СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО СОСТАРИВАНИЯ КАМНЕЙ
METHOD AND DEVICE FOR ARTIFICIAL AGEING OF STONES

Изобретение относится к устройству для искусственного состаривания камней, в частности бетонных блоков, клинкерных кирпичей и природных камней согласно пункту 1 ограничительной части формулы изобретения. Предложенное изобретение относится также к способу искусственного состаривания камней согласно пункту 43 ограничительной части формулы изобретения.
Подобное устройство для состаривания известно из публикации DE 202004020206.9.
Камни, например элементы облицовки, элементы лицевой стороны здания, известково-песчаные камни, бетонные блоки, кирпичи, в частности клинкерные кирпичи, природные камни и им подобные материалы независимо от их свойств часто подвергаются последующей обработке, чтобы не выглядеть искусственными.
Такой обработке особенно часто подвергаются только изготовленные, схватившиеся бетонные блоки, в частности бетонные камни для мощения, в ходе которой отбиваются, в частности ломаются, поверхности и (или) грани с целью придания им таким способом внешнего вида, соответствующего природному камню. Для этого большое количество бетонных блоков помещается во вращающийся барабан и там "перемешивается", причем поверхности и грани камней ударяются друг о друга и обработанные таким образом камни в "состаренном" состоянии покидают барабан. Подобное устройство известно из публикации DE-OS 2922393. При обработке бетонных блоков во вращающемся барабане изменению подвергаются также поверхности и грани совсем не находящиеся в уложенной мостовой на виду. На это тратятся лишняя энергия и время. Кроме того, для транспортировки обработанных и извлеченных из вращающегося барабана бетонных блоков их необходимо складывать в определенном порядке на паллете, для чего требуются несоизмеримые затраты труда и времени.
Из уровня техники известны сортировочные установки для сортирования камней, соответственно выравнивающие камни и укладывающие их в форме палетт. Подобные сортировочные установки требуют высоких затрат на их приобретение и эксплуатацию, а, кроме того, для их установки необходимо соответствующее место.
Из публикации DE 3621276 С2 известен способ, в соответствии с которым бетонные блоки укладываются в определенном порядке в один слой на плоскую опорную плиту. Затем по открытым поверхностям и прилегающим открытым граням или, по существу, только по граням бетонных блоков неравномерно наносятся удары посредством вибрирующего отбивающего или ударного устройства.
Использование такого способа позволяет отказаться от применения последующего сортировочного устройства, поскольку производственный слой не изменяется. Перед обработкой при помощи отбивающего или ударного устройства камни сдвигаются вместе и выравниваются на плоской опорной плите, поэтому они плотно прилегают друг к другу, а между ними больше не существует ни одного зазора. Ударные инструменты ударного устройства установлены на подвижной тележке, посредством которой инструменты, перемещаясь над поверхностями камней, наносят удары по открытым поверхностям и верхним граням камней.
Недостатком такого способа, однако, является то, что состаренные таким образом камни имеют вид искусственно обработанных, а не ставших таковыми в результате естественного старения. Согласно соответствующей публикации идеального надлома граней камней, образуемого при их перемешивании во вращающемся барабане, с использованием данного способа не получается.
Из публикации ЕР 0860258 В2 известно устройство и способ, в соответствии с которыми камни располагают в один или два слоя, предпочтительно в положении производственного слоя, между двумя элементами, предпочтительно, между двумя плитами. Причем нижняя плита, на которой лежат бетонные блоки, находится в функциональной связи с вибрационным устройством. Вибрационное устройство приводит в движение блоки, перемещающиеся вследствие этого взад и вперед. При этом блоки ударяются как друг о друга, так и о верхнюю и нижнюю плиты, вследствие чего скалываются грани на верхних и нижних сторонах. Кроме того, соответственно предназначенными плитами наносятся удары по верхним и нижним сторонам. Вертикальные боковые грани бетонных блоков, а также боковые поверхности обламываются, в частности оббиваются соответствующими расположенными рядом блоками.
Опытным путем установлено, что разрушение граней происходит тем хуже, чем больше размер состариваемого блока. Это происходит из-за того, что угол удара становится более плоским, чем больше размер расположенного между плитами блока. При плоском угле удара получается плохой скол граней.
В данном случае аналогично способу состаривания посредством вращающегося барабана недостатком является то, что обрабатываются поверхности и грани камней, которые вероятно совсем не будут находиться на виду, вследствие чего тратятся лишняя энергия и время. Кроме того, требуется много времени, необходимого для обработки, в частности схватившихся бетонных блоков, а "повреждение" граней далеко от идеального.
Из соответствующей публикации DE 202004020206.9 известно устройство для искусственного состаривания камней, согласно которому камни выкладываются на опорную плиту, предпочтительно производственным слоем, таким образом, чтобы поверхности и прилегающие грани, подлежащие обработке, были открыты. Затем свободно перемещающиеся посредством магнита ударные тела (из металла) подводятся к обрабатываемой поверхности. При помощи вибрационного устройства опорная плита, на которой лежат камни, начинает вибрировать. В результате камни и ударные тела приводятся в движение относительно друг друга так, что ударные тела оказывают воздействие на поверхности и открытые грани камней.
Известное из публикации DE 202004020206.9 устройство позволяет осуществлять быстрое и эффективное состаривание верхней стороны камней и ограничивающее состаривание ее открытых граней. Ударные тела бессистемно сталкиваются с поверхностями камней, а поэтому беспорядочно наносят удары по ним, в результате чего создается внешний вид, соответствующий естественно состарившемуся камню.
После завершения процесса состаривания металлические ударные тела снова поднимаются с поверхности камней посредством магнита, при его приближении к камням. Слой камней может быть убран, а новый слой снова подан. Недостаток заключается в высоких затратах на используемый магнит. Другим недостатком является необходимое для использования магнита дополнительное время для сбрасывания и снятия ударных тел, что увеличивает продолжительность производственного такта.
Исходя из этого задачей предложенного изобретения является усовершенствование известного из соответствующих публикаций устройства для искусственного состаривания камней, в частности разработка устройства и способа, позволяющих с малыми затратами и быстро осуществлять состаривание камней.
Эта задача решается использованием устройства согласно пункту 1 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением эта задача решается также применением способа согласно пункту 43 формулы изобретения.
Вследствие того что ударные тела фиксированы подвижно, а такая фиксация позволяет осуществлять движение ударных тел в границах определенного участка поверхности камней, с одной стороны, становится возможным наносить по поверхностям, в частности прилегающим к ним граням камней, нерегулярные удары и поэтому создается видимость, соответствующая естественно состарившемуся камню, а, с другой стороны, можно отказаться от магнита, сбрасывающего и притягивающего назад ударные тела с поверхности. Благодаря использованию вибрации, например, производимой вибростолом, расположенным под камнями, камни и ударные тела, так же, как это описано в соответствующей публикации, приводятся в движение друг относительно друга, вследствие чего ударные тела оказывают воздействие на поверхность и прилегающие к ней грани камней.
Предложенное решение позволяет осуществлять несколько вариантов сбрасывания, в частности, притягивания ударных тел с поверхностей камней, а поэтому имеется несколько возможностей отказаться от необходимого до сих пор магнита. Например, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что крепежное устройство, на котором подвижно фиксированы ударные тела, может совершать возвратно-поступательное движение для поднятия ударных тел с поверхности камней, в частности, подведения их к поверхности. Таким образом, поднятие ударных тел с состаренного слоя камней и повторное опускание их на новый, готовый к состариванию слой камней осуществляется быстро, поэтому выдерживаются непродолжительные по времени производственные такты. Дополнительное время по сравнению с уровнем техники значительно сокращается.
Особое преимущество предложенного решения, по мнению изобретателя, состоит в том, что можно полностью отказаться от поднятия и опускания ударных тел. В частности, подвижная фиксация, в частности подвеска ударных тел, позволяет выполнять предлагаемое устройство вместе с транспортирующим устройством, например, в виде толкающей штанги или ленты транспортера, проталкивающих непрерывно, в частности, последовательно или периодически находящиеся в процессе состаривания камни под подвижно фиксированными ударными телами. Под последовательным состариванием камня понимается также интервал, в течение которого камни проталкиваются под ударными телами с короткими перерывами, например в течение 5 секунд. При этом ударные тела, приводимые в действие обычным способом, при применении вибрации состаривают камни. Как описывалось прежде, посредством подвижной и гибкой фиксации, с одной стороны, обеспечивается неравномерность ударов по камням, а, с другой - не допускается перемещение ударных тел вместе с камнями. Ударные тела состаривают соответственно камни, находящиеся в границах закрепленных за ударными телами определенных участков.
Определенный участок может быть выбран, например, в зависимости от количества ударных тел, количества камней и скорости их продвижения.
Причем оказалось, что для этого уже вполне достаточно относительно небольшого участка, в границах которого ударные тела подвижны на поверхности камней. Это препятствует попаданию ударных тел (вследствие их большой подвижности) в зазор между двумя камнями и возможному их заклиниванию там.
Согласно изобретению может предусматриваться, чтобы ударные тела располагались на установленном поперек движения камней устройстве крепления как по направлению движения, так и поперек него неравномерно, в частности беспорядочно, с целью избежать проявления закономерности в состаривании камней.
Кроме того, в соответствии с изобретением предусмотрено, что расположенные в несколько рядов поперек направления продвижения камней ударные тела размещаются в таком порядке, при котором ряды ударных тел перекрывают соответствующие транспортируемые камни. При этом эффект состаривания можно изменять в зависимости от количества рядов ударных тел, под воздействием ударов которых под ними должны проследовать камни. Кроме того, степень состаривания зависит от скорости прохождения камней, а также от действия вибрации.
За счет выбора подходящего количества рядов ударных тел предложенное устройство можно довольно просто интегрировать в производственный процесс выпуска камней без сокращения продолжительности производственного такта. Камни могут пропускаться через соответствующее устройство с заданной скоростью, причем эффект состаривания будет зависеть от количества рядов ударных тел. Предпочтительно один ряд ударных тел располагается со смещением относительно находящегося впереди или сзади него ряда ударных тел с целью равномерной обработки поверхностей камней. Хотя в принципе необходимо, чтобы им был придан неравномерно состарившийся вид, получаемый автоматически посредством подвижной фиксации ударных тел. За счет их расположения со смещением удается с достаточной степенью надежности избегать продолжительного совпадения ударов по камням в границах определенного участка. В этом отношении можно также предусмотреть разное расстояние между рядами ударных тел.
При осуществлении предложенного решения с использованием непрерывно функционирующего транспортирующего устройства достаточно, чтобы, по меньшей мере, ударные тела одного ряда охватывали своими определенными участками воздействия перемещающиеся под ними камни по всей ширине.
В принципе, может хватить уже одного ряда ударных тел, в частности небольшого количества рядов ударных тел, для состаривания камней. Однако, как показала практика, в таком случае не получается оптимальной картины состаривания, а, кроме того, для этого требуется относительно небольшая скорость продвижения камней.
В примере осуществления предлагаемого решения, при котором не используется непрерывно работающее транспортирующее устройство, может предусматриваться такая фиксация ударных тел, при которой определенные участки отдельных ударных тел охватывают, по меньшей мере, всю поверхность, предпочтительно по слоям подаваемых камней.
Прерывистый процесс состаривания предусматривает подачу камней к участку состаривания слоями, в частности, одной партией и осуществление состаривания в ходе одного такта, в частности камни транспортируются дальше только после завершения процесса состаривания.
В качестве одного из вариантов прерывистого процесса состаривания предусматривается также использование нескольких установок состаривания, в которые камни подаются по очереди, причем камни доводятся до желаемой степени состаривания после прохождения через все установки.
В отличие от прерывистого процесса состаривания непрерывный процесс предусматривает постоянную транспортировку камней в направлении подачи, в частности, не целевую подачу в установку (установки) состаривания слоя камней или одной партии, а речь идет о непрерывном процессе. Это становится возможным также и при поинтервальной подаче камней. Вибрационный процесс должен осуществляться в данном случае непрерывно. При этом камни остаются в своем положении относительно короткий промежуток времени, например в течение 5 секунд (без подачи), а затем незначительно перемещаются дальше. В результате испытаний был получен предпочтительный эффект состаривания без систематических совпадений.
Изобретение предусматривает возможность взаимного перекрытия определенных участков действия ударных тел.
Заданное подвижной фиксацией пространство для перемещения ударных тел предпочтительно следует выбирать таким образом, чтобы ударные тела не могли случайно попасть в зазор между двумя камнями.
При этом в соответствии с изобретением предусматривается, что ударные тела, находящиеся в состоянии покоя, имеется в виду при отсутствии воздействия вибрации на камни и ударные тела, опираются на камни.
Однако также возможен вариант расположения ударных тел с некоторым зазором над камнями. Таким образом, камни транспортируются под ударными телами без царапин. В частности, при наличии зазора между камнями и ударными телами можно без затруднений производить обработку камней большей толщины, поскольку они подвергаются состариванию при более высокой амплитуде ударных тел, а поэтому соответственно выталкиваются вверх. Как оказалось, наличие зазора позволяет усилить состаривание граней камней и уменьшает степень состаривания поверхности камней, что может быть предпочтительным в зависимости от предназначения, в частности желаемого внешнего вида.
Но все же для более эффективного состаривания целесообразно, чтобы ударные тела опирались на поверхность, тем самым им не нужно в начале движения преодолевать зазор (потеря энергии удара). В частности, при состаривании камней меньшей толщины, обрабатываемых при небольшой амплитуде ударных тел, учитывая опасность поворота камней при вибрации, целесообразен контакт ударных тел с поверхностью камней также и в состоянии покоя.
Может быть предусмотрено, что определенный участок, в границах которого по поверхности камней перемещаются ударные тела, соответствует их движению, в частности смещению во всех направлениях, равному от 5 до 40 мм, предпочтительно 10 мм. Если предположить, что ударные тела имеют шарообразную форму и диаметр 40 мм, то получился бы определенный участок в виде круга диаметром предпочтительно 60 мм. При этом для изображения определенного участка охват, в частности горизонтальное поперечное сечение ударных тел, будет составлять во всех направлениях по горизонтали около 10 мм.
Преимуществом является, если фиксация ударных тел осуществляется таким образом, что они могут совершать возвратно-поступательное движение, получающееся от начавшейся вибрации, в значительной степени без ограничения.
При этом в одном из конструктивных вариантов осуществления изобретения предусматривается, что устройство крепления, к которому фиксированы ударные тела, размещено над камнями. Причем устройство крепления может представлять собой проходящую параллельно к поверхности камней плоскость, в частности комбинацию из элементов крепления, например, образованных большим количеством расположенных поперек направления прохождения камней рядов устройств крепления. Фиксация ударных тел к элементам крепления может осуществляться посредством крепежных деталей, которые могут быть выполнены, например, в виде цепей, тросов, штанг или профильных элементов различной формы. Крепежные детали могут иметь разнообразный вид и выполняться разными способами, при этом предпочтительно они должны обеспечивать по возможности неограниченное движение ударных тел в границах определенного участка, а, с другой стороны, давать возможность ударным телам совершать возвратно-поступательное движение без большой потери энергии.
Предпочтительно ударные тела фиксированы к элементам крепления соответственно по одному.
При осуществлении предложенного устройства с использованием непрерывно функционирующего транспортирующего устройства может быть предусмотрено, чтобы на участке, на котором камни проходят под воздействием ударов ударных тел, имелись средства, приподнимающие, по меньшей мере, ограниченный участок камня для того, чтобы приподнятый ограниченный участок камня выступал в направлении ударных тел и подвергался более сильному их воздействию. Эти средства могут быть выполнены, например, в виде возвышений, проходя через которые нижняя сторона камня выталкивается в ходе движения подачи (осуществляемого транспортирующим устройством). Возвышения могут быть выполнены предпочтительно в виде рампы, чтобы камень заходил вверх по рампе, по меньшей мере, какой-то своей частью, а затем снова падал вниз, в частности снова съезжал с нее. В результате, если смотреть в направлении движения подачи, сначала приподнимается передний участок камня и за счет этого попадает под более сильное воздействие ударных тел, в то время как вслед за этим в направлении ударных тел выступают средний, а затем и задний участки камня.
В соответствии с изобретением может быть предусмотрено, что возвышения расположены так, что камни передвигаются через возвышения со смещением своей нижней стороны, вследствие чего соответственно одна сторона камня (если смотреть в направлении движения) подвергается более интенсивному процессу состаривания. При этом предусмотрено, что каждая сторона каждого камня приподнимается, по меньшей мере, один раз. Для уменьшения трения между возвышением и нижней стороной камня может быть предусмотрено, чтобы возвышения имели ролики или были выполнены в виде роликов. Однако вследствие того, что камни к тому же постоянно приподнимаются на этом участке под действием вибрации, возникающее между возвышением и нижней частью камня трение итак небольшое.
Средства для приподнимания камней могут быть также выполнены так, как это описано в публикации US 2002/014224 A1.
Предпочтительные варианты выполнения и усовершенствования изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения. Ниже дается принципиальное описание двух примеров выполнения изобретения со ссылкой на чертежи.
На чертежах представлено следующее.
Фиг.1: производственный слой камней, размещенный на опорной плите и перемещаемый посредством транспортирующего устройства к участку состаривания; ударные тела не показаны, вид сверху.
Фиг.2: предложенное устройство, причем ударные тела расположены рядами поперек направления движения подачи камней на элементах крепления, вид сбоку.
Фиг.3: вид фиг.2 в соответствии с направлением стрелки III.
Фиг.4: ударные тела, подвешенные посредством крепежных деталей в виде цепей к приемным приспособлениям в виде направляющих, детальное изображение.
Фиг.5: альтернативный вариант выполнения крепежных деталей с полостью, содержащей элемент крепления.
Фиг.6: крепежная деталь согласно фиг.5 с ударным телом, детальное изображение.
Фиг.7: эксцентрично утяжеленная грузом крепежная деталь, детальное изображение.
Фиг.8: транспортирующее устройство, приспособленное для транспортировки слоя камней особым способом, причем камни передвигаются по опорной плите посредством соединенной с цепной тягой толкающей штанги, перспективное изображение.
Фиг.9: транспортирующее устройство согласно фиг.8, общий вид сбоку.
Фиг.10: транспортирующее устройство, в котором цепная тяга имеет, по меньшей мере, одну толкающую штангу и одну ограничительную штангу, а между толкающей штангой и ограничительной штангой расположен коврик, на котором лежат камни и протягиваются по опорной плите, перспективное изображение.
Фиг.11: транспортирующее устройство в соответствии с фиг.10, общий вид сбоку.
Фиг.12: транспортирующее устройство с цепной тягой, по меньшей мере, с одной толкающей штангой, причем дополнительно предусмотрен ленточный или ременный транспортер, на котором находятся камни, общий вид сбоку.
Фиг.13: транспортирующее устройство в соответствии с фиг.9 с выполненными в нем толкающей штангой и ограничительной штангой, специально приспособленное для состаривания имеющих поперечное сечение в виде трапеции, в частности, неустойчиво размещенных в своем слое камней, общий вид сбоку.
Согласно изобретению для состаривания используются любые камни, например, элементы облицовки, элементы лицевой стороны здания, известково-песчаные камни, бетонные блоки, кирпичи, в частности клинкерные кирпичи или природные камни независимо от их свойств. Далее со ссылкой на примеры выполнения изобретения описывается процесс состаривания камней 1, выполненных в виде бетонных камней. Однако разумеется, что этим изобретение не ограничивается.
Процесс изготовления бетонных камней 1, в частности бетонных камней для мощения, достаточно известен, поэтому в последующем он не будет описываться более подробно. Бетонные камни 1 выходят из производственной установки в основном производственным слоем, то есть в порядке, при котором большое количество бетонных камней 1 расположены в один слой рядом друг с другом. В качестве примера такой производственный слой представлен на фиг.1.
На фиг.2 показаны размещенные равномерно в один слой на опорной плите 2 бетонные камни 1. При этом бетонные камни расположены так, что соответственно подлежащая обработке грань 1b, в частности подлежащая обработке поверхность 1а (как правило, находящаяся на виду сторона) камня 1 находится сверху.
В отношении общего принципа состаривания с использованием свободно перемещающихся ударных тел 3, как это показано на фиг.2-7, следует обратиться к публикации DE 202004020206.9.
Как показано на фиг.2-6, обработка поверхностей 1а и прилегающих к ней граней 1b камней 1 производится ударными телами 3, по существу, свободно перемещающимися внутри определенного участка 4 поверхности 1а камней 1. В данном случае ударные тела 3 фиксированы подвижно, в частности расположены или подвешены к устройству 5 крепления. В частности, как показано на фиг.2 и 3, предусмотрено вибрационное устройство 6 для сообщения камням 1 и ударным телам 3 такого движения относительно друг друга, при котором оказывается воздействие ударных тел 3 на поверхности 1а и открытые грани 1b камней 1. Вибрационное устройство 6, состоящее, например, из нескольких вибрационных генераторов, передает вибрацию опорной плите 2 и оказывает воздействие на камни 1 и на ударные тела 3. Причем опорная плита 2 к тому же может представлять собой верхнюю сторону вибрационного устройства 6, например вибростола. Опорная плита 2 может являться также лентой транспортера, на которую уложены камни 1. В данном случае в отношении предпочтительных вариантов выполнения изобретения, а также создания вибрации следует обратиться к публикации DE 202004020206.9.
Как показано на чертежах, ударные тела 3 свободно перемещаются относительно поверхности 1а как внутри определенного участка 4, так и по отношению друг к другу. Ударные тела 3 могут быть изготовлены из любого материала. В примере выполнения изобретения предусмотрено, что ударные тела 3 выполнены из закаленного металла, металла или стали. Форма ударных тел 3 также может быть выбрана любой, причем оказалось, что предпочтительно ударные тела 3 следует выполнять шарообразными, кольцевидными, многогранными, цилиндрическими или в виде шайбы. В представленном примере выполнения изобретения ударные тела 3, по существу, выполнены шарообразными, однако с двумя сплющенными противоположными сторонами. В частности, это видно в деталях на фиг.4, 6 и 7.
Как видно при сравнении фиг.2 и 3, устройство 5 крепления расположено параллельно поверхностям 1а камней 1. Причем устройство 5 крепления имеет большое количество элементов 7 крепления, соответственно проходящих по всей ширине подлежащих состариванию камней 1, то есть поперек движения подачи. Ударные тела 3 расположены, в частности фиксированы, в частности подвешены, посредством крепежных деталей 8 к элементам 7 крепления. Согласно вариантам осуществления изобретения, представленным на фиг.2-4, крепежные детали 8 изображены в виде цепей. Причем цепи выполнены из металла. Элементы 7 крепления имеют, как, в частности, показано на фиг.4, приемные приспособления 7а в виде направляющих, к которым подвешены металлические цепи 8. Каждое ударное тело 3 по отдельности соединено через индивидуальную крепежную деталь 8 с элементом 7 крепления. Поэтому при необходимости замены ударного тела 3 сделать это очень просто.
В примере выполнения изобретения предусматривается, что ударные тела 3 одного ряда 7 плотно прилегают друг к другу, например имеют зазор от 2 до 20 мм, предпочтительно от 5 до 10 мм.
Кроме того, пример выполнения изобретения предусматривает, что элементы 7 крепления, в частности все устройство 5 крепления, приходит в движение во время воздействия ударов ударных тел 3 по камням 1. Этим поддерживается неравномерность ударов ударных тел 3 по камням 1. Причем предусматривается такое предпочтительное колебательное движение элементов 7 крепления, при котором они перемещаются в осевом направлении взад и вперед. В конструктивном отношении это достигается известными средствами (например, эксцентричным расположением или при помощи произвольно управляемого пневматического цилиндра).
На фиг.5, 6 и 7 представлен альтернативный по отношению к фиг.2 и 4 вариант усовершенствования крепежных деталей 8. Причем крепежные детали 8 имеют профиль, образующий полость 8а, способную при охватывании элемента 7 крепления (в примере выполнения изобретения в виде трубы или штанги) придавать крепежной детали 8 такую подвижность относительно элемента 7 крепления, что расположенное на крепежной детали 8, в частности соединенное с ней ударное тело 3, может совершать как возвратно-поступательное движение, так и движение в границах определенного участка 4. В соответствии с примерами осуществления изобретения, представленными на фиг.5, 6 и 7, крепежная деталь 8 выполнена в виде соответственно гнутого четырехгранного профиля. Согласно изображенному на фиг.6 варианту осуществления изобретения определенный участок 4 имеет форму эллипса. Дело в том, что выполненная в виде четырехгранного профиля крепежная деталь 8 главным образом позволяет совершать движение ударного тела 3 в направлении движения подачи, в частности против него. В отличие от этого вариант осуществления изобретения в соответствии с фиг.2 и 4 дает возможность образовывать, по существу, определенный участок 4 в виде круга. Правда, и в этом случае определенный участок 4 приобретает, по существу, форму эллипса, учитывая направление подачи камней 1, даже если эта форма и выражена менее отчетливо.
В соответствии с формой выполнения изобретения, показанной на фиг.6, может быть предусмотрено, чтобы отклонение ударных тел 3 в направлении движения составляло от 30 до 200 мм, предпочтительно от 50 до 150 мм. Причем, кроме того, может предусматриваться, что следующий ряд 7 ударных тел 3 находится от предыдущего ряда 7 ударных тел 3 на расстоянии от 10 до 20 мм большем, чем максимальная величина отклонения ударных тел 3 при эксплуатации устройства.
Крепежные детали 8, включая ударные тела 3, имеют в данном примере осуществления изобретения длину от 200 мм. Предпочтительной оказалась общая длина от 100 до 400 мм.
Как это видно на фиг.5, элементы 7 крепления имеют на одинаковых расстояниях дистанционные элементы 9, обеспечивающие определенное расположение крепежных деталей 8 одного ряда, а также препятствующие перекашиванию относительно других, расположенных рядом крепежных деталей 8.
Как показано на фиг.6, полость 8а крепежных деталей 8 можно разделить перегородкой 8b, в частности соответственно ограничивающей движение вверх ударного тела 3. Причем может быть предусмотрено изменяемое положение установки перегородки 8b, позволяющее регулировать движение вверх, в данном случае в зависимости от состариваемых камней 1.
На фиг.7 показано расположение ударных тел 3, при котором ударные тела 3 в состоянии покоя ориентированы против направления движения. Причем при движении камней 1 в направлении транспортировки (обозначено стрелкой) ударные тела 3, в частности крепежные детали 8, принимают вертикальное положение (показано пунктиром). Установка ударных тел 3 в состоянии покоя подбирается таким образом, чтобы во время движения они принимали вертикальное положение. В примере осуществления изобретения находящаяся впереди по ходу движения камней 1 сторона крепежных деталей 8 утяжелена дополнительным грузом 15 (он может быть выполнен вместе с крепежной деталью). Дополнительный груз 15 может быть расположен и на самом ударном теле 3. Посредством дополнительного груза 15 ударные тела 3 в состоянии покоя находятся под наклоном к направлению транспортировки. Такого наклона можно добиться и другим способом, например за счет несимметричной или диспропорциональной подвески и (или) выполнения крепежных деталей 8, в частности, ударных тел 3. Также в соответствии с изобретением может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, расположенные на участке подачи ряды 7 ударных тел 3, имеется в виду ряд ударных тел 3, через который камни проходят в первую очередь при подаче к участку состаривания, находятся под наклоном в направлении движения (не показано). В конструктивном плане это может быть выполнено аналогично наклону против направления движения. Преимущество состоит в том, что исключается перекос камней 1 относительно ударных тел 3, а вследствие этого камни подаются легко. В непоказанной альтернативной форме выполнения изобретения может также предусматриваться наклон всех ударных тел 3 в состоянии покоя в направлении движения.
В примерах выполнения изобретения предусматривается, что камни 1 транспортируются посредством транспортирующего устройства 10 под ударными телами 3, в частности они проходят через собственно участок состаривания. Из общего уровня техники известно большое количество различных транспортирующих устройств 10. Например, в данном случае речь может идти о ленточном, ременном или цепном транспортерах или им подобных. В примере выполнения изобретения транспортирующее устройство выполнено в виде цепного транспортера 10 с подающей штангой 11, передвигающей камни 1 по опорной плите 2, в частности, на самом участке состаривания, непосредственно по вибростолу. Кроме того, в примере выполнения изобретения предусмотрено, что цепной транспортер 10 последовательно продвигает камни 1 под ударными телами 3. При этом скорость движения может устанавливаться с учетом общей скорости производственного процесса, в частности, получаемого результата состаривания.
В качестве альтернативы в данном случае может также предусматриваться, что цепной транспортер 10 только лишь задвигает подлежащие состариванию камни 1, например, весь производственный слой на предусмотренную позицию, а во время процесса состаривания камни 1 не передвигаются вперед (прерывистая транспортировка). После завершения процесса состаривания, в частности после завершения ударного воздействия ударных тел 3 по поверхностям 1а и прилегающим к ним граням 1b камней 1 в желаемых пределах, цепной транспортер 10 может продолжать транспортировку камней 1, а на освободившееся место загрузить новый слой.
Цепной транспортер 10 выполнен в виде совершающего движение по замкнутому кругу транспортирующего устройства. В примере осуществления изобретения обе тяговые цепи цепного транспортера 10 проходят вне вибрационного устройства 6, а поэтому вибрация не влияет на их работоспособность. В принципе существует множество конструктивных приемов для защиты цепного транспортера 10 от вибрации. Между толкающей штангой 11, расположенной между обеими вращающимися цепями транспортера 10, и вибрационным столом, в частности, опорной плитой 2, имеется зазор, исключающий контакт вибрационного стола, в частности опорной плиты 2, с толкающей штангой 11. Исходя из этого зазор между толкающей штангой и верхней стороной опорной плиты 2, в частности, вибрационного стола должен быть больше максимального колебания вибрационного стола, в частности опорной плиты 2, в направлении к толкающей штанге 11. Как правило, вибрационный стол, в частности опорная плита 2, колеблется, в частности совершает движение в направлении к толкающей штанге 11, максимально не более чем на 4 мм, поэтому, например, зазора величиною в 10 мм достаточно, чтобы вибрационный стол, в частности опорная плита, не касались толкающей штанги 11 и она могла перемещаться благодаря этому спокойно и без ударов. Причем величина зазора между толкающей штангой 11 и верхней стороной вибрационного стола, в частности, опорной плиты 2, зависит от ширины колебаний, в частности от силы вибрации.
На фиг.1 показан наиболее предпочтительный вариант усовершенствования толкающей штанги 11, особенно подходящий для использования в предложенном устройстве. В данном случае предусмотрено, что толкающая штанга 11 оборудована большим количеством подшипников 16, в частности вращающимися элементами, в частности роликами. Причем подшипники 16 должны способствовать тому, чтобы камни, если они вследствие воздействия на них вибрацией входят в контакт с толкающей штангой 11, только слегка терлись о толкающую штангу, вследствие чего потери кинетической энергии будут незначительны. При этом в соответствии с изобретением может предусматриваться, что подшипники 16 имеют ширину от 5 до 30 мм, предпочтительно 10 мм, и располагаются на расстоянии от 20 до 50 мм, предпочтительно на расстоянии 30 мм. Тем самым, с одной стороны, обеспечивается, что камни 1 прилегают, по меньшей мере, к двум подшипникам 16, в частности продвигаются ими вперед. С другой стороны, существует возможность, что два камня 1 одновременно коснутся подшипника 16 во время вибрации, в частности при движении в противоположном направлении, при котором работа подшипника была бы ограничена. Подобная толкающая штанга 11 может использоваться также независимо от предложенного решения и в других устройствах, в которых камни 1 подвергаются состариванию посредством комбинированного использования вибрационного устройства и ударных тел, воздействующих на поверхность камней 1.
На фиг.1 показаны боковые ограничители 12, которые должны препятствовать боковому отклонению камней 1 при вибрации. В принципе подобные ограничители 12 могут быть предусмотрены также по направлению движения впереди и сзади камней 1. К тому же ограничители 12 могут также использоваться для защиты от пыли. Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы устройство 5 крепления имело защитный чехол или что-то подобное, укрывающее находящийся в процессе состаривания слой камней 1 с целью ограничения проникновения наружу каменной пыли.
В примере осуществления изобретения предусмотрено, что ограничители 12 отсоединены от вибрационного устройства 6, в частности не вибрируют.
При помощи конструктивных приемов можно несложно добиться перемещения цепным транспортером толкающей штанги 11 в направлении движения, без создания помех для боковых ограничителей 12. Например, толкающая штанга 11 может быть соединена с цепным транспортером 10 снизу или сверху боковых ограничителей 12.
Как представлено на фиг. 2 и 3 (к сожалению, только в общем плане), участок, через который камни 1 проходят под ударным воздействием ударных тел 3, имеет средства 13, приподнимающие, по меньшей мере, ограниченный участок камней 1, для того чтобы приподнятый ограниченный участок камней 1 выступал в направлении ударных тел 3 и находился под более интенсивным воздействием ударных тел. В примере осуществления изобретения средства 13 представляют собой возвышения, выполненные в виде рампы, соответственно приподнимающих нижние стороны камней 1 при прохождении возвышений 13 в виде рампы. В примере выполнения изобретения (не показан) предусматривается, что возвышения 13 приподнимают камни 1 по направлению движения со смещением от центра, а вследствие этого, сбоку, причем каждый камень 1 приподнимается каждой стороной, по меньшей мере, один раз.
Как показано на фиг.2, возвышения 13 могут быть оборудованы роликами 14, в частности подшипниками.
В принципе, подобные возвышения 13 могут быть предусмотрены также в том случае, если транспортирующее устройство выполнено в виде ленточного транспортера, причем в этом случае лента должна проходить через возвышения 13. Но все же выполненный с толкающей штангой 11 цепной транспортер 10 в данном случае был бы предпочтительнее.
Наиболее предпочтительно, когда приподнимаются грани 1b камней 1. Средства 13 могут быть выполнены различного вида и многочисленными способами, например, в виде выступов, выдвигающегося поршня, как в публикации US 2002/0145224 А1 или подобных средств. Возможно также, что средства 13 образованы вследствие волнообразного выполнения опорной плиты 2 вибрационного стола.
Средства 13 могут также использоваться, независимо от предложенной идеи подвижной фиксации ударных тел 3, для приподнимания, по меньшей мере, ограниченных участков камней 1 таким образом, чтобы приподнятая часть камней 1 выступала в направлении к ударным телам 3 и попадала под более интенсивное воздействие ударных тел 3. Например, подобное применение устройства возможно в соответствии с публикацией DE 202004020206.9. Вследствие этого при каждой обработке камней сверху, приподнимая, по меньшей мере, ограниченные участки камней, можно подвергать эти ограниченные участки более интенсивной, в частности усиленной обработке. Так, простым способом можно добиться желаемого результата состаривания.
На фиг.2, 3 и 5 камни 1 для наглядности показаны не в состоянии вибрирования, причем ударные тела 3 находятся на поверхностях 1а камней 1. Вследствие вибрации камни 1 и ударные тела 3 ударяются друг о друга.
Показанный на фиг.2 и 5 зазор между камнями 1 (в направлении движения) уменьшается, в частности, выбирается при движении вперед толкающей штанги 11.
Предпочтительно предлагаемое решение подходит также для состаривания расщепленных, в частности расколотых камней, имеющих в целом неровную, в частности с выступами и углублениями поверхность. В данном случае к ударным телам 3 обращена расколотая поверхность камня 1 своей поверхностью излома.
На фиг.8-12 показаны три различных предпочтительных транспортирующих устройства 10, подходящих не только для предлагаемого решения, но и вообще для транспортировки большого количества камней, уложенных в производственный слой. Таким образом, транспортирующее устройство 10, как это следует из описания приведенных ниже чертежей, представляет собой самостоятельное решение транспортировки камней, если состариваемые камни обрабатываются с использованием вибрационного устройства 6.
На фиг.8 и 9 показано наиболее предпочтительное выполнение транспортирующего устройства 10. Согласно этому выполнению обе ветви цепей цепного транспортера проходят соответственно по краям опорной плиты 2 и расположены так, что им не передается, в частности незначительно передается, вибрация от вибрационного стола 6. Между ветвями цепного транспортера 10 расположена уже описанная толкающая штанга 11, служащая для придания движения в направлении транспортировки находящихся на опорной плите 2 камней 1. При этом толкающая штанга 11 передвигает камни 1 по опорной плите 2. Подобная транспортировка уже показана на фиг.1-3 и 5. Дополнительно к этому в представленных на фиг.8 и 9 формах выполнения изобретения показана ограничительная штанга 17, расположенная впереди толкающей штанги 11 в направлении транспортировки. Между ограничительной штангой 17 и толкающей штангой 11 находится подлежащий состариванию слой камней 1. Ограничительная штанга 17, расположенная аналогично толкающей штанге 11 между ветвями цепей цепного транспортера 10, в частности, соединена с ними, служит для предотвращения отклонения камней 1 вперед, имеется ввиду в направлении транспортировки.
Принципиально, ограничительная штанга 17 могла бы быть выполнена также в качестве толкающей штанги для следующего слоя камней, однако это оказалось не предпочтительным. Если между ограничительной штангой 17 и толкающей штангой 11 предусмотрен промежуток для следующего слоя камней 1, то ограничительную штангу 17 можно устанавливать для разной длины слоя камней, не оказывая влияния на все другие толкающие и ограничительные штанги. Изменение длины участка между одной толкающей штангой 11 и соответствующей ограничительной штангой 17 для приема соответствующего слоя камней влияет вследствие этого только на расстояние между ограничительной штангой 11 и перемещающейся впереди другой толкающей штангой 11. Поэтому для каждого слоя камней можно выбрать свою длину шага, а в данном случае изменять ее, не влияя на длину шага других ячеек (толкающая штанга/ограничительная штанга). Исходя из этого, как предусматривается в показанном на фиг.8 и 9 примере осуществления изобретения, для каждого слоя камней следует использовать по одной толкающей штанге 11 и одной ограничительной штанге 17.
Как толкающая штанга 11, так и ограничительная штанга 17 могут выполняться в предпочтительном варианте осуществления в виде металлической полосы или подобного элемента.
На фиг.10 и 11 показан предпочтительный вариант выполнения транспортирующего устройства 10, отличающийся от представленного на фиг.8 и 9 тем, что на ограничительной штанге 17 установлена, в частности фиксирована, опорная поверхность 18. Ограничительная штанга 17 служит тем самым тягой для опорной поверхности 18. Следовательно, камни, в отличие от варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.8 и 9, больше не располагаются в процессе состаривания на опорной плите 2, а находятся на опорной поверхности 18, протягиваемой, по существу, ограничительной штангой 17, в частности цепным транспортером 10, по опорной плите 2. Причем опорная поверхность 18 находится в таком контакте с опорной плитой 2, в частности вибрационным столом 6, что опорная поверхность 18 начинает так вибрировать, что расположенные на опорной поверхности 18 камни 1 также приходят в колебание, в частности начинают подскакивать. Опорная поверхность 18 выполнена предпочтительно из эластичного материала. Наиболее подходит для этого резиновый мат 18. Резиновый мат 18 может быть также соединен с толкающей штангой 11.
Поскольку резиновый коврик 18 соединен с ограничительной штангой 17 и в данном случае с толкающей штангой 11, то он перемещается с той же скоростью, что и цепной транспортер 10. В показанном на фиг.10 и 11 примере осуществления изобретения резиновый мат 18, по существу, расположен между ограничительной штангой 17 и толкающей штангой 11. Принципиально, резиновый мат 18 может быть длиннее или короче расстояния между ограничительной штангой 17 и толкающей штангой 11.
Использование опорной поверхности 18, в частности резинового мата, имеет большое значение для получения хорошего результата состаривания. Дело заключается в том, что в транспортирующем устройстве 10, представленном на фиг.8 и 9, давление при толкании, оказываемое толкающей штангой 11 на камни 1, во всех случаях становится тем больше, чем ближе камни 1 располагаются к толкающей штанге 11. При этом может произойти взаимный сдвиг камней 1, при котором камни 1, в частности, на участке толкающей штанги 11 будут подскакивать меньше, в частности не будут подпрыгивать совсем. Этот эффект становится настолько более очевиден, чем меньше камни, поскольку ряды камней, на которые оказывается незначительное давление при толкании, в частности ряды камней, находящиеся впереди по направлению транспортировки, подпрыгивают значительно выше, в частности значительно больше вибрируют, а поэтому грани камней отбиваются здесь значительно сильнее. Опорная поверхность 18 компенсирует этот эффект, так как опорная поверхность 18, а вместе с ней и лежащие на ней камни 1 не толкается, а протягивается. Поэтому камни 1 не сдавливаются больше на участке толкающей штанги 11, как это имеет место в показанной на фиг.8 и 9 форме выполнения изобретения. Правда, несмотря на это, камни 1 оказывают еще давление на толкающую штангу 11, так как камни 1 из-за вибрации, в частности подскакивания, перемещаются на опорной поверхности 18 с меньшей скоростью, чем опорная поверхность 18, однако оказываемое толкающей штангой 11 на камни 1 давление все же значительно меньше и больше не является помехой. В данном случае все транспортирующее устройство 10 можно немного наклонить, чтобы камни 1, если смотреть в направлении транспортировки, двигались слегка вниз, что противодействует эффекту перемещения камней 1 назад относительно опорной поверхности 18, двигающейся в направлении транспортировки.
Опорная поверхность 18 имеет еще и другое преимущество по сравнению с представленной на фиг.8 и 9 формой выполнения изобретения. В результате испытаний оказалось, что существует относительно большая опасность разлома камней небольшой толщины или длинных камней, имеющих большую площадь. Опорная поверхность 18, в частности, изготовленная из эластичного материала, значительно снижает вероятность разлома, поскольку камни 1 больше не ударяются об опорную плиту 2, выполненную, как правило, из стали, а сталкиваются с эластичным материалом, предпочтительно резиной.
На фиг.12 показан вариант представленного на фиг.10 и 11 примера осуществления транспортирующего устройства 10, имеющий, по существу, такие же преимущества. Вариант осуществления изобретения согласно фиг.12 также имеет цепной транспортер 10, толкающую штангу 11 и оптимально - ограничительную штангу 17, размещенные аналогично примерам осуществления изобретения, изображенным на фиг.8 и 9, в частности на фиг.10 и 11. При этом предусмотрено, что камни 1 уложены на опорную поверхность 18, перемещающую камни 1, в направлении транспортировки, по меньшей мере, примерно со скоростью транспортирующего устройства 10. Причем опорная поверхность 18 выполнена как вращающаяся лента конвейера предпочтительно из эластичного материала, например резины. Причем лента 18 конвейера проходит так, что ей передается вибрация от вибрационного устройства 6, вследствие чего лежащие на ней камни 1 подпрыгивают, в частности вибрируют. Транспортирующее устройство 10 предпочтительно расположено так, что вибрация не передается ни ветвям цепей, ни толкающей штанге 11, в частности ограничительной штанге 17. В оптимальном варианте может быть также предусмотрено соединение ленты 18 конвейера с одной или несколькими ограничительными штангами 17 или толкающими штангами 11. Собственно подача, перемещающая камни 1 в направлении транспортировки через участок состаривания, происходит за счет движения подачи ленты 18 конвейера. Правда, камни 1 из-за ее вибрации смещаются (с небольшой скоростью) назад относительно ленты 18 конвейера. Это возвратное движение соответственно ограничивается толкающей штангой 11. Однако давление при толкании, оказываемое толкающей штангой 11 на камни 1, все же так незначительно, чтобы препятствовать вибрации, в частности прыгающим движениям камней. Ограничительная штанга 17 препятствует камням 1 выходить вперед за пределы предусмотренного участка.
Вместо цепного транспортера 10 в вариантах осуществления изобретения согласно фиг.8-12 можно использовать также другое транспортирующее устройство, предпочтительно совершающее движение по замкнутому кругу.
На фиг.13 представлено выполнение толкающей штанги 11 и ограничительной штанги 17, которые особенно подходят для состаривания камней 1, имеющих поперечное сечение в форме трапеции, в частности, в общем находящихся в неустойчивом положении в слое камней. Такими камнями 1, например, могут быть расщепленные, в частности расколотые камни, имеющие в целом неровную, в частности с выступами и углублениями поверхность. Автором заявки предложено, что независимо от формы выполнения транспортирующего устройства (на фиг.13 не показано) и независимо от способа перемещения камней через участок состаривания (фиг.8-12), лучший результат состаривания камней 1, находящихся в неустойчивом положении на несущей плите 2, можно получить, если толкающая штанга 11 и ограничительная штанга 17 выполнены так, что они подпирают камни 1. В показанном на фиг.13 примере осуществления изобретения как толкающая штанга 11, так и ограничительная штанга 17 имеют дополнительный опорный элемент 11а, в частности 17а. В качестве альтернативы здесь можно предусмотреть также несколько опорных элементов, в частности толкающую штангу 11 и ограничительную штангу 17, имеющие такую форму, которая создает опору для камней 1 и препятствует их опрокидыванию. Благодаря опорным элементам 11а, 17а поверхности камней 1 образуют по возможности горизонтальную плоскость для предпочтительной обработки в процессе состаривания поверхностей 1а камней ударными телами 3.
В качестве альтернативы в данном случае можно предусмотреть, что только толкающая штанга 11 или ограничительная штанга 17 имеют опорные элементы.
Приведенный в описании и показанный на фиг.13 пример осуществления толкающей штанги 11 и ограничительной штанги 17 можно применить во всех представленных прежде примерах осуществления изобретения.