BÖHM, Benno (Birkhuhnweg 14, Borken, 46325, DE)
MARCZOK, Burkhard (Auf dem Loh 14, Rinteln, 31737, DE)
RÖWER, Maik (Glatzer Str. 15, Obernkirchen, 31683, DE)
BÖHM, Benno (Birkhuhnweg 14, Borken, 46325, DE)
MARCZOK, Burkhard (Auf dem Loh 14, Rinteln, 31737, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ), wobei aus Frischbeton (33) ein Betonkörper (2) extrudiert wird, der auf seiner Oberseite (1 ) von einer Profilierungseinheit (26, 46), die ein kammartiges Profil (40, 47) aufweist, mit einem Rillenprofil (66) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, - dass mittels der Profilierungseinheit (26, 46) und in Abhängigkeit von ihrem kammartigen Profil (40, 47) eine Trennung der Sandpartikel nach ihrer Partikelgröße erfolgt, - dass große Sandpartikel aus dem Oberflächenbereich des Betonkörpers (2) nach innen hin verdrängt werden, - dass feine Sandpartikel das Profil (40, 47) passieren, wodurch Erhebungen (61 - 65) des Rillenprofils (66) gebildet werden, die aus feinkörnigem Beton bestehen, und - dass die Oberseite (1 ) des Betonkörpers (2) mittels einer Einebnungseinheit (28) geglättet wird, wobei der feinkörnige Beton des Rillenprofils (66) zu einer Deckschicht verteilt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (61 - 65) des Rillenprofils (66) durch parallel zueinander angeordnete Stege (41 - 45) des Profils (40, 47) der Profilierungseinheit (26, 46), die einen Abstand b zueinander haben, gebildet werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischbeton (33) Sandpartikel aufweist, wobei mindestens 60 % der Sandpartikel kleiner sind als der Abstand b der Stege (41 - 45) des Profils (40, 47) zueinander. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonkörper (2) in einer Schneidstation (34) zu einem Dachstein zugeschnitten wird. 5. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ), umfassend eine Bearbeitungsstation (29) mit einer Extrusionsvorrichtung (30) zum Extrudieren eines Betonkörpers aus Frischbeton und einer in Extrusionsrichtung nachgeord- neten Profilierungseinheit (26, 46) zur Erzeugung eines Rillenprofils (66) auf der Oberseite (1 ) des Betonkörpers (2), wobei die Profilierungseinheit (26, 46) ein kammartiges Profil (40, 47) mit in Extrusionsrichtung und parallel zueinander verlaufende Stege (41 - 45) aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass über einen Abstand b der Stege (41 - 45) zueinander ein Grenzwert für eine größenabhängige Trennung der Sandpartikel vorgegeben ist und - dass eine Einebnungseinheit (28) zum Einebnen der profilierten Oberseite (1 ) des Betonkörpers (2) vorgesehen ist. 6. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auftragen des Frischbetons (33) Unterformen (23) vorgesehen sind, die vom Laufband (21 ) als endloser Strang der Extrusi- onsvorrichtung (30) zugeführt werden. 7. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungseinheit (26, 46) und die Einebnungseinheit (28) eine Oberflächenbearbeitungseinheit (31 ) bilden, wobei die Profilierungseinheit (26, 46) in Laufrichtung (22) vor der Einebnungseinheit (28) angeordnet ist. 8. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungseinheit (26, 46) und die Einebnungseinheit (28) im Wesentlichen die Form des Betonkörpers (2) aufweisen. 9. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (20) eine Schneidstation (34) aufweist, die den Betonkörper (2) in Dachsteine zerschneidet. 10. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (41 - 45, 48 - 52) des Profils (40, 47) der Profilierungseinheit (26, 46) eine Länge c und eine Breite a aufweisen, wobei das Verhältnis c / a im Bereich 1 ,5 bis 2 liegt. 11. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (40, 47) eine Geometrie mit den Maßen 0,5 < a < 3 mm, 0,5 < b < 3 mm und 1 < c < 4 mm aufweist. 12. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand b so gewählt ist, dass mehr als 60 % der Sandpartikel des Sandes des Frischbetons (33) zwischen den Stegen (41 - 45, 48 - 52) angeordnet werden können. 13. Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers (2) mit einer ebenen Oberseite (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (40, 47) eine Geometrie mit den Maßen a = 1 mm, b = 1 mm und c = 2 mm aufweist. |
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonkörpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anlage zum Herstellen des Betonkörpers nach Patentanspruch 5.
Ein Verfahren zur Herstellung von Betondachsteinen im Strangpressverfahren, bei dem auf Unterformen, die in einem durchgehenden Strang einer Beschichtungsanlage zugeführt werden, eine Schicht aus Frischbeton aufgebracht und anschließend mittels Formgebungswalze und Glätter verdichtet und profiliert wird, ist bekannt (DE 35 22 846 A1 ). Die so verdichtete Frischbetonschicht wird anschließend in einer Schneidestation in einzelne Dachsteine zerschnitten. Da der zur Herstellung der Dachsteine verwendete Frischbeton eine relative grobe Sandkörnung aufweist, besitzen die Dachsteine eine raue, porige Oberfläche. Daher wird die Oberfläche der Dachsteine zur Versiegelung und zur Glättung mit einer Farbbeschichtung versehen.
Zur weiteren Verbesserung der Oberflächengüte bei Dachsteinen wurden Herstellverfahren entwickelt, bei denen der Dachstein mit einer feinkörnigen, mineralischen Deckschicht versehen wird. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE 39 32 573 C2 beschrieben. Hierbei wird zuerst aus einer grobkörnigen Frischbetonmischung ein Dachstein extrudiert, dessen Oberseite anschließend durch einen profilierten Glätter mit einer Vielzahl von in Längsrichtung des Dachsteins verlaufenden Riefen versehen wird. Auf die Oberfläche des Dachsteins wird anschließend eine Beschichtung aus einem sehr feinkörnigen Frischbeton aufextrudiert, wodurch der Dachstein eine Deckschicht mit sehr glatter Oberfläche erhält. Die Riefen bleiben erhalten, da sie dazu dienen, zwischen dem Dachstein und der Beschichtung eine mechanische Verkrallung zu bewirken. Das bekannte Verfahren ist jedoch produktionstechnisch aufwändig, da der Dachstein und die Deckschicht aus zwei verschiedenen Frischbetonmischungen mit unterschiedlich feinen Sandkörnungen hergestellt werden.
Auch aus US 4,666,648 A ist bekannt, die Oberseite eines Dachsteins mit einem Profil zu versehen. Allerdings erfolgt die Profilierung hier zu anderen Zwecken. So ist in US 4,666,648 A ein Verfahren zur Herstellung von Dachsteinen offenbart, bei dem mittels einer unregelmäßig profilierten Profilierungseinheit ein Profil auf die Oberseite der Dachsteine aufgebracht wird. Dieses Profil besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten und in Längsrichtung ausgerichteten Rillen, die eine Holzfaserung imitieren. Auf diesen Dachstein wird sodann braune Farbe aufgetragen, so dass die so hergestellten Dachsteine das Erscheinungsbild von Holzschindeln aufweisen.
Des Weiteren ist ein Verfahren beschrieben, bei dem auf die Oberseite eines Dachsteins Rillen zur Dekoration aufgebracht werden (JP 2000-328721 A). Ein Glätten des Dachsteins, nachdem die Rillen aufgebracht wurden, erfolgt nicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen aus extrudiertem Frischbeton hergestellten Betonkörper, bestehend aus nur einer Betonmischung, bereitzustellen, der eine sehr glatte Oberfläche sowie eine hohe Oberflächengüte aufweist und der einfach hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren verzichtet auf die Herstellung und den separaten Auftrag einer feinkörnigen Betonmischung als Deckschicht. Zur Herstellung des Dachsteins wird lediglich eine Frischbetonmischung verwendet. Die Verbesserung der Oberflächengüte wird dadurch erzielt, dass ein Verfahren zum Herstellen eines Betonkörpers mit einer ebenen Oberseite bereitgestellt wird. Dabei wird aus Frischbeton ein Betonkörper extrudiert, der auf seiner Oberseite von einer Profilierungseinheit mit einem Rillenprofil versehen wird. Mittels der Profilierungseinheit und in Abhängigkeit von ihrem Profil erfolgt eine Trennung der Sandpartikel nach ihrer Partikelgröße, wobei große Sandpartikel aus dem Oberflächenbereich des Betonkörpers nach innen hin, das heißt in das Innere des Betonkörpers, verdrängt werden. Dabei können nur feine Sandpartikel das Profil passieren, wodurch auf der Oberfläche des Betonkörpers ein Rillenprofil mit Erhebungen gebildet wird. Diese Erhebungen des Rillenprofils bestehen aus feinkörnigem Beton. Anschließend wird die Oberseite des Betonkörpers mittels einer Eineb- nungseinheit geglättet. Dabei werden die Erhebungen zerquetscht, wodurch der feinkörnige Beton der Erhebungen zu einer Deckschicht verteilt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers mit einer solchen ebenen Oberseite. Die Anlage weist eine Bearbeitungsstation mit einer Extrusi- onsvorrichtung zum Extrudieren eines Betonkörpers aus Frischbeton und eine in Extru- sionsrichtung nachgeordnete Profilierungseinheit zur Erzeugung eines Rillenprofils auf der Oberseite des Betonkörpers auf, wobei die Profilierungseinheit ein Profil mit in Extrusionsrichtung und parallel zueinander verlaufende Stegen aufweist. Über einen Abstand b der Stege zueinander wird ein Grenzwert für eine größenabhängige Trennung der Sandpartikel vorgegeben. Die Anlage umfasst auch eine Einebnungseinheit zum Glätten der profilierten Oberseite des Betonkörpers.
Durch das Glattziehen der Oberseite des Betonkörpers verteilt sich der feinkörnige Beton sehr gleichmäßig, und es entsteht eine glatte Deckschicht, bei der Lufteinschlüsse bzw. Porenbildungen aufgrund der hohen Packungsdichte vermieden werden. Im Vergleich zu den aus DE 35 22 846 A1 bekannten Betonkörpern weisen die erfindungsgemäß hergestellten Betonkörper daher eine deutlich verringerte Oberflächenrauigkeit auf. Aufgrund der geringeren Oberflächenrauigkeit kann die Farbauftragsmenge erheblich reduziert werden.
Aus DE 39 32 573 C2 ist bekannt, für eine möglichst glatte Oberfläche des Betonkörpers eine Betonmischung mit einem sehr feinkörnigen Sand zu verwenden. Die Verwendung derartiger Sande hat den Nachteil, dass die Betonmischung zur Blasenbildung und damit zu erhöhter Porosität neigt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich dagegen auch Betonmischungen mit sehr feinen Sanden verarbeiten, denn beim Separieren der Sandpartikel durch die profilierte Profilierungseinheit werden diese Sandpartikel bewegt, wodurch eine Entlüftung der Betonmischung erfolgt. Nach dem Glätten der Oberseite des Betonkörpers wird ein Betonkörper erhalten, der eine sehr glatte, das heißt eine ebene Deckschicht aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen fertigen Betonkörper;
Figur 2 einen Schnitt A-A durch den in Figur 1 dargestellten Betonkörper; Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt des in Figur 2 gezeigten Ausschnitts des Betonkörpers;
Figur 4 eine Seitenansicht eines Teils einer Anlage für die Herstellung von Betonkörpern;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Unterseite einer Profilierungseinheit; Figur 6 einen Ausschnitt der in Figur 5 gezeigten Profilierungseinheit; Figur 7 einen Ausschnitt einer Variante der in Figur 5 gezeigten Profilierungseinheit; Figur 8 das Aufbringen eines Rillenprofils auf einen Betonkörper; Figur 9 das Einebnen des auf dem Betonkörper angeordneten Rillenprofils gemäß Figur 8; Figur 10 den in Figur 2 dargestellten Betonkörper mit Rillenprofil vor dem Einebnen.
In Figur 1 ist eine Draufsicht auf die Oberseite 1 eines fertigen Betonkörpers 2 mit einem kopfseitigen Abschnitt 3, einem mittleren Abschnitt 4 sowie einem fußseitigen Abschnitt 5 dargestellt. Dieser Betonkörper 2 weist die Form eines Dachsteins, zum Beispiel die Form einer Frankfurter Pfanne, auf. Der Betonkörper 2 weist einen Deckfalz 6, eine Mittelkrempe 7 und einen Wasserfalz 8 auf. Zwischen dem Deckfalz 6 und der Mittelkrempe 7 sowie zwischen der Mittelkrempe 7 und dem Wasserfalz 8 ist jeweils ein Wasserlauf 9, 10 angeordnet. Wie beispielsweise in DE 10 2005 011 201 A1 beschrieben, kann in den Wasserläufen 9, 10 eine Wassersperre angeordnet sein. Eine solche Wassersperre ist jedoch in Figur 1 nicht dargestellt.
An der Unterseite 11 des Betonkörpers 2 sind zwei Deckfalzrippen 12, 13 angeordnet. Diese Deckfalzrippen 12, 13 können in einen Wasserfalz eines zweiten Betonkörpers eingreifen, wenn mit dem Betonkörper 2 ein Dach gedeckt wird. Dies ist jedoch der LJ- bersicht halber in Figur 1 nicht dargestellt. Der Wasserfalz 8 des Betonkörpers 2 weist mehrere Wasserfalzrippen 14, 15, 16 auf. In diesen Wasserfalzrippen 14, 15, 16 des Betonkörpers 2 können Deckfalzrippen eines weiteren Betonkörpers angeordnet werden. Durch den Deckfalz 6 und den Wasserfalz 8 ist es möglich, die Betonkörper beim Verlegen eines Dachs passgenau aneinander anzuordnen.
Figur 2 zeigt einen Schnitt A-A durch den in Figur 1 dargestellten Betonkörper 2. Zu erkennen sind wiederum der Deckfalz 6, die Mittelkrempe 7, der Wasserfalz 8 sowie die beiden Wasserläufe 9 und 10. Der Betonkörper 2 besteht aus einer Schicht 17 aus Beton, die in drei Bereiche 18, 19, 27 untergliedert ist. Der Bereich 19 ist oberhalb des Bereichs 18 angeordnet und überdeckt den Bereich 18 fast vollständig. Der obere Bereich 19 bildet somit eine Deckschicht des Betonkörpers 2. Lediglich der Wasserfalz 8 ist nicht von der Deckschicht 19, das heißt dem Bereich 19, überdeckt. Zwar bestehen die Bereiche 18, 19, 27 aus derselben Frischbetonmischung, jedoch unterscheiden sich die Bereiche 18, 19, 27 in der mittleren Korngröße der Sandpartikel. So sind in dem Bereich 19 lediglich Sandpartikel angeordnet, deren Korngröße unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, während in den Bereichen 18 und 27 Sandpartikel mit einer über diesem Grenzwert liegenden Korngröße vorliegen. Dabei sind in dem Bereich 18 Sandpartikel angeordnet, deren mittlere Korngröße größer ist als die mittlere Korngröße der Sandpartikel der Bereiche 19 und 27.
Der Bereich 27 weist Sandpartikel mit einer mittleren Korngröße auf, die derjenigen der Frischbetonmischung entspricht, die zum Herstellen der Betonkörper verwendet wird.
In dem Bereich 18 ist somit die mittlere Korngröße der Sandpartikel am größten, während die mittlere Korngröße der Sandpartikel in dem Bereich 19 am kleinsten ist. Der Sand in dem Bereich 19 ist deshalb besonders feinkörnig.
Obwohl dies in Figur 2 nicht dargestellt ist, ist es auch denkbar, dass der Bereich 19 auch auf dem Wasserfalz 8 angeordnet ist. Allerdings ist dies nicht unbedingt notwendig, da in der Regel der Wasserfalz 8 in einer Dachkonstruktion von einem Deckfalz eines weiteren Betonkörpers überdeckt ist.
Auf der Oberseite 1 sowie auf der Unterseite 11 des Betonkörpers 2 können auch noch weitere Schichten angeordnet werden. So ist es zum Beispiel möglich, auf der Oberseite 1 des Betonkörpers 2, das heißt auf dem Bereich 19 bzw. der Deckschicht, eine Farbschicht anzuordnen. Dies ist jedoch in Figur 2 nicht dargestellt.
In Figur 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Wasserlaufs 9 des in Figur 2 dargestellten Betonkörpers 2 gezeigt. Gut zu erkennen ist, dass die Betonschicht 17 in drei Bereiche 18, 19, 27 unterteilt ist, nämlich in den die Deckschicht bildenden oberen Bereich 19, den mittleren Bereich 18 und den unteren Bereich 27. In diesen Bereichen 18, 19 und 27 sind Sandpartikel angeordnet, deren mittlere Korngröße unterschiedlich ist. Dabei sind in den Bereichen 18 und 27 Sandpartikel mit einer Korngröße vorhanden, die in dem Bereich 19 nicht auftreten. Die Schicht 17 mit einer solchen Korngrößenverteilung kann nicht durch einfaches Glätten hergestellt werden, sondern es muss bei der Herstellung des Betonkörpers 2 im Bereich 19, der die Deckschicht bildet, in Abhängigkeit von der Größe der Sandpartikel eine Trennung der Sandpartikel erfolgt sein. In der vorliegenden Erfindung erfolgt diese Trennung der Sandpartikel nach ihrer Größe durch eine Profilierungseinheit.
In Figur 4 ist eine Seitenansicht eines Ausschnitts einer Anlage 20 zum Herstellen von Betonkörpern im Extrusionsverfahren dargestellt. Dieser Ausschnitt der Anlage 20 um- fasst eine Bearbeitungsstation 29 mit einer Extrusionsvorrichtung 30, einer Oberflächenbearbeitungseinheit 31 und ein Laufband 21 zur Beförderung eines endlosen Stranges von Unterformen 23, auf denen später der bandförmige, aufextrudierte Betonkörper 2 aus Frischbeton aufliegt. Die Oberflächenbearbeitungseinheit 31 ist der Extrusionsvorrichtung 30 nachgeschaltet und weist eine profilierte Profilierungseinheit 26 und eine Einebnungseinheit 28 auf. Die Einebnungseinheit 28 weist eine nicht profilierte, das heißt eine glatte Unterseite auf. Die mit Frischbeton zu befüllenden Unterformen 23 werden vom Laufband 21 zuerst der Extrusionsvorrichtung 30 zugeführt.
Diese Extrusionsvorrichtung 30 weist eine Materialbox 32 auf, die mit Frischbeton 33 bevorratet ist. Dieser Frischbeton 33 weist Sandpartikel unterschiedlicher Korngröße auf. Nachdem die Unterformen 23 in die Materialbox 32 eingetreten sind, wird auf diese Unterformen 23 Frischbeton 33 aufgebracht. In der Materialbox 32 sind eine Stachelwelle 24 und ein profilierter Roller 25 angeordnet. Dabei drückt die Stachelwelle 24 den Frischbeton 33 in einem ersten Schritt in die Unterformen 23. In einem zweiten Schritt wird anschließend der Frischbeton durch den profilierten Roller 25 zu einem bandförmigen Betonkörper 2 verdichtet, wobei dieser gleichzeitig das gewünschte Profil erhält. Mit der hier gezeigten Anlage 20 erhält der Betonkörper 2 ein Querschnittsprofil.
Anschließend wird der bandförmige Betonkörper 2 der Oberflächenbearbeitungseinheit 31 zugeführt, wobei der Betonkörper 2 zuerst die Profilierungseinheit 26 passiert. Diese Profilierungseinheit 26 weist in einem unteren Bereich 59 ein Profil, vorzugsweise ein kammartiges Profil auf. Dieses Profil ist in Figur 4 jedoch nicht zu erkennen. Mittels des Profils der Profilierungseinheit 26 wird auf die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 ein Rillenprofil aufgebracht, indem der Betonkörper 2 unterhalb der Profilierungseinheit 26 in Transportrichtung 22 bewegt wird. Hierbei erfolgt mittels des Profils der Profilierungseinheit 26 eine Trennung der Sandpartikel nach ihrer Partikelgröße. Durch diese Trennung der Sandpartikel werden große Sandpartikel aus dem Oberflächenbereich des Betonkörpers 2 nach innen hin verdrängt, während feine Sandpartikel das Profil der Profilierungseinheit 26 passieren können und so im Oberflächenbereich des Betonkörpers 2, das heißt in Erhebungen des Rillenprofils verbleiben. Die feinen Sandpartikel weisen dabei eine mittlere Partikelgröße auf, die kleiner ist als die mittlere Partikelgröße der großen Sandpartikel.
Beim Passieren der Profilierungseinheit 26 entstehen also auf der Oberfläche 1 des Betonkörpers 2 Erhebungen des Rillenprofils, die aus einem sehr feinen Beton bestehen. Gleichzeitig kann dabei im Beton eingeschlossene Luft entweichen. Nachdem mittels der Profilierungseinheit 26 das Rillenprofil auf dem Betonkörper 2 aufgebracht wurde, wird der Betonkörper 2 in Richtung einer Einebnungseinheit 28 bewegt. Diese Ein- ebnungseinheit 28 dient zum Entfernen des auf dem Betonkörper 2 aufgebrachten Rillenprofils. Dabei wird der Betonkörper 2 unterhalb der Einebnungseinheit 28 in Transportrichtung 22 bewegt, wobei die Einebnungseinheit 28 die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 einebnet. Diese Einebnung geschieht durch Zerquetschen der Erhebungen des Rillenprofils, wodurch sich der sehr feinkörnige Beton der Erhebungen des Rillenprofils gleichmäßig auf dem Oberflächenbereich des Betonkörpers 2 verteilt und der obere Bereich 19 entsteht, der die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Deckschicht des Betonkörpers 2 bildet. Der obere Bereich 19 kann also auch als Deckschicht 19 bezeichnet werden. Nachdem das Rillenprofil der Oberfläche 1 des Betonkörpers 2 eingeebnet wurde, wird der bandförmige Betonkörper 2 in Transportrichtung 22 zu einer in Fig. 4 nur schematisch dargestellten Schneidstation 34 geführt. In dieser Schneidstation 34 wird der bandförmige Betonkörper 2 mittels eines reversierend (vergleiche Doppelpfeil 36) und senkrecht (vergleiche Doppelpfeil 37) zum Betonkörper 2 bewegbaren Schneidwerkzeuges 35 in einzelne Dachsteine zerschnitten. Anschließend kann auf die Oberseite der Dachsteine eine Farbschicht aufgetragen werden. Da diese Dachsteine eine sehr geringe Oberflächenrauigkeit aufweisen, muss nur sehr wenig Farbe aufgetragen werden. Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Unterseite 67 des unteren Bereichs 59 der profilierten Profilierungseinheit 26. An dieser Unterseite 67 der Profilierungseinheit 26 ist ein kammartiges Profil 40 vorgesehen. Dieses Profil 40 besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten Stegen 41 bis 45, die jeweils einen Abstand b voneinander haben. Die Unterseite 67 der Profilierungseinheit 26 weist im Wesentlichen die Form eines Betonkörpers auf. Dabei sind die Abschnitte 68 bis 71 des Profils 40 zu erkennen. Der Abschnitt 68 dient dazu, einen Deckfalz eines Betonkörpers mit einem Rillenprofil zu versehen. Die Abschnitte 69 und 71 dienen dazu, die beiden Wasserläufe eines Betonkörpers mit einem Rillenprofil zu versehen. Mit dem Abschnitt 70 wird auf eine Mittelkrempe ein Rillenprofil aufgebracht. Ein Abschnitt, mit dem auch ein Wasserfalz eines Betonkörpers mit einem Rillenprofil versehen werden kann, ist bei der in Figur 5 dargestellten Profilierungseinheit 26 nicht vorgesehen. Damit wird mit der Profilierungseinheit 26 ein Wasserfalz eines Betonkörpers nicht mit einem Profil versehen.
Obwohl in Figur 5 nicht dargestellt, weist die Einebnungseinheit 28 die gleiche Form wie die Profilierungseinheit 26 auf, wobei die Unterseite der Einebnungseinheit 28 glatt ist, das heißt, dass an der Unterseite der Einebnungseinheit 28 kein Profil vorgesehen ist. Ein Abschnitt zum Einebnen, das heißt zum Glätten eines Wasserfalzes eines Betonkörpers ist bei der Einebnungseinheit 28 nicht vorgesehen, zumal auf dem Wasserfalz mit der Profilierungseinheit 26 auch kein Rillenprofil angeordnet wird.
Figur 6 zeigt einen Ausschnitt der in Figur 5 dargestellten Profilierungseinheit 26, die auf ihrer Unterseite 67 das kammartige Profil 40 aufweist. Dieses Profil 40 umfasst mehrere Stege 41 bis 45, die rechteckig aufgebaut sind. Die Stege 41 bis 45 weisen dabei eine Breite a sowie eine Länge c auf. Außerdem sind die einzelnen Stege 41 bis 45 durch den Abstand b voneinander beabstandet. Das Profil 40 kann hinsichtlich der Maße a, b, und c folgende Werte annehmen: 0,5 < a < 3 mm, 0,5 < b < 3 mm und 1 < c < 4 mm. Besonders bevorzugt sind dabei Bereiche von 0,5 < a < 2 mm, 0,5 < b < 2 mm und 1 < c < 4 mm, insbesondere a = 1 mm, b = 1 mm und c = 2 mm. Um das kammartige Profil 40 formstabil zu gestalten, müssen die Breite a und die Länge c der Stege in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis c / a im Bereich von 1 ,5 bis 2, das heißt es gilt 1 ,5 D c/a D 2.
Über den Abstand b wird dagegen ein Grenzwert für die größenabhängige Trennung der Sandpartikel vorgegeben. Wird als Maß b beispielsweise 1 mm vorgegeben, dann werden grobe Sandpartikel mit einer Korngröße > 1 mm aus dem Oberflächenbereich des Betonkörpers 2 verdrängt, während die feinen Sandpartikel mit einer Korngröße < 1 mm in dem Oberflächenbereich bleiben und sich so in den Erhebungen (s. Fig. 8, Bezugszeichen 61 bis 65) des Rillenprofils ansammeln, so dass eine Deckschicht aus dem feinen Beton gebildet werden kann.
Die Auswahl des für die Herstellung des Frischbetons verwendeten Sandes ist vom Abstand b abhängig, denn die Sandsieblinie muss so gewählt werden, dass mehr als 60 % der Sandpartikel eine Korngröße aufweisen, die kleiner als b ist. Nur wenn dies gewährleistet ist, wird das Profil 40 ausreichend mit feinen Sandpartikeln gefüllt und ein ausreichender Materialfluss durch das Profil 40 sichergestellt.
In Figur 7 ist eine Variante einer profilierten Einebnungseinheit 46 mit einem Profil 47 gezeigt. Auch das Profil 47 ist kammartig aufgebaut, wobei das Profil 47 leicht konisch ausgebildete Stege 48 bis 52 aufweist. Durch diese konisch ausgebildeten Stege 48 bis 52 ist die Gefahr geringer, dass das Profil 47 mit Beton verstopft wird.
Es versteht sich, dass auch anders profilierte Einebnungseinheiten gewählt werden können, solange mit ihnen eine Trennung der Sandpartikel nach ihrer Korngröße möglich ist.
Figur 8 zeigt die Herstellung eines Rillenprofils auf der Oberseite 1 des Betonkörpers 2 mittels der Profilierungseinheit 26. Dabei ist in Figur 8 nur ein Ausschnitt des Betonkörpers 2 sowie der Profilierungseinheit 26 gezeigt. Zu erkennen ist auch die Betonschicht 17 mit Sandpartikeln unterschiedlicher Größe. Indem der Betonkörper 2 unterhalb der Profilierungseinheit 26 vorbeigeführt wird, wird die Oberseite 1 bearbeitet. Durch den definierten Abstand b der Stege 41 bis 45 zueinander werden nur Sandpartikel mit einem ganz bestimmten Durchmesser durch das kammartige Profil 40 bewegt. Sandpar- tikel mit einem Durchmesser, der größer ist als b, werden nicht durch das Profil 40 geführt. Dadurch sammeln sich in den Zwischenabständen der Profilierungseinheit 26 nur Sandpartikel an, deren Korngröße kleiner als b ist. In Figur 8 sind auch mehrere Erhebungen 61 bis 65 zu erkennen, die in den Zwischenabständen des kammartigen Profils 40 angeordnet sind. In den Erhebungen 61 bis 65 befinden sich somit im Mittel kleinere Sandpartikel als in den darunter liegenden Bereichen der Schicht 17.
In Figur 9 ist das Einebnen des auf der Oberseite 1 des Betonkörpers 2 aufgebrachten Rillenprofils mittels der Einebnungseinheit 28 gezeigt. Diese Einebnungseinheit 28 weist im Gegensatz zu der Profilierungseinheit 26 an ihrer Unterseite 60 kein Profil auf. Mit dieser Einebnungseinheit 28 können die Erhebungen 61 bis 65 eingeebnet werden, wodurch die Erhebungen 61 bis 65 auf der Oberseite 1 des Betonkörpers 2 nach unten gedrückt werden. Es erfolgt somit eine Zerquetschung der Erhebungen 61 bis 65 durch die Einebnungseinheit 28. Durch diese Einebnung wird die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 geglättet, wodurch der obere Bereich 19 gebildet wird, welcher oberhalb des Bereichs 18 angeordnet ist und die Deckschicht bildet. Dabei sind in dem Bereich 19 nur die kleineren Sandpartikel und in dem Bereich 18 sowohl die kleinen als auch die großen Sandpartikel angeordnet. Durch das Glätten, das heißt durch das Einebnen des Rillenprofils, werden die größeren Sandpartikel aus dem Bereich 19 in den Bereich 18 bewegt, so dass sich in dem Bereich 18 nun Sandpartikel befinden, deren mittlere Korngröße am größten ist. Durch das Glätten werden nicht nur die Erhebungen 61 bis 65 entfernt, sondern es wird gleichzeitig verhindert, dass sich Luft in dem Bereich 19 ansammeln kann. Es kann deshalb auch sehr feiner Sand in der Betonmischung des Betonkörpers 2 verwendet werden, da durch das Profilieren und das anschließende Glätten der Oberseite 1 des Betonkörpers 2 Lufteinschlüsse in dem Beton ausgeschlossen werden.
Besitzt das Profil der Profilierungseinheit 26 beispielsweise die Abmessungen a = 1 mm, b = 1 mm und c = 2 mm, kann ein Sand mit der in der folgenden Tabelle dargestellten Sieblinie verwendet werden.
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, weisen nur 13,2 % der Sandpartikel einen Durchmesser von mehr als 1 mm auf. 86,8 % der Sandpartikel haben einen Durchmesser, der kleiner als b ist, d. h. der Durchmesser ist kleiner als 1 mm. Sandpartikel mit einer Korngröße größer als 1 mm werden durch die Profilierungseinheit 26 in den Bereich 18 verdrängt, so dass der Bereich 19 frei von Sandpartikeln mit einer Korngröße größer als 1 mm ist. In dem Bereich 18 befinden sich damit mehr Sandpartikel, die eine Korngröße größer als 1 mm aufweisen, als in dem Bereich 27.
Die Dicke D des Bereichs 19 ist abhängig von der Geometrie der Profilierungseinheit 26. Dabei gilt folgender Zusammenhang:
D = (c * b) / (a + b)
Vorteilhaft beim Einebnen des vorher aufgebrachten Rillenprofils ist, dass eine Korngrößenverteilung erhalten wird, bei der die größeren Sandpartikel nicht auf der Oberseite des Betonkörpers angeordnet sind, und dass sich dort nur Sandpartikel mit einem kleineren Durchmesser befinden. Dadurch erhält der Betonkörper nicht nur eine sehr glatte Oberfläche, sondern das Einebnen der Erhebungen trägt auch dazu bei, dass die Poren auf der Oberfläche kleiner sind als bei herkömmlichen Betonkörpern, das heißt bei Betonkörpern, bei denen keine Glättung eines zuvor aufgebrachten Rillenprofils stattfindet. Die so hergestellten Betonkörper haben deshalb eine verbesserte Oberflächengüte. Figur 10 zeigt den Betonkörper 2 gemäß Figur 2, nachdem auf seiner Oberseite 1 ein Rillenprofil 66 mittels der Profilierungseinheit 26 gemäß Figur 5 aufgebracht wurde. Durch die spezielle Form der Profilierungseinheit 26 ist das Rillenprofil 66 nur auf dem Deckfalz 6, der Mittelkrempe 7 sowie auf den beiden Wasserläufen 9 und 10 angeordnet. Der Wasserfalz 8 weist hingegen kein Rillenprofil auf. Da der Wasserfalz 8 von einem Deckfalz eines weiteren Betonkörpers überdeckt wird, ist eine Verbesserung der Oberflächengüte des Wasserfalzes 8 gerade hinsichtlich des Aussehens nicht von Bedeutung.
Allgemein formuliert betrifft die Erfindung somit ein Verfahren zum Herstellen eines aus Frischbeton 33 extrudierten Betonkörpers 2, gekennzeichnet durch folgende nacheinander ablaufende Schritte:
- der Betonkörper 2 wird zu einer Profilierungseinheit 26 bewegt, die auf ihrer Unterseite zumindest teilweise ein Profil 40, 47 aufweist, wobei das Profil 40, 47 derart aufgebaut ist, dass mit dem Profil 40, 47 Sandpartikel in dem Betonkörper 2 nach ihrer Partikelgröße separiert werden können;
- mittels des Profils 40, 47 der Profilierungseinheit 26 wird auf die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 ein Rillenprofil 66 aufgebracht, wobei in dem Rillenprofil 66 Sandpartikel mit einer mittleren Partikelgröße angeordnet sind, deren mittlere Partikelgröße kleiner ist als die mittlere Partikelgröße des Frischbetons 33;
- der Betonkörper 2 mit dem Rillenprofil 66 wird zu einer Einebnungseinheit 28 bewegt, wobei die Einebnungseinheit 28 eine Unterseite aufweist, die derart ausgebildet ist, dass mit der Unterseite der Einebnungseinheit 28 das Rillenprofil 66 des Betonkörpers 2 eingeebnet wird, wodurch auf der Oberseite 1 eine Deckschicht 19 und ein darunter angeordneter Bereich 18 entstehen, wobei sich in der Deckschicht 19 lediglich die Sandpartikel befinden, die vor dem Einebnen in dem Rillenprofil 66 angeordnet waren.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Herstellen eines Betonkörpers 2 mit einer ebenen Oberseite 1 , umfassend eine Bearbeitungsstation 29 mit einer Extrusionsvor- richtung 30 zum Extrudieren eines Betonkörpers 2 aus Frischbeton 33 sowie einer der Extrusionsvorrichtung 30 nachgeschalteten Profilierungseinheit 26, 46, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Profilierungseinheit 26, 46 an ihrer Unterseite mit einem Profil 40, 47 versehen ist, das derart aufgebaut ist, dass mit dem Profil 40, 47 auf die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 ein Rillenprofil 66 aufgebracht werden kann, wobei in dem Rillenprofil 66 Sandpartikel mit einer mittleren Partikelgröße angeordnet sind, deren mittlere Partikelgröße kleiner ist als die mittlere Partikelgröße des Frischbetons 33;
- eine der Profilierungseinheit 26, 46 nachgeschaltete Einebnungseinheit 28 vorgesehen ist, die eine Unterseite 60 zum Einebnen des Rillenprofils 66 aufweist, wobei die Unterseite der Einebnungseinheit 28 derart ausgebildet ist, dass nach dem Einebnen des Rillenprofils 66 die Oberseite 1 des Betonkörpers 2 einen oberen Bereich 19 sowie einen darunter angeordneten Bereich 18 aufweist, wobei der obere Bereich 19 eine Deckschicht bildet und die Deckschicht lediglich die Sandpartikel der Erhebungen des Rillenprofils 66 aufweist.
Obwohl die Ausführungsbeispiele der Erfindung oben detailliert beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Ein Fachmann versteht, dass die Erfindung verschiedene Varianten mit umfasst, mit denen dasselbe Ergebnis erzielt wird wie mit den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es ist deshalb für den Fachmann klar, dass mit den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen der Schutzumfang der Ansprüche nicht eingeschränkt wird und dass es weitere Varianten, Modifikationen und Alternativen gibt, die unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen.
Bezugszeichen
1 Oberseite
2 Beton körper
3 kopfseitiger Abschnitt
4 mittlerer Abschnitt
5 fußseitiger Abschnitt
6 Deckfalz
7 Mittelkrempe
8 Wasserfalz
9 Wasserlauf
10 Wasserlauf
11 Unterseite
12 Deckfalzrippe
13 Deckfalzrippe
14 Wasserfalzrippe
15 Wasserfalzrippe
16 Wasserfalzrippe
17 Schicht
18 Bereich
19 Bereich
20 Anlage
21 Laufband
22 Transportrichtung
23 Unterformen
24 Stachelwelle
25 Roller
26 Profilierungseinheit
27 Bereich
28 Einebnungseinheit
29 Bearbeitungsstation
30 Extrusionsvorrichtung
31 Oberflächenbearbeitungseinheit
32 Materialbox Frischbeton
Schneidstation
Schneidwerkzeug
Doppelpfeil
Doppelpfeil
Profil
Steg
Steg
Steg
Steg
Steg
Profilierungseinheit
Profil
Steg
Steg
Steg
Steg
Steg
unterer Bereich
Unterseite
Erhebung
Erhebung
Erhebung
Erhebung
Erhebung
Rillenprofil
Unterseite
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt
Abschnitt