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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinmaterialien,
insbesondere Steinplatten, insbesondere Granitsteinplatten oder Ähnliches,
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus
bezieht sie sich auf eine Anlage entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 16.
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Bis jetzt werden zur abrasiven Oberflächenbearbeitung
von Steinplatten vorwiegend Polier-, Abschleif-, Abflamm- und Strahlverfahren
angewendet. Diese Verfahren erzeugen verschiedene Oberflächeneffekte
und alle weisen spezifische Nachteile auf. Demnach werden beispielsweise
Polier- und Abschleifverfahren in Kombination mit der Verwendung von
Wasser und abrasiven Materialien durchgeführt, wobei letztere aufbereitetes
Brauchwasser benötigen.
Abflammen, das mit einem erheblichen Verbrauch von Brenngas und
erheblichen Schadstoffausstößen verbunden
ist, erzeugt zusätzlich
thermische Schocks, die die Festigkeit der verarbeiteten Steinmaterialien
beeinflussen können.
Strahlen benötigt
ebenso große
Mengen von Sand und ist mit einer erheblichen Erzeugung von Schadstoffstaub
verbunden, der zu Gesundheitsproblemen der Arbeiterbelegschaft führen kann.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine abrasive Oberflächenbearbeitung
derselben Art, wie sie durch Abflammen und Strahlen erreicht werden
kann, und zielt darauf ab, die Nachteile der Verfahren nach dem
Stand der Technik zu beseitigen, während verarbeitete Steinoberflächen erhalten
werden können,
die eine höhere
Qualität
und ein besseres Aussehen aufweisen als durch Abflammen und Strahlen
erzeugte Oberflächen.
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Das Dokument EP-A-0 517 048 offenbart eine
Vorrichtung für
ein Verfahren zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinoberflächen, die im
wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die zu behandelnde
Oberfläche
der Wirkung eines oder mehrerer mit hohem oder sehr hohem Druck
beaufschlagter Strahlen aus reinem Wasser, d. h. ohne Schleifmittel,
unterworfen wird, wobei der/die Wasserstrahl/en durch einzelne Düsen erzeugt
werden, die vorzugsweise von der zu behandelnden Oberfläche beabstandet
sind.
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Der/die durch eine oder mehrere,
sich in den zuvor genannten Abständen
von der zu behandelnden Steinoberfläche angeordnete Düse/n erzeugte/n Wasserstrahl/en,
der/die mit einem hohen Druck beaufschlagt ist/sind, kann/können eine
spezifische Kraft auf das zu behandelnde Steinmaterial ausüben, so
dass sich aufgrund des Unterwaschens und/oder Zerkleinerns von Kristallen
des Steinmaterials ein abrasiver Effekt ergibt, während die
Nachteile von Abflamm- oder Strahlverfahren vermieden werden, das heißt, dass
deren Schadstoffeffekte (Gas- und Staubemissionen) ausgeschlossen
werden und die Kosten (kein Verbrauch von Brennstoff oder Sand)
verringert werden. Auch können
die durch Abflammen erzeugten thermischen Schocks vermieden werden, wodurch
die ursprüngliche
Festigkeit des Steinmaterials erhalten bleibt. Das zur Bearbeitung
verwendete Wasser kann leicht zurück gewonnen und in einem geschlossenen
Kreislauf wieder verwendet werden. Gleichzeitig weist das mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren
bearbeitete Steinmaterial eine höhere Qualität und ein
besseres Aussehen auf als abgeflammte und gestrahlte Oberflächen. Bei
der Bearbeitung von Steinmaterialien mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ähneln die
erhaltenen Effekte denen, die von der Natur mit der Zeit erzeugt
werden, weswegen dem Benutzer auch von einem psychologischen Standpunkt
aus diese Bearbeitung bessert gefällt.
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Die Erfindung hat es zur Aufgabe,
das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung auf einfache
und preiswerte Weise zu verbessern. Dieses Ziel wird mit dem in
Anspruch 1 definierten Verfahren bzw. der in Anspruch 16 definierten
Anlage erreicht.
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Die Eigenschaften der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
bearbeiteten Steinoberfläche können innerhalb
sehr weiter Grenzen kontinuierlich und problemlos verändert werden,
indem einige einfache Bearbeitungsparameter, wie der Druck des/der Wasserstrahls/en,
der Abstand der einzelnen Düsen von
der zu bearbeitenden Oberfläche,
der Auftreffwinkel des/der Wasserstrahls/en auf der zu bearbeitenden
Oberfläche
und die Bearbeitungszeit, in Abhängigkeit
der Zusammensetzung, der kristallinen Kornstruktur und der Struktur
des zu bearbeitenden Steinmaterials sowie entsprechend dem Ausgangszustand
der zu bearbeitenden Oberfläche
verändert wer den.
So kann beispielsweise, insbesondere für Granit oder Ähnliches,
eine samtartige Oberfläche des
bearbeiteten Steinmaterials erhalten werden, wenn der/die Wasserstrahlen
mit einem Druck von ungefähr
400 bar beaufschlagt werden, während man
bei einem Druck von 400 bis 600 bar eine leicht unregelmäßig aufgeraute
Oberfläche
erhalten kann. Wird der Druck auf über 600 bar und bis zu 1500
bar erhöht,
so erhält
man ein zunehmend tieferes unregelmäßiges Aufrauen.
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Der/die im erfindungsgemäßen Verfahren zur
abrasiven Oberflächenbearbeitung
von Steinoberflächen
verwendete/n Wasserstrahl/en kann/können senkrecht zu der zu bearbeitenden
Oberfläche stehen
oder um einen beliebigen Winkel, vorzugsweise 10° bis 30°, bezüglich der Senkrechten auf dieser
Oberfläche
geneigt sein.
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Die Behandlung der bearbeiteten Steinmaterialoberfläche unter
der Verwendung des/der Wasserstrahls/en kann auf jede geeignete
Weise durchgeführt
werden, vorzugsweise jedoch, insbesondere im Fall von Steinplatten,
durch eine Relativbewegung des zu bearbeitenden Steinmaterials zu
dem/den auf die Oberfläche
des Materials gerichteten Wasserstrahl/en, so dass in einem oder
mehreren Durchläufen
eine mehr oder weniger gleichmäßige Behandlung
der gesamten zu bearbeitenden Oberfläche oder des/der zu bearbeitenden
Teils/Teile davon erreicht wird.
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Entsprechend einer möglichen
Ausführungsform
der Erfindung, insbesondere geeignet für Steinplatten, werden die
Platten senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich der Senkrechten
geneigt in einer vorzugsweise gleichmäßigen Bewegung vor eine oder
mehrere aufeinander folgende vertikale Reihen ortsfester Düsen oder
ortsfester Düsengruppen
geführt,
wobei die Reihe/n von Düsen
oder Düsengruppen
sich über
die gesamte Höhe
der zu bearbeitenden Steinoberfläche
oder über
einen Teil derselben erstrecken. Entsprechend einer anderen möglichen Ausführungsform
werden die Steinplatten senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich
der Senkrechten geneigt vor wenigstens eine Düse oder eine Düsengruppe
geführt,
die sich im wesentlichen horizontal oder mehr oder weniger bezüglich der
Horizontalen geneigt erstrecken und in einer oszillierenden Auf-und-ab-Bewegung
entlang der gesamten Höhe der
zu bearbeitenden Oberfläche
der Steinplatten oder entlang eines Teiles dieser Höhe geführt werden.
In beiden dieser Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
hängt die
Bearbeitungszeit der Oberfläche
der Steinplatten von der Geschwindigkeit ab, mit der die Steinplatten
vor die Düse/n
oder die Düsengruppe/n
geführt
werden und kann eingestellt werden, indem diese Geschwindigkeit
verändert
wird, beispielsweise in einem speziellen Fall der Bearbeitung von
Granitplatten in einem Bereich von 300 mm/min bis 1500 mm/min.
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Natürlich können erfindungsgemäß in anderen
möglichen
Ausführungsformen
die Steinplatten auch in einer horizontalen Stellung oder in einer
mehr oder weniger hinsichtlich der Horizontalen geneigten Stellung
vor eine oder mehrere Düse/n
oder eine oder mehrere Düsengruppe/n
geführt
werden, die sich entweder ortsfest oder in einer oszillierenden Bewegung
geführt
senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich der Senkrechten geneigt
erstrecken.
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Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Steinoberfläche unter Verwendung eines
oder mehrerer Hoch- oder Höchst-Druck-Wasserstrahls/en
bearbeitet, der/die in einer Drehbewegung um eine Achse geführt wird/werden,
die bezüglich
des/der Wasserstrahls/en exzentrisch liegt, vorzugsweise in Kombination
mit einer quer zur Drehachse des/der Wasserstrahls/en verlaufenden,
relativen Längsbewegung
zwischen dem/den umlaufenden Strahl/en und der zu bearbeitenden
Steinoberfläche.
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Entsprechend einer weiteren Verbesserung kann
die erfindungsgemäße Bearbeitung
einen vorbeugenden Bearbeitungsschritt der Steinoberfläche umfassen,
der auf eine andere Weise als mit einem Wasserstrahl durchgeführt wird.
Insbesondere bei Steinen, deren Struktur es dem Wasserstrahl erschwert,
die Oberfläche
zu bearbeiten, umfasst die Erfindung einen vorbeugenden Bearbeitungsschritt mit
mechanischen abrasiven Mitteln, wie beispielsweise Anschleifen oder
Abflammen.
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Es wurde herausgefunden, dass es
in den meisten Fällen
nicht nötig
ist, die vorbeugende Bearbeitung auf die gesamte Oberfläche des
Steins zu erstrecken, vielmehr reicht es aus, die vorbeugende Bearbeitung
auf einem Teilbereich der Steinoberflä che an deren Vorderkante, in
Hinsicht auf die Verschiebung des Steins bezüglich der wasserausstoßenden Düsen gesehen,
durchzuführen.
Dieser begrenzte Bereich kann durch einen Streifen an der Vorderkante
des Steins oder einen Teil eines Streifens gebildet sein. Die demzufolge
der vorbeugenden Bearbeitung unterzogene Oberfläche dient als eine Angriffsfläche für den Wasserstrahl,
der beginnen kann, den Stein geringfügig abzutragen, was dann ein
Abtragen auch des Rests der Oberfläche, der nicht der vorbeugenden
Bearbeitung unterzogen wurde, ermöglicht.
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Die oben genannten Eigenschaften
und weitere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Eigenschaften
einer erfindungsgemäßen Anlage
zur Anwendung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden
detaillierter aus der folgenden Beschreibung der Anlage, die in
den begleitenden Figuren schematisch in Form eines nicht einschränkenden
Beispiels gezeigt wird, deutlich. Es zeigen:
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1 eine
Längsansicht
der Anlage zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 eine
Ansicht von oben dieser Anlage;
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3 eine
Teilquerschnittansicht der Bearbeitungsstation der in 1 und 2 gezeigten Anlage;
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4 die
Bearbeitungsstation, entlang der Pfeile IV-IV in 3 gesehen;
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5 eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Düse mit Rotationskopf, die in
der in den 1 bis 4 gezeigten Anlage verwendet werden kann;
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6 eine
Stirnansicht der in 5 gezeigten Düse, entlang
der Richtung der Pfeile VI-VI gesehen;
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7 eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer drehbaren Düsengruppe,
die in der in den 1 bis 4 gezeigten Anlage verwendet werden kann;
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8 eine
Stirnansicht der in 7 gezeigten drehbaren
Düsengruppe,
entlang der Richtung der Pfeile VII-VII gesehen;
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9 eine
perspektivische Ansicht der in den 7 und 8 gezeigten, drehbaren Düsengruppe;
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10 eine
schematische Ansicht der von den durch die in den 5 bis 9 gezeigten rotierbaren Düsen erzeugten
Wasserstrahlen auf der zu bearbeitenden Oberfläche hinterlassenen Auftreffspuren
und
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11 eine
schematische Ansicht einer Arbeitsstation gemäß einer alternativen Ausführungsform,
gesehen in der Verschiebungsrichtung des Steins.
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Bezugnehmend auf die Figuren werden
die zu bearbeitenden Steinplatten 1, beispielsweise aus Granitplatten
oder Ähnlichem
bestehend, eine nach der anderen in einer senkrechten Stellung oder
einer im Wesentlichen senkrechten Stellung, d. h. mehr oder weniger
bezüglich
der Senkrechten geneigt, in einer gleichmäßigen, kontinuierlichen Bewegung, beispielsweise
in Richtung des Pfeils F, durch eine Bearbeitungsstation 2 geführt. Hierzu
liegen die Platten 1 mit ihrer unteren Kante auf einem
unteren Stetigförderer 3 und
werden durch Führungsrollen 4,
die auf den beiden Seiten der Platten angeordnet sind und, beispielsweise
mittels hinsichtlich ihrer Winkelposition verstellbaren und einstellbaren
Armen, an Säulen 5 des
Maschinengehäuses
befestigt sind, in ihrer Stellung geführt und gelagert. Am Eingangs- und
Ausgangsende der Anlage werden die Steinplatten 1 quer
zum Förderer 3 auf
einer dessen Seiten auf den unteren Förderer 3 in Richtung
des Pfeils A aufgeladen bzw. von dem unteren Förderer 3 in Richtung
des Pfeils B abgeladen und lagern in einer hinsichtlich der Senkrechten
geneigten Stellung auf Seitenrollen 6 und 7, die
jeweils nur auf einer Seite der Platten 1 vorgesehen sind,
wodurch die gegenüberliegende
Seite des unteren Förderers 3 zum
Beladen und Abladen der Steinplatten 1 frei bleibt. Der
untere Förderer 3 wird
durch einen Elektromotor M angetrieben, dessen Geschwindigkeit vorzugsweise
veränderbar
und zwischen bestimmten Grenzen einstellbar ist.
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Die Bearbeitungsstation 2 besteht
aus einem Portal 8, das die zu bearbeitenden Steinplatten 1 passieren.
Auf einer Seite dieser Platten ist eine Düse 9 vorgesehen, die
auf die Platten 1 gerichtet ist und im Wesentlichen horizontal
oder mehr oder weniger bezüglich
der Horizontalen geneigt angeordnet ist. Diese Düse 9 ist auf einen
Düsenhalter 10 angebracht,
der sich durch einen in einem der hohlen Pfosten des Portals 8 ausgebildeten,
senkrecht verlaufenden Schlitz 11 ins Innere desselben
erstreckt. Im Inneren des hohlen Pfostens des Portals 8 ist
der Düsenhalter 10 gleitend auf
einer senkrechten Führung 12 geführt und
an einem Abschnitt einer geschlossenen Kette bzw. eines geschlossenen
Zugseils 13 befestigt, die/das in 4 durch
die gestrichpunkteten Linien dargestellt wird und um obere und untere
Zahnräder,
Führungsrollen
oder Rollen 16 und 17 geführt ist. Die Kette bzw. das
Zugseil oder das Band 13 kann durch einen im oberen Bereich
des Portals 8 angebrachten, umsteuerbaren Getriebemotor 14,
der vorzugsweise mit verschiedene Geschwindigkeiten betrieben werden
kann, wahlweise in die eine oder in die andere Richtung angetrieben werden.
Vor der Düse 9 ist
auf der gegenüberliegenden
Seite des unteren Förderers 3 ein
Spritzschutz 18 angebracht.
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In dem in den 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist eine einzelne Düse 9,
deren Achse während
des Betriebs feststeht, am Düsenträger angebracht.
Anstelle dieser einfachen Düse 9 mit
feststehender Achse, kann auch eine Gruppe von zwei oder mehreren
sich überlagernden
und/oder benachbarten Düsen
an dem Düsenträger 10 befestigt
sein. Auch können
zwei oder mehrere Düsenträger 10,
von denen jeder eine oder mehrere Düsen 9 oder Düsengruppen
aufweist, mit bestimmten vertikalen Abständen am selben senkrechten
Abschnitt der Kette bzw. des Seilzugs oder des Bands 13 befestigt
sein und/oder es können
einer oder mehrere Düsenträger, die
wie oben beschrieben geführt
sind und von denen jeder eine oder mehrere Düse/n 9 oder Düsengruppe/n
aufweist, die auf die Steinplatten 1 gerichtet sind, auch
an dem anderen senkrechten Abschnitt der Kette bzw. des Seilzugs
oder des Bands 13 befestigt sein.
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Anstelle einer oder mehreren Düse/n, deren Achse/n
während
des Betriebs feststehen, kann/können
an jedem Düsenträger 10 auch
eine oder mehrere Düse/n
befestigt sein, die um eine Achse rotierten, die hinsichtlich des/der
durch die Düse/n
erzeugten Wasserstrahls/en exzentrisch verläuft.
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Demnach kann beispielsweise in dem
in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Düse 9 durch
eine Düse 9' mit Rotationskopf,
wie sie in den 5 und 6 gezeigt
wird, ersetzt werden. Diese Düse 9' umfasst einen
Rotationskopf 19 mit zwei Düsenzweigen 20, die
von einem axial verlaufenden Versorgungsrohr abzweigen und zueinander
geneigt sind, d. h. sie laufen mit einem gewissen Winkel radial
nach außen
auseinander, so dass sie in diametral gegenüberliegenden Stellungen enden,
die hinsichtlich der zentralen Rotationsachse des Kopfes 19 exzentrisch
liegen. 5 zeigt einen Schnitt durch
einen der Düsenzweige 20 des
Rotationskopfs 19, während
der andere nur durch seine Achse 20' angedeutet ist. Der Rotationskopf 19 verfügt über eine
Abdeckung 21, die am Auslass jedes divergierenden Düsenzweigs 20 eine
entsprechende koaxiale Auslassöffnung 22 für den jeweiligen
Wasserstrahl aufweist. Der Rotationskopf 19 mit exzentrisch
gelagerten Düsen 20 wird
durch mit Druck beaufschlagtes Wasser, das dem zentralen, axial
verlaufenden Versorgungsrohr über
die rückseitige
Verbindung 23 dieser Düse 9' zugeführt wird,
in eine Rotation um seine zentrale Längsachse versetzt. Die entsprechenden Antriebsmittel
sind nicht dargestellt, da sie hinreichend bekannt sind. Eine Düse 9', die über einen
Rotationskopf 19 mit zwei exzentrisch gelagerten Düsen der
zuvor beschriebenen und in 5 und 6 dargestellten Art verfügt, wird
beispielsweise von der Paul Hammelmann Maschinenfabrik, Oelde, Deutschland, unter
der Bezeichnung RD 1500 hergestellt und vertrieben. Selbstverständlich kann
der Rotationskopf 19 auch eine einzige exzentrisch gelagerte
Düse oder
mehr als zwei exzentrisch gelagerte Düsen aufweisen, die wie im Fall
von zwei Düsen
ihrer jeweiligen Wasserstrahlen erzeugen, die um die zentrale Längsachse
des Kopfes 19 rotieren.
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Die Düse 9 der in den 1 bis 4 gezeigten Anlage
kann auch durch eine in den 7, 8 und 9 dargestellte
rotierbare Düsengruppe 9'' ersetzt werden. Diese rotierbare
Düsengruppe
besteht aus einem Versorgungsrohr 24, das die Durchgangswelle eines
Elektromotors 25 bildet oder durch die Hohlwelle dieses
Motors geführt
und an dieser derart befestigt ist, dass sie durch den Motor 25 in
Rotation versetzt wird. An dem Ende, welches der zu bearbeitenden
Steinplatte 1 gegenüber
steht, trägt
das Rohr 24 eine oder mehrere radiale, hohle Abzweigungen 26 (im
dargestellten Ausführungsbeispiel
vier Abzweigungen 26), die mit dem zentralen Rohr 24 in
Verbindung stehen und an ihren freien Enden jeweils wenigstens eine
Düse 29 aufweisen,
die der zu bearbeitenden Steinplatte 1 entgegensteht. Das
gegenüberliegende
Ende 124 des Rohrs 24 ist an die Wasserversorgung
angeschlossen.
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Vorzugsweise können alle der zuvor genannten
Düsen oder
Düsengruppen 9, 9', 9'' durch beliebige, geeignete, nicht
dargestellte Einstellmittel horizontal bewegt werden, beispielsweise
in ihren jeweiligen Düsenträger 10 verschiebbar,
um auf diese Weise deren Abstand von der gegenüberliegenden Oberfläche der
zu bearbeitenden Steinplatte 1 zu verändern und anzupassen. Weiterhin
sind beliebige, geeignete, ebenfalls nicht dargestellte Mittel vorgesehen,
um den Neigungswinkel der Düse/n
oder der Düsengruppe/n 9, 9', 9'' bezüglich der gegenüberliegenden
Oberfläche
der zu bearbeitenden Steinplatte 1 von einer im wesentlichen
senkrecht auf dieser Oberfläche
stehenden Richtung bis zu einer vertikal oder horizontal um einem
bestimmten Winkel, beispielsweise bis zu 25°–30° bezüglich der zu bearbeitenden
Oberfläche,
geneigten Richtung zu verändern und
anzupassen. Hierzu kann/können
die Düse/n oder
die Düsengruppe/n 9, 9', 9'' an ihrem jeweiligen Düsenträger 10 durch
beliebige, geeignete, nicht dargestellte Einstellmittel auf ihre
Winkelstellung bezogen lösbar
befestigt sein und/oder es kann die Stellung der zu bearbeitenden
Steinplatten 1 veränderbar
und einstellbar gestaltet werden, indem sie durch beliebige, geeignete,
nicht dargestellte Einstellmittel, die beispielsweise auf die Winkelstellung
der die seitlichen Führungsrollen 4 tragenden
Schenkel einwirken, hinsichtlich der Senkrechten mehr oder weniger geneigt
wird.
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Die Düse/n oder die Düsengruppe/n 9, 9', 9'' der Bearbeitungsstation 2 werden
mit reinem Wasser, d. h. ohne Abrasivstoffe, versorgt, das durch
ein Pumpsystem mit einer bekannten Hochdruckpumpe 27 und
einem hochdruckresistenten Versorgungsrohr 28 mit hohem
oder sehr hohem Druck, typischerweise um 300 bar oder mehr und bis
zu 1500 bar, beaufschlagt wird. Der Ausgangsdruck der Pumpe 27 kann,
beispielsweise innerhalb der zuvor genannten Grenzen, verändert und
eingestellt werden. Pumpen dieser Art sind hinreichend bekannt und
werden beispielsweise von der zuvor genannten Firma Paul Hammelmann
Maschinenfabrik unter der Bezeichnung HD/113 hergestellt und vertrieben.
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Vorzugsweise umfasst das Pumpsystem auch
Antriebs- und Steuermittel 30, die den Ausgangsdruck der
Pumpe 27 in Abhängigkeit
der Auf-und-Abbewegung des Düsenträgers 10 und/oder der
Bewegung des unteren Förderers 3 einstellen und
bei spielsweise den Betrieb der Pumpe 27 unterbrechen, falls
der Düsenträger 10 und/oder
der untere Förderer 3 stehen
bleiben, und/oder eine automatische Auswahl, Einstellung und Aufrechterhaltung eines
bestimmten Verhältnisses
des Ausgangsdrucks der Pumpe 27 zu der Geschwindigkeit
der Auf-und-Abbewegung des Düsenträgers 10 und/oder der
Fördergeschwindigkeit
des unteren Förderers 3 ermöglichen.
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Die Anlage zur Versorgung der Bearbeitungsstation 2 mit
dem mit Hochdruck beaufschlagten Wasser wird weiterhin durch ein
Steuerpult, welches sich vorzugsweise in Nähe der Bearbeitungsstation 2 befindet,
sowie durch ein Pult zur Qualitätssteuerung
und -sicherstellung vervollständigt,
das sich vorzugsweise an dem Ausgang befindet, an dem die bearbeiteten
Platten 1 von dem unteren Förderer 3 abgeladen
werden.
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Beim Durchgang der Steinplatten 1 durch
die Bearbeitungsstation 2 wird deren der/den an dem Düsenträger 10 befestigten
Düse/n
zugewandte Oberfläche
auf der gesamten Höhe
der Platte 1 oder auf einem Teil davon, d. h. auf der Höhe eines
horizontalen Längsstreifens
der Platte 1, der dem Niveau und dem senkrechten Ausmaß der oszillierenden Auf-und-Abbwegung
des Düsenträgers 10 entspricht,
von dem/den durch die Düse/n
erzeugten Hochdruckwasserstrahl/en getroffen.
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Jedenfalls werden erfindungsgemäß der Ausgangsdruck
der Pumpe 27, die von dem unteren Förderer 3 erzeugte
Zuführgeschwindigkeit
der Steinplatten in Richtung des Pfeils F und somit die Geschwindigkeit,
mit der die Steinplatten 1 vor den die Hochdruckwasserstrahlen
erzeugenden Düsen 9, 9', 9'' vorbei geführt werden, sowie der Abstand
dieser Düse/n
von der entgegenstehenden zu bearbeitenden Oberfläche der
Steinplatten 1 und der Auftreffwinkel des/der Hochdruckwasserstrahls/en
bezüglich
der Oberfläche,
also der Neigungswinkel der Düse/n
hinsichtlich der entgegenstehenden Fläche der Steinplatten 1,
sowie die Geschwindigkeit der oszillierenden Auf-und-Abbewegung des Düsenträgers 10 und – im Fall
einer oder mehrerer rotierbarer Düse/n 29, die wie in
dem Ausführungsbeispiel
der 7 bis 9 von
einem zugehörigen,
speziellen Motor 25 angetrieben werden – die Antriebs- und Rotationsgeschwindigkeit
dieser Düse/n
sowohl hinsichtlich ihrer Absolutwerte als auch hinsichtlich ihrer Verhältnisse
zueinander ausgewählt.
Diese Auswahl ist abhängig
von der Art, den Eigenschaften und insbesondere der Kristallstruktur
des Steinmaterials der Platten 1, so dass der/die von der/den
Düse/n
erzeugte/n Wasserstrahl/en die Oberfläche der zu bearbeitenden Platte 1 mit
einer derart spezifischen Kraft trifft, um auf dieser Oberfläche eine
abrasive Wirkung zu erzeugen, die darauf beruht, dass die Kristalle
des Steinmaterials unterwaschen und/oder zerkleinert werden, und
deren Tiefe und Ausdehnung den von dem erwünschten Oberflächeneffekt
benötigten
Werten entspricht. Die Werte der oben genannten Parameter und deren
Verhältnisse
können
beispielsweise durch Tests einfach festgelegt werden. Demnach wurden
beispielsweise für
die Bearbeitung von Granit (Sardinia Gray, Zimbabwe Black, Imperial
Red) mit den folgenden Parametern zufriedenstellende bis optimale
Ergebnisse erhalten: Druck der Wasserstrahlen = 400 bis 1300 bar
(gemessen beispielsweise am Auslass der entsprechende Düse/n); Abstand
der Düsen
von der zu bearbeitenden Steinoberfläche = 1 cm bis 10 cm; Neigungswinkel
des/der Wasserstrahls/en bezüglich
der zu bearbeitenden Oberfläche
= 0° bis
25° bezüglich der
Senkrechten auf der Oberfläche;
Zuführgeschwindigkeit
der zu bearbeitenden Granitplatten vor die den/die Hochdruckwasserstrahl/en
erzeugenden Düse/n
= 300 bis 1450 mm/min.
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Die Form der Auftreffspuren des/der
Hochdruckwasserstrahls/en auf der zu bearbeitenden Steinoberfläche hängt im Wesentlichen
vom Verhältnis
der Geschwindigkeit, mit der die Steinplatten gefördert werden
(Zuführrate
vor die den/die Hochdruckwasserstrahlen erzeugenden Düse/n) zur
Geschwindigkeit der vertikalen Auf-und-Abbewegung der Düse/n. 10 zeigt
die Auftreffspur von Wasserstrahlen auf der Oberfläche der
zu bearbeitenden Steinplatte 1 für den Fall einer oder mehrerer
Düsen, die
durch eine Rotationsbewegung um eine exzentrisch zur Düse liegende
Achse angetrieben wird/werden, beispielsweise bei einer in den 7 bis 9 dargestellten
rotierbaren Düsengruppe.
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In der alternativen Ausführungsform
aus 11 werden die Platten 1 in
einer hinsichtlich der senkrechten, aufrecht stehenden Stellung
geneigten Stellung geführt
und gelagert, auch mittels ortsfester Rollen 4' und auch beim
Durchgang durch die die Düse 9 tragenden
Säulen
B. Die Neigung ist so gewählt,
dass die obere Kante der Platten 1 einen größeren Abstand
von der Düse
aufweist. Die Platten werden in dieser Stellung gegen die Rollen 4 gehaltert,
die starr an Rollmitteln 4 gelagert sind, ähnlich denen
des vorausgehenden Beispiels. Die Rollen 4 sind an hinsichtlich
ihrer Winkelposition verstellbaren und einstellbaren Armen auf den
Säulen 5 des
Maschinengehäuses
befestigt. Die Neigung der Platten 1 im Bereich der die
Düse 9 tragenden
Säulen 8 kann nahezu
identisch zu der Neigung sein, die die Platten am Eingangs- und
Ausgangsende der Anlage aufweisen. Die geneigte Stellung der Platten
während der
Einwirkung des Wasserstrahls ermöglicht
ein besseres Abfangen des Verschiebedrucks, welchen der Wasserstrahl
auf die Platte 1 ausübt.
Die Rollen 4' können steif
gelagert werden und die gegenüberliegenden
Rollen 4 auf den hinsichtlich ihrer Winkelposition einstellbaren
Armen, die elastisch gegen die Platte gedrückt werden, können aufgrund
ihrer Neigung einen weniger starken und entsprechend preiswertere
Aufbau aufweisen, als sie benötigen
würden, falls
die Platte in einer senkrechten Ausrichtung gelagert werden müsste. Gleichzeitig
wird jegliches Risiko vermieden, dass die Platte aus einem beliebigen Grund
seitlich gegen die Düse
fällt.
Ein weiterer, gleichzeitig erreichter Effekt besteht darin, dass
die leicht geneigte Oberfläche,
auf die der Wasserstrahl gerichtet ist, ein Ablaufen des Wassers
erleichtert und ein Zurückspritzen
von Wasser von der zu bearbeitenden Oberfläche verringert.
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Die steif gelagerten Rollen 4' bieten auch
die Möglichkeit,
einen einfachen Stützrahmen
vorzusehen, der in der senkrecht auf den Oberflächen der Platten stehenden
Richtung verschiebbar befestigt werden kann, um den Abstand zu regulieren.
Der die Rollen 4' stützende Rahmen
kann beliebig aufgebaut sein. Eine nicht detailliert dargestellte,
bevorzugte Ausführungsform
sieht am unteren Ende des Rahmens zwei oder mehr Gleitführungen
vor, die senkrecht zu der Plattenoberfläche ausgerichtet sind. Darüber hinaus
könnte
der Rahmen um eine horizontale Achse, die zur Längsachse des unteren Förderers 3 parallel
ist, oszillierend befestigt sein, um den Neigungswinkel der Platten
zu regulieren.
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Entsprechend eines weiteren Kennzeichens dieser
Ausführungsform
ist auch der senkrechte Weg der den/die Wasserstrahl/en erzeugenden
Düse/n auch
geneigt und parallel zu der entgegenstehenden Oberfläche der
Platte ausgerichtet. Dies kann erreicht werden, indem einfach ein
in geeigneter Weise geneigter Maschinenrahmen vorgesehen wird oder indem
der betreffende Teil der Anlage auf einer schiefen Ebene angeordnet
wird.
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Selbstverständlich soll die Erfindung nicht auf
die hier beschriebenen und dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt sein,
sondern kann vielmehr umfangreich verändert und modifiziert werden, sowohl
im Hinblick auf die Werte der verschiedenen Parameter des Verfahrens
als auch im Hinblick auf die konstruktiven Mittel zur Anwendung
desselben. Demnach können
beispielsweise in einer Anlage, die zu der hier beschriebenen ähnlich ist,
beide Oberflächen
der Steinplatten 1 entweder gleichzeitig oder als Alternative
aufeinander folgend bearbeitet werden, indem entweder in ein und
derselben Bearbeitungsstation oder in zwei aufeinander folgenden
Bearbeitungsstationen auf beiden Seiten der Steinplatten 1 Hochdruckdüsen vorgesehen
werden und/oder andere Verfahren oder Vorschriften vorgesehen sind, bei
denen die Steinplatten beladen und entladen werden, beispielsweise übereinstimmend
mit dem unteren Förderer 3 durch
Zufuhr und Entfernen an dessen Enden. Eine weitere Verbesserung
könnte
in einer oder mehreren zusätzlichen
Bearbeitungsstationen bestehen, die vor der Station vorgesehen sind,
die die Wasserdüsen 9 beinhaltet.
Eine diese zusätzlichen
Stationen könnte
vorteilhafterweise dazu verwendet werden, eine vorbeugende Oberflächenbearbeitung
der Platten durchzuführen,
bei der zumindest ein kleiner Bereich, beispielsweise ein dünner senkrechter
Streifen an der Vorderkante der Platte, mechanisch bearbeitet wird,
um einen Bereich zu erzeugen, auf dem die Oberfläche der Platte gegenüber dem
Wasserstrahl hinsichtlich dessen oberflächenabtragender Wirkung weniger
widerstandsfähig ist.
Auf diese Weise wird insbesondere bei Steinen, deren Struktur sehr
widerstandsfähig
gegenüber dem
Wasserstrahl ist, eine kleine Angriffsoberfläche für den Strahl erzeugt, so dass
der Strahl von diesem Bereich aus den Rest der zu bearbeitenden
Plattenoberfläche
besser abtragen kann, ohne dass die vorbeugende Bearbeitung auf
der gesamten Oberfläche durchgeführt werden
müsste.
Eine vorbeugende Bearbeitung dieser Art könnte beispielsweise aus einem Anschleifen
bestehen. Auch andere verschiedene Bearbeitungen wie Abflammen oder Ähnliches
könnten
sich als effektive vorbeugende Bearbeitung erweisen, um mit verschiedenen
Arten von Stei nen dieselben Ergebnisse zu erreichen. All dies ist
beabsichtigt, ohne sich von dem weiter oben offenbarten und dem
unten beanspruchten Grundprinzip zu entfernen.