Die Erfindung betrifft einen Formeinsatz für Formmaschinen zur Herstellung von verdichteten Formkörpern.

Derartige Formeinsätze sind insbesondere in Gebrauch Vorrichtungen zur Her- stellung von Betonformsteinen und bilden dabei zusammen mit einem Form- rahmen eine Rüttelform. Die Formnester des auf einem Rütteltisch aufgesetz- ten Formeinsatzes werden mit Betonmasse gefüllt und oben durch Druckstem- pel verschlossen. Durch Vibrationsanregung des Rütteltisches wird die Beton- masse so stark verdichtet, dass die anschließend aus dem Formeinsatz ent- formten feuchten Formsteine formstabil bleiben und zur endgültigen Trocknung und Aushärtung zwischengelagert werden können.

Für eine solche Zwischenlagerung wird unterschieden zwischen a) Einlagenfertigern, welche die Formsteine auf einer auch beim Rüttelvor- gang zwischen Rütteltisch und Formeinsatz befindlichen Zwischenplat- ten belassen, beim Entformen den Formeinsatz von der Zwischenplatte abheben und die eine Lage von Formsteinen samt der Zwischenplatte zur Zwischenlagerung verwenden, wobei typischerweise mehrere Ein- heiten mit je einer Platte und einer Lage Formsteine aufeinander gesta- pelt sind. b) Mehrlagenfertigern, bei welchen mehrere Lagen von Formsteinen ohne Zwischenplatten aufeinander abgelegt werden. Hierzu müssen die Formsteine in den Formnestern auch nach Abheben des Formeinsatzes von dem Rütteltisch oder gegebenenfalls von einer Zwischenplatte in

den Formnestern gehalten und zur Ablage aus den Formnestern ausge- drückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften Formeinsatz für die Mehrlagenfertigung anzugeben.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Formeinsatz wird zum einen ausgenutzt, dass die verdichteten Formkörper gemäß dem Ziel der Verdichtung in sich formstabil sein sollen und daher im Formeinsatz entgegen der ausformend wirkenden Ei- gengewichtskraft (sowie bei einer Bewegung des Formeinsatzes mit den ver- dichteten Formkörpern eventuell auftretende Beschleunigungs-oder Trägheits- kräfte) formschlüssig gehalten werden können. Zum anderen wird von der z. B. aus der DE 44 43 475 A1 oder der DE 197 47 770 A1 bekannten Eigenschaft verdichteter Beton-Formteile, im feuchten Zustand noch elastisch nachgiebig zu sein, vorteilhafter Gebrauch gemacht. Beide an sich bekannte Eigenschaften werden vorteilhaft so kombiniert, dass der formschlüssige Eingriff zwischen Vertiefungen in der Reliefstruktur in den Wänden des Formnestes und beim Verdichten in diesen Vertiefungen erzeugten Vorsprüngen an Seitenflächen des Formkörpers so groß dimensioniert wird, dass einerseits eine das (sich aus Volumen und Material ergebende) Eigengewicht des Formkörpers übersteigen- de Kraft nach unten zur Ausformung des Formkörpers benötigt wird, welche durch eine Vertikalbewegung des Formeinsatzes relativ zu der auch zum Ver- dichten eingesetzten Druckeinrichtung auf einfache Weise aufgebracht wird, dass andererseits aber der formschlüssige Eingriff so begrenzt ist, dass die in die Vertiefungen der Reliefstruktur eingreifenden Vorsprünge an den Seiten- wänden des Formkörpers bei der Zwangsentformung nicht abgeschert werden

und/oder dass keine wesentlich über das normale Maß herkömmlicher For- meinsätze mit ebenen Wänden hinausgehenden Rückstände in der Reliefs- truktur zurückbleiben. Die Reliefstruktur erlaubt insbesondere auch die Ver- wendung von Formeinsätzen mit gehärteten Wänden mit sehr geringer Mate- rialhaftung zur Betonmasse des Formkörpers.

Das Relief weist als Abstützungsflächen, an welchen sich Vorsprünge der Sei- tenflächen des verdichteten Formkörpers abstützen, Halteflanken auf, welche schräg zum Innern des Formnestes nach unten geneigt sind. Der Winkel dieser Halteflächen gegen die Vertikale liegt vorzugsweise bei höchstens 30°, so dass bei der Zwangsenfformung ein Gleiten der Vorsprünge entlang der Halteflanken mit allmählicher seitlicher Verformung des Materials des Formkörpers, vor- zugsweise innerhalb des Bereichs elastischer Verformung, erfolgt. Eine geringe bleibende Verformung der Vorsprünge an den Seitenflächen des Formkörpers ist unkritisch, da die Funktion dieser Vorsprünge, den Formkörper entgegen seiner Gewichtskraft im Formeinsatz zu halten, nach der Ausformung entfällt.

Das Eigengewicht des Formkörpers hängt neben dem Volumen auch von der Dichte des Materials ab, welche aber typischerweise nicht wesentlich variiert, so dass das Gewicht des verdichteten Formkörpers als im wesentlichen be- kannt angesehen werden kann. Bei der Abschätzung der erforderlichen Halte- kraft ist zusätzlich zu berücksichtigen, dass bei Mehrlagenfertigern typischer- weise nach der Verdichtung der Formeinsatz mit den verdichteten Formkörpern vertikal und eventuell auch horizontal verfahren wird und hierbei Beschleuni- gungskräfte auftreten, welche noch nicht zu einem Ausfallen der Formkörper aus dem Formeinsatz führen dürfen. Hinsichtlich der Verformbarkeit des feuchten Formkörpers nach der Verdichtung können sich je nach Ausmaß der Verdichtung höhere Streuungen ergeben, was sich auf die Haltekraft und auf die maximale elastische Verformbarkeit auswirken kann. Vorteilhafterweise

kann daher die Tiefe der Reliefstruktur auf hohe Steifigkeit mit geringer elasti- scher Verformbarkeit und die gesamte Haltefläche aller Halteflanken auf gerin- ge Steifigkeit mit leichter Verformbarkeit des verdichteten feuchten Formkör- pers im Rahmen zu erwartender Streuungen ausgelegt werden.

Vorteilhaft für die Relieftiefe der Reliefstruktur erweist sich eine Tiefe von ma- ximal 1,5 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm. Die minimale Tiefe liegt vorteilhafterweise bei 0,2 mm. Um über die Summe der Halteflächen aller Hal- teflanken eine ausreichende Haltekraft zu erhalten, ist die kumulierte Erstrek- kung aller Halteflanken in wandparalleler horizontaler Richtung wenigstens gleich dem Umfang des Formkörpers, vorzugsweise wenigstens gleich dem 2fachen dieses Umfangs. Die Reliefstruktur kann vorteilhafterweise in vertikaler Richtung aufeinanderfolgend mehrfach Halteflanken aufweisen, die durch Ab- schnitte der Reliefstruktur getrennt sind, die keine Haltekräfte aufbringen.

In vorteilhafter Ausführungsform enthält die Reliefstruktur konkave und/oder konvexe Wölbungen mit gegenüber der Relieftiefe großem, vorzugsweise we- nigstens 5fachem Krümmungsradius. Konkave und/oder konvexe Wölbungen können unmittelbar aufeinanderfolgend ein wellenartiges Profil bilden.

Die Reliefstruktur kann vorteilhafterweise langgestreckte, vorzugsweise im we- sentlichen horizontale Nuten, insbesondere mit konstantem Querschnitt ent- halten. Bei polygonalen Grundrissen erstrecken sich solche Nuten vorteilhaf- terweise über mehr als die Hälfte der Distanz zwischen zwei benachbarten Ek- ken. Die Halteflanken der Reliefstruktur sind vorzugsweise an bezüglich des Volumenschwerpunkts des Formnestes gegenüberliegenden Wandflächen und/oder in drehsymmetrischer Anordnung um eine vertikale Mittelachse des Formnestes vorhanden.

Die Begriffe der Vertiefungen in der Reliefstruktur und Vorsprünge an den Sei- tenwänden sind im Prinzip auch in Vertauschung verwendbar, beziehen sich aber anschaulich auf eine bevorzugte Ausführung, bei welcher das Formnest, vorzugsweise im oberen Randbereich, wenigstens einen prismatischen Ab- schnitt mit vertikalen Wandflächen ohne Reliefstruktur aufweist und die Re- liefstruktur hinter die Fortsetzungsflächen dieses prismatischen Abschnitts zu- rückweicht.

Die Reliefstruktur ist vorteilhafterweise überwiegend, insbesondere zu wenig- stens 60 % in der unteren Hälfte der vertikalen Erstreckung des Formnestes ausgebildet. Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass sich der lichte Querschnitt des Formnestes im Verlauf der Reliefstruktur nach unten er- weitert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt : Fig. 1 eine Schrägansicht von oben in einen Formeinsatz, Fig. 2 einen mit dem Formeinsatz nach Fig. 1 hergestellten Formstein, Fig. 3 ein Schnittbild entlang A-A von Fig. 1, Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3, Fig. 5 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 4 mit alternativer Reliefform, Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 3 mit erhabenem Relief.

In Fig. 1 ist ein Formeinsatz oder ein Ausschnitt aus einem solchen Formein- satz FE mit mehreren Formnestern FN skizziert mit Blickrichtung von schräg oben in die Formnester. Die Formnester sind im skizzierten Beispiel annähernd rechteckig und begrenzt durch Seiten-oder Trennwände WS. Die Formnester sind oben offen zur Einfüllung von unverdichteter Betonmasse und zum Einset- zen von mit dem Umriss der Formnester eng abschließenden Druckplatten ei- ner Druckeinrichtung, welche durch eine Auflast beschwert oder in anderer Weise nach unten in die Formnester gedrückt ist. Der Formeinsatz ist im Be- trieb auf einen Rütteltisch, gegebenenfalls unter Zwischenfügung einer Zwi- schenplatte aufgesetzt und mittels eines in der Abbildung nicht mit dargestell- ten Formrahmens nach unten gepresst. Der Rütteltisch wird durch Schockvi- bration oder Unwuchtvibration zu Rüttelschwingungen angeregt, welche sich auf das eingefüllte Betonmaterial übertragen und unter Einwirkung der Bela- stung durch die Druckeinrichtung das Betonmaterial in kurzer Zeit so hoch ver- dichten, dass die dabei erzeugten Formsteine zwar noch feucht, aber formstabil sind.

Bei der Mehrlagenfertigung wird nach Abschluss des Verdichtungsvorgangs unter Beibehaltung der relativen Lage von Formeinsatz und Druckeinrichtung der Formeinsatz auf einer Ablage, beispielsweise einer Palette als erste Lage oder auf bereits vorhandene Lagen aufgesetzt. Hierbei kann entweder die Pa- lette anstelle des Rütteltisches unter den Formeinsatz oder der Formeinsatz samt Druckplatten seitwärts bis über die Palette gefahren werden. Durch Anhe- ben des Formeinsatzes werden die Formsteine durch die nicht mit angehobe- nen Druckplatten der Druckeinrichtung nach unten aus den Formnestern aus- gedrückt und auf der Ablage bzw. einer schon vorhandenen Lage von Form- steinen zum Trocknen und Aushärten abgelegt.

Bei dem in Fig. 1 skizzierten Formeinsatz ist erkennbar, dass die die Formnester begrenzenden Wandflächen der Wände WS mit Reliefstrukturen RS versehen sind, welche sich im skizzierten Beispiel sowohl an in Längsrich- tung LR verlaufenden Wandflächen NWL als auch an in Querrichtung QR ver- laufenden Wandflächen NWQ finden. Die Reliefstrukturen weisen in der skiz- zierten bevorzugten Ausführung die Form von langgestreckten horizontal ver- laufenden Nuten auf, welche, gegebenenfalls mit Unterbrechung, den überwie- genden Teil der Wandfläche in horizontaler Richtung beanspruchen. In verti- kaler Richtung folgen mehrere derartige horizontale Nuten aufeinander. Die Reliefstrukturen RS erstrecken sich im skizzierten Beispiel über mehr als die Hälfte der Höhe der Seitenwandflächen. In den Seitenwandflächen sind zusätz- lich Vertiefungen AA zur Ausbildung von Abstandshaltern an den Seitenflächen von Formsteinen vorgesehen.

Die Fig. 2 zeigt in Schrägdarstellung einen in einem Formnest FN des Formein- satzes FE nach Fig. 1 hergestellten Betonformstein, an dessen Seitenflächen sowohl Abstandshalter AH als auch Gegenreliefstrukturen GR als komplemente Strukturen zu den Reliefstrukturen RS und den Aussparungen AA in den Wandflächen NWL, NWQ des Formnestes entstanden sind. Die Kanten am Übergang von den Seitenwandflächen zur Deckfläche des Betonformsteines nach Fig. 2 sind durch bekannte Formgebung der benutzten Druckplatten an- gefast.

In Fig. 3 ist ausschnittsweise eine horizontale Ansicht in ein mit einer vertikalen Schnittebene entlang A-A von Fig. 1 aufgeschnittenes Formnest skizziert. Die Reliefstruktur RS befindet sich überwiegend in der unteren Hälfte der Randflä- che NWL und nimmt im skizzierten Beispiel mehr als die Hälfte der Höhe der Wandfläche ein. In horizontaler Richtung ist die Reliefstruktur durch eine Aus- sparung AA für einen Abstandshalter unterbrochen. Die beiden Teilstrukturen

weisen jeweils die Länge RL auf, wobei die gesamte Längserstreckung der Re- liefstruktur mit 2RL vorzugsweise größer ist als die Hälfte der Längserstreckung NL des Formnestes. Eine Druckplatte DP einer z. B. mit einer Auflast beauf- schlagen Druckeinrichtung wird nach Befüllen des Formnestes auf dieses auf- gesetzt.

Die Reliefstrukturen bestehen aus horizontalen Nuten NU, welche, wie aus dem vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 4 besser ersichtlich ist, konkav vom inneren des Formnestes weg gewölbt sind. Die Nuten weisen im skizzierten Beispiel eine gleichmäßige Krümmung mit einem Krümmungsradius auf, welcher groß ist gegen die Relieftiefe RT der Reliefstruktur. Ein im Formnest hergestellter verdichteter Formsteinkörper ist mit seinen Seitenflächen formschlüssig mit den Reliefstrukturen verbunden und auf diese Weise auch nach Wegnahme des unterstützenden Rütteltisches im Formnest gehalten, wobei die die Gewichts- kraft auffangenden Haltekräfte an Halteflächen HF aufgebracht werden, welche durch die jeweils unteren Bereiche der einzelnen Nuten mit nach unten zum Formnest hin verlaufenden Flächentangenten gebildet sind, wogegen Teilflä- chen der Reliefstruktur mit vertikaler oder mit nach unten vom Formnest weg gerichteter Flächentangente nicht zu den Haltekräften beitragen. Die gesamte für einen Formkörper in einem Formnest wirksam werdende Haltekraft ist durch die Summe der an allen diesen Halteflächen HF aufgebrachten Teilkräfte zu- sammengesetzt. Durch die lange Erstreckung in horizontaler Richtung und die mehrfache Aufeinanderfolge in vertikaler Richtung der Nuten der Reliefstruktu- ren ergibt sich auch bei geringer Relieftiefe RT eine die Gewichtskraft des Formkörpers kompensierende Haltekraft.

Die von den Halteflächen HF aufgebrachte Haltekraft ist dadurch begrenzt, dass der Formkörper auch nach der Verdichtung noch elastisch deformierbar ist und entlang der Halteflächen HF unter seitlicher Komprimierung nach unten

verschoben werden kann. Die Reliefstrukturen sind aber so dimensioniert, dass allein die Gewichtskraft des Formkörpers nicht ausreicht, den Formkörper so weit zu deformieren, dass die in den Reliefstrukturen einliegenden Vorsprünge des Formkörpers entlang der Halteflächen nach unten das Relief überwinden.

Andererseits sind die Reliefstrukturen so dimensioniert, dass eine Verformung des Formkörpers unter Einsatz einer höheren Kraft als der eigenen Gewichts- kraft in mindestens dem Umfang ohne Abscheren der in die Reliefstrukturen eingreifenden Vorsprünge des Formkörpers möglich ist, dass diese Vorsprünge die Reliefstrukturen nach unten überwinden und der Formkörper aus dem Formnest ausgedrückt werden kann.

Die Relieftiefe RT beträgt vorteilhafterweise maximal 1,5 mm, vorzugsweise maximal 0,8 mm, insbesondere maximal 0,5 mm. Die minimale Tiefe RT der Reliefstrukturen liegt vorteilhafterweise bei 0,1 mm, vorzugsweise bei 0,2 mm, insbesondere 0,3 mm. Im skizzierten Beispiel sei eine einheitliche Relieftiefe für alle Nuten angenommen, was bevorzugt aber nicht zwingend ist.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform einer Reliefstruktur skizziert, bei welcher die Reliefstruktur konvexe Wölbungen NX zum Innern des Formnestes hin zeigt.

Die Wirkungsweise ist analog zu der Reliefstruktur nach Fig. 4.

In den Darstellungen nach Fig. 1 und Fig. 3 weist das Formnest in einem obe- ren Bereich einen prismatischen Verlauf mit unstrukturierten senkrechten Wandflächen und in vertikaler Richtung gleichbleibendem Querschnitt auf. In Fig. 3 ist die Reliefstruktur RS in der Wandfläche NWR gegen die vertikale Verlängerung dieses prismatischen Abschnitts AP zurückgesetzt ausgebildet, wodurch der entsprechende prismatische obere Abschnitt des Formkörpers beim Ausformen nach unten keine Verformung durch das Relief erfährt. In an- derer Ausführung kann, wie in Fig. 6 skizziert, die Reliefstruktur RSX auch ge-

gen die vertikale Verlängerung der Prismaflächen des Abschnittes AP zum In- nern des Formnestes hin erhaben sein. In der Version nach Fig. 6 ist zu be- achten, dass die Druckplatte, welche typischerweise einen Spalt von ca. 0,5 mm zur Wand des Formnestes einhält, erforderlichenfalls zur Ausformung an der Reliefstruktur vorbei bewegt werden kann.

Die Tiefe der Aussparungen AA für die Ausbildung von Abstandselemente an den Seitenwänden des Formkörpers ist typischerweise wesentlich größer als die Relieftiefe RT. Diese Aussparungen sind nach unten offen, so dass das am Formkörper ausgebildete Abstandselement AH beim Ausformen des Formkör- pers aus dem Formnest keine komprimierende Verformung erfährt.

Die in Fig. 1 nur an jeweils einer Längs-und einer Querfläche des Formnestes erkennbaren Reliefstrukturen sind vorteilhafterweise wenigstens an zwei ge- genüber liegenden Wandflächen oder vorzugsweise an allen Wandflächen ausgebildet. Die Haltekräfte können dadurch zum einen gleichmäßig auftreten und zum anderen auf eine Vielzahl von Halteflächen mit geringer Relieftiefe verteilt werden.

Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbil- dungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebe- nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere sind für die Form der Reliefstruktur eine Vielzahl von Möglichkeiten aus Kombinationen der ge- schilderten Formgebungen oder anderer, nicht linearer Teilstrukturen möglich.

Die Teilstrukturen können auch kleiner und/oder räumlich stärker separiert sein.