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Production

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A very intense shock vibration process is normally usedfor the molding and compaction of the concrete mix. Thismethod uses coordinated movements of individual sub-assemblies of the production system (working masses) togenerate periodic impact sequences in defined intensitiesthat are transferred into the concrete mix to be compactedvia the molding subassembly. The production boards are

part of the working masses of the block machines vibra-tory subassembly, which is a complex oscillation systemwhose design is of key importance with regard to theachievable quality of the concrete products. Beyond thecharacteristics of the concrete mix, the interaction of thefour working masses (elements), i.e. of the vibration table,mold, production board and tamper head, determines theoutcome of the molding and compaction process, andthus the properties of the product.

For the four main subassemblies (vibration table,mold, tamper head and feed box), a wide range of researchfindings, practical experience and relevant parameters ex-ist that determine their function within the vibratory sub-

assembly and the influence on the molding and compac-tion process. By contrast, the amount of knowledgepublished on production boards and their dynamic char-acteristics and associated parameters is still extremelylimited.

Some papers have been published on the service lifeof boards ([], [], []). In addition, empirical evidence ex-ists with respect to the dynamic transfer behavior of vari-ous board designs within the vibratory subassembly, andon their influence on the molding and compaction of theconcrete mix. However, the relevant considerations con-tain only verbal statements such as highly appropriate.This expertise and the unit price form the basis on whichprecast plant operators have to decide in favor or against a

certain board material.In simple terms, the industry has adopted the general

view that low-cost materials such as softwood transfer vi-bration less efficiently and have a relatively short servicelife. New materials or board designs are difficult to launch

Die Formgebung und Verdichtung des Betongemengeserfolgt in der Regel durch das sehr intensive Schock-vibrationsverfahren. Dabei werden durch koordinierteBewegungen von Baugruppen des Fertigungssystems(den Arbeitsmassen) periodische Stovorgnge be-stimmter Intensitt erzeugt, die ber die formgebendeBaugruppe in das zu verdichtende Betongemenge einge-

leitet werden. Die Unterlagsplatten gehren zu den Ar-beitsmassen des Vibrationsverbandes eines Betonstein-fertigers.

Der Vibrationsverband ist ein komplexes Schwin-gungssystem, dessen Auslegung fr die erreichbare Qua-litt der Betonwaren von wesentlicher Bedeutung ist.

Das Zusammenspiel der vier Arbeitsmassen (Elemente)Vibrationstisch, Form, Unterlagsplatte und Auflast ent-scheidet neben den Eigenschaften des Betongemengesber das Ergebnis des Formgebungs- und Verdichtungs-prozesses und damit ber die Produkteigenschaften.

Whrend fr die vier Hauptbaugruppen Schwing-tisch, Form, Auflast und Fllwagen Erkenntnisse aus wis-

senschaftlichen Untersuchungen, Erfahrungen undKennwerte zu ihrer Funktion innerhalb des Vibrations-verbandes und ihrem Einfluss auf die Formgebung undVerdichtung vorliegen, ist das publizierte Wissen zu Un-terlagsplatten, zu deren dynamischen Eigenschaften undentsprechenden Kennwerten sehr gering.

Neben Verffentlichungen zur Lebensdauer ([], [],[]) existieren empirische Erkenntnisse zum dynamischenbertragungsverhalten unterschiedlicher Platten inner-halb des Vibrationsverbandes und zu ihrem Einfluss aufdie Formgebung und Verdichtung des Betongemenges.Die Ausfhrungen enthalten jedoch lediglich verbaleAussagen wie sehr gut geeignet. Dieses Erfahrungswis-sen und der Stckpreis sind die Eckpunkte, anhand derer

ein Anlagenbetreiber seine Entscheidung fr oder gegeneinen Plattenwerkstoff fllen muss.

Vereinfacht ausgedrckt ist es allgemeine Ansicht inder Branche, dass kostengnstige Werkstoffe wie Weich-hlzer fr eine weniger effiziente Schwingungsbertra-

Autoren

Dr. Ulrich PalzerSeit / Institutsdirektor

des IFF Weimar e. V. ;

Seit Geschftsfhrer derPBM Projektbau- und Bau-management GmbH,

Weimar - Ttigkeitals Bau- und Projektleiter bei

Groprojekten;- Geschftsfhrer

der Ritter Gruppe Erfurt; Promotion;

- wissenschaft-licher Assistent

- Studium der Bau-stoffverfahrenstechnik an der

Hochschule fr Architekturund Bauwesen Weimar,

heutige Bauhaus-UniversittWeimar (BUW)

Fachrichtung [email protected]

Concrete Block MachinesParameters to Describe the Dynamic Characteristics of

Production Boards

Kenngren zur Beschreibung der dynamischen Eigenschaftenvon Unterlagsplatten

Betonsteinfertiger

So-called board machines are used for the manufacture

of the major share of concrete products in Germany andEurope. These are concrete block machines that mold and

compact the items directly on production boards (or base

plates) (Fig. ). These boards are also used for the trans-

port and storage of the products in high-bay racks until the

layers are stacked upon each other.

Der Hauptanteil der in Deutschland und Europa gefer-

tigten Betonwaren wird in sogenannten Brettfertigern pro-duziert. Dabei handelt es sich um Betonsteinfertiger, die

die Produkte unmittelbar auf Unterlagsplatten (Brettern)

formen und verdichten (Abb. ). Auf diesen Platten werden

die Produkte auerdem transportiert und bis zum Stapeln

der Produktlagen in Hochregalen gelagert.

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Produktion

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also because no objective testing methods have been es-

tablished to date that would permit a forecast of the antici-pated compaction effects.Although an obvious correlation exists between the

type of material used for the board, its aging and wearingpattern and the expected product quality, no parametershave been identified to date that objectively describe the relevant vibrational state of

the production board are easy to measure and enable a sufficiently certain forecast of the product

quality to be expected.Taking account of this state of the art regarding pro-

duction boards, a research project was initiated in order toinvestigate this subassembly and its influence on the

molding and compaction process using the shock vibra-tion method.

The project was to identify appropriate parameters forproduction boards that influence the compaction of theconcrete mix. On this basis, board-specific parameterswere to be defined.

In addition, methods and systems for the measure-ment of these parameters were to be established. An in-dustrial-scale measuring device was to be developed andtested at a precast plant. This research was to answer thefollowing questions: Which board parameters influence the compaction

process?

gung sorgen und eine relativ geringe Lebensdauer aufwei-

sen. Neue Werkstoffe bzw. neue Plattenausfhrungensind u. a. auch deshalb schwer in den Markt einzufhren,weil es bisher keine objektiven Prfmglichkeiten gibt,die eine Prognose fr die zu erwartenden Verdichtungs-wirkungen erlauben.

Obwohl zwischen dem Werkstoff bzw. der Werk-stoffart einer Unterlagsplatte, ihrem Alterungs- und Ver-schleizustand und der zu erwartenden Produktqualittein Zusammenhang offensichtlich ist, sind bisher keineKenngren bekannt, die den schwingungstechnisch relevanten Zustand von

Unterlagsplatten objektiv beschreiben, die leicht messbar sind und die eine hinreichend sichere Prognose auf die zu er-

wartende Produktqualitt ermglichen.Mit diesem Stand der Technik zu Unterlagsplatten

wurde ein Forschungsvorhaben angeregt, das im Schwer-punkt diese Baugruppe und ihren Einfluss auf die Form-gebung und Verdichtung mit dem Schockvibrationsver-fahren untersuchen soll.

Ziel des Projektes war es, geeignete Kenngren frUnterlagsplatten zu erarbeiten, die die Verdichtung desBetongemenges beeinflussen. Auf dieser Basis solltenwerkstckspezifische Kennwerte bestimmt werden.

Weiterhin bestand die Aufgabe, Messverfahren und vorrichtungen zur Messung dieser Kenngren zu erar-beiten sowie ein industrietaugliches Messgert zu entwi-

Dipl.-Ing. Jrgen MartinSeit / stellvertretenderLeiter des Forschungsbe-reiches Fertigteiltechnik amInstitut fr Fertigteiltechnikund Fertigbau Weimar e. V.

mit den Arbeitsschwer-punkten:Konstruktion und Auslegungvon Maschinen fr die Her-stellung von Bauelementen,insbesondere von Vibrations-formen und ErregersystemenSeit am Institut fr Fer-tigteiltechnik und FertigbauWeimar e. V. ttig bis Studium Elek-tronik-Technologie und Fein-gertetechnik,Fachrichtung Gertetechnik,an der Technischen Universi-tt Dresden

Abb. Vibrationsverbandeines Betonsteinfertigers(Schema)

Abb. Versuchsaufbau und Messgren zur Kenngrenbestim-mung nach Lsungsansatz .

Fig. Vibratory subassemblyof a concrete block machine(schematic view)

Fig. Test setup and variables for parameter measurement accor-ding to Approach .

Fig. Schematic view of the test setup according to Approach .

Abb. Prinzipskizze der Prfvorrichtung nach Lsungsansatz .

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Production


Qualitative Quantitative

Characteristics water tightness/resistance resistance to cement resistance to decay rigidity surface quality (smooth, without

joints)

evenness structural strength abrasion resistance loading capacity hardness

impact strength/resistance transfer of vibration torsional rigidity

dimensions, thickness deflection resistance to heat/moisture modulus of elasticity

Table Overview of production board characteristics.

What are the effects of these parameters on the mold-ing and compaction process and compaction quality?

Which parameters are typical of the individual boarddesigns?

How can these parameters be measured quickly andeasily in day-to-day factory operation?

Production boards and their vibrationalcharacteristicsA large number of board characteristics has been described

in the literature (e.g. [], [], [], []) and in industrial prac-tice. The overview in Table shows selected qualitative andquantitative characteristics of production boards.

The qualitative characteristics cannot be used as pa-rameters for production boards and for the establishmentof a correlation with the compaction effect.

The only quantitative parameter for which a correla-tion with molding and compaction can be assumed is themodulus of elasticity.

Definition of appropriate parametersTaking into account the necessity to consider the dynamicnature of equipment operation, the following selection

criteria were used to evaluate the suitability of board char-

ckeln sowie dieses in einem Betonwerk zu erproben. Mitder Bearbeitung des Forschungsvorhabens sollten fol-gende Fragen beantwortet werden: Welche Kenngren der Platte beeinflussen den Ver-

dichtungsprozess? Wie wirken sich diese Kenngren auf den Formge-

bungs- und Verdichtungsprozess und auf das Ver-dichtungsergebnis aus?

Welche Kennwerte besitzen die unterschiedlichenPlattenkonstruktionen?

Wie knnen diese Kennwerte schnell und unkompli-ziert in der tglichen Praxis bestimmt werden?

Unterlagsplatten und deren Eigenschaften ausschwingungstechnischer SichtIn der Fachliteratur (z.B.[], [], [], []) bzw. in der indus-triellen Praxis wird eine Vielzahl von Platteneigenschaftenbeschrieben. Die bersicht in Tabelle zeigt ausgewhltequalitative und quantitative Eigenschaften von Unterlags-platten.

Die qualitativ beschriebenen Platteneigenschaftensind als Kenngre fr eine Unterlagsplatte und den Zu-sammenhang zur Verdichtungswirkung nicht nutzbar.

Bei den quantitativ beschriebenen Eigenschaften istlediglich beim E-Modul ein Zusammenhang zur Formge-bung und Verdichtung zu vermuten.

Erarbeitung geeigneter KenngrenUnter Bercksichtigung der maschinendynamischenAufgabenstellung wurden folgende Auswahlkriterien frdie Eignung einer Platteneigenschaft zur Gewinnung vonAussagen ber die erreichbare Produktqualitt (Verdich-tungswirkung) herangezogen: Erkennbarer Zusammenhang der Platteneigenschaft

mit den schwingungstechnischen Eigenschaften (Be-weglichkeit, Verformbarkeit)

Quantifizierbarkeit und deutliches Auflsungsver-

mgen des Zusammenhanges Realisierbares und kostengnstiges Messverfahren.Fr die Untersuchungen wurden als stoffliche Eigen-schaften der E-Modul, die Steifigkeit und die Dmpfungausgewhlt.

Fig. View of the test tongspilot-scale measuring device.

Abb. Ansicht der kleintech-nischen MesseinrichtungPrfzange.

qualitativ quantitativ

Eigenschaften Wasserdichtheit, -bestndigkeit Bestndigkeit gegen Zement Bestndigkeit gegen Fulnis Biegesteifigkeit Oberflchenqualitt (glatt, fugenlos)

Ebenheit Tragfestigkeit Abriebbestndigkeit Belastbarkeit Hrte Schlagfestigkeit, Schlagzhigkeit Vibrationsbertragung Verwindungssteifigkeit

Abmessungen, Dicke Durchbiegung Wrme-/Feuchtebestndigkeit E-Modul

Tabelle bersicht Eigenschaften von Unterlagsplatten.

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Production


acteristics for deriving conclusions with regard to theachievable product quality (compaction effect): clear correlation of the board characteristic with the

vibrational properties (flexibility, ductility), quantifiability and clear resolvability of the correla-

tion easy-to-implement, cost-effective measuring method.The following material properties were selected as possi-ble parameters to be dealt with in the theoretical and prac-tical considerations and tests outlined below: modulus ofelasticity, rigidity and damping.

Evaluation of measurabilityParameters that are considered appropriate must be meas-urable and capable of being handled during the process ata reasonable cost and technical effort. Table lists theproperties to be determined and assesses their measura-bility.

The principle of using force and displacement sen-

sors for measuring purposes is adjusted to the specifictest setup selected. Piezoelectric sensors are well-suited tothe measurement of acceleration. The measurement offorce, length, displacement and acceleration is consideredunproblematic. Measuring equipment must enable highsample frequencies (> kHz) to reliably analyze impactprocesses when measuring acceleration.

Design and pilot testing of a measuring methodOn the basis of the selected variables and their generalmeasurability, two possible methods for the measurementof characteristic parameters and the required test setupswere developed and evaluated with respect to their selec-

tion criteria and practical feasibility.The significant magnitude of the dynamic impact is acommon feature of both solutions. The functional areas ofthe production board (measured object) are subjected todynamic impacts that generate deformation and deforma-tion rates similar to the magnitude observed during in-tended use.

Solutions developedApproach test tongs option

The production board (test specimen) is subjected to aharmonic load on a defined area and undergoes elastic de-formation. Load-time and deformation-time curves aremeasured. Excitation frequencies are applied that corre-

spond to the frequencies normally used during shock vi-bration (approx. to Hz). Rigidity and damping arecalculated from the hysteresis loops of the load-displace-ment curves over time. Fig. shows the general arrange-ment of this measuring system.

Prfung der Messbarkeit

Die geeignet erscheinenden Messgren mssen mit ver-tretbarem technischen und zeitlichen Aufwand prozess-nah gemessen und verarbeitet werden knnen. In Tabelle sind die zu ermittelnden Eigenschaften aufgefhrt undhinsichtlich Messbarkeit bewertet.

Das Messprinzip der Kraft- und Wegaufnehmer rich-tet sich nach der konkret ausgewhlten Prfvorrichtung.Fr die Beschleunigungsmessung haben sich piezoelekt-rische Sensoren bewhrt. Die Erfassung der MessgrenKraft, Lnge, Weg und Beschleunigung wird als unproble-matisch eingeschtzt. Zur zuverlssigen Auswertung vonStovorgngen bei Messungen der Beschleunigung wer-den hohe Abtastraten der Messtechnik (> kHz) als not-wendig angesehen.

Entwurf und kleintechnische Erprobung einesMessverfahrensAusgehend von den favorisierten Messgren und ihrerprinzipiellen Messbarkeit wurden zwei Lsungsanstzefr Messverfahren zur Bestimmung von Kenngrenund die dafr erforderlichen Prfvorrichtungen entwor-fen und hinsichtlich der Auswahlkriterien und der prak-tischen Umsetzbarkeit untersucht.

Beiden Lsungsentwrfen gemeinsam ist die Greder dynamischen Einwirkung. Auf die Funktionsflchender Unterlagsplatte (Messobjekt) werden solche dyna-mischen Einwirkungen ausgebt, die Verformungen und

Verformungsgeschwindigkeiten in vergleichbarer Grewie bei der bestimmungsgemen Nutzung erzeugen.

LsungsentwrfeLsungsansatz - Variante Prfzange

Die Unterlagsplatte (Prfling) wird auf einer bestimmtenFlche durch eine harmonische Kraftfunktion belastet undim elastischen Bereich verformt. Es werden sowohl dieKraft-Zeit-Funktion wie auch die Verformung-Zeit-Funkti-on messtechnisch ermittelt. Die Belastung erfolgt in Erre-gerfrequenzen, die den blichen Frequenzen der Schock-vibration (ca. bis Hz) entsprechen. Die Steifigkeit undDmpfung werden aus den Hysteresekurven der zeitlichenKraft-Weg-Verlufe berechnet. Der prinzipielle Aufbau die-

ser Messeinrichtung ist in Abb. dargestellt

Lsungsansatz - Variante Fallhammer

Eine bewegte Masse mit einer definierten Stoflche pralltauf die Unterlagsplatte und fhrt einen Sto aus. Das Bewe-

Fig. Load-deformation curve for various production boardmaterials.

Fig. Primary data gatheredby the test tongs device:load-time curve (blue), defor-mation-time curve (red).

Abb. Primrdaten der Mess-einrichtung Prfzange,

Kraft-Zeit-Verlauf (blau), Ver-formung-Zeit-Verlauf (rot).

Abb. Kraft-Verformungs-Funktion verschiedener Unterlags-plattenwerkstoffe.

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Produktion


Characteristic Variable Measuring equipment/sensors

Modulus of elasticity force force sensor

displacement displacement sensor

Rigidity motion variable (displacement, velocity,acceleration) as a function of time

sensor for motion variable (displacement, velocity,acceleration sensor)

Damping (calculation of ratio) reduction in vibration displacement displacement sensor

reduction in vibration velocity velocity sensor

reduction in vibration acceleration acceleration sensor

Table Parameters, variables and measuring equipment.

Eigenschaft Messgre Messmittel / Sensorik

E-Modul Kraft Kraftaufnehmer

Weg Wegsensor

Steifigkeit Bewegungsgre (Weg, Geschwindigkeit,Beschleunigung) als Funktion der Zeit

Sensor fr Bewegungsgre (Weg-,Geschwindigkeits-, Beschleunigungssensor)

Dmpfung (Verhltnisberechnung) Abnahme Schwingweg Wegsensor

Abnahme Schwinggeschwindigkeit Geschwindigkeitssensor

Abnahme Schwingbeschleunigung Beschleunigungsaufnehmer

Tabelle Kenngren, Messgren und Messmittel.

gungsverhalten des Fallgewichtes whrend des ersten Sto-es und danach (einschlielich nachfolgender Ste auf-grund des Rckpralles) wird gemessen und ausgewertet.

Quantitative Aussagen zum Steifigkeitsverhalten wer-

den aus der Hhe des ersten Stoimpulses gewonnen,wobei die Aufprallgeschwindigkeit und die Aufprallmasseimmer konstant sind.

Die dmpfenden Eigenschaften werden aus dem Ver-hltnis der Beschleunigungsspitzen des n-ten zu dem(n+)-ten Sto berechnet.

Kleintechnische ErprobungBeide Lsungsentwrfe wurden in kleintechnischen Ver-suchseinrichtungen umgesetzt und an Unterlagsplattenaus verschiedenen Werkstoffen erprobt. Das Ziel derkleintechnischen Erprobung bestand im Nachweis der sicheren Messbarkeit der favorisier-

ten Platteneigenschaft und

in der Prfung der Eignung als Kenngre zur Be-schreibung des Einflusses auf die Verdichtungswir-kung als qualittsbestimmender Parameter.

Variante Prfzange

Fr die Erprobung des Messprinzips Prfzange wurde

Approach drop hammer option

A moving mass with a defined impact area hits the produc-tion board and generates an impact. The motion behaviorof the drop weight during the first impact and thereafter(including subsequent impacts resulting from the re-bound effect) is measured and analyzed.

Quantitative rigidity data are derived from the magni-tude of the first shock pulse; impact velocity and impactmass always remain constant.

The damping characteristics are calculated from theratio of the acceleration peaks of the nth to the (n+)th

impact.

Pilot-scale testingBoth approaches were implemented in pilot testing facili-ties and tested for production boards made of differentmaterials. The pilot testing stage was to prove the reliable measurability of the favored board

characteristic and

be suitable as a characteristic to describe the influenceon the compaction effect as a parameter determiningproduct quality.

Test tongs option

To assess the test tongs measuring principle, a servohy-draulic test rig was adapted in such a way that productionboards could be subjected to defined harmonic loads(Fig. ). The integrated set of sensors was used to simulta-neously measure the progression of loading and deforma-tion (Fig. ).

The measured primary data is summarized in a load-deformation curve (Fig. ) and analyzed. Using mathe-matical algorithms, dynamic rigidity and damping are

calculated from the established series of measurements.In simple terms, the rigidity of the measured object is

derived from the increase of an imaginary line that con-nects the points of reversal of the hysteresis function.

Damping is calculated from the area enclosed by thehysteresis curve.

Fig. Determination of thecorrelation between themeasured rigidity of the pro-duction board and the antici-pated compaction effect (bulkdensity) for identical machinesettings.

Abb. Ermittlung des Zusam-menhangs zwischen der ge-messenen Steifigkeit der Un-terlagsplatte und der zuerwartenden Verdichtungswir-kung (Rohdichte) bei iden-tischen Maschinen-einstellungen.

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Production


ein servohydraulischer Versuchsstand so angepasst, dassUnterlagsplatten mit definierten harmonischen Kraft-funktionen beaufschlagt wurden (Abb. ). Die integrierteSensorik ermittelte zeitsynchron den Kraft- und Verfor-mungsverlauf (Abb. ).

Die gemessenen Primrdaten werden in einer Kraft-

Verformungs-Funktion (Abb. ) zusammengefasst undausgewertet. Mittels mathematischer Algorithmen wer-den aus den Messverlufen die dynamische Steifigkeitund die Dmpfung berechnet.

Vereinfacht ausgedrckt wird die Steifigkeit des Mess-objekts aus dem Anstieg einer gedachten Linie, die die Um-kehrpunkte der Hysteresefunktion verbindet ermittelt.

Die Dmpfung wird aus der Flche, die von der Hys-teresekurve umschlossen wird berechnet.

Das Diagramm in Abb. zeigt beispielhaft die gemes-senen Kraft-Verformungs-Funktionen von Unterlagsplat-ten aus Weichholz (grn), Hartholz (rot) und Kunststoff(blau).

Nachdem im ersten Teil der Nachweis der Messbarkeitder favorisierten Platteneigenschaften erfolgte, wurde imzweiten Teil dieses Arbeitsschrittes in Verarbeitungsversu-chen ein Zusammenhang zwischen der Platteneigenschaftund der Verdichtungswirkung ermittelt.

Mit den zuvor ausgemessenen Unterlagsplatten wur-den Pflastersteine auf einem Betonsteinfertiger herge-stellt und in den erreichten Rohdichten vermessen. DasDiagramm in Abb. zeigt fr verschiedene Unterlagsplat-tenwerkstoffe die erreichten Rohdichten bei sonst iden-tischen Maschineneinstellungen.

Es ist erkennbar, dass Unterlagsplatten aus steiferenWerkstoffen bei sonst identischen Fertigungsbedin-gungen (z. B. Maschineneinstellungen, Betonrezeptur,

Verdichtungsdauer) hhere Rohdichten bei den produ-zierten Betonsteinen erreichen.

Variante Fallhammer

Fr die Erprobung des Messprinzips Fallhammer wurdeeine einfache Messeinrichtung entwickelt und gebaut.Abb. zeigt eine Ansicht dieser Messeinrichtung.

Entsprechend Lsungsansatz erfolgt in dieser Vari-ante eine stoartige mechanische Einwirkung auf die zuuntersuchende Unterlagsplatte, indem ein Massekrperaus einer definierten Hhe auf die Funktionsflche derUnterlagsplatte fllt. Diese stofrmige Krafteinwirkungentspricht somit nherungsweise auch der tatschlichen

Belastung whrend der bestimmungsgemen Nutzungbei der Betonsteinfertigung.Die Masse m des Fallgewichtes und die Fallhhe h

sind so berechnet, dass vergleichbare Verformungen bzw.Verformungsgeschwindigkeiten wie im Verdichtungs-prozess mit der Schockvibration entstehen.

In Abhngigkeit von den Steifigkeits- und Dmp-fungseigenschaften der Unterlagsplatte wird das Fallge-wicht verzgert und prallt zurck. Nach einer Flugphaseschlgt das Fallgewicht wieder auf die Unterlagsplatte aufund es entsteht ein zweiter Sto. Dieser Vorgang wieder-holt sich mehrfach bis zum Stillstand des Fallgewichtes.Die Bewegungen des Fallkrpers werden als Zeitverhal-ten der Beschleunigung durch einen Beschleunigungs-

sensor mit ausreichender Abtastrate erfasst, wobei sichein Zeitverlauf wie im Beispiel in Abb. feststellen lsst.

Aus diesen Primrdaten lassen sich die Steifigkeits-und Dmpfungseigenschaften in der folgenden Weisebestimmen.

The diagram in Fig. shows an example of the load-deformation curves measured for production boards madeof softwood (green), hardwood (red) and plastic (blue).

Whereas the first part of the testing sequence servedto prove the measurability of the favored board character-istics, the second phase of this work step included process-

ing tests to establish a correlation between the board char-acteristic and the compaction effect.

The dimensions of the production boards were meas-ured, and the boards were used for the production of paverson a concrete block machine. The bulk densities of theproducts were determined. The diagram shown inFig. indicates the bulk densities achieved with variousboard materials. All other machine settings were identical.

It is clearly visible that greater bulk densities of theconcrete blocks are achieved when using productionboards made of more rigid materials under identical pro-duction conditions (such as machine settings, concretemix design, compaction time).

Drop hammer optionA simple measuring device was developed and built forthe testing of the drop hammer principle. Fig. illus-trates this arrangement.

As described for Approach , this option uses a shock-like mechanical impact on the production board to betested, which is performed by a weight that drops onto thefunctional surface of the board from a pre-determinedheight. This impact loading is thus roughly equivalent tothe actual loading of the board during its intended use inconcrete block production.

The mass m of the drop weight and the drop height h

have been calculated to ensure that deformation and de-

formation rates are generated that are similar to the com-paction process using shock vibration.

The drop weight is decelerated depending on the ri-gidity and damping characteristics of the productionboard, and performs a rebound motion. The drop weighthits the board again after a flying phase, and a secondimpact is generated. This process is repeated severaltimes until the drop weight comes to a complete stand-still. The movements of the drop weight are captured byan acceleration sensor with a sufficiently high sample

Fig. View of the drop ham-mer pilot-scale measuringdevice.

Abb. Ansicht der kleintech-nischen MesseinrichtungFallhammer.

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Produktion


Steifigkeitseigenschaft; Stosteifigkeit SK

Die Hhe des ersten Stoimpulses

wird weitestgehendbestimmt durch die Steifigkeitseigenschaften der beidenStopartner. Unter der Annahme, dass die Steifigkeit des

Fallgewichtes sehr viel grer ist als die der Unterlagsplat-te (was fr alle bekannten Holz- und Kunststoffplattenzutreffend ist) wird die Hhe des ersten Stoimpulsesalso im Wesentlichen von der Steifigkeit der Unterlags-platte bestimmt. Neben den Werkstoffeigenschaften be-stimmen auch strukturelle Eigenschaften des Prfkrpersdie Steifigkeit. Bei einem homogenen Vollkrper ist das inder beschriebenen Messanordnung die Plattendicke. Da-mit ergibt sich die Gre des ersten Stoimpulses

als

ein messtechnisch einfach bestimmbarer Parameter alsMa fr die Stosteifigkeit S

Kder Unterlagsplatte.

frequency to derive the time-dependent acceleration be-havior. Fig. shows an example of such a progressionover time.

This primary data is then used to determine the rigid-ity and damping characteristics as described in the follow-ing sections.

Rigidity characteristic; impact rigidity S

K

The magnitude of the first shock pulse

is largely deter-mined by the rigidity characteristics of the two objects im-pacting on each other. Assuming that the rigidity of thedrop weight is much greater than that of the productionboard, which is true for all commonly used wood and plas-tic boards, the magnitude of the first shock pulse is prima-rily determined by the rigidity of the board. In addition tomaterial characteristics, structural properties of the testspecimen also determine rigidity. In the measuring ar-rangement described above, the rigidity of a homogene-ous solid body is determined by the board thickness. Thus

the magnitude of the first shock pulse is an easy-to-measure parameter that represents the impact rigidity SK

of the production board.

SK

~

Damping characteristic; impact damping D

Damping D is calculated as a linear amplitude ratio Drel

and as a logarithmic decrement L from the values of thefirst and second or nth and (n+)th amplitude of accelera-tion.

Fig. Development of accele-ration over time (measuredexample) .

Abb. Zeitverlauf der Be-schleunigung (Messbeispiel).

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Production


D ~

reland D ~ L

In pilot tests, the vibrational characteristics of productionboards made of various materials were measured. Fig. shows an example of the time-related signals recordedduring the measurements performed for boards consist-ing of steel (top), plastic (center) and softwood (bottom).

The primary data was used to derive the rigidity and

damping parameters as described above. The damping Dvalues measured for the tested production boards rangedfrom . to ..

SK

~

Dmpfungseigenschaft; Stodmpfung D

Die Dmpfung D wird als lineares AmplitudenverhltnisD

relbzw. als logarithmisches Dekrement L aus den Wer-

ten der ersten und zweiten bzw. der n-ten und (n+)ten

Beschleunigungsamplitude berechnet.

D ~ rel

bzw. D ~ L

In kleintechnischen Versuchen wurden Unterlagsplatten

aus unterschiedlichen Werkstoffen hinsichtlich ihrerschwingungstechnischen Eigenschaften vermessen.Aus den Primrdaten wurden die Steifigkeits- und

Dmpfungseigenschaften in der oben beschriebenenWeise gewonnen. Es wurden Werte fr die Dmpfung Dder untersuchten Unterlagsplatten zwischen , und, gemessen.

Das Diagramm in Abb. zeigt Stosteifigkeiten SK

fr verschiedene Unterlagsplattenmaterialien. In Abhn-gigkeit von den untersuchten Werkstoffen zeigen sichdeutliche Unterschiede in der Stosteifigkeit S

K.

Das Diagramm in Abb. zeigt als weiteres Beispielder Auswertung die Stosteifigkeit S

Kvon unterschied-

lich lang genutzen Weichholzplatten.

In weiterfhrenden Verarbeitungsversuchen wurdeein Zusammenhang zwischen der Platteneigenschaft undder Verdichtungswirkung ermittelt. Mit den untersuchtenUnterlagsplatten wurden Pflastersteine auf einem Be-tonsteinfertiger hergestellt und in den erreichten Roh-dichten vermessen.

Das Diagramm in Abb. zeigt fr verschiedene Un-terlagsplattenwerkstoffe die erreichten Rohdichten beisonst identischen Maschineneinstellungen. Es ist erkenn-bar, dass Unterlagsplatten aus stosteiferen Werkstoffenbei sonst identischen Fertigungsbedingungen hhere Roh-dichten bei den produzierten Betonsteinen erreichen.

Die kleintechnische Erprobung lieferte zwei wichtige

Erkenntnisse. Die Kenngre Stosteifigkeit SK ist geeignet, einen

Zusammenhang zwischen der Platteneigenschaftund der Verdichtungswirkung herzustellen. Fr ty-pische Materialien von Unterlagsplatten wurde derZusammenhang zwischen Kenngre und Rohdichteals qualittsbestimmende Produkteigenschaft beisonst konstanten Fertigungsbedingungen (z. B. Ma-schineneinstellungen, Betonrezeptur, Verdichtungs-dauer) ermittelt.

Beide Messprinzipien eignen sich zur Bestimmungeiner steifigkeitsbeschreibenden Kenngre.

Entwicklung eines Werksprfgertes

Fr die Entwicklung eines Werksprfgertes standen diebeiden vorab erprobten Messprinzipien zur Auswahl. Ineinem Variantenvergleich wurden beide Lsungsanstzeunter Beachtung der Kriterien Funktionserfllung,

Abb. Zusammenhang zwi-schen Stosteifigkeit S

Kder

Unterlagsplatte und der zu er-wartenden Verdichtungswir-kung (Rohdichte).

Fig. Correlation betweenthe impact rigidity S

Kof the

production board and the anti-cipated compaction effect(bulk density).

Fig. Impact rigidities SK

oftested production boards.

Abb. Stosteifigkeiten SK

von untersuchtenUnterlagsplatten.

Abb. Entwicklung der Sto-steifigkeit S

Kber die Nut-

zungsdauer(Beispiel Weichholzplatten).

Fig. Development of im-pact rigidity S

Kover the service

life (softwood boards).

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Produktion


Abb. Blockschaltbild desMasystems.

Fig. Block diagram of themeasuring system.

The diagram shown in Fig. indicates impact rigidityvalues S

Kfor various production board materials. The tests

revealed significant differences in impact rigidity SK

de-pending on the material evaluated.

The diagram in Fig. is another example of how theanalysis was performed. It shows impact rigidity S

Kvalues for

softwood boards that have been in use for different periods.Further processing tests were carried out to establish a

correlation between the board characteristic and the com-paction effect. The tested production boards were used tomanufacture pavers on a concrete block machine, and theactual bulk densities of the pavers were measured.

The diagram in Fig. indicates the bulk densitiesachieved with various production board materials; all oth-er machine settings remained identical. It is clearly visiblethat greater bulk densities of the concrete pavers areachieved when using production boards made of morerigid materials under identical production conditions.

The pilot-scale tests gave rise to two important conclu-

sions: The impact rigidity parameter SK

is suitable for estab-lishing a correlation between the board characteristicand the compaction effect. For typical production boardmaterials, a correlation was established between the pa-rameter and the bulk density as a characteristic that de-termines product quality whilst all other productionconditions (such as machine settings, concrete mix de-sign, compaction time) remained unchanged.

Both measuring principles are suitable for determin-ing a parameter that describes rigidity.

prozessnaher Einsatz, Herstellungskostenbewertet. Im Ergebnis wurde eine Entscheidung fr dasMessprinzip Fallhammer getroffen.

Entwicklung/Konstruktion

Das Werksprfgert zur Bestimmung von Kennwertenvon Unterlagsplatten besteht aus den Hauptkomponenten Sensorkopf mit Formadapter, Steuerung und Auswerteeinheit (PC).Abb. zeigt das Blockschaltbild der Messeinrichtung.

Es wurden drei Messkpfe vorgesehen, um an mehre-ren Stellen der Unterlagsplatte die Messung durchfhrenzu knnen und den Einfluss lokaler Unterschiede durch

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Production


Abb. Ansicht des Messsys-tems auf einer Steinform.

Fig. View of the measuringsystem positioned on a blockmold.

Development of a testing device for factoryoperationThe two tested measuring principles referred to abovewere available as design options for the development of afactory-scale testing device. These two options were com-pared and evaluated on the basis of the following criteria:

fulfillment of the function, in-process use, manufacturing cost.A decision was made in favor of using the drop hammerprinciple.

Design/construction

The factory testing device for the measurement of produc-tion board parameters comprises the following maincomponents:

sensor head with mold adapter, control unit and unit for evaluation and analysis (computer).

The system includes three sensor heads to carry out meas-urements in various positions on the production boardand to reduce the influence of local differences caused bythe material or by uneven wearing. Fig. shows the CADmodel of the sensor head.

Testing of the measuring system at a precast plant

The fully assembled and calibrated measuring system wasplaced on a block mold using a mold adapter and preparedfor a series of measurements to be carried out inside aconcrete block machine (Fig. ). The device was to meas-ure the parameters of a complete set of production boardsused in a circulation system (approx. , boards).

The block mold was inserted into the block machine

together with the measuring system (Fig. ). Productionboard parameters were measured in a normal manufac-turing cycle but without concrete feed and vibration. At acycle time of seconds, all production boards were meas-ured within a period of approx. hours. The boards weremade of softwood (pine).

Measurement resultsTo determine the relevant parameters, two measurementswere carried out at a five-month interval for a statisticallyrepresentative number of production boards used in a cir-culation system. At the time of the first measurement, theboards had already been in service for . years.

The diagram in Fig. shows the mean values SKn andthe variance n

in the impact rigidity SKn

, where the pa-rameter n represents the number of the measurement.

Measured values show the parameter developmentand variance for the tested production boards over a de-

den Werkstoff bzw. durch ungleiche Abnutzung zu redu-zieren. In Abb. ist das CAD-Modell des Sensorkopfesdargestellt.

Erprobung des Messsystems in einem Betonwerk

Das fertig montierte und kalibrierte Messsystem wurdemittels Formadapter auf eine Steinform gesetzt und freinen Messeinsatz innerhalb eines Betonsteinfertigersvorbereitet (Abb. ). Es bestand die Aufgabe, einen kom-pletten Fertigungssatz von Unterlagsplatten einer Um-laufanlage (Menge ca. . Unterlagsplatten) hinsicht-lich der Kenngren zu vermessen.

Die Steinform wurde zusammen mit dem Messsystemin den Betonsteinfertiger eingebaut (Abb. ). Die Mes-sung der Unterlagsplatten erfolgte im normalen Ferti-gungsumlauf, jedoch ohne Betongemengezufhrung undohne Vibration. Bei einer Taktzeit von ca. s waren alle. Unterlagsplatten innerhalb von ca. Stunden ver-

messen. Das Material der Unterlagsplatten war Weichholz(Kiefer).

Ergebnisse der MessungenEs wurden zwei Messungen im zeitlichen Abstand von Monaten mit statistisch reprsentativen Stckzahlender in einer im Umlauf einer Umlaufanlage befindlichenUnterlagsplatten zur Kennwertermittlung durchgefhrt.Zum Zeitpunkt der ersten Messung waren die Unterlags-platten bereits , Jahre in Nutzung.

Das Diagramm in Abb. zeigt die MittelwerteS

Knund die Streuung

nder Stosteifigkeit S

Kn, wobei der

Parameter n fr die Nummer der Messung steht.Die Messwerte zeigen einen zeitlichen Ausschnitt der

Kennwertentwicklung und der Streuung der untersuchtenUnterlagsplatten. Bemerkenswert an den Messergebnis-sen ist, dass in der zweiten Messung eine leicht hhereStosteifigkeitS

Kim Vergleich zur ersten Messung ermit-

telt wurde.

Abb. CAD-Modell des Sensorkopfes.

Fig. CAD model of the sensor head.

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Production


Abb. Messsystem imBetonsteinfertiger.

Fig. Measuring system inthe concrete block machine. fined period of time. With regard to the measurement re-sults, it should be noted that a slightly higher impact rigid-ity S

Kwas determined in the second measurement.

The slight upward trend of the parameter develop-ment is presumably due to a consolidation of the softwoodstructure prior to the gradual disintegration (wear) of thewood structures during further use that occurs in the up-per layers of the production boards and reduces impactrigidity. This trend is not expected for other materials suchas homogeneous plastics.

As anticipated, the variance n

of the parameters isrelatively high, which clearly reflects the fluctuating prop-erties of wood as a natural material in the measured values.

Measured impact rigidities SK

lie in the following

ranges (approximate values): Softwood: approx. to m/s Hardwood: approx. to m/s Plastic: approx. to m/sThese initial analyses are subject to certain caveats due tothe very limited amount of information gathered to date.Further comprehensive measurements are necessary dur-ing the process of board aging in order to derive reliableconclusions with regard to parameter development.

Fields of application of the method andmeasuring deviceThis research resulted in the establishment of impact ri-

gidity SKas a parameter that creates a quantitative correla-tion with the compaction effect.The developed measuring method that uses the drop-

hammer principle permits the simple measurement ofthe parameter for production boards made of variouscommercially available materials.

This method and the new measuring equipment offersubstantial benefits in a range of applications in the man-ufacture of concrete blocks or for suppliers of productionboards.

Quality control of new production boardsThe measuring method can be used to determine the vi-brational characteristics of new production boards. Thus,

quantitative criteria were developed for the assessment ofboards with respect to their primary function, i.e. thetransfer of vibration and its introduction into the concretemix and their influence on molding and compaction.These criteria can be applied both at the manufacturing

Die leicht steigende Tendenz der Kennwertentwick-lung wird in einer Verdichtung der Weichholzstrukturvermutet, bevor mit der weiteren Nutzung ein allmhligesZerrtten (Verschlei) der Holzstrukturen in den oberenSchichten der Unterlagsplatten einsetzt und zu einer Ver-ringerung der Stosteifigkeit fhrt. Bei anderen Materi-

alien, z. B. homogenen Kunststoffen wird dieser Trendnicht erwartet.

Die Streuung n

der Kennwerte ist erwartungsgemrelativ gro und spiegelt die schwankenden Eigenschaftendes Naturwerkstoffes Holz deutlich in den Messwerten wider.

Die gemessenen Werte fr die Stosteifigkeit SK

lie-gen in folgenden Bereichen (Richtwerte): Weichholz: ca. bis m/s Hartholz: ca. bis m/s Kunststoff: ca. bis m/sAufgrund der noch sehr dnnen Datenbasis knnen die-se ersten Auswertungen nur unter Vorbehalt gefhrt wer-den. Fr verlssliche Aussagen zur Kennwertentwicklung

sind weitere umfangreiche Messungen whrend der Alte-rung der Unterlagsplatten erforderlich.Anwendungsmglichkeiten des Verfahrens undder MesseinrichtungIm Ergebnis der Forschungsarbeiten wurde mit der Sto-steifigkeit S

Keine Kenngre erarbeitet, die einen quanti-

tativen Zusammenhang zur Verdichtungswirkung herstellt.Das entwickelte Messverfahren nach dem Fallham-

merprinzip gestattet die einfache Messung des Kenn-wertes an Unterlagsplatten aus unterschiedlichen aufdem Markt befindlichen Materialien.

Mit dem Messverfahren und der neuen Messtechnikerschlieen sich vorteilhafte Anwendungsgebiete bei der

Betonsteinproduktion bzw. auch bereits bei Herstellernvon Unterlagsplatten.

Qualittsprfung der Unterlagsplatten im Neuzustand

Mit dem Messverfahren knnen Unterlagsplatten imNeuzustand in ihren schwingungstechnischen Eigen-schaften vermessen werden. Damit wurden quantitativeKriterien fr die Bewertung von Unterlagsplatten hin-sichtlich ihrer Hauptfunktion, der Schwingungsbertra-gung und -einleitung in das Betongemenge und ihresEinfluss auf die Formgebung und Verdichtung geschaf-fen, die sowohl beim Hersteller als Qualittsmerkmal wieauch beim Anwender als Wareneingangskontrolle An-

wendung finden.

Qualittsprfung der Unterlagsplatten bei Ersatzbedarf

Bei partiellem Ersatz von verschlissenen Unterlagsplat-ten in einer bestehenden Umlaufanlage der Steinferti-gung ist es erforderlich, Ersatz-Unterlagsplatten mit an-nhernd gleichen schwingungstechnischen Eigenschaftenwie die im Umlauf verbleibenden alten Unterlagsplat-ten bereitzustellen, um gleiche Fertigungsbedingungenzu sichern. Die Kenngre Stosteifigkeit S

Kgestattet die

gezielte Bereitstellung von schwingungstechnisch gleich-wertigen Unterlagsplatten.

Qualittsberwachung der Unterlagsplatten;

KennwertentwicklungEin wichtiges Kriterium ist fr Betreiber von Umlaufanla-gen mit Betonsteinfertigern die Bestimmung des gns-tigsten Zeitpunktes fr den Ersatz des kompletten Plat-tenbestandes der Anlage.

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stage as a quality control featureand by the users of concrete productsfor the inspection of received items.

Quality control of production boards

for replacement

When worn-out production boardsneed to be partially replaced in anexisting circulation system set upfor block production, it is necessaryto provide the replacement boardswith vibrational characteristics thatare almost the same as those of theold boards remaining in circula-tion in order to ensure identicalproduction conditions. The use ofimpact rigidity S

Kas a parameter

permits the provision of productionboards with identical vibrational

characteristics as and when required.

Quality monitoring of production

boards; parameter development

For operators of circulation systemsfor concrete block machines, a keycriteria in this regard is the identifi-cation of the point in time that ismost appropriate for the replace-ment of the complete set of boardsused in the production line.

Due to the high degree of wearand aging caused by the productionprocess, it should be assumed that

the vibrational characteristics of theboards are subject to changes dur-ing their service life. In many cases,product quality deteriorates despitethe fact that all other machine set-tings and the concrete mix compo-sition remain identical, which isdue to a changed pattern of vibra-tion transfer via the productionboard and, consequently, a less ef-fective compaction because of thealtered board characteristics. A re-placement of the production boards

would again improve the manufac-turing situation.On the other hand, the number

of production boards held in stockfor a circulation system may easilyamount to , or , with a cor-respondingly high capital expendi-ture, which is why the boards shouldbe used as long as possible.

It would thus be beneficial todetermine the parameter develop-ment over time (see assumption inFig. ) in order to forecast the pointin time best suited for the replace-

ment of the entire set of boards inorder to generate the highest possi-ble return on investment and toprevent any unwanted deteriora-tion in quality.

Wegen des prozessbedingtenstarken Verschleies und der Alte-rung ist davon auszugehen, dasssich die schwingungstechnischenEigenschaften whrend der Nut-zungszeit verndern. Hufig ver-

schlechtert sich die Qualitt derProdukte bei sonst gleichen Ma-schineneinstellungen und unver-ndertem Betongemenge aufgrundvernderter Schwingungsbertra-gung und Verdichtungswirkungder Unterlagsplatte. Ein Ersatz derUnterlagsplatten wrde die Ferti-gungssituation wieder verbessern.

Andererseits ist der Plattenbe-stand einer Umlaufanlage mitMengen von ca. . bis .Stck eine kostenintensive Investi-

tionsposition, die mglichst langegenutzt werden sollte.Vorteilhaft wre die Kenntnis

der zeitlichen Kennwertentwicklung(siehe Annahme in Abb. ) zurPrognose des optimalen Ersatzzeit-punktes des Plattenbestandes frdie bestmgliche Nutzung des In-vestitionsgutes und die Vermeidungeiner unerwnschten Qualittsver-schlechterung.

Mit der berwachung der Kenn-wertentwicklung durch zyklischeVermessung einer statistisch aus-

reichenden Menge im Umlauf be-findlicher Unterlagsplatten und derKenntnis des Zusammenhangeszwischen Kenngre und Verdich-tungswirkung ist es mglich, eineobjektive Entscheidungshilfe frdie Prognose des optimalen Ersatz-zeitpunktes des Unterlagsplatten-bestandes einer Umlaufanlage zuerhalten.

ZusammenfassungMit der Einfhrung der dyna-

mischen Eigenschaft der Stostei-figkeit SK

wurde eine Kenngreerarbeitet, die die Unterlagsplattehinsichtlich Verdichtungswirkungquantitativ beschreibt. Es wurdebeispielhaft fr eine Fertigungsein-richtung der quantitative Zusam-menhang zwischen Kenngreund Verdichtungswirkung ermittelt.Fr unterschiedliche im Einsatz be-findliche Plattenkonstruktionenwurden die Kennwerte bestimmt.

Zur Bestimmung dieser Kenn-werte wurden ein Messverfahren

und eine Messeinrichtung entwi-ckelt und in einem Funktionsmus-ter unter industriellen Bedin-gungen erprobt. Herstellern undAnwendern von Unterlagsplatten

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References/Literatur

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[] Unterlagsplatten aus Kunststoff: Mageschneidert fr die Kun-

den. BetonWerk International. , (Dezember).[] DE.. Verfahren zur Bestimmung der vibrations-

technischen Eigenschaften von Unterlagsplatten in einer Umlauf-anlage zur Herstellung von Betonwaren mittels Vibrationsver-dichtung und Vorrichtung zur zerstrungsfreien Messungdynamischer Eigenschaften; ...

Abb. Kennwertentwicklung (Annahme eines qualitativen Ver-laufes).

Fig. Parameter development (assuming a qualitative time line).

steht damit ein objektives Messverfahren zur Bestim-

mung verdichtungsrelevanter Eigenschaften von Unter-lagsplatten zur Verfgung.Mit der Mglichkeit der Messung der Kennwerte von

Unterlagsplatten besteht im Zusammenwirken mit denBetongemengeeigenschaften und den Maschineneinstel-lungen die Mglichkeit, gezielten Einfluss auf die Sicherungder Produktqualitt im Betonsteinfertiger zu nehmen.Eine prozessintegrierte Messung der Plattenkennwerteerlaubt die schnelle Identifizierung und Aussonderungvon einzelnen Unterlagsplatten mit stark abweichendendynamischen Eigenschaften und damit die Stabilisierungdes Fertigungsprozesses im Interesse einer gleichblei-benden Produktqualitt.

Fr das Messverfahren wurde ein Schutzrecht [] an-

gemeldet.Die Forschungsergebnisse wurden im Rahmen eines

Kooperationsforschungsprojektes von den Unternehmen Fritz Herrmann GmbH & Co., Betonsteinwerke KG,

Eisenberg; Wasa Pallets GmbH & Co. KG, Neubrunn und dem Institut fr Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar e. V.erarbeitet.

Das Forschungsvorhaben wurde im Rahmen des Pro-grammes PROgramm INNOvationskompetenz mittelstn-discher Unternehmen (PRO INNO) vom Bundesminis-terium fr Wirtschaft und Technologie (FrderkennzeichenKF UK) gefrdert.

Ulrich Palzer; Jrgen Martin

The monitoring of the parameter development by cycli-cal measurements performed for a statistically representa-tive number of boards in circulation and the knowledge ofthe correlation between parameter and compaction effectprovide an objective aid to decision making with respect to

the forecast of the best point in time for the replacement ofthe production boards held in stock in a circulation system.

SummaryThe dynamic characteristic of impact rigidity S

Kwas in-

troduced to develop a parameter that describes the pro-duction board quantitatively with regard to its compactioneffect. The quantitative correlation between the parameterand the compaction effect was determined for a produc-tion line. The parameters were determined for variousboard designs in use.

A measuring method and device were developed tocapture these parameters, and tested in a prototype solu-tion under industrial conditions. Suppliers and users of

production boards are thus provided with an objectivemethod for the measurement of the characteristics of pro-duction boards relevant to compaction.

Together with the properties of the concrete mix andthe machine settings, the option to measure the parame-ters of production boards opens up the opportunity to con-trol the quality of products on concrete block machines ina targeted fashion. In-process measurement of board pa-rameters permits the quick identification and separationof individual production boards with strongly deviatingdynamic characteristics and thus the stabilization of themanufacturing process in order to ensure a uniformlyhigh product quality.

A patent application has been filed for the measuringmethod [].The findings were established in a research project

jointly undertaken by the following entities: Fritz Herrmann GmbH & Co., Betonsteinwerke KG,

Eisenberg Wasa Pallets GmbH & Co. KG, Neubrunn Institut fr Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar

e.V. (Weimar Institute for Precast Technology andConstruction)This research was funded within the PROgramm IN-

NOvationskompetenz mittelstndischer Unternehmen(program for the promotion of the innovation capability ofmedium-sized companies; PRO INNO) by the German

Federal Ministry of Economics and Technology (ProjectNo. KF UK).

Ulrich Palzer; Jrgen Martin

Abb. Messsystem imBetonsteinfertiger.

Fig. Measuring system inthe concrete block machine.

bftreport

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