zu formenden Steine eine gleichmäßige Massenverteilung des Füllmaterials in der Befüllungseinrichtung gewährleistet sein und eine Ent- mischung im Ausgangsmaterial möglichst gering gehalten werden.
Aus DE 21 56 796 B2 ist eine Befüllungseinrichtung für von einem verschiebbaren Pressentisch getragene und durch vertikal bewegliche Form-
Stempel nach unten abgeschlossene Formkästen mit Formmasse, vorzugsweise aus Sand und Kalk, bekannt. Die Befüllungseinrichtung ist über dem verschiebbaren Pressentisch angeordnet und hat einen Füllschacht aus einem feststellenden oberen Fülltrichter und einem unteren Füllkasten, wobei sich der Füllkasten bis auf den Pressentisch erstreckt und gegenüber der Auslassöffnung des Fülltrichters eine größere Einlassöffnung aufweist. Der Fülltrichter befindet sich oberhalb des Füllkastens und ragt in den Füllkasten hinein. Der Formkasten fährt unter den Füllkasten und wird dadurch befüllt und fährt danach unter eine Pressstation. Der Füllkasten ist als in horizonta- ler Richtung hin und her beweglicher Rüttelkasten mit schräg nach unten ausgestellten Seitenwänden ausgebildet und weist mindestens eine senkrechte Zwischenwand auf, die in der Bewegungsrichtung des Rüttelkastens verlaufende Wände miteinander verbindet. Durch die Rüttelbewegung, die Schrägstellung der Seitenwände des Rüttelkastens und durch ein Anheben der Formstempel im Formkasten in Füllstellung durch einen in vertikaler Richtung beweglichen Hubstempel wird eine gleichmäßige Befüllung aller Formräume im Formkasten erzielt. Bei der DE 21 56 796 B2 wird der Füllkasten selbst nicht in eine Füllposition zum Befüllen der Werkzeuge bewegt. Der vorgesehene Rüttelantrieb bewegt den Füllkasten lediglich in einer kleinen Rüttelbewegung hin und her.
Ferner ist es bekannt, zur Verbesserung der Befüllung Rührwerke in der Befüllungseinrichtung einzusetzen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine neue Befüllungseinrichtung zum Befüllen von Formwerkzeugen mit schüttfähigem Formmaterial (oder: Ausgangsmaterial) anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des An- Spruchs 1.
Die Befüllungseinrichtung gemäß Anspruch 1 ist zum Befüllen von Formwerkzeugen, insbesondere von Steinformmaschinen oder Steinpressen, mit einem schüttfähigen Formmaterial geeignet und bestimmt und umfasst a) einen Füllkasten, der mit dem Formmaterial befüllbar ist oder zum Aufnehmen und/oder Transportieren des Formmaterial vorgesehen ist, b) einen Füllwagen (oder: Füllschieber), an oder in dem der Füllkasten (3) über wenigstens ein flexibles Element, im Allgemeinen wenigstens drei flexible Elemente, flexibel gelagert ist, c) wenigstens einen Oszillierantrieb, der an oder in dem Füllwagen ange- ordnet oder befestigt ist und den Füllkasten in einer Oszillierbewegung
(relativ zum Füllwagen) antreibt, die durch die flexible Lagerung des Füllkastens an oder in dem Füllwagen über das oder die flexible(n) E- lement(e) ermöglicht ist oder unterstützt wird, d) wenigstens einen Verfahrantrieb zum Verfahren des Füllwagens mit dem Füllkasten zumindest zwischen wenigstens einer Befüllungspositi- on zum Befüllen wenigstens eines Formwerkzeugs mit Formmaterial aus dem Füllkasten und einer Ladeposition zum Laden des Füllkastens mit neuem Formmaterial.
Durch den über den Füllwagen verfahrbaren und gleichzeitig relativ zum
Füllwagen oszillierbaren Füllkasten ist eine im Ablauf besonders vorteilhafte und variable Befüllung oder Befülllogistik verwirklicht, insbesondere hinsichtlich Befüllungsgrad, Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Befüllung.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einer Ausführungsform ist wenigstens ein flexibles Element elastisch oder federnd ausgebildet, insbesondere jeweils als Federelement, insbesondere als Blattfeder, oder auch als Elastomerelement.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst wenigstens ein flexibles Element ein Seil, insbesondere Drahtseil.
Der Verfahrantrieb zum Verfahren des Füllwagens weist in einer Ausfüh- rungsform wenigstens eine Zahnstange an dem Füllwagen, vorzugsweise zwei Zahnstangen an gegenüber liegenden Seiten des Füllwagens, auf und wenigstens ein zugehöriges Antriebszahnrad, das jeweils in die Zahnstange eingreift. Die Verzahnungen der Zahnstangen sind voneinander abgewandt sind und/oder die Zahnköpfe und dazwischen liegenden Zahnrillen der Zahnstange(n) verlaufen im Wesentlichen vertikal oder in Richtung der
Schwerkraft. Dies hat den Vorteil, dass in der Verzahnung kein oder nur wenig Formmaterial liegen bleibt. In einer Aus führungs form, in der der Verfahrantrieb wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, ist vorzugsweise für jedes Antriebszahnrad jeweils ein Antriebsmotor zum Antrei- ben des Antriebszahnrades vorgesehen ist und die beiden Antriebsmotoren werden über eine Steuereinrichtung im Gleichlauf oder synchron betrieben.
In einer weiteren Variante weist der Füllkasten einen die wenigstens eine Auslassöffnung umlaufenden Rahmen auf, der unter einer elastischen Vor- Spannung gegen eine Oberfläche, insbesondere an der Steinformmaschine oder dem Formwerkzeug, beispielsweise einen Werkzeug- oder Pressentisch, drückbar oder gedrückt ist, insbesondere selbst aus einem elastischen Material besteht und/oder mittels elastischer Federelemente oder mittels federnder Niederhalter mit einer Vorspannung beaufschlagbar ist.
Um das Anhaften des meist etwas feuchten Formmaterials an der Kastenwandung zu verringern, ist in einer weiteren, auch unabhängig beanspruchbaren, Variante der Füllkasten an seiner Innenfläche oder Innenwandung zumindest teilweise mit einem haftreibungsvermindernden Material versehen ist, insbesondere einem Polymermaterial, vorzugsweise auf PTFE-Basis, und/oder mit wenigstens einer Heizvorrichtung zum Beheizen des Füllkastens versehen, die insbesondere an oder in wenigstens einem Teilbereich der Kastenwandung des Füllkastens angeordnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren
FIG 1 eine Befüllungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
FIG 2 die Befüllungseinrichtung gemäß FIG 1 in einer Ansicht von hinten,
FIG 3 die Befüllungseinrichtung gemäß FIG 1 und 2 in einer Innenansicht von der Seite und
FIG 4 die Befüllungseinrichtung gemäß FIG 1 bis 3 in einer Draufsicht von oben,
FIG 5 eine weitere Aus führungs form einer Befüllungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
FIG 6 eine Befüllungseinrichtung an einer Presse in einer Seitenansicht
FIG 7 die Befüllungseinrichtung gemäß FIG 6 in einer perspektivischen Ansicht und
FIG 8 eine Detailansicht der Befüllungseinrichtung gemäß FIG 6 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander entsprechende Teile und Größen sind in den FIG 1 bis 8 mit den selben Bezugszeichen versehen.
Die Befüllungseinrichtung gemäß FIG 1 bis 8 ist zum Befüllen von Formräumen von Formwerkzeugen (oder: Formen oder Formmatrizen) zum Pres- sen von Steinformlingen, insbesondere Kalksandsteinformlingen, mit schüttbarem Formmaterial oder Ausgangsmaterial vorgesehen und umfasst einen Füllwagen (oder: Füllschieber, Füllkastenträger) 2 und einen im Füllwagen 2 gehaltenen Füllkasten 3.
In den Innenraum 35 des Füllkastens 3 wird von oben durch eine oben angeordnete Einlassöffnung 32 Füllmaterial M eingefüllt, in der Regel durch Hineinfallen aufgrund der Schwerkraft. Durch eine unten angeordnete Aus- lassöffnung 33 des Füllkastens 3 wird Füllmaterial M aus dem Füllkasten 3 zum Befüllen der in FIG 1 bis 4 nicht gezeigten Formräume der Form oder Formmatrize nach unten entnommen, in der Regel indem es aufgrund der Schwerkraft herausfällt (vgl. mit M bezeichnete Pfeile in FIG 1 und FIG 3).
Der Füllkasten 3 hat im Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 bis FIG 4 eine pyramidenstumpfförmige Gestalt, wobei er nach unten in seinem Querschnitt zunimmt. Die ebenen Wände der Kastenwandung 30 sind also nach außen zur Senkrechten oder Richtung der Schwerkraft hin geneigt oder nach unten ausgestellt. Der Neigungswinkel der Kastenwandung 30 zur Senkrech- ten wird in der Regel abhängig vom verwendeten Füllmaterial M eingestellt und beträgt bei Ausgangsmaterial für Kalksandstein typischerweise 5° bis 25°, insbesondere um 10°. Die pyramidenartige Neigung oder Schrägstellung der Kastenwandung 30 erleichtert das Herausfallen des Formmaterials M aus dem Füllkasten 3 durch die Schwerkraft im Vergleich zu senkrechten Wän- den, wodurch der Befüllungsgrad in den Formräumen erhöht werden kann.
Die Einlassöffnung 32 des Füllkastens ist von dem oberen Rand der Kastenwandung 30 umschlossen an der Oberseite des pyramidenstumpfför- migen Füllkastens 3 angeordnet und die Auslassöffnung 33 ist von dem un- teren Rand der Kastenwandung 30 umschlossen an der Unterseite des pyra- midenstumpfförmigen Füllkastens 3 angeordnet.
Von der Einlassöffnung 32 ausgehend ragen in den Innenraum 35 des Füllkastens 3 nach unten mehrere Leitelemente 31 zum Leiten oder Führen des in den Füllkasten 3 hineinfallenden Füllmaterials M, wobei die Leitelemente 31 eben ausgebildet sind und durchgehende Oberflächen aufweisen und senkrecht nach unten und parallel zueinander verlaufen sowie an der Kastenwandung 30 befestigt sind. Die Leitelemente 31 sind als eine Art Zwi-
schenwände oder Leitbleche ausgebildet und dienen dazu, eine bessere Massenverteilung im Füllkasten 3 zu erreichen und ein Verändern der Masseverteilung beispielsweise ein Hin- und Herschwappen während der Bewegung des Füllkastens zu vermeiden. Die Leitelemente 31 können in ihrer Ausbil- düng, insbesondere dem Querschnitt, auch anders gestaltet sein und/oder anderes angeordnet sein, um die Masseverteilung des Füllmaterials M weiter zu verbessern, beispielsweise auch um einen Schüttkegel zu vermeiden. Die Leitelemente 31 können mit der Kastenwandung 30 fest verbunden werden, beispielsweise verschweißt werden, oder auch lösbar verbunden werden bei- spielsweise mit Steckverbindungen oder als Stecksystem. Bei einer lösbaren Verbindung kann ein modulares System der Leitelemente 31 mit unterschiedlichen Formen und Anordnungen realisiert werden.
Der Füllkasten 3 und seine Kastenwandung 30 sowie die Leitelemente 31 bestehen vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, im allgemeinen aus Stahl, beispielsweise einem Baustahl.
Zur Verringerung eines Anhaftens des Füllmaterials M innerhalb des Füllkastens 3 ist die Kastenwandung 30 bevorzugt mit einem haftungsverrin- gernden Material verkleidet oder beschichtet, beispielsweise mit einem
Kunststoff wie PTFE oder einem anderen Material mit geringer Haftneigung oder Adhäsion.
Ferner können nicht dargestellte Heizelemente vorgesehen sein zum Behei- zen der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3, so dass das Füllmaterial M nicht aufgrund von darin enthaltener Feuchtigkeit nicht so leicht an der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3 kleben bleibt oder anhaftet. Die Heizelemente werden vorzugsweise an oder in der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3 angeordnet. Beispielsweise können vorgefertigte Heizplatten von außen an die Kastenwandung 30 angebracht werden oder auch Heizdrähte in der Kastenwandung 30 integriert sein. Die Heizelemente sind bevorzugt e- lektrische Widerstandsheizelemente, können aber auch Strahlungsheizkörper sein. Durch das Erhitzen der Kastenwandung 30 wird das Füllmaterial 30
zumindest im wandungsnahen Bereich getrocknet und haftet somit nicht mehr an der Kastenwandung 30 an.
Der Füllkasten 3 ist nun gemäß FIG 1 bis 4 federnd oder elastisch an dem Füllwagen 3 aufgehängt oder befestigt. Dazu sind an einer in FIG 1 vorne angeordneten Seite der Kastenwandung 30 ein erstes Federelement 5 und an einer davon abgewanden hinteren Seite der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3 zwei weitere Federelemente 6 und 7 vorgesehen, die an einem unteren Ende über ein Befestigungselement an der Kastenwandung 30 befestigt sind. An einem oberen Ende ist das Federelements 5 an einer Querstrebe 25 und sind die Federelemente 6 und 7 an einer hinteren Querstrebe 24 des Füllwagens 2 befestigt.
Die Federelemente 5 bis 7 sind bevorzugt Blattfedern, insbesondere aus ei- nem Federstahl oder elastischen Stahl, und können im unverformten Zustand flach oder eben oder auch mit einer Vorbiegung ausgebildet sein und eine rechteckige längliche Gestalt aufweisen. Anstelle von Blattfedern können auch andere elastische Rückstellelemente oder Federelemente zum federnden oder elastischen Aufhängen des Füllkastens 3 im Füllwagen 2 vor- gesehen sein, beispielsweise Gummipuffer oder allgemein elastische Zwischenelemente aus Elastomermaterial oder Schraubenfedern oder ähnliches.
über die Querstreben 24 und 25 sowie weitere Querstreben 26 im vorderen Bereich sowie auch weitere, nicht näher bezeichnete Querstreben im unteren Bereich sind zwei Seitenwände 22 und 23 des Füllwagens 2 miteinander verbunden und stabilisiert. Die Seitenwandung 22 und 23 sowie die Querstreben 24 bis 26 des Füllwagens 2 bestehen vorzugsweise aus einem aus einem Metall oder einer Metalllegierung, im allgemeinen aus Stahl wie z.B. einem Baustahl. Die einzelnen Teile des Füllwagens 2 können insbesondere ver- schraubt oder auch verschweißt sein.
Der elastisch am Füllwagen 2 aufgehängte Füllkasten 3 ist nun über einen Oszillierantrieb (oder Rüttelantrieb) während des Befüllens der Formwerk-
zeuge mit dem Formmaterial M aus dem Füllkasten 3 mit einer Oszillieroder Rüttelbewegung hin- und her bewegbar. Die Oszillierrichtung, entlang derer der Füllkasten 3 bei der Oszillierbewegung hin und her bewegt wird, ist mit S bezeichnet. Bei dieser Oszillierbewegung bewegt sich der Füllkasten 3 relativ zum Füllwagen 2 und schwingt unter jeweiliger Verformung der Federelemente 5, 6 und 7 hin und her. Dadurch wird ein gleichmäßigeres Austreten und eine bessere Masseverteilung des Formmaterials M aus dem Füllkasten 3 in die Formwerkzeuge erreicht.
Der Oszillierantrieb umfasst einen Oszillierantriebsmotor 60, der an dem Füllwagen 2 gehalten oder befestigt ist, insbesondere an unteren Querstreben und/oder an den Seitenwänden22 und 23 des Füllwagens 2. Der Oszillierantriebsmotor 60 treibt über ein Zahnrad 68 ein um eine Achse A drehbares Zahnrad 61 an. Mit dem Zahnrad 61 jeweils drehend verbunden sind zwei Exzenterelemente 62 und 63 zu beiden Seiten, deren Exzenterachsen B um die Achse A des Zahnrades 61 exzentrisch im angegebenen Drehsinn D rotieren. Die Exzenterelemente 62 und 63 treiben bei dieser Drehbewegung über jeweils eine schwenkbar gelagerte Antriebsstange 64 bzw. 65 und ein Verbindungselement 66 bzw. 67, das schwenkbar an der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3 gelagert ist, den Füllkasten 3 in einer oszillierenden weitgehend linearen Oszillierbewegung in der Oszillierrichtung S an.
Die Auslenkung oder Oszillieramplitude der dadurch bewirkten Oszillierbewegung des Füllkastens 3 in linearer Richtung ist abhängig von dem Radius R, mit dem die Exzenterachse B der Exzenterelemente 62 und 63 um die zentrale Achse A des Zahnrades 61 rotiert. Je größer der Radius R, desto größer ist die lineare Auslenkung der Oszillierbewegung des Formkastens 3. Dazu kann das Exzenterelement 62 bzw. 63 an einer nicht näher bezeichneten Trägerscheibe oder Trägerwelle, die mit dem Zahnrad 61 um die Achse A rotiert in verschiedenen Radien R festgelegt werden, beispielsweise mittels einer in einem radialen Schlitz der Trägerscheibe in verschiedenen Radien fest schraubbaren Befestigungsschraube.
Der Antrieb der Exzenterelemente 62 und 63 kann auch über eine direkt angetriebene gemeinsame Welle erfolgen, wobei dann ein sogenanntes Durchsteckgetriebe verwendet werden kann.
Durch Wahl der Antriebsdrehzahl des Oszillierantriebsmotors 60 kann die Oszillierfrequenz der Oszillierbewegung des Füllkastens 3 eingestellt werden. Diese Oszillierfrequenz liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 0,1 Hz bis 5 Hz, vorzugsweise 0,1 Hz bis 2 Hz, und kann über einen in seiner Drehzahl veränderlichen Elektromotor als Oszillierantriebsmotor 60 veränderbar gestaltet werden. Die Oszillieramplitude kann typischerweise zwischen 2 mm und 150 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 50 mm, betragen.
Die Leitelemente 31 im Füllkasten 3 verlaufen in ihrer Längsrichtung vor- zugsweise senkrecht zur Oszillierrichtung S, können aber auch anders, insbesondere parallel zur Oszillierrichtung S gerichtet sein.
Zusätzlich zu der beschriebenen Oszillierbewegung des Füllkastens 3 relativ zum Füllwagen 2 ist nun auch der gesamte Füllwagen 2 zusammen mit dem Füllkasten 3 in einer Transportrichtung oder Verfahrrichtung V hin und her bewegbar.
Dazu sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel links und rechts des Füllwagens 2 axial in der Verfahrrichtung V verlaufende Zahnstangen an den Außenseiten der Seitenwände 22 und 23 angeordnet und befestigt, nämlich eine Zahnstange 20 an der Seitenwand 22 und eine Zahnstange 21 an der Seitenwand 23 des Füllwagens 2. In jede Zahnstange greift ein um eine vertikale Achse drehbares Zahnrad eines Transport- oder Verfahrantriebs ein. Ein erstes Zahnrad 40, das über ein Getriebe von einem ersten Antriebsmo- tor 50 antreibbar ist, greift in die erste Zahnstange 20 ein und ein zweites Zahnrad 41 , das von einem Antriebsmotor 51 über ein Getriebe antreibbar ist, greift in die zweite Zahnstange 21 ein. Durch diese Ausbildung mit den senkrecht verlaufenden Verzahnungen von horizontal verlaufenden
Zahnstangen 20 und 21 und in horizontaler Ebene sich drehenden Zahnrädern 40 und 41 kann sich in den Verzahnungen nur wenig Füllmaterial festsetzen, da dieses nach unten durchfällt.
Die beiden Antriebsmotoren 50 und 51 zusammen mit den Antriebselementen, insbesondere den Zahnrädern 40 und 41 , sind jeweils an einem Pressengestell einer Steinpresse oder einer gesonderten Halteeinrichtung befestigt oder gelagert.
Zum Bewegen des Füllwagens 2 werden die beiden Antriebsmotoren 50 und 51 elektronisch synchron oder im Gleichlauf gekoppelt oder gesteuert und bewegen somit beide gleichzeitig den Füllwagen 2 in der Verfahrrichtung V nach vorne oder nach hinten, um den darin befestigten Füllkasten 3 zum Entladen zu den Formwerkzeugen oder zum Laden mit neuem Füllmaterial zu bringen.
Der Füllwagen 2 bewegt sich bei der Verfahrbewegung mit entsprechenden Laufschienen auf in FIG 1 bis 4 nicht dargestellten Laufrollen, die beispielsweise an einem Pressengestell angeordnet sind.
Anstelle der dargestellten Zahnradgetriebe, insbesondere Stirnradgetriebe, und Exzentergetriebe oder Zahnstangengetriebe können auch andere Getriebearten oder übertragungsmechanismen eingesetzt werden, beispielsweise Schneckengetriebe oder Schrauben- oder Spindelgetriebe, Reibkörpergetriebe oder auch Zugmittelgetriebe oder Koppelgetriebe, die die Oszillierbewegung oder Verfahrbewegung ermöglichen. Ferner sind anstelle von elektrischen Antrieben auch hydraulische oder pneumatische Antriebe möglich.
Da die Oszillierrichtung S und die Verfahrrichtung V in die gleiche Richtung gerichtet sind, kann es unter Umständen vorkommen, dass durch den Oszillierantrieb sich eine gewisse Verstellung in Verfahrrichtung V des gesamten Füllwagens 2 ergibt. Deshalb kann es vorteilhaft sein, eine Arretierungseinrichtung oder Klemmeinrichtung für den Füllwagen 2 vorzusehen, die den
Füllwagen 2 in einer durch die Antriebe mit den Antriebsmotoren 50 und 51 gebrachten festen Verfahrposition festhalten oder arretieren.
Geeignete Arretierungsmöglichkeiten sind ohne Beschränkung der Allge- meinheit:
• das Haltemoment des oder der Antriebsmotoren oder der Antriebe entsprechend hoch auszulegen
• eine formschlüssige Verbindung zur Arretierung beispielsweise ein Bolzen, der in den Füllwagen 2 einfährt, beispielsweise in dessen Sei- tenwandung 22 und/oder 23 und/oder in dessen Verzahnung oder
Zahnstange(n) 20 und/oder 21
• Klemmeinrichtungen mit Klemmkonen oder Klemmkeilen und hydraulischem oder pneumatischem Lösen
• pneumatische Klemmsysteme mit radialer Klemmung nach innen ge- gen eine Klemmstange
FIG 5 bis 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Befüllungseinrich- tung in einer Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere Steinen wie Kalksandsteinen, deren Steinpresse in FIG 6 bis 8 angedeutet ist.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 bis 4 ist, wie in FIG 5 zu erkennen, in diesem weiteren Ausführungsbeispiel das Getriebe zwischen dem Oszillierantriebsmotor 60 und den Exzenterelementen 62 und 63, die über die übertragungsstangen 64 und 65 den Füllkasten 3 in Oszillation versetzen, anders ausgebildet. Es ist ein sogenanntes Durchsteckgetriebe 69 vorgesehen, über das die exzentrische Drehbewegung der Achse B der Exzenterelemente 62 und 63 um die in FIG 5 nicht dargestellte Achse A unmittelbar ohne zwischengeschaltetes weiteres Zahnrad (68 in FIG 1) be- wirkt werden kann.
Ein weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 bis 4 besteht darin, dass anstelle von Federelementen zur flexiblen Aufhängung des Füllkastens 3 Seile 15 als flexible Elemente verwendet werden. Diese Seile 15 sind über Seilhalterungen 16 an den Querstreben 24 und 25 befestigt und über Seilhalterungen 17 an der Kastenwandung des Füllkastens 3. Im Beispiel der FIG 5 sind vier Seilaufhängungen oder Seile 15 vorgesehen, so dass der Füllkasten 3 in diesen vier Seilaufhängungen flexibel, aber nicht notwendigerweise elastisch wie in FIG 1 bis 4, aufgehängt ist. Diese flexible Aufhängung hat gegenüber Federelementen wie in FIG 1 bis 4 den Vorteil einer in der Regel größeren Robustheit und auch einer größeren Beweglichkeit, beispielsweise auch in einer Richtung parallel zu den Querstreben 24 und 25, bei der Oszillierbewegung. Die Seile 15 sind insbesondere aus mehreren einzelnen Drähten geflochtene oder zusammengesetzte Drahtseile, müssen jedoch nicht besonders stark ausgebildet sein, da sie keine wesentli- chen Kräfte zu tragen haben.
An der Kastenwandung 30 des Füllkastens 3 sind auch nicht näher bezeichnete Versteifungsbleche vorgesehen.
FIG 6 und 7 zeigen eine Steinpresse mit der darin befindlichen Befüllungs- einrichtung gemäß der Erfindung. Der Füllkasten 3 ist in FIG 6 in dem Aufbruch, der mit einem gestrichelten Kreis umrandet ist, teilweise zu sehen. Die Detailansicht mit dem gestrichelten Kreis ist in FIG 8 vergrößert. Das Pressengestell ist mit 70 bezeichnet und weist an einer Seite einen Fülltrich- ter 71 auf, dessen untere öffnung mit einem Verschluss 72, insbesondere einer Klappe verschließbar ist. Der Füllkasten wird über den Füllwagen 2, der ähnlich ausgebildet ist wie in FIG 1 bis 4 unter den Fülltrichter 71 gefahren. Durch öffnen des Verschlusses 72 wird in dem Fülltrichter 71 vorhandene Formmasse nach unten in den Füllkasten 3 fallen und diesen befül- len. Im Anschluss wird der Füllkasten 3 in eine Position verfahren, in der die Formwerkzeuge 74 befüllt werden, wie in FIG 6 und 8 angedeutet. Das Formmaterial fällt aus dem Innenraum 35 des Füllkastens 3 nach unten in die Formwerkzeuge 74.
Beim Verfahren in der Verfahrrichtung V gleitet der Füllkasten 3 mit einem um die Auslassöffnung 33 umlaufenden Rahmen 8 auf der Oberfläche des Werkzeugtisches 75. Der Rahmen 8 dient einerseits zum Abdichten der Aus- lassöffnung 33 und streift ferner auf dem Werkzeugtisch befindliches Füllmaterial während der Bewegung ab. Der Rahmen 8 besteht vorzugsweise aus einem Blech, insbesondere einem Stahlblech, kann aber auch aus einem festen Elastomer bestehen.
Der Rahmen 8 wird nun durch Niederhalter 18, die an mehreren Stellen von oben auf den Rahmen 8 drücken, nach unten gegen den Werkzeugtisch 75 oder dessen Oberfläche gedrückt oder niedergehalten, insbesondere zur besseren Abdichtung. Die Niederhalter 18 umfassen Stellschrauben 18A, die in Gewinden an der Kastenwandung 30 nach oben und unten verstellbar sind, und Federelemente 18B, über die mit den Stellschrauben 18A eine unterschiedliche Vorspannung oder Federspannung auf den Rahmen 8 ausgeübt werden kann.
In FIG 8 ist auch noch einmal im Detail eine Seilhalterung 17 für das Seil 15 an der Kastenwandung 30 dargestellt.
Das Verfahren oder Bewegen des Füllwagens 2 in der Verfahrrichtung V wird geführt über Führungsschienen 28 an der Außenseite des Füllwagens 2 an dessen Seitenwandungen 22 und 23, wie in FIG 1 , 2, 6 und 7 gezeigt, und über zugehörige Laufrollen oder Führungsrollen 73, in denen die Führungsschienen 28 verlaufen und die an Trageschienen 72 am Pressengestell 70 o- der an einer separaten Befestigung am Boden ortsfest gehalten sind. Die Führungsschienen 28 können zum besseren Eingriff und für eine bessere Zentrierung in den Führungsrollen 73 nach unten prismatisch oder keilför- mig ausgebildet sein. Umgekehrt können aber auch an dem Füllwagen 2
Laufrollen angebracht sein, die in ortsfesten Schienen am Pressengestell laufen.
Eine vorteilhafte Funktionsweise der Befüllungseinrichtung, insbesondere gemäß FIG 1 bis 8, kann wie folgt beschrieben werden:
Der Füllwagen 2 mit dem darin flexibel aufgehängten Füllkasten 3 wird in der Verfahrrichtung V mittels der Verfahrantriebe mit den Antriebsmotoren 50 und 51 zu einer außerhalb der Presse oder Steinformmaschine oder des Werkzeugbereichs befindlichen Füllposition gefahren und wird in der Füllposition durch einen Fülltrichter, insbesondere den Fülltrichter 71, aus einem Formmaterialvorrat oder Silo befüllt. Zum Befüllen wird eine Klappe oder ein Verschluss an der Auslassöffnung des Fülltrichters geöffnet und dann wieder geschlossen, z.B. der Verschluss 72 des Fülltrichters 71. Sodann wird der Füllwagen 2 mit dem befüllten Füllkasten 3 in der umgekehrten Verfahrrichtung V in den Werkzeugraum der Presse gefahren und das Formmaterial M wird in die zu befüllenden Formräume des Formwerkzeuges eingefüllt, insbesondere der Formwerkzeuge 74. Mitunter kann es erforderlich sein, den Füllkasten mehrfach zu befüllen durch Ein- und Ausfahren des Füllwagens in der Verfahrrichtung von der Füllstation zur Presse und wieder zurück, wenn der Inhalt oder das Volumen des Füllkastens nicht ausreicht, um das gesamte Füllvolumen innerhalb des Formwerkzeuges mit nur einem Mal zu befüllen.
Vorzugsweise kann der Füllwagen 2 mit dem Füllkasten 3 sich während der Verfahrbewegung durchgehend über eine geschlossene Oberfläche bewegen, insbesondere einem sogenannten Pressentisch oder Werkzeugtisch, insbe- sondere den Werkzeugtisch 75, so dass das Füllmaterial M nicht herausfallen kann und somit während der Bewegung des Füllwagens 2 die Auslassöffnung 32 des Füllkastens 3 nach unten verschlossen ist.
Dabei kann der gegen die durchgehende Oberfläche oder den Werkzeugtisch 75 anliegende Rahmen 8 rings um die Auslassöffnung 33 des Füllkastens 3 ein seitliches Austreten von Füllmaterial M durch den Zwischenspalt zwischen Füllkasten und Oberfläche verhindern. Außerdem kann mit dem Rah-
men 8 auch überschüssiges Formmaterial M auf dem Werkzeug- oder Pressentisch (planar) abgezogen werden.
Wenn die Formwerkzeuge, insbesondere 74, mittels der Befüllungseinrich- tung befüllt sind, fährt der Füllwagen mit dem Füllkasten wieder aus dem Werkzeugraum heraus und in einem Pressvorgang werden mittels nicht dargestellter Pressstempel, die in die Formräume der Formwerkzeuge einfahren, die Steinformlinge gepresst.
Bezugszeichenliste
2 Füllwagen
3 Füllkraft
5, 6, 7 Federelement
8 Rahmen
15 Seil
16 Seilhalterung
17 Seilhalterung
18 Niederhalter
18A Stellschraube
18B Federelement
20, 21 Zahnstange
22, 23 Seitenwand
24, 25, 25 Querstrebe
28 Führungsschiene
30 Kastenwandung
31 Leitelement
32 Einfüllöffnung
33 Auslassöffnung
35 Innenraum
40, 41 Zahnrad
50, 51 Antriebsmotor
60 Oszillierantriebsmotor
61 Zahnrad
62, 63 Exzenterelement
64, 65 übertragungsstange
66, 67 Verbindungselement
68 Zahnrad
70 Pressengestell
71 Fülltrichter
72 Trageschienen
73 Führungsrollen
74 Formwerkzeuge
75 Werkzeugtisch
A, B Achsen
R Radius
G Drehrichtung
M Füllmaterial
S Oszillierrichtung
V Verfahrrichtung