专利名称：在混凝土产品模制机中用于产生压实运动的装置和方法长形混凝土产品如空芯板一般是用挤压式模制机或滑动模板式模制机制造的。模制机包括一个在其下面具有一个或多个螺旋输送机的圆锥进料漏斗。螺旋输送机经常跟随着一芯成形镘刀件，该镘刀件还有个额外功能起最终镘刀件作用，支撑产品内的芯腔。芯成形镘刀件与用于将浇铸的混凝土压成由浇铸模型和芯成形镘刀件所限定形状的振捣器或类似的压实机构结合在一起。此外，模制机有一个作为模型上边缘的上镘刀梁，并且模型的侧边也经常设计成侧镘刀梁。在模制期间，镘刀梁压实混凝土混合物料并对模制产品进行表面修整。除了抹涂或增加之外，也可以采用振动来压实。挤压型模制机设计成连续模制机，通过螺旋输送机的反作用力在模型的顶部向前移动。在其他方式中，可以通过振动限定所浇注产品的模型表面或，在生产空芯板的情况下，将振动器安装到芯成形镘刀中，来实现对浇注的混凝土混合物料的压实。不采用振动，压实也可以通过工作于所浇注的混凝土混合料模制机不同部件的较慢的移动来实现。这样的压实运动可通过安装在螺旋输送机端部的芯成形镘刀件的横向偏移旋转运动和/或所说镘刀件的循环变形来实现，由此通过改变镘刀件的横截面来得到混凝土混合料的压缩。对于非圆形横截面的镘刀件来说，循环可逆的旋转运动已用于压实。所有这些模制机的特征在于，通过低频机械运动来实现混凝土的压实，由此，混凝土料颗粒之间的相互运动是由机器部件运动而不是由混凝土料颗粒之间的冲击而产生的剪切应力所产生的。 在本技术领域中，上述压实方法一般称作工作压实(working compaction)或剪切压实(shear compaction)，其有益之一是，即使在低数量级的行程下，混凝土料颗粒的运动和移动也将是大的，也就是说，在模制机部件的低频运动下获得模制机的无噪音运转。低频压实运动的原理在带有具有圆锥或楔形表面的芯成形部件的模制机上也得到了进一步发展，通过芯成形部件在模制流程方向上的低速运动，混凝土被压实。实际上，压实是利用振幅5-50mm频率1-10Hz的往复运动来实现的，此振幅和频率比振动时使用的振幅和频率低。为了改善压实摩擦，模制机使用了在模制流程方向上具有锥形或渐缩区的楔形或圆锥形表面，所说区用作压实区域。压实在产品的最终质量上具有大的影响。在压实过程中，生产混凝土混合料的颗粒很重要，即，混凝土料互相相对运动，以允许它们呈现最大充填密度的共同状态，从而混凝土被压实。此目的可通过机械部件的作用压力和重力来实现。因为对于模制的具体产品和混凝土料来说目的是使用最适宜的压实方式，压实运动的振幅和频率可以变化很大。在配备有机械压实部件的模制机中，压实运动的频率和振幅可以是1-200Hz和50-0.005mm。一般来说，频率越高振幅就越低，反之亦然。压实运动在所浇注的混凝土混合料上的作用可能在一个很宽的范围内变化，并且在不同条件下通过使用不同的振幅可得到好的结果。在混凝土混合料的压实中，一般地为了得到良好的压实，大量的混凝土料可在很低频率下用大振隔运动，小量的混凝土料要求在低振幅下用高振动频率。标准的混凝土混合料的成分包括的颗粒尺寸分布范围广，从全部粉状粘结颗粒直至混凝土料颗粒16-32mm大。通过改变混合料中的颗粒尺寸和颗粒材料类型以及它们的数量，就可能生产适合于所有用途的产品。然而，对于一定的用途，为了从混凝土混合料得到具有最好可能性能的最后成品，混合料必须以对所说混合料优化的方式压实，也就是对于每一种给定的混合料应当用具有正确振幅和频率的压实运动来压实。混凝土混合料的压实对最终产品的强度和同质性具有重大的影响。现在，调整和改变压实频率比较容易，因为作为振动装置动力源的电动机，例如利用频率转换器可以控制在一个大的rpm范围内。然而实际上，通过采取产生可接受的良好最终结果的压实频率和振幅，在混凝土压实上必须折中。一般地，在不关心混凝土料不同设计比例成分，也就是，成分的有关比例和所使用的混凝土料的颗粒尺寸分布或其它混合料性能或变化的情况下，压实参数保持不变。当在不考虑所浇注的混凝土料的性能进行压实时，压实产品较差或者有一个很高的压实能量必须消耗以得到所期望的压实效果。使用高的压实动力将导致机械装置的磨损和应力，从而引起更频繁的维修，并且对于高应力在其设计阶段就要求注明模制机尺寸。通常通过改变压实运动的频率来控制压实效率。当压实运动的幅度不随频率的变化而同步变化时，频率控制主要可以单独影响压实动力水平，也就是，传递给混凝土混合料的能量数量。频率控制既不考虑混凝土料的性能也不考虑混凝土料的尺寸或尺寸分布。同时，现在的控制方法也不能提供压实过程的完全控制，因此，为了得到良好的压实效果，在没有必要使用不必要的大量能量的优化方式下，可以利用不同混凝土料的性能。本发明的一个目的是提供一种在混凝土模制机中能够产生所需要的往复压实运动的方法和装置，以提供一种按要求调节或改变压实运动幅度的简单技术。本发明的目的可通过借助于两个转动轴产生压实运动来实现，这两个转动轴是其上具有第一偏心部件的主轴和其上具有第二偏心部件的副轴。通过连杆将第一偏心部件的运动传递给第二偏心部件，由此两个偏心部件的偏心决定了副轴往复旋转的角度，因而决定了安装在其上的一个或多个曲柄连杆的行程长度。曲柄连杆连接到期望进行往复运动的部件上，举例来说，移动芯成形镘刀件的摆动连杆。
更具体地说，根据本发明的装置其特征是权利要求1特征部分所陈述的。
此外，根据本发明的方法其特征是权利要求11特征部分所陈述的。
本发明具有重大的益处。
本发明使得对于不同的混凝土料进行优化压实动力和应用技术成为可能。根据本发明，通过行程幅度控制与传统的频率控制的互补，可以以不同的方式控制压实过程。如果混凝土料的性能或成分比例发生变化，对于混凝土料的新成分，压实运动的振幅和频率能够迅速重新调整为最佳数值。如果混凝土料的成分或混凝土混合料的其他组份改变了，压实参数能够重新调整，因此没有任何产品必须被销毁，但是取而代之的是，在混凝土料设计改变之后，使得立即或几乎立即生产良好质量的产品成为可能。由于改进了压实效果，就可以在不牺牲最终产品质量的情况下使用更贵价格的原材料，因为原料的缺陷可以通过改进压实的效果来补偿。因此，本发明可以节约产品成本。需要较小的压实动力意味着较低的能量消耗，以及对模制机较小的应力和磨损。较低的压实动力水平也产生较小的噪音。本发明比具有例如以液压缸提供压实运动的装置更具成本效率。然而液压装置能够用于实现可变幅度的往复压实运动，此配置将需要一个高容量压力系统和一个复杂的控制系统。
下面根据附图来分析解释本发明

图1表示本发明实施例的侧视图；图2表示图1中沿S-S线的剖面图；图3表示本发明另一实施例的侧视图；图4表示图3的详细结构；图5表示用于图3所示实施例中的调整法兰；图6表示图3中所示装置的局部剖面顶视图；和图7表示调整法兰的位置和相应的压实运动行程长度的表。
现在参照图1，这里表示的是一个挤压型模制机，其一个压实运动是由芯成形镘刀件3的摆动往复运动提供的。压实运动和这样的挤压机的功能在EPO专利申请NO.0,677,362中描述了，其复印件附在本申请的后面。模制机的框架1与由模型壁7所限定的模型2连接，所说模型有一个用于将混凝土物料引入模型空腔的供入口8。供入口8由后壁9限定并可穿过螺旋输送机3的轴10。螺旋输送机3的端部与芯成形镘刀件4连接，镘刀件4具有能够形成所浇铸空芯板内部所需横截面芯腔的形状。在此类型装置的实施例中，具体来说压实是利用镘刀件4的压实运动来实现的，如梁或实芯板这样的产品必须使用一些其他承担压实运动的部件，因为此类模制品不能使用芯成形镘刀件。
芯成形镘刀件4的摆动运动是借助于摆动件5来实现的。摆动件5用来支撑螺旋输送机3的轴10，并通过两个连杆6与装置的框架1连接。典型的芯成形镘刀件4的摆动运动可以在所引用的EPO专利申请NO.0,677,362中所描述的所说连杆6的引导下获得。摆动件5与通过一偏心部件13安装在轴12上的曲柄连杆11相连。轴12起动力传输链中的副轴作用，并安装在框架1的在轴承座15上旋转的轴承上。主轴14以类似的方式安装在框架1的在轴承座16上旋转的轴承上，且在副轴12的上边。主轴14包括在其另一端的将轴连接到电动机或类似动力源上的适当部件17。而在图示实施例中，所说部件17是三角皮带轮，任何传统的动力传输机构均可用来驱动轴。
主轴14上与三角皮带轮17相对的一端，配置有一个安装在轴承上的第一偏心部件18，该部件18上有一个曲柄连杆19。同样安装在轴承上，曲柄连杆19的另一端与配置在副轴12端部的一偏心部件20连接。第一偏心部件18有一个偏心a，在本图示实施例中，偏心部件18的偏心是可调的。偏心调节例如可以通过螺丝调节来实现，因此偏心部件相对于主轴中心轴的旋转中心可以通过同轴偏心盘来调节，同轴偏心盘可以改变其相互位置，或使用本文后面所述的调节法兰。一般地，当必要时，用手动调节压实运动的幅度也就足够了。明显地，在操作时，假如需要遥控或从机器控制面板上控制，也可以进行偏心控制，可调偏心部件用一适当的激励装置补偿。机器造价自然也将由于有这样的遥控装置而提高，但是机器操作者要求的话，也能用简单的方法实现。第二偏心部件20有一个偏心b，且b的值必须大于第一偏心部件18的偏心。
该装置的功能如下。例如主轴14通过电动机旋转。主轴14的转速取决于压实频率，其调整可以借助于，举例来说，与电动机连接的频率变换器很容易实现。与第一偏心部件18连接的连杆19的端部(第一端)按偏心a确定的轨迹沿主轴14的中心轴旋转，并驱动与第二偏心部件20连接的连杆19的端部。与第二偏心部件20连接的连杆19端部的轨迹由两个偏心部件的偏心、偏心部件之间连杆长度的比率及偏心部件的位置所决定。在图示的情况下，第二偏心部件20的偏心b稍微大于第一偏心部件18的偏心a，由此与第二偏心部件20连接的连杆19的端部(第二端)就不能跨过副轴12的中心轴线，取而代之的是，不得不以往复的方式移动。此往复运动传递给连杆11，该连杆11是通过第三偏心部件13安装在副轴上的，由此连杆在与摆动部件5连接的另一端。这样，主轴14的旋转运动就转换成摆动部件5以及随后的芯形成镘刀件5和与那里连接的螺旋输送机3的往复摆动运动。在引用的EPO专利申请NO.0,677,362所描述的方式中，摆动部件5的连杆机构6控制着芯成形镘刀件5的运动。
如果另一个偏心b是固定不变的话，副轴12往复旋转运动的角度α由第一偏心部件的偏心a决定，反之亦然。此外，对于这些变量的给定值，摆动部件的摆动幅度由与摆动件5连接的连杆11和安装在驱动连杆的副轴12上的偏心部件13之间的连杆比所决定。同样，摆动杆11关于副轴12的位置是一个变量，它影响摆动部件5的行程长度。在本文后面所描述的一个实施例中利用了此可能性。
在上述例子中，主轴14以1500r/min的速度旋转产生了25Hz的压实频率。配置在第一偏心部件18上用于设定偏心a的螺丝或缝隙调节器的可调节范围可能是，举例来说，与第二偏心部件的20mm的偏心相结合，为0-15mm。那么，摆动杆11和安装在副轴12上的偏心部件13之间的连杆比是这样确定的，即当第一偏心部件的偏心a设为最大值时，同样将得到所期望的最大压实行程幅度。然后，将所说第一偏心部件的偏心值设为0，因为第一偏心部件与第二偏心部件的旋转运动中心点互相一致，所以使得连杆19的端部保持静止，连杆19与第一和第二偏心部件18、20相连接。在此情况下，就可以实现压实运动0至最大行程幅度的无级控制装置。
在图3-6所示的装置中，冲程幅度控制以一种稍微不同的方式实施。在本实施例中，第一偏心部件18和第二偏心部件20的偏心a，b是固定不变的，幅度控制是通过改变副轴12以及安装在其上的摆动杆11关于第二偏心部件20的位置而实现的。对于其他的细节，除了安装在第二偏心部件20上的调节法兰21外，本实施例的装置与上面描述的类似。图6表示摆动杆11通过偏心部件13与副轴12的连接。第二连杆11的数量取决于螺旋输送机3和芯成形镘刀件4的数量。一般地，使用大量的螺旋输送机，在较宽的模制机需要较大数量的螺旋输送机以适应生产多芯孔腔的板坯。在图3所示的实施例中，摆动连杆11适于偏移相圆周运动(cycles of offset phases)，且当需要时，通过改变它们在副轴12上的驱动连接角度，螺旋输送机3和其芯成形镘刀件4的运动能互相变化。
图4和5图示了通过一调节法兰21调节芯成形镘刀件行程长度的原理。在这里，第二偏心部件20和调节法兰21在其圆周位置上均有孔22和23的套环。孔之间以相同的距离交错布置，以使得孔在不同的角度设置上一致，当调节法兰21或，特别是第二偏心部件20旋转时。调节法兰21和第二偏心部件20之间的0角度是指所期望的摆动部件冲击方向平行于通过安装在摆动连杆11上的偏心部件13的旋转中心及副轴12的中心轴线所画直线时的角度。实际上，这意味着调节法兰与水平面对直或基本对直。在图示实施例中，连杆偏心机构始终以一固定角度α绕副轴12转动，在图示结构中α为49.24°。
摆动部件5和由此所驱动的芯成形镘刀件4的行程幅度取决于安装在副轴上的摆动杆11的位置。在旋转角度α的中心，当驱动摆动杆11的偏心部件的中心线与摆动部件5的运动平行时，副轴12的旋转主要在所期望的压实运动的纵向方向的横向上驱动摆动杆11，由此，当连杆偏心机构在其死点位置时，压实行程幅度保持小的数值，在图示情况下，死点是指顶部死点。而当安装在副轴12上的偏心部件13的中心线与压实运动成一大的角度时，与所说偏心部件连接的摆动杆11主要在平行于压实运动的方向上移动，从而导致大的行程幅度。这可应用于行程幅度控制，所以带有调节法兰21并安装在其上的副轴12可关于第二偏心部件20旋转。那么，第二偏心部件20和调节法兰21的定制的锁定孔22、23允许副轴12在不同的位置上锁定，所以可以找到一个适当的位置，安装在所说轴上的偏心部件将副轴12往复运动的角度α转换成一个所期望的压实运动的行程幅度。举例来说，行程调节的0角度位置可以选择为由副轴的偏心部件13与摆动杆所构成的机构的顶部死点或者底部死点，由此调节角度β即为调节法兰21从所说0角度位置的角偏差。
图7用图表表示了图5中给出的机构尺寸在调节角度为β时的行程幅度的关系。明显地，这些尺寸是以举例来描述的，并且调节范围在不同的机器和驱动机构设计之间可以变化。
除了上面描述之外，本发明能以其他实施例来实施。
举例来说，在上述实施例中所使用的偏心部件可用曲柄机构或其他类型的能产生同等驱动运动的机构来代替。在本文中，词汇“偏心机构”应该广义地理解为，适于将至少一个机器部件的旋转运动转换成，沿预定轨迹，点如曲柄连接点的强迫运动的任何类型的装置。在本发明的上述第二个实施例中，附着在第二偏心部件上的调节法兰能够通过安装所有的驱动摆动杆11的偏心部件来布置，且其带有安装到副轴上的辅助锁定部件。当此布置使得模制机的调节很困难的时候，另一方面，它还提供了对每一个芯成形镘刀件设定不同行程长度的可能性。明显地，本发明也可用于除单独驱动芯成形镘刀件目的之外所产生的压实运动。如果压实运动仅仅需要一个压实部件如一个顶镘刀梁，那么所说部件的连杆或臂可以直接与第二偏心部件连接，在这种情况下，该第二偏心部件既起第二偏心部件又起摆动杆的驱动偏心部件的作用。如果用曲柄连杆机构代替偏心部件机构，第一和第二偏心机构可以位于轴之间的中心部分。明显地，在必须使用大压实动力级别的情况下，可以并联安装大量的偏心机构。举例来说，当压实运动需要传递给一个单独的压实部件时，装置中的轴基本上可以比图表中所示出的较短些。


本发明目的在于提供一种适于混凝土产品模制机上产生往复运动的方法和装置,以提供一种简单的调整或改变所需压实运动行程幅度的技术。本发明是用两个旋转轴(14,12)来产生压实运动的,这两个旋转轴分别是其上配置有第一偏心部件(18)的主轴(14)和其上配置有第二偏心部件(20)的副轴(12)。第一偏心部件(18)的运动通过一连杆(19)传递给第二偏心部件(20),借此两个偏心部件的偏心决定了副轴(12)往复转动的角度,从而确定了安装在其上的一个或多个曲柄连杆(11)的行程长度。曲柄连杆(11)连接到进行往复运动的部件上,如移动芯成形镘刀件(4)的摆动连杆(5)。