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Einrichtung zum Verdichten lockerer Massen mittels eines Schwingungserzeugers,
insbesondere für Steinformmaschinen Einrichtungen zur Verdichtung von lockeren Massen
mitttels eines Schwingungserzeugers sind vielfach im Gebrauch, so z. B. bei Schwingsieben
zum Aussieben einer körnigen Masse, bei Schwingtischen zur Betonverdichtung und
insbesondere auch bei Steinfornimaschinen, Bei allen diesen und anderen Anwendungsformen
ist es voll besonderer Bedeutung, möglichst verlustlos gerichtete kurze Stöße auf
den Körper auszuüben. Bei Steinformmaschinen, bei welchen die Formen lose auf den
Arbeitstisch gestellt werden, ist es noch für einen zu erstrebenden hohen Verdichtungsgrad
besonders nachteilig, wenn die Erregerstöße nur unvollkommen und mit Verlusten übertragen
werden, wie z. B. bei bekannten Steinformmaschinen, bei welchen unter dem Arbeitstisch
eine Erregereinrichtung mit pendelndem Schlagelement angeordnet ist und die Form
lose auf dem Arbeitstisch ruht.
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Diese Verhältnisse werden hinsichtlich der Stoßwirkung aber noch ungünstiger,
wenn die Verdichtungsstöße auf geteilte Körper einwirken, wie z. B. bei Steinformmaschinen,
bei denen bodenlose Formen mit Unterlagsbrettern verwendet werden. Der zu beaufschlagende
Körper wird hier durch die bodenlose Form, das Unterlagsbrett und dem Arbeitstisch
gebildet. Die Verdichtungsstöße wirken bei diesen Uaschinen zunächst auf die Platte
des Arbeitstisches, diese schlägt auf die Unterlage, die ihrerseits die Stöße auf
die Form überträgt, was einen doppelten Stoß verlust zur Folge hat, Dazu kommt noch
der weitere Nachteil, daß eine gegenseitige Entfernung zwischen Form und Unterlage
entsteht. Durch diese Springbewegungen von Form und Unterlag, sbrett kann aus dem
zwischen Brett und Form entstehenden Spalt Beton nach außen dringen. wodurch ein
sehr hoher Verschleiß der Formunterkante entsteht und der gefertigte Stein durch
teilweises Zurückschlagen der Betonmasse einen Grat nach außen erhält.
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Diese Mängel werden nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der
zu beaufschlagende Körper Bekannterweise aus mehreren Teilen besteht, die, zweckmäßig
einstellbar, elastisch zusammengehalten sind, und der Abstand zwischen dem zu beaufschlagenden
Körper und dem Schlagelement verstellbar ist. Durch diese Einrichtung wird vermieden,
daß die einzelnen Teile des mehrteiligen, zu beaufschlagenden Körpers eine gegenseitige
Bewegung ausführen. Die Verdichtungsstöße werden möglichst verlustlos auf den Körper
übertragen, da bei richtiger Bemessung der Einzelteile des Systems und richtiger
Wahl der Federung ihrer Koppelungsglieder der zu beaufschlagende Körper immer wieder
bei jeder Schwingung des Erregers in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann, so
daß praktisch keine Stöße verlorengehen.
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Bei Steinformmaschinen wird ferner erfindungsgemäß die Koppelung von
Arbeitstisch und Form, gegebenenfalls einschließlich Unterlagsbrett, durch ein auf
die Form wirkendes, lösbares, in sich federndes Hebelsystem bewirkt. Um die Leistungsfähigkeit
der Maschine zu steigern und zusätzliche Handgriffe seitens des Bedienenden zu vermeiden,
wird das Hebelsystem mit den Zugstangen zum Heben der Form derart verbunden, daß
beim Wirksamwerden der Hebe-. vorrichtung zuerst das Hebelsystem gelöst und dann
die Form angehoben wird.
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Da bei Steinformmaschinen die Füllmasse lediglich durch Reibung an
den Formwänden mit der Form verbunden ist, können störende Eigenbewegungen der Füllmasse
auftreten, die sich wieder ungünstig auf die Verdichtungsarbeit auswirken. Dieser
Mangel wird in bekannter Weise dadurch beseitigt, daß die mit der Auflast beschwerte,
zu verdichtende Masse, zweckmäßig über eine Koppelfeder, zusätzlich belastet wird.
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Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind den nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In der Zeichnung sind in den Abb.
1 bis ß die verschiedenen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch
teils in Ansicht, teils in Draufsicht dargestellt.
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Abb. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel in einer Ansicht und Draufsicht.
1 ist der Rahmen oder das Fundament, auf welchem die Maschine aufgebaut ist. 2 ist
der Erreger mit Schlagelement 2a, der auf der Welle 3, welche in den Lagern 4 ruht,
pendelnd aufgehängt ist. 5 ist der Umwuchterreger, welcher um die Achse 6 schwingt.
6a ist eine Gelenkwelle, über welche die Erregereinrichtung angetrieben wird. 7
ist
der in der Mitte verstärkte, biegungsweich, also federnd ausgeführte
Arbeitstisch, der auf Säulen 8 lagert. Die Höhe der Lagerung des Arbeitstisches
ist zwischen den Stellmuttern 9 und 10 einstellbar und damit auch der Spalt zwischen
den Prallflächen des Erregers bzw. des Schlagelementes und des Arbeitstisches. 11
ist die Form mit der Unterlage 12. 13 sind Zugstangen, mittels denen in bekannter
Weise die Form 11 gehoben undgesenlzt werden kann.
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Auf dem Arbeitstisch- sind nun Sockel 14 angeordnet, welche ein dn
@ sich federndes Hebelsystem tragen, das eine kraftschlüssige Verbindung zwischen
Arbeitstisch, Unterlage ürid Form ermöglicht. Dieses Hebelsystem besteht aus einem
Klemmhebel 15, einem Bedienungshebel 16 und einer federnden Koppel 17 zwischen Bedienungshebel
und Klemmhebel. Die Klemmhebel 15 drücken in- der dargestellten Lage auf die Ansätze
der Form 11; so daß das System, Arbeitstisch und Form mit Unterlage, zusammengeschlossen
wird. Die Auflage der Klemmhebel 15 auf die Formansätze 18 kann auch-federnd ausgeführt
sein.
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Der pendelnd aufgehängte Erreger 2 mit seinem Schlagelement 2d führt
nun sinusförmige Schwingungen aus, bei denen er auf die Prallflächen des Arbeitstisches
7 schlägt und den dreiteiligen Körper, das System, im wesentlichen in senkrechte
Schwingungen setzt. Durch richtige Wahl des Spaltes zwischen Schlagelement 2 a und
Arbeitstisch 7, der Federung des Arbeitstisches 7 und der zweckmäßig federnd ausgeführten
Koppelung 17 können die Rückstellkräfte des schwingenden Systems für den Verdichtungsvorgang
nutzbar gemacht werden, indem die Rückstöße auf das Schlagelement 2a einwirken und
dessen Stoßkraft dadurch erhöhen.
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In dem Ausführungsbeispiel erfolgt die kraftschlüssige Koppelung des.
dreiteiligen Körpers von Hand durch das Hebelsystem 15, 16, 17. Um das Lösen der
Koppelung selbsttätig zu ermöglichen, ist das Hebelsystem mit den Zugstangen 13
verbunden. Diese Verbindung erfolgt durch das an den Zugstangen 13 befestigte Gestänge
19; 20, mit welchem die Koppel 21 an ihrem einen Ende und an ihrem anderen Ende
mit dem Handhebel 16 gelenkig verbunden ist. Die Zugstangen 13 sind durch
Bohrungen an den Ansätzen 18 der Form hindurchgeführt. Beim Abziehen der Form wird
daher das Gestänge 13 mit Hilfe der Koppelung 19, 20, 21 den Handhebel 16 der Festklemmvorrichtung
anheben und dadurch die Koppelung von Arbeitstisch, Form, und Unterlage lösen. Erst
dann wird die Form abgehoben. Es bedarf also keines zusätzlichen Handgriffes, um
die Koppelung zu lösen, so daß eine Verzögerung des Arbeitsablaufes der Maschine
vermieden ist.
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Wenn in den Maschinen eine Auflast 22 Verwendung findet, so arbeitet
ihr Gewicht an sich durch seine Trägheit in einem dem Verdichtungsvorgange günstigen
Sinne. Durch zusätzliche Belastung der Auflast, beispielsweise - durch ein Gewicht
23, das mittels Druckfeder 24 auf dem Lagerbock 25 elastisch mit der Auflast verbunden
ist, wird diese bei abwärts gerichteter Bewegung des Systems schneller als unter
der Wirkung der Fallgesetze der Bewegung folgen, so daß eine Lockerung der Formfüllung
durch Zurückbleiben der Auflast vermieden ist. Bei der Aufwärtsbewegung wirkt die
Auflast ebenfalls verbessernd auf den Verdichtungsvorgang, da infolge der Trägheit
und der zusätzlichen Belastung durch das Gewicht 23 die Auflast der durch den Schlag
hervorgerufenen Bewegung nicht ohne weiteres erfolgt. Dadurch entsteht ein zusätzlicher
Druck auf die Formfüllung. In Abb. 3 ist eine andere Ausführungsform der kraftschlüssigen
Zusammenschließung von Arbeitstisch 7, Form 11 und Unterlage 12 dargestellt. Die
Zugstangen 13, welche durch die Ansätze 18 der Form 11 geführt sind, wirken auf
diese über eine federnde Koppelung 26. Der hier beispielsweise biegungsstarre Arbeitstisch
7 ist durch die Federn 27 elastisch gelagert. Der dreiteilige Körper, auf den der
Erreger 2 wirkt, ist durch das Zusammenwirken der federnden Koppelungen 26 und 27
kraftschlüssig gebunden. Die richtige Bemessung der Kräfte im Zusammenhang mit dem
auf die Zugstangen wirkenden Druck gestattet wieder, die Ausnutzung der Rückstellkräfte
des in Schwingungen versetzten Systems im oben dargelegten Sinne nutzbar zu machen.
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Bei Steinformmaschinen, bei denen das Absenken der Form lediglich
durch deren Eigengewicht erfolgt, können auch auf den Zugstangen 13 zusätzliche
Gewichte 28 angeordnet werden, welche den Kraftschluß der mehrteiligen Körper bewirken.
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Es ist auch möglich, auf die in der Ausführungsform nach Abb. 3 vorgesehene
federnde Lagerung des biegungssteifen Arbeitstisches 7 zu verzichten und ihn nur
zwischen Winkelschienen 7 a gemäß Abb. 4 lose zu lagern, so daß eine Verschiebung
des Arbeitstisches 7 in der Senkrechten ermöglicht wird. Die kraftschlüssige Verbindung
zwischen dem System wird dann nur durch die Koppelungsfeder 26 an den Führungsschienen
13, gegebenenfalls unter Mitwirkung der Gewichte 28, durchgeführt.
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Die Ausführungsform in Abb. 4 zeigt noch insofern eine Besonderheit,
als das Erregersystem nicht mehr wie in den bisher besprochenen Ausführungsformen
um eine Achse 6 (Abb. 1, 3) schwingt. Das auf Federn 29 gelagerte Schlagelement
30 trägt einen gewöhnlichen Umwuchterreger 31, der wieder über eine Gelenkwelle
angetrieben wird. Der Gesamtschwerpunkt zwischen dem Schlagelement 30 und dem Um.-wuchterreger
31 ist mit 32 bezeichnet. Der umlaufende Sektor, der etwa im Mittelpunkt 33 des
Erregers 31 angreift, hat gegenüber dem Schwerpunkt 32 einen Hebelarm, was bei Freischwingungen,
also wenn keine Stöße auf den Arbeitstisch 7 ausgeübt werden, zur Folge hat, daß
der Schwerpunkt 32 den durch die Umwucht erzeugten Kreisbewegungen folgt, während
der Erreger 31 und das Schlagelement 30 eine Pendelbewegung um den Schwerpunkt 32
zusätzlich ausführt. Die Pendelbewegung ist also der Kreisschwingung überlagert.
Bei entsprechender Abstimmung zwischen dem Eigengewicht des Schlagelementes 30 und
des Erregers 31, des Abstandes zwischen 32 und 33 und des Trägheitsmomentes des
Erregersystems 30-31 tritt eine Pendelschwingung auf, deren Ausschlag an der Stoßstelle
zwischen Erregersystem und Arbeitstisch wesentlich größer sein kann als die sich
aus der reinen Kreisschwingung ergebenden Schwingweiten. Es werden an der Stoßstelle
rein vertikale, lineare Bewegungen auftreten, d. h. also, der Stoß wird an dieser
Stelle genau in der gleichen Weise erfolgen wie bei der Lagerung des Erregersystems
auf der Welle 6 in den Ausführungsformen der Abb. 1, 3. Der Vorteil dieser Anordnung
besteht darin, daß die Reibstellen in den Lagern 4 der Welle 6 (Abb. 1 und 3) vermieden
sind, so daß sich ein Verschleiß an diesen Stellen nicht ungünstig auswirken kann.
Die Rückstellkräfte werden auch in diesem System in der gleichen Weise ausgenutzt
wie bei den Anordnungen gemäß Abb. 1 und 3.
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In Abb. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. 5
ist eine Ansicht, und Abb. 6 ist ein Schnitt
nach A-B (Abb. 5). In diesem ist 1 wieder der Maschinenrahmen bzw. das Maschinenfundament,
2 der Erreger mit Schlagelement 2a, 11 die Form mit der Unterlage 12. Die an der
Form befindlichen Ansätze 18, durch welche die Zugstangen 13 geführt sind, sind
derart ausgebildet, daß sie sich auf dem Maschinenrahmen 1 abstützen können. Die
Zugstangen 13 tragen wieder wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
Gewichte 28, welche die Zugstangen 13 entgegen denn Druck der Federn 26 belasten.
Auf diese Weise wird die Form 11 auf ihre Abstützung am Maschinenrahmen 1 herabgedrückt.
An dein Maschinenrahmen 1 ist nun mit Hilfe des Koppelungsgliedes 34 ein Doppelhebel
35 angelenkt. Auf einem Arm dieses zweiarmigen Hebels lastet die Führungsstange
13, während der andere Arm über ein federndes Verbindungsglied 36 mit Querträgern
37 verbunden ist, auf denen die Unterlage 12 mit der Form 11 ruht. Das Schlagelement
2a der Erregereinrichtung wirkt hier unmittelbar auf die Unterlage 12, die mit der
Form 11 durch das Hebelsystem kraftschlüssig verbunden ist. Um die Stoß- und Rückstellkräfte
wirksam zu machen, ist es im Hinblick darauf, daß sich die niederdrückende Kraft
auf die Querträger 37, welche einen Arbeitstisch bilden, abgestützt, wodurch eine
die Schlagkraft vermindernde elastische Kraft entsteht. Zweckmäßig ist die elastische
Kraft, welche auf die Form drückt, so zu wählen, daß in der Ruhestellung eine merkliche
Belastung nicht gegeben ist. Diese soll vielmehr erst wirksam werden, wenn die Form
sich nach oben bewegen will. Es ist zu diesem Zweck vorteilhaft, die Federn 26 als
verhältnismäßig harte Biegungsfedern oder als Gummipolster auszubilden.
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In der Ausführungsform nach Abb. 7 ist eine Ab-
weichung gegenüber
der Ausführungsform nach Abb. 5 dargestellt. Auch hier ist ein Doppelhebel 38 am
Maschinengestell oder Fundament 1 angelenkt, der mittels der Federn 39 mit seinem
einen Arm gegen die Unterlage 12 drückt. Dieser zweiarmige Hebel bildet die Auflage
für die Form mit Unterlage ohne Zwischenschaltung besonderer Querträger 37 gemäß
Abb. 5. Der Kraftschluß zwischen Form und Unterlage ist auch in diesem Ausführungsbeispiel
durch das Gegeneinanderwirken der elastischen Belastung 28 mit dem Hebelsystem 38
erreicht. Auch in diesem Beispiel wirkt die Erregereinrichtung unmittelbar auf die
Unterlage 1.
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In der Abb. 8 ist noch eine besondere Art der Übertragung der Stoßwirkung
des Erregers 2 auf dein elastisch gekoppelten dreigliedrigen Körper, bestehend aus
Arbeitstisch, Unterlage und Form, dargestellt. Das Schlagelement des Erregers 2
ist mit Verlängerungen 40 durch den Arbeitstisch 7 hindurchgeführt, deren Stoßflächen
41 im Winkel zur senkrechten Mittelebene der Maschine stehen und auf Ansätze 42
an der Form 11 schlagen, welche entsprechend abgeschrägte Prallflächen aufweisen.
Der von dem Erreger auf das System 7, 11, 12 ausgeübte Stoß wirkt hier nicht mehr
senkrecht, sondern in einer nach dein jeweiligen Erfordernissen vorgesehenen Neigung
der Stoß- und Prallflächen. Durch die Trägheit der Formfüllung wird nun infolge
der darauf horizontal wirken den Komponente eine erhöhte Anpressung der Form -wandung
gegen die Formfüllung erreicht, wodurch sich eine höhere Reibung zwischen Formwandung
und Formfüllung ergibt. Sie ist mit Rücksicht auf die verhältnismäßig große Dämpfung
der Stoßkräfte innerhalb der Formfüllung besonders wertvoll, da die von der Formunterlage
ausgeübten Stoßkräfte nach oben zu innerhalb der Form geringere Wirkung haben. Es
wird jedoch bei dieser Anordnung längs der ganzen Formwandung der Höhe nach noch
eine Kraft auf die Formfüllung übertragen, woraus sich eine Verbesserung der Verdichtungswirkung
ergibt, die noch dadurch unterstützt wird, daß durch die auftretenden seitlichen
Beschleunigungen eine gegenseitige Verschiebung der Körner untereinander und damit
ihre bessere Einordnung erfolgt.