DE1584423C3 - Verfahren und Presse zum Verdichten von mineralischer PreBmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verdichten von in einer Form befindlicher mineralischer Preßmasse zur Herstellung von Bausteinen, bei dem auf die zu verdichtende Preßmasse gleichzeitig ein statischer und ein in seiner Höhe wechselnder dynamischer Druck ausgeübt werden.

Bei allen Bauelementen, die nach der Formgebung einem Enderhärtungsprozeß unterworfen werden, spielt die Verdichtung während der Formgebung eine bedeutende Rolle. Es werden zu diesem Zweck Pressen verschiedenster Art, wie Kurbelpressen, Kniehebelpressen, Vibrierpressen, hydraulische Pressen, Stampfpressen und Fallstempelpressen verwendet. Diese Pressen verdichten den zu bildenden Formling im allgemeinen von einer Seite her, entweder von oben oder unten. Durch diese einseitige Verdichtung ergibt sich zwangsläufig infolge der inneren Reibung während der Verdichtungsarbeit ein Unterschied in der Dichte des Materials. Die Dichte ist auf der Seite, von der der Verdichtungsstempel einwirkt, am höchsten und nimmt nach der gegenüberliegenden Seite hin ab. Der Unterschied in der Dichte ist dabei um so größer, je größer das Verhältnis der Höhe des zu verdichtenden Formlings zu seiner Grundfläche ist/ Im Interesse bester Festigkeitseigenschaften der Bauelemente und Bausteine ist jedoch eine möglichst gleichmäßige und strukturfreie Verdichtung zu fordern.

Man hat auch bereits versucht, die Formlinge bei der Herstellung von zwei Seiten her zu verdichten. Hierzu hat man zwei Verdichtungsstempel unter allmählicher Druckerhöhung von zwei Seiten her auf den zu bildenden Formling einwirken lassen. Zwar zeigen derartig hergestellte Bausteine bessere Struktureigenschaften, jedoch genügen auch diese infolge des sich ausbildenden Verdichtungsdoppelkegels nicht allen Anforderun

gen.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Verdichten von keramischen Massen bekannt, bei dem auf die zu verdichtende Masse gleichzeitig ein statischer Druck und ein in seiner Höhe wechselnder dynamischer Druck ausgeübt werden. Der statische Druck wird durch eine auf der Masse liegende Auflast erzeugt, während der wechselnde dynamische. Druck durch ein gleichzeitig stattfindendes Anheben" und Fallenlassen der Form mittels einer ίο Nockenscheibe auf die Preßmasse einwirkt. Hierbei wird, abgesehen von der doppelten Druckwirkung von nur einer Seite, der dynamische Druck nur während des statischen Enddruckes eingesetzt. Dieses Verfahren ergibt bei der Behandlung von Kalksandsteinrohlingen bzw. Betonsteinrohlingen, die erheblichen Enddrücken ausgesetzt werden, keine oder allenfalls eine mit unverhältnismäßig hohem apparativem bzw. kräftemäßigem Aufwand erreichbare, aber doch nur geringfügige Verbesserung der Verdichtung.

ao Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg anzugeben, mit möglichst geringem zusätzlichem Aufwand eine beträchtliche Verbesserung der Verdichtung speziell von Kalksandstein- bzw. Betonsteinrohlingen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß für die Herstellung von Kalksandstein- bzw. Betonsteinrohlingen der statische Druck und der dynamische Druck von einander gegenüberliegenden Seiten auf die Preßmasse zur Einwirkung gebracht werden, daß der statische Druck während des Verdichtungsvorganges allmählich erhöht wird und daß erst nach Erreichen einer bestimmten Vorverdichtungsdruckhöhe des statischen Drucks der dynamische Wechseldruck ausgeübt wird.

Durch den dynamischen, mit kurzen Druckstößen wirkenden Wechseldruck wird der Verformungswiderstand der Masse verringert, so daß außer der sehr gleichmäßigen Struktur eine besonders hohe Festigkeit erreicht wird, die bei einer nur statisch wirkenden Verdichtung nicht erzielbar ist. Weiterhin wird dem zu verdichtenden Material bessere Gelegenheit zum Entlüften gegeben.

Es hat sich gezeigt, daß bereits die Anwendung des dynamischen Wechseldrucks bei ansteigendem statischem Druck eine nennenswerte Steigerung der Verdichtung mit sich bringt, daß aber durch die kombinierte Anwendung der genannten Einzelmaßnahmen eine optimale Wirkung mit weitestgehender struktureller Homogenität des Gefüges und damit äußerst gleichmäßigen Festigkeitseigenschaften des fertigen Baukörpers erreicht werden. Der statische Druck kann durch Preßsysteme üblicher Art, etwa durch Kniehebelpressung, hydraulische Pressung od. dgl., bewirkt werden. Der dymimische Wechseldruck richtet sich in Frequenz, Amplitude sowie im Druckverlauf nach dem zu verdichtenden Material; er kann beispeilsweise als Stampfverdichtung, als Schlagverdichtung oder in ähnlicher dynamisch wirkender Weise ausgeführt werden. Für die Verdichtung von Kalksandsteinen hat sich ein stampfender Wechseldruck als besonders günstig herausgestellt.

Die Erfindung betriff» auch eine Presse zur Durchführung des Verfahrens. Hierbei wird ausgegangen von einer bekannten Presse mit zwei gegeneinander gerichteten, auf die Preßmasse wirkenden vertikalen Stempeln, von denen der von unten nach oben wirkende, unterhalb des Pressertisches angeordnete Preßstempel

mit langsam ansteigendem Druck auf die Preßmasse in der Form einwirkt. Erfindungsgemäß ist die Presse dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Pressentisches angeordnete Preßstempel eine die Ausübung eines dynamischen Wechseldruckes ermöglichende Ausbildung aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele der Presse sowie eines Diagramms näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Pres- ίο se nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch die Presse nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig.3 ein die Betriebsweise veranschaulichendes Verdichtungsdiagramm.

In F i g.l ist unten ein statisch wirkender Preßstempel 1 zu sehen, der über einen unteren Verdichtungsstempelkopf 2 auf die zu verdichtende Masse 3 einwirkt. In einen Pressentisch 4 eingelassen ist eine Form 5, die die Masse seitlich begrenzt. Auf die Oberseite der ao Masse wirkt über einen oberen Verdichtungsstempelkopf 6 und eine Formplatte 7 ein dynamischer Preßstempel 8 ein. Dieser ist im oberen Teil eines Pressenrahmens 9 senkrecht beweglich gelagert. Ebenso ist die den oberen Verdichtungsstempelkopf 6 tragende as Formplatte 7 im Pressenrahmen 9 senkrecht beweglich angeordnet Mit Hilfe zweier am Schaft 10 des dynamischen Preßstempels 8 angreifender Rollen 11, von denen eine im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Motor 12 angetrieben wird, kann dem dynamisehen Preßstempel 8 die erforderliche dynamische Bewegung, die durch einen Doppelpfeil veranschaulicht ist, erteilt werden.

Zum Betrieb wird die Formplatte 7 mit dem oberen Verdichtungsstempelkopf 6 angehoben, so daß das hohle Innere der Form 5 zugänglich ist. Der statische Preßstempel 1 mit dem unteren Verdichtungsstempelkopf 2 befindet sich in seiner unteren Ausgangslage. Nach dem Einbringen des zu verdichtenden Materials 3 wird die Formplatte 7 mit dem oberen Verdichtungsstempelkopf 6 abgesenkt, und anschließend beginnt der statische Preßstempel 1 sich langsam nach oben zu bewegen und übt dabei einen statisch anwachsenden Druck auf die zu verdichtende Masse aus. Ist die gewünschte Vorverdichtung erreicht, so schaltet sich der Motor 12 des dynamischen Preßstempels 8 ein — dies geschieht zweckmäßig selbsttätig —, so daß der Preßstempel 8 eine dauernde Auf- und Abbewegung ausführt und über die Formplatte 7 und den oberen Verdichtungsstempelkopf 6 die dynamische Verdichtung der Masse 3 bewirkt. Diese Bewegung kann beispielsweise durch Beaufschlagung des Motors 12 mit Stromimpulsen hervorgerufen werden, so daß der dynamische Preßstempel 8 über seinen Schaft 10 und die Rollen 11 jeweils um ein kleines Stück angehoben wird und anschließend auf die Formplatte 7 herunterfällt. Natürlich kann auch ein beliebiger anderer Antrieb verwendet werden, der dem Preßstempel 8 die erforderliche Bewegung erteilt.

F i g. 2 zeigt eine Variante des unteren Verdichtungsstempelkopfes 2. Jn ihm sind Öffnungen 15 vorgesehen, durch die mit Bezug auf die Form 5 feststehende Lochdorne 16 ragen. Sie enden um ein Stück a vor der Oberkante der Form 5. Um diesen Betrag a steht das zu verdichtende Material über den oberen Enden der Lochdorne 16. Während der Verdichtung der Masse 3 bleiben auf diese Weise Öffnungen, deren Form durch die Form der Lochdorne 16 bestimmt ist, so daß Bausteine nach der Art von Hohlblocksteinen entstehen. Die Länge der Strecke a richtet sich dabei nach der Art des zu verarbeitenden Materials. Nachdem der Preßvorgang beendet ist, werden der dynamische Preßstempel 8 und die Formplatte 7 nach oben gezogen, und der statische Preßstempel 1 kann so weit nachgefahren werden, daß der fertige Stein, oder bei einer zur Herstellung mehrerer Steine gleichzeitig geeigneten Form, die fertigen Steine aus der Presse entnommen werden können. Die Presse kann dabei so ausgebildet sein, daß nach Beendigung eines Preßvorganges der oder die Preßlinge mitsamt der Form aus dem Bewegungsbereich der Stempel gebracht und automatisch entnommen und abgestapelt werden können.

F i g. 3 zeigt ein Druckdiagramm zur Veranschaulichung des während des Verdichtungsvorgangs auf die Masse einwirkenden Druckes. Nach Erreichen eines geeigneten statischen Vorverdichtungsdruckes ft setzt der dynamisch wirkende Druck ein, der im dargestellten Beispiel in Form von zeitlich nacheinander auftretenden Druckspitzen über dem allmählich ansteigenden statischen Druck ausgeübt wird. Nach Erreichen des maximalen statischen Druckes ist der Verdichtungsvorgang beendet. Es hat sich gezeigt, daß mit zunehmendem statischem Druck auch die Höhe der einzelnen dynamischen Druckspitzen anwächst. Der zuletzt wirkende Maximaldruck setzt sich demnach aus dem maximalen statischen und dem maximalen dynamischen Druck zusammen.

Das erfindungsgemäße Verdichtungsverfahren gestattet es, Bausteine und Bauelemente, die während der Herstellung einem Verdichtungsprozeß unterworfen sind, mit einer Festigkeit und Gleichmäßigkeit des Gefüges herzustellen, die mit den herkömmlichen Verdichtungsmethoden nicht erreichbar waren. Dies äußert sich insbesondere in einer verbesserten Haltbarkeit und höheren Beanspruchbarkeit der Bauelemente.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verdichten von in einer Form befindlicher mineralischer Preßmasse zur Herstellung von Bausteinen, bei dem auf die zu verdichtende Preßmasse gleichzeitig ein statischer Druck und ein in seiner Höhe wechselnder dynamischer Druck ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Kalksandsteinbzw. Betonsteinrohlingen der statische Druck und der dynamische Druck von einander gegenüberliegenden Seiten auf die Preßmasse zur Einwirkung gebracht werden, daß der statische Druck während des Verdichtungsvorganges allmählich erhöht wird und daß erst nach Erreichen einer bestimmten Vorverdichtungsdruckhöhe des statischen Drucks der dynamische Wechseldruck ausgeübt wird.

2. Presse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei gegeneinander gerichteten, auf die Preßmasse wirkenden vertikalen Stempeln, von denen der von unten nach oben wirkende, unterhalb des Pressentisches angeordnete Preßstempel mit langsam ansteigendem Druck auf die Preßmasse in der Form einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Pressentisches (4) angeordnete Preßstempel (8) eine die Ausübung eines dynamischen schnellen Wechseldruckes nach unten ermöglichende Ausbildung aufweist.