-
Diese
Erfindung betrifft die Herstellung von Keramikfliesen durch Pressen
von Pulvern in geeignete Pressformen.
-
Die
auf diese Weise erhaltenen Rohfliesen durchlaufen dann einen Brennzyklus
bei sehr hoher Temperatur, um das fertige Produkt herbeizuführen.
-
Die
Erfindung betrifft insbesondere den Pulverpressvorgang. Der Pressvorgang
erfolgt innerhalb des Hohlraumes einer Presse, die aus einer vertikal bewegbaren
unteren Matrize, einer Matrizenplatte, in welche die untere Matrize
dauerhaft eingeführt
ist, und einer oberen Matrize besteht, die an dem oberen Querstück der Presse
fixiert ist, die in Zusammenwirken mit der Matrizenplatte und der
unteren Matrize den Pulverpresshohlraum festlegt.
-
Das
Pulver wird bei Drücken
zwischen 150 kg/cm2 und 400 kg/cm2 gemäß der Art
von verwendetem Werkstoff und der zu erhaltenden Fliesenqualität gepresst.
-
Eines
der während
des Pressens anfallenden Probleme ist die Notwendigkeit, die in
dem weichen Pulver enthaltene Luft entleeren zu müssen, wobei
diese Luft etwa eine Hälfte
des Volumens dieses letzteren darstellt.
-
Die
Luftentleerung ist umso schwieriger, je größer die Fliesenoberfläche ist,
da die Luft zwischen der Matrizenplatte und den Matrizen ausgestoßen wird,
wobei die von der Kante entfernten Fliesenabschnitte deshalb am
schwierigsten zu entlüften
sind.
-
Beim
bekannten Stand der Technik wird die Entlüftung dadurch erleichtert,
dass die Fliese, während
sie sich innerhalb des Hohlraumes befindet, mindestens zwei aufeinanderfolgende
Pressaktionen durchläuft,
die durch eine leichte Anhebung der oberen Matrize getrennt sind.
-
Dieses
Verfahren umfasst jedoch eine Reihe von Nachteilen, die von einer
Erhöhung
der Produktionszeit bis zum Verschleiß der Umfangsteile der Matrizenplatte
und der Matrizen auf Grund von Abrieb durch das Pulver reichen,
welches durch die Luft mitgeführt
wird, bis es unmöglich
wird, Formate zu erzeugen, die bestimmte Abmessungen überschreiten.
-
Eine
Erhöhung
des Fliesenformates wird durch die erhöhte Kapazität moderner Pressen ermöglicht,
die leicht Tausende von Tonnen erreichen können, wobei die Entlüftung jedoch
ein unüberwindliches
Hindernis darstellt.
-
Dieses
Problem wurde durch die Verwendung von Presszyklen gelöst, die
einen Vorverdichtungsvorgang umfassen, der bei Drücken in
der Größenordnung
von 50 kg/cm2 ausgeführt wird, woraufhin das eigentliche
Pressen erfolgt.
-
Die
Vorverdichtung wird im Allgemeinen mittels einer Einwirkung auf
das Pulver bewirkt, welches mit konstanter Dicke auf einer Oberfläche wie
zum Beispiel einem Band ausgebreitet ist und welches aus einem mit
einer Pressplatte verbundenen oberen Band bestehen kann.
-
Das
Ergebnis der Vorverdichtung ist ein relativ zerbrechlicher Rohling
mit einer Dicke von 65-75% der anfänglichen Pulverdicke und ist
ein im Wesentlichen entlüftetes
Produkt, welches eine Abschlussverdichtung in einem einzigen Pressvorgang
durchlaufen kann.
-
Diese
Prozedur weist jedoch ernste Homogenitätsprobleme in der Nähe des Fliesenumfanges auf,
die von der Schwierigkeit herrühren,
das Pulver seitlich zu begrenzen, wobei sich diese Probleme selbst
während
des Brennens als Sprünge
in dem Fertigprodukt in den Bereichen darstellen.
-
Es
sind Anlagen wie die in dem Italienischen Patent 1260974 beschriebene
bekannt, bei denen das Pulver seitlich durch eine Matrizenplatte,
die von oben auf eine Fördervorrichtung
abgesenkt wird, worauf die Pulverschicht liegt, sowie durch eine
obere Matrize begrenzt wird, die abgesenkt wird, um in die Matrizenplatte
eingeführt
zu werden.
-
Diese
Lösung
für die
seitliche Begrenzung des Pulvers erzeugte jedoch in der Anlage eine
Reihe von Folgeproblemen, die deren Einsatz in großem Umfang
praktisch verhindert haben.
-
In
dieser Hinsicht wird es durch das Fehlen einer im Verhältnis zu
der Matrizenplatte bewegbaren unteren Matrize schwierig, die vorverdichtete
Fliese herauszunehmen, die unter Anderem viel zerbrechlicher als
die Rohlinge nach der Abschlussverdichtung ist.
-
Eine
Vorrichtung zur Verdichtung von Pulvern ist in der WO-A-96/15888
beschrieben.
-
Die
Aufgaben des vorliegenden Patentes bestehen in der Bereitstellung
einer Pulververdichtungsanlage, die frei von den genannten Nachteilen ist,
die mit bereits vorhandenen normalen Pressen verbunden werden kann,
die eine beträchtliche
Formatflexibiliät
aufweist und es ermöglicht,
dass unterschiedliche Werkstoffe vor der Abschlusspressung auf die
Oberfläche
aufgetragen werden können.
-
Die
Aufgaben werden mittels einer Anlage gelöst, welche die in den Ansprüchen definierten Merkmale
aufweist.
-
Genauer
ausgedrückt
werden die Aufgaben durch eine Anlage nach Anspruch 1 gelöst, die
eine Fördervorrichtung
für mindestens
eine Pressform umfasst, eine Pulverladestation, eine Vorverdichtungsstation
und eine Entladestation, die entlang der Fördervorrichtung positioniert
sind, Einrichtungen innerhalb der Lade-, Vorverdichtungs- und Entladestationen
zum Antrieb der Pressformteile, Einrichtungen zum Entfernen des
vorverdichteten Rohlings von der Pressform, Einrichtungen zur Übertragung
der mindestens einen Pressform von diesem Ende zu dem anderen Ende
der Fördervorrichtung,
und Einrichtungen zur Übertragung
des Rohlings auf den Formgebungshohlraum einer Presse. Es können auch
Fertigbearbeitungsstationen bereitgestellt werden.
-
Die
baulichen und betrieblichen Vorteile und Merkmale der Erfindung
werden an Hand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer
bevorzugten, jedoch nicht begrenzenden Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen
offensichtlich.
-
1 ist
eine Seitenansicht der Anlage gemäß der Erfindung.
-
2 ist
eine vergrößerte Ansicht
des von der Presse entfernten Endes der Anlage.
-
3 ist
eine vergrößerte Ansicht
des in der Nähe
der Presse befindlichen Endes der Anlage.
-
4 ist
eine schematische Seitenansicht einer Anlagenkomponente.
-
5 ist
ein Teilschnitt durch die Komponente von 4.
-
6 ist
ein Teilschnitt durch eine Alternativversion der Komponente von 5.
-
7 stellt
einen vergrößerten Abschnitt
von 1 dar.
-
8 stellt
einen weiteren vergrößerten Abschnitt
von 1 dar.
-
9 stellt
eine zweite Ausführungsform
der Schubvorrichtung für
die Fliese zu dem Formgebungshohlraum dar.
-
Die
Figuren stellen eine normale Pulververdichtungspresse 1 dar,
vor der ein erstes Förderband 2 angeordnet
ist.
-
Das
Förderband 2 wird
schrittweise durch einen elektrischen Getriebemotor 21 angetrieben,
der durch ein Steuergerät 22 gesteuert
wird.
-
Zwischen
dem Band 2 und der Presse ist eine erste Hubvorrichtung 3 positioniert,
deren obere Plattform dann, wenn sie sich in angehobener Position
befindet, koplanar mit der Fördervorrichtung 2 ist, und
dann, wenn sie sich in abgesenkter Position befindet, koplanar mit
der aktiven Abzweigung bzw. dem aktiven Zweig einer zweiten Fördervorrichtung 4 ist,
die unter der ersten Fördervorrichtung
positioniert ist und dieselbe Länge
aufweist.
-
Eine
der ersten ähnliche
zweite Hubvorrichtung 5 ist an dem von der Presse entfernten
Ende der Fördervorrichtungen
positioniert.
-
Bei
dem veranschaulichten Beispiel sind sowohl die obere Fördervorrichtung
als auch die untere Fördervorrichtung
aus Komfortgründen
in Form von zwei nacheinander positionierten getrennten Abschnitten
konstruiert.
-
Auf
der oberen Fördervorrichtung
sind acht gleich weit voneinander beabstandete bewegbare Pressformen 7 positioniert,
die nachfolgend detailliert beschrieben werden.
-
Mit
diesen Enden der Fördervorrichtungen
in der Nähe
der Hubvorrichtungen sind Übertragungseinrichtungen 6 verbunden,
deren Funktion in der Übertragung
der Pressformen 7 von den Fördervorrichtungen zu den Hubvorrichtungen
und umgekehrt besteht.
-
Jede
Pressform (4) umfasst eine Basis 71,
in die eine vertikal bewegbare Matrizenplatte 72 eingeführt ist,
die starr mit sechs Säulen 73 verbunden
ist, die dieselbe durch Reibung tragen, indem sie in sechs entsprechende,
starr mit der Basis 71 verbundene Sitze 74 eingeführt werden.
-
Von
der Basis 71 erstreckt sich eine Anzahl unterer Matrizen 77 gleich
der Anzahl von Matrizenplattenhohlräumen nach oben, in die sie
eingeführt werden.
-
Die
Reibung tritt zwischen der Säule
und dem Loch in einem Gleitstück
auf, welches durch elektromagnetische oder Pneumatikeinrichtungen mit
der Basis verbunden ist.
-
Genauer
ausgedrückt
ist unter Bezugnahme auf 5 in Übereinstimmung mit jedem der
Löcher in
der Basis 71, welche die Säulen 73 aufnehmen,
ein mit einem zylindrischen Loch 740 versehenes Element 74 fixiert,
in dem ein Kolben 741 abgedichtet gleitet. Der Kolben 741 weist
ein Diametralloch auf, welches die Säule 73 aufnimmt, und
wird auf einer Seite dem Gegendruck einer Feder 742, und
auf der gegenüberliegenden
Seite der Wirkung von durch 76 zugeführter Druckluft ausgesetzt.
-
Die
Feder hält
die Säule
mit der Ausnahme arretiert, wenn Druckluft zugeführt wird.
-
Unter
Bezugnahme auf 6 ist dort eine magnetische
Variante der Arretierungsvorrichtung dargestellt, wo bei entsprechende
Teile mit denselben Bezugszeichen angegeben sind.
-
Bei
dieser Version weist der Kolben eine Stange 743 auf, die
dem Magnetfeld einer Spule 744 ausgesetzt ist, wobei die
Feder weggelassen wird. Durch die Energiebeaufschlagung der Spule 744 wird
die Arretierung der Kolbenstange 73 veranlasst. Die elektromagnetischen
Einrichtungen werden von außen
mit Energie beaufschlagt.
-
Die
Vertikalbewegungen der Matrizenplatte 72 werden durch Hubvorrichtungen 9 produziert,
die in den unterschiedlichen Stationen entlang der oberen Fördervorrichtung
angeordnet sind.
-
Insbesondere
ist auf der oberen Fördervorrichtung
mindestens ein Ladebereich 8 angeordnet, wobei jeweils
drei Ladestationen 81, 82 und 83 in dem
veranschaulichten Beispiel vorgesehen sind.
-
Jede
Ladestation ist mit gewöhnlichen
Pulverladeeinrichtungen versehen, zum Beispiel mit einem Schlittenzufuhrelement
mit einem Gleitverteiler klassischer Art, der Fachleuten auf diesem
Gebiet gut bekannt, und deshalb nicht dargestellt ist. Das Laden
erfolgt vorzugsweise in einer Richtung senkrecht zu der Fördervorrichtungsachse.
-
In Übereinstimmung
mit den Ladestationen sind unter der Fördervorrichtung Einrichtungen 9 zum
Antrieb der Matrizenplatte 9 vorgesehen, indem sie dazu
veranlasst wird, sich vertikal zu verlagern, und indem sie wie beschrieben
durch Reibung arretiert wird.
-
Die
Einrichtungen 9 umfassen sechs Zylinder-Kolbeneinheiten 91 mit gesteuertem
Vorschub, die angeordnet sind, um auf die Basis, oder, wie offensichtlich
sein wird, von oben auf die Säulen 73 einzuwirken,
und eine elektrische oder pneumatische Steckverbindung 92,
die dann, wenn sich die Matrizenplatte 7 in der Station
befindet, mit dem elektromagnetischen elektrischen Schaltkreis 774 oder
mit dem Pneumatikschaltkreis 76 verbunden wird.
-
Die
Matrizenplatte 7 kommt an der ersten Station 81 an,
wo sie von einer Vorrichtung 9 angehoben wird, um eine
erste Schicht von Pulver zu empfangen. Sie wird durch die jeweiligen
Vorrichtungen 9 in den Stationen 82 und 83 weiter
angehoben, und zwar um einen Betrag, der genügt, um den Raum für eine zweite
und dritte Schicht von Pulver zu schaffen.
-
Beim
Durchgang von der zweiten zu der dritten Station wird die Matrizenplatte 72 der
Wirkung einer Schaberklinge 10 ausgesetzt, welche das überschüssige Pulver
entfernt und veranlasst, dass es in einen darunterliegenden Sammler 11 fällt.
-
Unmittelbar
stromabwärts
der Ladestation 83 ist eine Presse 12, die in
der Lage ist, einen Druck in der Größenordnung von 10 bis 25 kg/cm2 auszuüben,
der genügt,
um das Pulver vorzuverdichten.
-
Das
Pressenquerstück
trägt eine
Pressplatte 120 mit größeren Abmessungen
als die Oberfläche der
Matrizenplatte 72, so dass die Platte während der Presswirkung auf
die Matrizenplatte einwirkt, um sie nach unten zu drücken und
die Reibung zu überwinden,
die sie in ihrer Position hält.
-
Stromabwärts der
Presse 12 sind zwei Fertigbearbeitungsstationen 13,
die schematisch angegeben sind, in denen Dekorationsmaterial auf
die glatte und strukturierte Oberfläche des vorkomprimierten Rohlings
aufgebracht wird.
-
Stromabwärts der
Stationen 13 ist die Fliesenentnahmestation 14, über der
eine Vorrichtung 9 liegt, die der bereits beschriebenen ähnlich ist,
jedoch umgekehrt auf dem oberen Teil der Fördervorrichtung positioniert
ist.
-
Die
Vorrichtung 9 senkt die Matrizenplatte 72 ab,
um die Fliese freizulegen.
-
Die
Pressform 7, welche die bewegliche Matrizenplatte 72 umfasst,
wird dann durch die Einrichtungen 6 auf die Hubvorrichtung 3 geschoben,
wobei die Matrizenplatte vollkommen bündig mit der Arbeitsoberfläche der
Presse ist.
-
Eine
mit der Presse verbundene Doppelschubvorrichtung 15 schiebt
den Rohling über
dem Formgebungshohlraum der Presse in Position, wobei gleichzeitig
die bereits während
dem vorangegangenen Zyklus gepresste Fliese entnommen wird.
-
Die
Schubvorrichtung 15 wird durch ein Saugelement 16 unterstützt, welches
den vorverdichteten Rohling leicht anhebt, um sein Gleiten auf die Pressform
zu erleichtern, wo der Rohling seine Abschlusspressung erhält.
-
Nach
der Wirkung der Schubvorrichtung 15 wird die Hubvorrichtung 3 auf
das Niveau der unteren Fördervorrichtung 4 abgesenkt,
auf welche die Pressform geschoben wird, um zu dem Anfang der Fördervorrichtung 2 transportiert
zu werden.
-
Eine
Station 17 zur Entnahme defekter Rohlinge ist auf der unteren
Fördervorrichtung 4 angeordnet.
-
Die
Einrichtungen zum schrittweisen Vorschub der Fördervorrichtung 2 sind
nicht dargestellt.
-
Anstatt
der Fördervorrichtung 2 könnte offensichtlich
eine gleichwertige bekannte Fördervorrichtungszeile
verwendet werden.
-
Die
Fördervorrichtung 4 könnte auf ähnliche Weise
offensichtlich auf der Seite der Fördervorrichtung 2 positioniert
sein, wobei in diesem Fall die Hubvor richtungen die Form seitlicher Übertragungsvorrichtungen
aufweisen würden.
-
Eine
zweite Ausführungsform
der Schubvorrichtung für
die Fliese ist in 9 dargestellt, wobei entsprechende
Teile mit denselben Bezugszeichen angegeben sind.
-
In 9 ist
die Pressform zu sehen, welche die Basis 71 umfasst, in
welche die vertikal bewegbare Matrizenplatte 72 eingeführt ist,
die starr mit sechs Säulen 73 verbunden
ist, die dieselbe durch Reibung tragen, indem sie in sechs entsprechende,
starr mit der Basis 71 verbundene Sitze eingeführt werden.
-
Von
der Basis 71 erstreckt sich eine Anzahl unterer Matrizen 77 gleich
der Anzahl der Plattenhohlräume
nach oben, in die sie eingeführt
werden.
-
Die
Reibung tritt zwischen der Säule
und dem Loch in einem Gleitstück
auf, welches durch elektromagnetische oder Pneumatikeinrichtungen mit
der Basis verbunden ist, die nicht dargestellt, und den unter Bezugnahme
auf 5 offenbarten ähnlich
sind.
-
Genauer
ausgedrückt
ist unter Bezugnahme auf 5 in Übereinstimmung mit jedem der
Löcher in
der Basis 71, welche die Säulen 73 aufnehmen,
ein Element 74 fixiert, welches mit einem zylindrischen Loch 740 versehen
ist, in dem ein Kolben 741 abgedichtet gleitet.
-
Die
zweite Ausführungsform
der Schubvorrichtung, die in 9 mit 150 angegeben
ist, umfasst eine Platte 151 mit einem unteren rechteckigen
Hohlraum 152.
-
In
der Nähe
von und parallel zu den Seiten des Hohlraumes 152 sind
vier Wellen 153 angeordnet. Jede Welle ist mittels eines
Kegelzahnrades mit den angrenzenden Wellen verbunden, so dass sich die
Wellen gemeinsam in beide Richtungen drehen.
-
Mindestens
eine der Wellen 153 ist mittels eines Stirnradgetriebes 154 mit
einem Gestell 155 verbunden, welches durch ein gewöhnliches
Linearstellglied 156 betätigt wird.
-
Jede
Welle 153 trägt über geeignete
Halter 157 eine Stange 158, die in Abhängigkeit
von der Drehung der Welle in einer abgesenkten, im Wesentlichen
vertikalen Position positioniert ist, in der die Stangen einer jeden
Welle angrenzend sind, um einen den Rohling umgebenden Rahmen zu
verwirklichen, der auf der unteren Matrize 77 positioniert
ist, oder in einer angehobenen Position, in der die Stangen über dem
Rohling angeordnet sind.
-
Die
Schubvorrichtung 150 ist mit der Presse verbunden, und
umfasst eine Frontalstange 159.
-
Die
Schubvorrichtung 150 bewegt sich zwischen einer ersten
Position, in der sie über
dem Rohling positio niert ist, hin und her, wobei sich die Stangen 158 in
angehobener Position befinden.
-
Die
vier Wellen werden gedreht, um die Stangen 158 in abgesenkter
Position zu positionieren, um den Rohling zu umfassen, und die Schubvorrichtung
schiebt den Rohling in seine Position über dem Formgebungshohlraum
der Presse, während die
Stange 159 gleichzeitig die bereits während dem vorangegangenen Zyklus
gepresste Fliese entnimmt.
-
Die
vier Stangen werden angehoben und die Schubvorrichtung kehrt über die
Matrize 77 zurück, um
einen weiteren Rohling zu empfangen.