DE29711971U1 - Vorrichtung zum Formen von Platten aus Schaumkeramik - Google Patents

Description

porta Patentanwälte

Dipl. Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phil. nat. Rudolf Bauer-T Dipl. Ing. Helmut Hubbuch-T European Patent Attorneys

HA01 E008DEU/Be97S052/TW/Be/03.07.1997
Handle GmbH & Co. KG., D-75417 Mühlacker

Vorrichtung zum Formen von Platten aus Schaumkeramik Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Hersteilung von Platten aus Schaumkeramik, insbesondere mit der Herstellung von Schaumziegeln. Schaum-■ keramik wird dadurch hergestellt, daß man einen tonhaltigen Schlicker, einen Schaum und ggfs. Zusatzstoffe miteinander mischt und auf diese Weise eine geschäumte Formmasse von cremiger Konsistenz bildet, welche man in eine Form gießt, trocknet und brennt. Als Schaumbildner kommen Proteine und Tenside infrage, welche mit Wasser aufgeschäumt werden. Schaumerzeuger, die die Herstellung solcher Schäume erlauben, sind bekannt.

Schaumkeramik hat ein größeres Porenvolumen und daher eine bessere Wärmedämmfähigkeit als eine poröse Keramik, die dadurch gebildet wird, daß in das zu brennende Tonmaterial Blähstoffe wie z.B. Polystyrol, Sägemehl, Strohhäcksel,

Westliche Karl-Friedrich-Straße29-31 D-75172 Pforzheim Postbank Karlsruhe 16852-750 (BLZ66010075)

Telefon (07231} 39840 Telefax (07231)398444 Sparkasse Pforzheim 803 812 {B12 666 50085}

VAT Registration No. DE 144180005

Zellulose oder dergleichen eingemischt werden; während diese blähenden Bestandteile, die als Zusatzstoffe auch in Schaumkeramik eingesetzt werden können, vor dem Brennen stabil sind, und es ohne weiteres erlauben, aus der tonhaltigen Formmasse, in der sie sich befinden, plastische Formlinge zu bilden, die sich vom Formvorgang bis zum Brennvorgang hinreichend formstabil verhalten, ist das bei geschäumten Formmassen, die Tensidschaum oder Proteinschaum enthalten, nicht ohne weiteres der Fall, weil der Schaum nicht stabil ist, sondern dazu neigt, zu zerfallen. Man versucht deshalb, die geschäumte Formmasse durch Zusatzstoffe zu stabilisieren, welche durch eine chemische Reaktion zu einem die Form stabilisierenden Abbinden der Formmasse führen. Stabilisierende Zusätze sind z.B. Gipsmehl, Portlandzement, Tonerdeschmelzzement, Kieselsäuresol und Gips. Weiterhin ist es bekannt, als Bestandteil der geschäumten Formmasse Magerungsmittel zu verwenden, z.B. gemahlenen Schaumkeramikabfall.

Der Trocknungsprozeß der gegossenen Formlinge ist eine entscheidende Verfahrensstufe bei der Herstellung von Schaumkeramik. Im Trocknungsprozeß sollen die stabilisierenden und zu einem gewissen Abbinden der Formmasse führenden Zusätze die ursprünglich cremige Formmasse versteifen und dadurch hinreichend formstabil machen, bevor es zum Zerfallen des Schaumes durch Verdunsten des in ihm befindlichen Wassers kommt. Beim anschließenden Trocknungs-Vorgang bleiben die vom Schaum gebildeten Poren dann in der Formmasse erhalten. Beim abschließenden keramischen Brand (Sintern) wird die Formmasse in an sich bekannter Weise verdichtet und verfestigt, unter gleichzeitigem Zersetzen der ggfs. zusätzlich in der Formmasse enthaltenen Blähstoffe wie Polystyrol, Sägemehl und Strohhäcksel.

Trotz des Einsatzes von schaumstabiiisierenden Zusatzstoffen läßt sich ein Zerfallen des Schaums in den noch feuchten Formungen nicht vollständig vermeiden, weil bis zur Stabilisierung der Formlinge eine gewisse Zeitspanne vergeht, so daß es schwierig ist, allein durch Gießen exakt maßhaltige Formlinge zu

-3-

erhalten; dazu werden die gebrannten Formkörper auf das gewünschte Maß gesägt oder gefräst.

Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag soll für das fortlaufende Formen eines Strangs aus einer geschäumten keramischen Formmasse eine Vorrichtung verwendet werden, welche aus einer endlosen Wanne und aus einem Mischer besteht, in welchem eine Mischung aus einem tonhaltigen Schlicker, aus einem Schaum und gegebenenfalls aus Zusatzstoffen gebildet wird, wobei der Mischer einen Auslaß hat, aus welchem sich die Formmasse in die endlose Wanne ergießt, die einen Boden und zwei Seitenwände hat und aus endlosen Förderbändem gebildet ist, die synchron antreibbar sind. Mittels der Förderbänder wird der sich aus dem Mischer in die endlose Wanne ergießende Strang fortlaufend abgeführt und in der endlosen Wanne so lange gefördert, bis er hinreichend steif und formstabil geworden ist, so daß der Strang zerteilt und in herkömmlicher Weise getrocknet und gebrannt werden kann.

Nach einem anderen unveröffentlichten Vorschlag werden als Formen Kästen aus gelochtem, nicht rostendem Stahlblech verwendet, welche mit saugfähigem Paper ausgekleidet werden, um ein Festhaften der Formmasse an den Lochblechen zu verhindern. Diese Lösung ist aufwendig, denn sie erfordert das Auskleiden jeder einzelnen Form, das Entformen, das Reinigen der Formen und das Rückführen der Formen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiteren Weg aufzuzeigen, wie man Platten aus Schaumkeramik herstellen kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

I · « S .1 * Ot ·

-A-

Erfindungsgemäß werden für das Formen von Platten aus einer geschäumten keramischen Formmasse verlorene Formen verwendet. Verlorene Formen müssen weder ausgekleidet noch gereinigt werden; wenn sie aus einem sich beim keramischen Brand zersetzenden oder verbrennenden Material bestehen, müssen sie nicht einmal entformt werden. Die Formen müssen lediglich hergestellt und dem Förderer zugeführt werden. Da sie nur ein einziges Mal verwendet werden, brauchen an ihre Haltbarkeit keine hohen Anforderungen gestellt zu werden. Es genügt, daß sie der Formmasse so lange Halt geben, bis diese durch das Wirksamwerden von bevorzugt zugesetzten stabilisierenden Zusätzen so steif geworden ist, daß sie selbst formstabil ist.

Vorzugsweise werden Formen aus Karton verwendet, weiche einerseits sehr preiswert aus Altpapier hergestellt werden können, andererseits für die erforderliche Zeitspanne hinreichend formstabil und wasserfest sind und welche in trockenem Zustand so robust sind, daß sie durch eine automatisch arbeitende Aufgabevorrichtung aus einem Vorrat, z.B. aus einem Magazinschacht, entnommen und auf den Förderer gelegt werden können.

Vorzugsweise werden Formen mit geschlossenem Boden verwendet, weil sie besonders stabil sind, den Förderer sauber halten und es erlauben, die Formlinge mit den Formen vom Förderer abzunehmen, auch wenn die Formlinge noch nicht hart sind.

Es könnten aber auch Formen ohne Boden verwendet werden. Tut man das, dann kann überschüssiges Wasser nach unten hin über den Förderer abfließen und die Formen können, wenn die Formlinge hinreichend abgebunden haben, nach oben weggezogen werden, worauf die Formlinge rascher trocknen und ohne die verlorenen Formen gebrannt werden können.

Vorzugsweise werden die Formen auf dem Förderer in ununterbrochener Folge angeordnet, so daß aufeinanderfolgende Formen aneinander anliegen. Das hat

-5-

nicht nur den Vorteil, daß sie sich gegenseitig stützen, sondern hat auch den Vorteil, daß die Formmasse kontinuierlich in die Formen eingefüllt werden kann, auch über die aneinanderiiegenden Seitenwände der Formen hinweg, ohne daß dabei etwas von der Formmasse verlorengeht. Ein kontinuierliches Füllen der Formen ist selbst dann möglich, wenn der Förderer taktweise bewegt wird, um ihn mit einer taktweise arbeitenden Auflegevorrichtung für die Formen zu synchronisieren. Insbesondere bei taktweisem Arbeiten kann aber die Formmasse vom Mischer aber auch taktweise abgegeben werden, in dosierten Mengen, die nach Erfahrungswerten genau darauf abgestimmt sind, daß unter Berücksichtigung eines eintretenden Schaumzerfalls die gebrannten Schaumkeramikplatten die gewünschte Höhe haben (die Länge und die Breite werden ohnehin durch die Abmessungen der Formen bestimmt). Es ist aber auch möglich, den Förderer und die auf ihm liegenden Formen während des Dosierens der Formmasse weiterzubewegen. In diesem Fall läßt man den Dosiervorgang beginnen, wenn die betreffende Form mit ihrer vorderen Seitenwand den Auslaß soeben passiert hat und stoppt den Dosiervorgang, bevor die hintere Seitenwand der Form den Auslaß erreicht, so daß sichergestellt ist, daß sich der Auslaß während des gesamten Dosiervorgangs ausschließlich über ein und derselben Form befindet.

Die Erfindung kann in zahlreichen Varianten verwirklicht werden. Die Formen können ganz oder teilweise entfernt werden, bevor die Formlinge getrocknet werden; die Formlinge können aber auch in den Formen getrocknet werden. Die Formen können nach dem Trocknen, aber vor dem Brennen entfernt werden. Die Formlinge können aber auch in den Formen verbleiben, wenn sie in den Brennofen überführt werden, in welchem die Formen im wesentlichen rückstandsfrei zersetzt bzw. verbrannt werden.

Als Förderer verwendet man zweckmäßigerweise einen Waagerechtförderer mit endlosem Förderband, welches unter dem Auslaß des Mischers durchläuft und am einen Ende mit einer Aufgabevorrichtung für die verlorenen Formen zusammenarbeitet und am anderen Ende mit einer Abnahmevorrichtung für die

-6-

gegossenen Formlinge zusammenarbeitet. Als Mischer kann ein Vertikalmischer verwendet werden, der einen konischen Mischbehälter hat, in welchem sich ein Rührwerk mit vertikaler Achse befindet. In diesen Mischer können von oben her ein tonhaltiger Schlicker und der benötigte Schaum eingegeben werden; im unteren Bereich des Mischers können die den Schaum und die Formmasse insgesamt stabilisierenden Zusätze eingeführt werden. Der Auslaß eines solchen Mischers befindet sich an der unteren Spitze des konischen Mischbehälters und ist zweckmäßigerweise durch einen Schieber verschließbar.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, zum Mischen eine Förderschnecke zu verwenden, welche in einem Gehäuse gelagert ist, das an seinem einen Ende einen Aufgabeschacht für den Tonschiicker hat und diesen zu einem sich um die Weile der Förderschecke, aber schneller als diese drehenden Rührer fördert und den Schaum mit dem Tonschiicker vermischt, welcher zwischen dem Aufgabeschacht und dem Rührer durch eine im Gehäuse der Förderschnecke vorgesehene Speiseöffnung in das Gehäuse eingespeist wird. In diesem Bereich zwischen dem Aufgabeschacht und dem Rührer können durch eine weitere Speiseöffnung ein oder mehrere stabilisierende und das Abbinden beschleunigende Zusätze in das Gehäuse der Förderschnecke eingeleitet werden. Am anderen, dem Aufgabeschacht gegenüberliegenden Ende des Schneckengehäuses befindet sich eine Mündung, aus welcher die Mischung zwangsweise herausgefördert wird. Das Arbeiten mit einer waagerechten Förderschnecke hat den Vorteil, daß auf die schaumhaltige Mischung ein nur geringer Druck ausgeübt wird; ein höherer Druck würde den Zerfall des Schaumes begünstigen.

Der benötigte Schaum kann in beiden Beispielen von einem handelsüblichen Schaumgenerator erzeugt werden, welcher einen flüssigen Schaumbildner mit Preßluft aufschäumt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt

Figur 1 zeigt einen mit einer Förderschnecke ausgestatteten Mischer über

einem Waagerechtförderer mit verlorenen Formen in einem vertikalen Längsschnitt,

Figur 2 zeigt die Draufsicht H-II gemäß Figur 1 auf den Waagerechtförderer und

Figur 3 zeigt in einem teilweisen Vertikaischnitt das hintere Ende des Waagerechtförderers mit einer dort angeordneten Aufgabevorrichtung für verlorene Formen.

Figur 1 zeigt einen Waagerechtförderer 2 mit einem endlosen Förderband 3, auf welchem eine dichte Folge von verlorenen Formen 4 liegt, bei denen es sich um Kästen mit längsverlaufenden Seitenwänden 5, quer verlaufenden Seitenwänden 6 und Böden 7 handelt, weiche vorzugsweise aus Karton bestehen. Die verlorenen Formen 4 bewegen sich in Richtung des Pfeils 8. Das Untertrum des Förderbandes 3 wird durch Rollen 9 gestützt und gespannt.

Über dem Waagerechtförderer 2 ist auf einem Ständer 1 ein mit einer Förderschnecke 12 arbeitender Mischer 10 mit waagerechter Scheckenweüe 12a angeordnet, welche in einem Schneckengehäuse 11 gelagert und von einem Elektromotor 15 antreibbar ist. welcher sich am hinteren Ende des Gehäuses 11 befindet. Das vom Elektromotor 15 entfernte Ende der Schneckenwelle 12a ist in einer koaxial dazu angeordneten Hohlwelle 13 gelagert, welche am vorderen Ende des Gehäuses 11 gelagert und durch einen dort angebrachten zweiten Elektromotor 14 mit höherer Drehzahl als die Schneckenwelle 12a antreibbar ist. Die Hohlwelle 13 trägt Rührarme 13a. Im hinteren Bereich des Schneckengehäuses 11 ist ein relativ langer, nach oben offener Aufgabeschacht 16 vorgesehen, in welchen sich ein Tonschlicker ergießt, welcher durch ein Förderband 17 herangefördert wird, !n dem an den Aufgabeschacht 16 anschließenden, nach oben geschlossenen Abschnitt des Gehäuses 11 befinden sich ein erster Anschlußstutzen 19, durch

welchen ein oder mehrere das Abbinden fördernde und/oder Schaum stabilisierende Zusätze in den Tonschlicker eingeleitet werden können, und ein zweiter Anschlußstutzen 20, durch welchen ein von einem nicht dargestellten Schaumerzeuger gelieferter Schaum eingespeist werden kann.Diese Bestandteile werden von der Förderschnecke 12 den Rührarmen 13a zugeführt, durch diese zu einer schaumigen Formmasse 22 vermischt, welche aus einem Auslaß 21 austritt und die verlorenen Formen 4 fortlaufend randvoll füllt. Eine gleichmäßig randvolle Füllung kann durch einen am Mundstück 23 des Auslasses vorgesehenen Abstreifer gewährleistet werden. Die Höhe der verlorenen Formen 4 ist so bestimmt, daß die Formlinge nach einem bis zur Stabilisierung erfahrungsgemäß eintretenden Schaumzerfall die gewünschte Höhe haben.

Die verlorenen Formen werden am hinteren Ende des Waagerechtförderers 2 auf das Förderband 3 aufgegeben. Zu diesem Zweck ist an das hintere Ende des Förderbandes 3 unmittelbar anschließend ein Magazin 24 angeordnet, in welchem die verlorenen Formen 4 senkrecht übereinander gestapelt sind. Am unteren Ende des Magazins 24 ist in Höhe des Obertrums des Förderbandes 3 eine Öffnung 25 vorgesehen, durch welche die jeweils unterste, auf einem Tisch 26 liegende Form 4 mittels eines waagerecht arbeitenden Druckiuftzylinders 27 in Förderrichtung 8 auf das Förderband 3 geschoben werden kann.

Claims (11)

Ansprüche:

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Formen von Platten aus einer geschäumten keramischen Formmasse (22), welche in einem Mischer (10) aus einem tonhaltigen Schlicker, aus einem Schaum und ggfs. aus Zusatzstoffen gebildet wird und sich aus einem am Mischer (10) vorgesehenen Auslaß (21) in Formen (4) ergießt, die sich auf einem einem Förderer (2) befinden, gekennzeichnet durch einen Mischer (10) mit einem oder mehreren Einlaßöffnungen (16,19, 20) für die miteinander zu vermischenden Bestandteile und mit einem Auslaß (21), unter welchem ein Förderer (2) angeordnet ist, an dessen einem Ende sich eine Aufgabevorrichtung (24 bis 27) für verlorene Formen

(4) befindet, welche durch den Förderer (2) dem Auslaß (21) zuführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formen (4) einen geschlossenem Boden (7) haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formen keinen Boden haben.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (4) auf dem Förderer (2) in ununterbrochener Folge angeordnet sind, so daß aufeinander folgende Formen (4) aneinander anliegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auflegevorrichtung (27) vorgesehen ist, welche die

Formen (4) taktweise aus einem Magazin (24) entnimmt und auf den Förderer (2) legt, und daß der Förderer (2) synchron dazu taktweise antreibbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausiaß (21) des Mischers (10) mit dem Antrieb des Förderers (2) synchronisiert ist, so daß die schaumhaltige Formmasse (22) synchron zur taktweisen Bewegung des Förderers (2) tatktweise in vorgewählten Mengen in die Formen (4) dosierbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (4) aus einem sich beim keramischen Brand rückstandsfrei zersetzenden oder verbrennenden Material bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (4) aus Karton bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (10) eine Förderschnecke (12) hat, welche mit waagerechter Schneckenwelle (12a) in einem Gehäuse (11), welches an seinem hinteren Ende einen Aufgabeschacht (16) und an seinem vorderen Ende den Auslaß (21) hat, angeordnet, durch einen am hinteren Ende des Gehäuses (11) vorgesehenen Motor (15) antreibbar und mit ihrem vorderen Ende in einer Hohlwelle (13) gelagert ist, welche ihrerseits am vorderen Ende des Gehäuses (11) gelagert, durch einen dort vorgesehenen Motor (14) antreibbar ist und im Gehäuse (11) einen Rührer (13a) hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (13) mit höherer Drehzahl antreibbar ist als die Schneckenwelle (12a).

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) im Bereich zwischen dem Aufgabeschacht (16) und dem Auslaß (21) eine Speiseöffnung (20) zum Einspeisen von Schaum hat.