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WO2018202831A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines pflastersteins - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines pflastersteins Download PDF

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WO2018202831A1
WO2018202831A1 PCT/EP2018/061465 EP2018061465W WO2018202831A1 WO 2018202831 A1 WO2018202831 A1 WO 2018202831A1 EP 2018061465 W EP2018061465 W EP 2018061465W WO 2018202831 A1 WO2018202831 A1 WO 2018202831A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
filling
batch
concrete mixture
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/061465
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English (en)
French (fr)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windmolders Beton NV
Original Assignee
Windmolders Beton NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windmolders Beton NV filed Critical Windmolders Beton NV
Publication of WO2018202831A1 publication Critical patent/WO2018202831A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B13/00Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles; Discharging shaped articles from such moulds or apparatus
    • B28B13/02Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles
    • B28B13/0215Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo
    • B28B13/023Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo by using a feed box transferring the moulding material from a hopper to the moulding cavities
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/04Producing shaped prefabricated articles from the material by tamping or ramming
    • B28B1/045Producing shaped prefabricated articles from the material by tamping or ramming combined with vibrating or jolting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B28B1/087Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
    • B28B1/0873Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould the mould being placed on vibrating or jolting supports, e.g. moulding tables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/0063Control arrangements
    • B28B17/0081Process control

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a concrete paving stone.
  • Under paving stone handy concrete blocks are understood, which are laid on sidewalks, roads, etc.
  • Such paving stones are known for example from WO 2013/076115 AI.
  • AI concrete blocks are produced by shaking, while the shaking is limited in time to a minimum. Measuring probes are inserted in the individual concrete masses in order to detect the consistency of the concrete mass and to be able to finish the stamping pressure and the shaking process at a suitable moment.
  • WO 2006/117173 A2 discloses a system and a method for producing concrete products, in particular paving stones. It explains the individual processes of production. It is used a vibration measuring device, with the help of the applied vibration energy can be measured and checked.
  • a multiple mold is generally used with which a number of paving stones can be formed simultaneously. It has a large number of interconnected shells that adjoin one another. Each shell has a common side wall with an adjacent shell. An associated multiple stamp has a corresponding number of punches arranged side by side and operated together.
  • the multiple form is filled with a concrete mixture, also known as concrete pulp.
  • This concrete mixture is first produced in a mixing device. It is removed from the mixing device and portioned into a filling car.
  • the filling cart contains the correct amount of concrete slurry needed to fill the mold.
  • the multiple stamp After filling the concrete mixture in the multiple mold, ie in each individual shell, the multiple stamp can be pressed from above. Initially, an initial shaking is carried out so that the concrete mixture is distributed evenly in the individual shell. Thereafter, at least one further shaking operation, called the main shaking, is carried out with the aim of compacting the concrete mixture. In addition, the stamp is pressed onto the concrete mixture, whereby a flat surface for the paving stone is achieved. The shaking is done on a vibrating table. On this the multiple form is brought. When shaking the stamp remains stationary relative to the shell.
  • the shaking is performed only for a short time, for example 4 ⁇ 2 sec. This refers to a final shaking or Hauptrütteln, which can precede a Vorrütteln.
  • the duration of the main litter is critical for the quality of the later paving stone. When shaken for a long time, a good compaction is achieved, but deviations in shape occur, in particular side surfaces of the paving stone can become soft. If shaken too briefly, the stone does not have sufficient strength and shape.
  • the shaking time is also dependent on the filled concrete pulp, in particular its water content. The distribution of grain, the proportion of fine-grained material, and the proportion of cement in the concrete pulp have an influence on the shaking time. There is therefore a desire for better control of the process of making concrete paving stones.
  • the product produced should be as independent as possible of fluctuations of the concrete mixture used as starting material from the upstream mixing device. This means that the production process must be adapted to the respective starting material. Proceeding from this, the object of the invention is to provide, taking into account the known methods and devices, a method and a device which allow an improved control of the production process, so that the quality of the shaped stone is more constant.
  • step b., C. and d. be executed in any order. Portioning according to step b. is always at the beginning. Already after portioning and before filling, the total content of water can be recorded.
  • This method has the advantage that in each case for that batch or amount of concrete slurry, the water content is determined, which is used directly for filling the multiple mold. So it is the water content determined only for this amount, it is z. B. is not assumed by the water content of the concrete slurry in the mixing device.
  • the volume and / or weight of each batch taken from the mixing device and filled into the filling car is and usually constant for each filling process. It is therefore sufficient to determine the total amount of water in this batch or amount of concrete pulp. As a result, there is an electrical reading for this total.
  • This table links different values for the total amount of water in the batch with the optimal jogging time. The values for this table are determined in previous attempts.
  • This table contains a significant proportion of the manufacturer's know-how. As a rule, therefore, the batch of concrete pulp of each individual filled multiple mold is treated individually, namely as a function of the previously determined value of the total amount of water contained in the batch. In this way it is ensured that the finished vibrated paving stone has individually a consistency that is considered by the manufacturer to be ideal for further processing.
  • a concrete mix is first prepared in the mixing apparatus.
  • the water content of this concrete mix can be detected, but this is not essential.
  • the water cement value is determined. Possibly.
  • other properties of the concrete mixture are detected before filling in the, z. As the flowability, weight and the like.
  • the total amount of water is determined. This is done via at least one sensor, which operates in particular with microwaves. It is also possible to determine the electrical conductivity. A sensor is used to determine the total water content. The determined value for the total content of water is transmitted to a control device for shaking. There the table is stored. This control device assigns the associated value to an associated shaking time. This is done at the latest before the beginning of the main lodge.
  • the multiple form With the charge located in the charge truck, the multiple form is filled.
  • the individual compartments of the multiple form each form shells, which coincide with the Betonmi- be filled.
  • the concrete mix in the mold is first spread evenly. The duration of this process is usually independent of the content of water.
  • a punch of the mold is moved into the shell and pressed. This is usually followed by a first shake and a second shake.
  • the stamp remains on the concrete mixture and closes the shell upwards.
  • At least the second shaking process is determined in its duration by the measured value for the water.
  • both shaking processes can be determined in their time duration.
  • it may be chosen for the Hauptrüttelvorgang also another sequence. It is not necessarily a first and a second shaking necessary. It can be done even a single shake.
  • a vibrator also called vibration device
  • the advantage of the method is that the at least one sensor for detecting the total content of water in the charging device or (preferably) in the filling carriage is arranged. It can also be integrated well into existing plants there. The sensor is located where there is already a batch and before it is entered in the multiple form.
  • the object is further achieved by the device according to claim 5. It is designed and suitable for carrying out the method according to claim 1.
  • a device is used as it is state of the art. This is additionally equipped with at least one sensor, with the associated measuring Device and its connection to the control unit of the vibrator.
  • the measuring device in the control unit or in a separate component, a table for the optimum Gantteldauer is stored taking into account the parameters of the batch of the starting mixture in the filling. There, if necessary, the switch-off delay is stored, further influencing variables can be stored.
  • the invention relates to paving stones which consist of a uniform mixture, but it also finds application for paving stones, which are made essentially of a simpler concrete and a superficial layer of a header.
  • This intent usually has a higher quality than the simple concrete.
  • two filling operations in succession are two filling operations in succession.
  • the intent and the ground substance behave differently under the intent. It is therefore advantageous to detect an electrical quantity for the water content of the attachment and / or the ground substance and to convert these values obtained for the respective total amount of water via a table into the respectively optimum vibration time.
  • the detection of the at least one electrical quantity for the amount of water can be carried out after the portioning of the batch and until the beginning of the filling of the multiple mold.
  • Fig. 1 a simplified representation of essential parts of the device for
  • Production of a paving stone namely a mixing device, a portioning device, a filling device, a filling carriage, a multiple mold, a vibrating table and a control device.
  • FIG. 1 shows schematically shown a mixing device 20, also called concrete mixer, the z. B. can also be designed as a transport container. In it is a concrete slurry 21, also called concrete mix. Below the mixing device 20 is a portioning device 22. In each case one given volume of concrete slurry 21 from the mixing device 20 entered. This amount is called batch 23.
  • FIG. 1 shows the charge 23 located in the portioning device 22. This charge 23 is later input via a filling device 22 into a loading carriage 26 located below it.
  • the filling carriage 26 is mobile, it transports the batch 23 to a multiple mold 28, which is located on a vibrating table 30 of a known vibrating device.
  • the latter is assigned a control device 32 which controls the processes. In particular, it controls the duration of the Hintteins.
  • both the portioning device 22 and the filling carriage 26 are each assigned a sensor 34 for detecting the total content of water in the charge 23.
  • These sensors 34 are preferably sensors operating with microwaves. It is z. As a microwave signal, similar to a commercially available, belonging to the equipment of a kitchen microwave oven, issued and determined how high its absorption and / or what temperature increase is detected in the batch 23. Other measuring methods and evaluations are possible.
  • the at least one sensor 34 is electrically connected to the control device 32. At this is the signal for the amount of water in the charge 23 at.
  • the control device 32 is a memory 36. In it a value table is stored, also called table. It assigns to the said signal a period of time for shaking. The rule is that the longer it is necessary to shake, the drier the charge 23 is and vice versa.
  • microwave measuring method z For example, the differences between measured and received waves caused by attenuation of the amplitude and phase shift. The changes in amplitude and phase result from reflection, refraction and scattering of the high-frequency waves at the boundary layers of the container, for. B. of the filling carriage 26, and by absorption in the interior of the concrete pulp of the charge 23.
  • the basis for microwave measuring method forms the following procedure:
  • microwaves are emitted.
  • the waves are partially absorbed as they pass through the material of the charge 23.
  • the changed waves are received again, or the reflected wave is also received by the sensor 34.
  • the changes of wave amplitude and phase by the modification of the initial field distribution are measured. From the degree of absorption can be concluded on the water content.
  • the microwave resonance technology can also be used the microwave resonance technology.
  • a microwave field is set up in which the electromagnetic waves oscillate in a frequency range of 2 to 3GHz.
  • the resonance frequency decreases, and the vibration is damped. Due to their small size and their relatively high dipole moment, water molecules are excited by the electromagnetic radiation to rotate.
  • the sample is not heated during the measurement, since the power of the microwave field can be very low with ⁇ lmW.
  • the degree of damping is determined at the same time. Both measured quantities are finally related to each other, and the so-called microwave value is obtained.
  • this measurement is largely mass and density independent; This is especially important for dynamic measurement in the process.
  • a PMD300 meter can be used.
  • the method for producing a paving stone has at least 5, preferably at least 6, preferably all of the following method steps: a. Producing a concrete mixture 21 in a mixing device 20,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung eines Pflastersteins weist die folgenden Verfahrensschritte auf: a) Herstellen einer Betonmischung (21) in einer Mischeinrichtung (20), b) Portionieren und Einfüllen einer abgemessenen Charge (23) der Betonmischung (21) in einen Füllwagen (26), wobei mindestens ein der Charge (23) zugeordneter Sensor (34) vorgesehen ist, der den Gesamtgehalt an Wasser in der Charge (23) erfasst, c) Einfüllen der Charge (23) in eine Vielfachform (28), d) Übermitteln des vom Sensor (34) erfassten Wertes für den Gesamtgehalt an eine Steuervorrichtung (32) und Zuordnen des erfassten Wertes zu einer Zeitdauer für einen Rüttelvorgang der Vielfachform (28) in mindestens einem Rüttelschritt, e) Abschalten des Rüttelns, wenn die Zeitdauer erreicht ist, f) Entformen der gerüttelten Betonmischung (21) aus der Vielfachform (28), und g) Erhärtenlassen der gerüttelten Betonmischung (21).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Pflastersteins
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Pflastersteins aus Beton. Unter Pflasterstein werden handliche Betonformsteine verstanden, die auf Gehwegen, Straßen usw. verlegt werden. Derartige Pflastersteine sind beispielsweise aus WO 2013/076115 AI bekannt.
Aus der DE 196 15 915 C2 ist ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung der Festigkeit von Betonsteinen bei deren chargenweiser Herstellung bekannt. Dabei wird beschrieben, dass der Grad der Verdichtung des Betonbreis durch Ändern des Vibrationsgrades, also des Rütteins, beeinflusst wird . Beim Rütteln findet eine Volumenänderung statt, die zu einer Änderung der Höhe des Betonbreis in der Form führt. Es wird auch ein Messen der Eigenfeuchte der Betonmischung im Mischer beschrieben.
Die DE 103 31 758 AI gibt allgemeine Ausführungen zu Beton für Pflastersteine. Darin ist angegeben, dass ein Wasserzementwert von 0,4 als optimal anzusehen ist.
Nach der DE 39 37 698 AI werden Betonsteine im Rüttelverfahren hergestellt, dabei wird der Rüttelvorgang zeitlich auf ein Minimum beschränkt. Es werden Messfühler in die einzelnen Betonmassen eingesetzt, um die Konsistenz der Betonmasse zu erfassen und in einem geeigneten Moment den Stempeldruck sowie den Rüttelvorgang beenden zu können.
Aus der WO 2006/117173 A2 sind eine Anlage und ein Verfahren zum Herstellen von Betonwaren, insbesondere Pflastersteinen bekannt. Es werden die einzelnen Abläufe der Herstellung erläutert. Es wird eine Vibrationsmesseinrichtung verwendet, mit deren Hilfe die aufgebrachte Vibrationsenergie gemessen und überprüft werden kann.
Der Inhalt der genannten Vorveröffentlichungen, auch im Folgenden genannter Vorveröffentlichungen, gehört vollinhaltlich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung. Bei der Herstellung von Pflastersteinen aus Beton, auch Betonformsteine genannt, wird im Allgemeinen eine Vielfachform benutzt, mit der gleichzeitig eine Anzahl von Pflastersteinen geformt werden kann. Sie hat eine Vielzahl von miteinander zusammenhängenden Schalen, die aneinander angrenzen. Jede Schale hat eine gemeinsame Seitenwand mit einer benachbarten Schale. Ein zugehöriger Vielfachstempel hat eine entsprechende Anzahl von Stempeln, die nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam betätigt werden.
Die Vielfachform wird mit einer Betonmischung, auch Betonbrei genannt, gefüllt. Diese Betonmischung wird zunächst in einer Mischeinrichtung hergestellt. Sie wird aus der Mischeinrichtung entnommen und in einen Füllwagen portioniert. Im Füllwagen befindet sich jeweils die korrekte Menge an Betonbrei, die für das Füllen der Form benötigt wird .
Nach dem Einfüllen der Betonmischung in die Vielfachform, also in jede einzelne Schale, kann der Vielfachstempel von oben aufgedrückt. Es wird zunächst ein anfängliches Rütteln durchgeführt, damit sich die Betonmischung gleichmäßig in der einzelnen Schale verteilt. Danach wird mindestens ein weiterer Rüttelvorgang, genannt das Hauptrütteln, durchgeführt, der das Ziel hat, die Betonmischung zu verdichten. Zudem wird der Stempel auf die Betonmischung aufgedrückt, wodurch eine ebene Oberfläche für den Pflasterstein erreicht wird . Das Rütteln erfolgt auf einem Rütteltisch. Auf diesen wird die Vielfachform gebracht. Beim Rütteln bleibt der Stempel gegenüber der Schale stationär.
Das Rütteln wird nur für eine kurze Zeit, beispielsweise 4±2 sec. durchgeführt. Gemeint ist hierbei ein abschließendes Rütteln bzw. Hauptrütteln, dem ein Vorrütteln vorausgehen kann. Die Dauer des Hauptrütteins ist kritisch für die Qualität des späteren Pflastersteins. Wenn länger gerüttelt wird, wird zwar eine gute Verdichtung erreicht, es kommt aber zu Formabweichungen, insbesondere können Seitenflächen des Pflastersteins weich werden. Wenn zu kurz gerüttelt wird, hat der Stein keine ausreichende Festigkeit und keine gute Form. Die Rüttelzeit ist auch vom eingefüllten Betonbrei abhängig, insbesondere von dessen Wassergehalt. Einfluss auf die sind Rüttelzeit haben auch die Kornverteilung, der Anteil an feinkörnigem Material, der Anteil an Zement im Betonbrei. Es besteht daher der Wunsch nach einer besseren Steuerung des Verfahrens der Herstellung von Beton Pflastersteinen. Das hergestellte Produkt soll möglichst unabhängig von Schwankungen der als Ausgangsmaterial verwendeten Betonmischung aus der vorgeschalteten Mischeinrichtung sein. Dies bedeutet, dass das Herstellungsverfahren angepasst werden muss auf das jeweils vorliegende Ausgangsmaterial . Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Berücksichtigung der vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine verbesserte Steuerung des Herstellungsvorgangs ermöglichen, so dass die Qualität des geformten Steins gleichbleibender ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Pflastersteins mit folgenden Verfahrensschritten
a. Herstellen einer Betonmischung in einer Mischeinrichtung,
b. Portionieren und Einfüllen einer Charge der Betonmischung in einen Füllwagen, wobei mindestens ein der Charge zugeordneter Sensor vorgesehen ist, der den Gesamtgehalt an Wasser in der Charge erfasst,
c. Einfüllen der Charge in eine Vielfachform,
d . Übermitteln des vom Sensor erfassten Wertes für den Gesamtgehalt an eine Steuervorrichtung und Zuordnen des erfassten Wertes zu einer Zeitdauer für einen Rüttelvorgang der Vielfachform in mindestens einem Rüttelschritt,
e. Abschalten des Rütteins, wenn die Zeitdauer erreicht ist,
f. Entformen der gerüttelten Betonmischung aus der Schale und
g . Erhärtenlassen der gerüttelten Betonmischung.
Dabei können die Schritte b., c. und d. in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Das Portionieren gemäß Schritt b. steht jedoch immer am Anfang . Schon nach dem Portionieren und vor dem Einfüllen kann der Gesamtgehalt an Wasser erfasst werden.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass jeweils für diejenige Charge bzw. Menge an Betonbrei der Wasseranteil bestimmt wird, die unmittelbar zur Befüllung der Vielfachform eingesetzt wird. Es wird also der Wassergehalt nur für diese Menge bestimmt, es wird z. B. nicht vom Wassergehalt des Betonbreis in der Mischeinrichtung ausgegangen. Das Volumen und/oder Gewicht der jeweils aus der Mischeinrichtung entnommenen und in den Füllwagen eingefüllten Charge ist be- kannt und in der Regel konstant für jeden einzelnen Befüllvorgang . Es genügt daher die Bestimmung der Gesamtmenge an Wasser in dieser Charge bzw. Menge an Betonbrei. Als Ergebnis liegt ein elektrischer Messwert für diese Gesamtmenge vor.
Der Rüttelvorgang wird nun jeweils nur so lange durchgeführt, wie dies aus einer Tabelle ersichtlich ist. Diese Tabelle verknüpft unterschiedliche Werte für die Gesamtmenge an Wasser in der Charge mit der jeweils optimalen Rüttelzeit. Die Werte für diese Tabelle werden in vorausgegangenen Versuchen ermittelt. In dieser Tabelle steckt ein erheblicher Anteil des Know-hows des Herstellers. In der Regel wird daher die Charge an Betonbrei jeder einzelnen gefüllten Vielfachform individuell behandelt, nämlich in Abhängigkeit von dem kurz zuvor ermittelten Wert der Gesamtmenge an in der Charge enthaltenem Wasser. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der fertig gerüttelte Pflasterstein individuell eine Konsistenz hat, die vom Hersteller als ideal für die weitere Verarbeitung angesehen wird .
Im Einzelnen wird zunächst eine Betonmischung in der Mischvorrichtung hergestellt. Der Wassergehalt dieser Betonmischung kann erfasst werden, dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig . Vorzugweise wird der Wasserzementwert ermittelt. Ggf. werden auch weitere Eigenschaften der Betonmischung vor dem Einfüllen in die erfasst, z. B. die Fließfähigkeit, das Gewicht und dergleichen.
Es wird nun jeweils portionsweise Betonbrei in den Füllwagen eingefüllt. Sobald der Betonbrei portioniert ist, vorzugsweise wenn sich der Betonbrei im Füllwagen befindet, wird die Gesamtmenge an Wasser bestimmt. Dies erfolgt über mindestens einen Sensor, der insbesondere mit Mikrowellen arbeitet. Es kann auch die elektrische Leitfähigkeit bestimmt werden. Es wird ein Sensor eingesetzt, der den Gesamtgehalt an Wasser zu bestimmen gestattet. Der ermittelte Wert für den Gesamtgehalt an Wasser wird einer Steuereinrichtung für das Rütteln übermittelt. Dort ist die Tabelle abgespeichert. Diese Steuereinrichtung ordnet dem ermittelten Wert eine zugehörige Rüttelzeit zu. Dies erfolgt spätestens vor Beginn des Hauptrütteins.
Mit der im Füllwagen befindlichen Charge wird die Vielfachform gefüllt. Die einzelnen Fächer der Vielfachform bilden jeweils Schalen aus, die mit der Betonmi- schung gefüllt werden. In einem anfänglichen Vorrüttelvorgang, der relativ kurz ist und häufig unter 1 sec. dauert, wird die Betonmischung in der Form zunächst gleichmäßig ausgebreitet. Die Dauer dieses Vorgangs ist in der Regel unabhängig vom Gehalt an Wasser.
Danach wird ein Stempel der Form in die Schale hineingefahren und angedrückt. Es folgen dann in der Regel ein erstes Rütteln und ein zweites Rütteln. Dabei bleibt der Stempel auf der Betonmischung und schließt die Schale nach oben ab. Zumindest der zweite Rüttelvorgang wird in seiner Zeitdauer durch den Messwert für das Wasser bestimmt. Vorzugsweise können beide Rüttelvorgänge in ihrer Zeitdauer so bestimmt werden. Es kann für den Hauptrüttelvorgang jedoch auch ein anderer Ablauf gewählt werden. Es sind nicht zwangsläufig ein erster und ein zweiter Rüttelvorgang notwendig. Es kann auch nur ein einziges Rütteln durchgeführt werden.
Eine Rüttelvorrichtung (auch Vibrationsvorrichtung genannt) arbeitet mit bewegten Massen. Diese brauchen eine gewisse Zeit, um nach einem Abschalten des Antriebs zum Stillstand zu kommen. Diese Zeit wird als Abschaltverzögerung bezeichnet. Sie ist üblicherweise für eine bestimmte Rüttelvorrichtung konstant. Sie wird in die Gesamtdauer des Hauptrütteins einbezogen. Wenn der Füllwagen verschiedene Rüsselvorrichtungen bedient, können unterschiedliche Absatzverzögerungen berücksichtigt werden.
Nach Abschluss des Rütteins wird die gerüttelte Betonmischung entformt, sie kann nun weiter erhärten.
Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass der mindestens eine Sensor für die Erfassung des Gesamtgehalts an Wasser in der Chargiereinrichtung oder (bevorzugt) im Füllwagen angeordnet wird . Er lässt sich dort auch in bestehende Anlagen gut integrieren. Der Sensor ist dort angeordnet, wo es bereits eine Charge gibt und bevor diese in die Vielfachform eingegeben ist.
Die Aufgabe wird weiterhin durch die Vorrichtung nach dem Anspruch 5 gelöst. Sie ist für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ausgelegt und geeignet. Verwendet wird eine Vorrichtung, wie sie Stand der Technik ist. Diese ist zusätzlich ausgestattet mit mindestens einem Sensor, mit der zugehörigen Mess- Vorrichtung und deren Verbindung mit der Steuereinheit der Rüttelvorrichtung . In der Messvorrichtung, in der Steuereinheit oder in einem separaten Bauteil ist eine Tabelle für die optimale Rütteldauer unter Berücksichtigung der Parameter der Charge der Ausgangsmischung im Füllwagen abgespeichert. Dort ist auch gegebenenfalls die Abschaltverzögerung abgespeichert, weitere Einflussgrößen können abgespeichert sein.
Bevorzugt bezieht sich die Erfindung auf Pflastersteine, die aus einer einheitlichen Mischung bestehen, sie findet aber auch Anwendung für Pflastersteine, die im Wesentlichen aus einem einfacheren Beton und einer oberflächlichen Lage eines Vorsatzes hergestellt sind . Dieser Vorsatz hat meist eine höhere Qualität als der einfache Beton . Hierbei finden zwei Einfüllvorgänge nacheinander statt. Während des Rütteins verhalten sich der Vorsatz und die Grundsubstanz unter dem Vorsatz in der Regel unterschiedlich. Es ist daher vorteilhaft, eine elektrische Größe für den Wassergehalt des Vorsatzes und/oder der Grundsubstanz zu erfassen und diese erhaltenen Werte für die jeweilige Gesamtmenge an Wasser über eine Tabelle in die jeweils optimale Rüttelzeit umzusetzen.
Das Erfassen der mindestens einen elektrischen Größe für die Menge an Wasser kann nach der Portionnieren der Charge und bis zum Beginn des Befüllen der Vielfachform durchgeführt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von mehreren, nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen :
Fig. 1 : eine vereinfachte Darstellung wesentlicher Teile der Vorrichtung zur
Herstellung eines Pflastersteins, nämlich einer Mischeinrichtung, einer Portioniereinrichtung, einer Füllvorrichtung, einem Füllwagen, einer Vielfachform, eines Rütteltisches und einer Steuervorrichtung .
Figur 1 zeigt schematisch dargestellt eine Mischeinrichtung 20, auch Betonmischer genannt, der z. B. auch als Transportbehälter ausgebildet sein kann. In ihm befindet sich ein Betonbrei 21, auch Betonmischung genannt. Unter der Mischeinrichtung 20 befindet sich eine Portioniereinrichtung 22. In sie wird jeweils ein bestimmtes Volumen an Betonbrei 21 aus der Mischeinrichtung 20 eingegeben. Diese Menge wird als Charge 23 bezeichnet. Die Figur 1 zeigt die in der Portioniereinrichtung 22 befindliche Charge 23. Diese Charge 23 wird später über eine Füllvorrichtung 22 in einen unter ihr befindlichen Füllwagen 26 eingegeben.
Der Füllwagen 26 ist fahrbar, er transportiert die Charge 23 zu einer Vielfachform 28, die sich auf einem Rütteltisch 30 einer an sich bekannten Rüttelvorrichtung befindet. Letzterer ist eine Steuervorrichtung 32 zugeordnet, die die Abläufe steuert. Insbesondere steuert sie die Zeitdauer des Rütteins.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl der Portioniereinrichtung 22 als auch dem Füllwagen 26 je ein Sensor 34 für das Erfassen des Gesamtgehalts an Wasser in der Charge 23 zugeordnet. Bei diesen Sensoren 34 handelt es sich bevorzugt um mit Mikrowellen arbeitende Sensoren. Es wird z. B. ein Mikrowellensignal, ähnlich wie in einem handelsüblichen, zu der Ausstattung einer Küche gehörenden Mikrowellengerät, ausgegeben und ermittelt, wie hoch dessen Absorption ist und/oder welche Temperaturerhöhung in der Charge 23 festzustellen ist. Andere Messverfahren und Auswertungen sind möglich.
Aus dem vom Sensor 34 erhaltenen Messwert ist ein eindeutiger Schluss auf den Gesamtgehalt an Wasser in der Charge 23 möglich. Andere Messverfahren sind möglich, beispielsweise mit Ultraschall, mit Ermittlung des elektrischen Widerstandes usw. arbeitende Verfahren . Es ist lediglich ein Sensor 34 notwendig, der an der Portioniereinrichtung 22 oder am Füllwagen 26 angeordnet ist. 2 Sensoren 34, wie dargestellt, haben den Vorteil, dass die erhaltenen Messwerte gemit- telt oder anderweitig verknüpft werden können. Auf diese Weise wird ein genauerer Wert für die Menge an Wasser erhalten.
Der mindestens eine Sensor 34 ist mit der Steuervorrichtung 32 elektrisch verbunden. An dieser liegt also das Signal für die Menge an Wasser in der Charge 23 an. In der Steuervorrichtung 32 befindet sich ein Speicher 36. In ihm ist eine Wertetabelle abgespeichert, auch Tabelle genannt. Sie ordnet dem genannten Signal eine Zeitdauer für das Rütteln zu. Es gilt die Regel, dass umso länger gerüttelt werden muss, je trockener die Charge 23 ist und umgekehrt.
Bei Mikrowellen-Messverfahren werden z. B. die Unterschiede zwischen ausge- sandten und empfangenen Wellen gemessen, die durch Dämpfung der Amplitude und Phasenverschiebung verursacht werden. Die Veränderungen von Amplitude und Phase ergeben sich durch Reflexion, Brechung und Streuung der hochfrequenten Wellen an den Grenzschichten des Behälters, z. B. des Füllwagens 26, und durch Absorption im Inneren des Betonbreis der Charge 23. Die Basis für Mikrowellen-Messverfahren bildet folgendes Vorgehen :
Auf einer Seite der zu untersuchenden Charge 23 werden Mikrowellen ausgesendet. Die Wellen werden, beim Durchqueren des Materials der Charge 23 teilweise absorbiert. Auf der anderen Seite der Charge 23 werden die veränderten Wellen wieder empfangen, oder es wird vom Sensor 34 auch die reflektierte Welle empfangen. Die Veränderungen von Wellenamplitude und -phase durch die Abwandlung der anfänglichen Feldverteilung werden gemessen. Aus dem Maß der Absorption kann auf den Wassergehalt geschlossen werden.
Es kann auch die Mikrowellenresonanz-Technologie verwendet werden. Zu diesem Zweck wird über ein Mikrowellenfeld aufgebaut, in dem die elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich von 2 bis 3GHz schwingen. Durch das Einbringen der Charge 23 in das Mikrowellenfeld verringert sich die Resonanzfrequenz, und die Schwingung wird dabei gedämpft. Wassermoleküle werden aufgrund ihrer geringen Größe und ihres relativ hohen Dipolmoments durch die elektromagnetische Strahlung zur Rotation angeregt. Anders als beim Mikrowellenherd wird die Probe bei der Messung nicht erwärmt, da die Leistung des Mikrowellenfeldes mit < lmW sehr gering sein kann. Neben der Frequenzänderung wird gleichzeitig auch das Maß der Dämpfung bestimmt. Beide Messgrößen werden schließlich zueinander in Relation gesetzt, und man erhält den sogenannten Mikrowellenwert. Im Gegensatz zu anderen Geräten, die mit Mikrowellenresonanz-Technik arbeiten und dabei nur die Frequenzverschiebung detektieren, ist dieser Messwert weitestgehend masse- und dichteunabhängig; dies ist besonders für die dynamische Messung im Prozess von größter Bedeutung . Verwendet werden kann beispielsweise ein Messgerät PMD300.
Das Verfahren zur Herstellung eines Pflastersteins weist mindestens 5, vorzugsweise mindestens 6, vorzugsweise alle der folgenden Verfahrensschritte auf: a. Herstellen einer Betonmischung 21 in einer Mischeinrichtung 20,
b. Portionieren und Einfüllen einer abgemessenen Charge 23 der Betonmischung 21 in einen Behälter, zum Beispiel einen Füllwagen 26, wobei mindestens ein der Charge 23 zugeordneter Sensor 34 vorgesehen ist, der den Gesamtgehalt an Wasser in der Charge 23 erfasst,
c. Einfüllen der Charge 23 in eine Vielfachform 28,
d . Übermitteln des vom Sensor 34 erfassten Wertes für den Gesamtgehalt an eine Steuervorrichtung 32 und Zuordnen des erfassten Wertes zu einer Zeitdauer für einen Rüttelvorgang der Vielfachform 28 in mindestens einem Rüttelschritt, e. Abschalten des Rütteins, wenn die Zeitdauer erreicht ist,
f. Entformen der gerüttelten Betonmischung 21 aus der Vielfachform
28 und
g . Erhärtenlassen der gerüttelten Betonmischung 21.
Begriffe wie im Wesentlichen, vorzugsweise und dergleichen sowie möglicherweise als ungenau zu verstehende Angaben sind so zu verstehen, dass eine Abweichung um plusminus 5 %, vorzugsweise plusminus 2 % und insbesondere plus minus ein Prozent vom Normalwert möglich ist. Die Anmelderin behält sich vor, beliebige Merkmale und auch Untermerkmale aus den Ansprüchen und/oder beliebige Merkmale und auch Teilmerkmale aus einem Satz der Beschreibung in beliebiger Art mit anderen Merkmalen, Untermerkmalen oder Teilmerkmalen zu kombinieren, dies auch außerhalb der Merkmale unabhängiger Ansprüche.
Bezugszeichenliste
20 Mischeinrichtung
21 Betonbrei
22 Portioniereinrichtung
24 Füllvorrichtung
26 Füllwagen
28 Vielfachform
30 Rütteltisch
32 Steuereinheit
34 Sensor
36 Speicher

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Pflastersteins mit folgenden Verfahrensschritten
a. Herstellen einer Betonmischung (21) in einer Mischeinrichtung (20), b. Portionieren und Einfüllen einer abgemessenen Charge (23) der Betonmischung (21) in einen Füllwagen (26), wobei mindestens ein der Charge (23) zugeordneter Sensor (34) vorgesehen ist, der den Gesamtgehalt an Wasser in der Charge (23) erfasst,
c. Einfüllen der Charge (23) in eine Vielfachform (28),
d . Übermitteln des vom Sensor (34) erfassten Wertes für den Gesamtgehalt an eine Steuervorrichtung (32) und Zuordnen des erfassten Wertes zu einer Zeitdauer für einen Rüttelvorgang der Vielfachform (28) in mindestens einem Rüttelschritt,
e. Abschalten des Rütteins, wenn die Zeitdauer erreicht ist,
f. Entformen der gerüttelten Betonmischung (21) aus der Vielfachform (28) und
g . Erhärtenlassen der gerüttelten Betonmischung (21).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Portinieren der Charge (23) zumindest eine Eigenschaft der Betonmischung (21), darunter der Wassergehalt, ermittelt wird und dass das so erhaltene Messergebnis berücksichtigt wird, um die Rütteldauer festzulegen.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen mindestens einer elektrischen Größe mittels des Sensors (34) bereits vor dem Einfüllen der Charge (23) in den Füllwagen beginnt, und/oder nach dem Einfüllen beginnt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt mittels der Absorption von Mikrowellen in der Charge (23) bestimmt wird .
5. Vorrichtung zur Herstellung eines Pflastersteins, die aufweist
- einen Mischeinrichtung (20) zur Herstellung einer Betonmischung (21),
- eine hinter der Mischeinrichtung (20) angeordnete Portioniereinrichtung (22) zum Abmessen einer Charge (23),
- eine hinter der Portioniereinrichtung (22) angeordnete Füllvorrichtung (24),
- eine Vielfachform (28), die sich zumindest zeitweise unter der Füllvorrichtung (22) befindet und die ein der Charge (23) angepasstes Gesamtvolumen hat,
- einen Sensor zur Erfassung des Gesamtgehalts an Wasser in der Charge
(23) , der Sensor ist der Charge (23) zugeordnet und insbesondere in der Portioniereinrichtung und/oder im Füllwagen angeordnet,
- eine Steuervorrichtung für eine Rüttelvorrichtung, die mit dem Sensor verbunden ist und eine gespeicherte Tabelle für eine Zuordnung von gemessenen Gesamtgehalten an Wasser zu Zeitdauer des Rütteins aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (32) ein Mikrowellensensor ist, oder dass der Sensor mindestens zwei Elektroden (46) aufweist, die in Kontakt mit der Betonmischung (21) sind und jeweils elektrisch mit einer Messvorrichtung (42), die den ohmschen Widerstand zwischen den beiden Elektroden (46) ermittelt, verbunden sind .
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mindestens einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger oder mindestens einen Sendeempfänger für Ultraschall aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Füllwagen (26) aufweist, der sich zumindest zeitweise unter der Füllvorrichtung (24) und zeitweise über der Vielfachform (28) befindet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (34) am Füllwagen (26) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (34) in der Portioniereinrichtung (22) angeordnet ist.
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