ITMO940145A1

ITMO940145A1 - ISOBARIC MOLD FOR PRESSING CERAMIC PRODUCTS, PARTICULARLY WITH HIGH COMPOSITION INHOMOGENEITY

Info

Publication number: ITMO940145A1
Application number: IT94MO000145A
Authority: IT
Inventors: Maris Algeri
Original assignee: Maris Algeri
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-04-25
Also published as: IT1269265B; ITMO940145A0

Abstract

Lo stampo isobarico, volto ad evitare avvallamenti o sporgenze sul corpo della piastrella pressata, ed a consentire rapidità di smontaggio, comprende una superficie attiva di membrana elastica (10) dotata di una formazione di cavità (12) per la realizzazione di appendici (16) di appoggio delle piastrelle pressate (15), la membrana (10) delimitando una cavità (8) nella quale è contenuto fluido (F) incomprimibile; la superficie attiva comprendendo inoltre zone (14; 14a; 28) aventi spessore differenziato per variarne localmente la penetrazione nel corpo del manufatto (4) pressato; la membrana (10) può essere associata ad una lastra (23, 25) scomponibile.The isobaric mold, aimed at avoiding depressions or protrusions on the body of the pressed tile, and at allowing rapid disassembly, comprises an active elastic membrane surface (10) equipped with a cavity formation (12) for the creation of appendages (16) to support the pressed tiles (15), the membrane (10) delimiting a cavity (8) in which incompressible fluid (F) is contained; the active surface further comprising zones (14; 14a; 28) having differentiated thickness to locally vary its penetration into the body of the pressed article (4); the membrane (10) can be associated with a decomposable plate (23, 25).

Description

L'invenzione concerne uno stampo isobarico per la pressatura di manufatti ceramici, particolarmente ad elevata disomogeneità di composizione, ossia uno stampo cosiddetto isostatico ad esempio per piastrelle ceramiche presentanti notevole differenze locali di densità delle polveri nella pressatura. The invention relates to an isobaric mold for pressing ceramic articles, particularly with a high degree of inhomogeneity of composition, ie a so-called isostatic mold, for example for ceramic tiles having considerable local differences in the density of the powders during pressing.

Lo stato della tecnica comprende degli stampi ceramici isobarici, dotati di membrana delimitante una camera nella quale è contenuto un fluido incomprimibile e destinata ad interagire con le polveri caricate nella matrice dello stampo durante la pressatura. Peraltro, in particolare nella formatura di manufatti ceramici presentanti considerevole disomogeneità di composizione, quali ad esempio dovuti a disomogeneità di caricamento della matrice della pressa, durante la pressatura, si verificano scostamenti della membrana dalla sua posizione indeformata, presentante inizialmente una giacitura sostanzialmente piana, con conseguente realizzazione, nel corpo del manufatto pressato di avvallamenti, o sporgenze, anche interessanti un significativo sviluppo della superficie della faccia in vista: ciò determinando forte incidenza di scarti e, conseguentemente, scarsa produttività. The state of the art comprises isobaric ceramic molds, equipped with a membrane delimiting a chamber in which an incompressible fluid is contained and intended to interact with the powders loaded into the mold matrix during pressing. Moreover, in particular in the forming of ceramic articles presenting considerable inhomogeneity of composition, such as for example due to inhomogeneous loading of the press matrix, during pressing, there are deviations of the membrane from its undeformed position, initially presenting a substantially flat position, with consequent realization, in the body of the pressed product, of depressions, or protrusions, also involving a significant development of the surface of the face in view: this causing a strong incidence of rejects and, consequently, low productivity.

Inoltre, negli stampi di cui allo stato della tecnica, la sostituzione della membrana elastica, quando usurata, richiede l'esecuzione di manovre assai difficoltose, data la necessità di evacuare il fluido incomprimibile dalla cavità nella quale esso è contenuto prima di procedere allo smontaggio della membrana,· ciò con spreco di tempo e conseguenti elevati costi . Furthermore, in the molds according to the state of the art, the replacement of the elastic membrane, when worn, requires the execution of very difficult maneuvers, given the need to evacuate the incompressible fluid from the cavity in which it is contained before proceeding with the disassembly of the membrane, this with a waste of time and consequent high costs.

Tale stato anteriore della tecnica è suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibilità di eliminare gli inconvenienti sopra indicati. Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico di migliorare gli stampi isobarici di manufatti ceramici, in particolare di incrementarne la produttività, riducendo gli scarti, anche in condizioni di notevole disuniformità di caricamento della matrice dello stampo; un particolare aspetto del problema tecnico è di rendere possibile un'agevole, rapido ed immediata sostituzione della membrana elastica. This prior state of the art is susceptible of considerable improvements with regard to the possibility of eliminating the aforementioned drawbacks. From the foregoing derives the need to solve the technical problem of improving the isobaric molds of ceramic manufactured articles, in particular of increasing their productivity, reducing waste, even in conditions of considerable uneven loading of the mold matrix; a particular aspect of the technical problem is that of making possible an easy, rapid and immediate replacement of the elastic membrane.

L'invenzione risolve il problema tecnico suddetto adottando uno stampo per la formatura di manufatti ceramici comprendente una superficie attiva di membrana elastica dotata di una formazione di cavità per la realizzazione di appendici di appoggio delle piastrelle pressate, la membrana delimitando una cavità nella quale è contenuto fluido incomprimibile,· essendo previsto che la superficie attiva comprenda inoltre zone aventi spessore differenziato per variarne localmente la penetrazione nel corpo del manufatto pressato. The invention solves the aforementioned technical problem by adopting a mold for forming ceramic articles comprising an active surface of elastic membrane provided with a cavity formation for the realization of supporting appendages of the pressed tiles, the membrane delimiting a cavity in which it is contained incompressible fluid, it being provided that the active surface also comprises zones having different thicknesses to locally vary their penetration into the body of the pressed article.

Dette zone potendo essere costituite da tasselli amovibili inseribili in cavità della superficie attiva della membrana, o da risalti ricavati sulla superficie stessa. Said areas being able to be constituted by removable plugs which can be inserted in cavities of the active surface of the membrane, or by projections obtained on the surface itself.

Ciò consente di correggere, ove richiesto, la geometria della superficie della membrana per adeguarla alla necessità di compensare disuniformità di caricamento . This allows to correct, where required, the geometry of the membrane surface to adapt it to the need to compensate for uneven loading.

L'adozione dei tasselli amovibili consente di variare la geometria della superficie attiva con estrema flessibilità,· tuttavia, nel caso di errori di caricamento sistematici, quali dovuti al dispositivo di trasferimento delle polveri verso la matrice della pressa, la membrana può presentare dei risalti, preformati in essa, che definiscono la conformazione corretta della superficie di pressatura. The adoption of the removable blocks allows to vary the geometry of the active surface with extreme flexibility, however, in the case of systematic loading errors, such as due to the device for transferring the powders towards the press matrix, the membrane may present some protrusions, preforms therein, which define the correct conformation of the pressing surface.

Si osserva come la membrana possa essere associata ad una lastra di irrigidimento, anche discontinua, per esempio vantaggiosamente suddivisa in tessere. It can be observed that the membrane can be associated with a stiffening plate, even discontinuous, for example advantageously divided into tesserae.

Ciò consente di diminuire dannosi effetti di variazioni locali di uniformità di caricamento, particolarmente ai fini dell'uniformità di spessore. This allows to reduce the harmful effects of local variations in loading uniformity, particularly for the purpose of thickness uniformity.

Secondo una versione particolarmente vantaggiosa, anche indipendentemente dall'adozione di tasselli, o risalti, detta lastra è suddivisa in due parti amovibili, una prima parte a contatto con il fluido incomprimibile inserito nella cavità, una seconda parte accoppiata alla precedente tramite mezzi di collegamento amovibili per il fissaggio ad essa della membrana elastica. According to a particularly advantageous version, even independently of the use of blocks or projections, said plate is divided into two removable parts, a first part in contact with the incompressible fluid inserted in the cavity, a second part coupled to the previous one by means of removable connection means for fixing the elastic membrane to it.

Ciò consente un immediato e rapido smontaggio della membrana, insieme con la parte di lastra ad essa associata, senza dover svuotare la camera contenente il fluido incomprimibile. This allows immediate and rapid disassembly of the membrane, together with the part of the plate associated with it, without having to empty the chamber containing the incompressible fluid.

Nella tavola di disegno 1/4 allegata, sono illustrate: in Figura 1, una sezione verticale di uno stampo di cui allo stato della tecnica, nella configurazione di pressatura; in Figura 2, la piastrella ottenuta dopo la cottura del supporto pressato nello stampo di Figura 1 . In the attached drawing 1/4, the following are shown: in Figure 1, a vertical section of a mold according to the state of the art, in the pressing configuration; in Figure 2, the tile obtained after firing the support pressed into the mold of Figure 1.

Sono inoltre raffigurati nelle tavole di disegno 2/4, 3/4, 4/4, a puro titolo esemplificativo, alcuni modi di attuare l'invenzione, in cui: Figura 3 è una sezione verticale, parziale ed interrotta, di uno stampo secondo il trovato, in una versione con membrana elastica dotata di tasselli intercambiabili; Figura 4 è una sezione verticale di una piastrella ceramica ottenuta per cottura del supporto pressato nello stampo di cui a Figura 3; Figura 5 è una sezione verticale di un semistampo secondo il trovato, in una ulteriore versione con membrana elastica associata, dal lato rivolto verso il fluido incomprimibile, a tessere flottanti e, dal lato opposto, a tasselli intercambiabili; Figura 6 è una sezione come quella di Figura 5, peraltro in una ulteriore versione con semistampo dotato di lastra di pressatura scomponibile fissata al corpo del semistampo dal lato del piano di pressatura; Figura 7 è una sezione come quella di Figura 6, peraltro in un'ulteriore versione con lastra di pressatura fissata dal lato opposto al piano di pressatura; Figura 8 è una vista in pianta, parzialmente interrotta, di Figura 6. Also shown in the drawing tables 2/4, 3/4, 4/4, purely by way of example, are some ways of implementing the invention, in which: Figure 3 is a partial and interrupted vertical section of a mold according to the invention, in a version with an elastic membrane equipped with interchangeable blocks; Figure 4 is a vertical section of a ceramic tile obtained by firing the support pressed into the mold of Figure 3; Figure 5 is a vertical section of a half-mold according to the invention, in a further version with associated elastic membrane, on the side facing the incompressible fluid, with floating tiles and, on the opposite side, with interchangeable blocks; Figure 6 is a section like that of Figure 5, however in a further version with half-mold equipped with a decomposable pressing plate fixed to the body of the half-mold on the side of the pressing plane; Figure 7 is a section like that of Figure 6, however in a further version with the pressing plate fixed on the side opposite the pressing plane; Figure 8 is a partially interrupted plan view of Figure 6.

Uno stampo di cui allo stato della tecnica, come in Figura 1, può essere costituito da una matrice 1 avente cornice 2 e fondo costituito da un semistampo 3 isobarico, destinato alla formatura della faccia inferiore del manufatto 4 da pressare, il punzone 5 destinato alla formatura della faccia in vista essendo, ad esempio, non isobarico. A mold according to the state of the art, as in Figure 1, can consist of a die 1 with frame 2 and bottom consisting of an isobaric half-mold 3, intended for forming the lower face of the article 4 to be pressed, the punch 5 intended for visible face formation being, for example, non-isobaric.

Il semistampo isobarico 3 è costituito da una membrana 6 fissata al corpo 7, delimitante, verso la superficie di pressatura, cioè quella a contatto con il manufatto 4 da pressare, una cavità 8 nella quale è contenuto un fluido incomprimibile F, ad esempio olio . The isobaric half-mold 3 consists of a membrane 6 fixed to the body 7, delimiting, towards the pressing surface, that is the one in contact with the article 4 to be pressed, a cavity 8 in which an incompressible fluid F, for example oil, is contained.

Nella pressatura del manufatto 4, una disomogenea distribuzione di polveri nella matrice 1, ad esempio dovuta da difetti sistematici nel dispositivo di caricamento della pressa nella quale è inserito lo stampo 1, 2, 5, può determinare, ad esempio, un sollevamento localizzato della membrana 6 nella zona indicata con ZI; nella cottura del manufatto 4 pressato, che, per effetto della deformazione della membrana 6, presenta inizialmente una concavità della sua faccia inferiore corrispondente alla zona ZI, si verifica il rammollimento del corpo del manufatto durante la greificazione , con conseguente appianamento per gravità della concavità del fondo ZI e conseguente manifestarsi, nella faccia superiore del supporto in corrispondenza della zona ZI, di un avvallamento Z2 della piastrella 9 destinato ad alterarne la planarità con conseguente scarto di produzione . In the pressing of the article 4, an uneven distribution of powders in the matrix 1, for example due to systematic defects in the loading device of the press in which the mold 1, 2, 5 is inserted, can determine, for example, a localized lifting of the membrane 6 in the area indicated with ZI; in the firing of the pressed article 4, which, due to the deformation of the membrane 6, initially has a concavity of its lower face corresponding to the zone ZI, the body of the article softens during the vitrification, with consequent smoothing by gravity of the concavity of the bottom ZI and consequent occurrence, in the upper face of the support in correspondence with the zone ZI, of a depression Z2 of the tile 9 intended to alter its planarity with consequent production waste.

Per evitare il manifestarsi di avvallamenti e disuniformità di spessore nella piastrella 9, come illustrato in Figura 3, viene proposto uno stampo isobarico nel quale la membrana elastica 10, fissata ad una lastra 11 di irrigidimento in corrispondenza del suo lato rivolto verso la cavità 8, dotata di una formazione di cavità 12 definenti appendici del manufatto 4 destinate a costituire ad esempio nervature per l'appoggio delle piastrelle, è inoltre dotata di una pluralità di sedi 13 concave verso la polvere da pressare per l'inserimento in esse di tasselli 14, aventi spessore tale che, nell'insieme, venga evitata la formazione di zone non planari durante la pressatura. To avoid the occurrence of depressions and non-uniformity of thickness in the tile 9, as illustrated in Figure 3, an isobaric mold is proposed in which the elastic membrane 10, fixed to a stiffening plate 11 at its side facing the cavity 8, equipped with a formation of cavities 12 defining appendages of the article 4 intended to constitute, for example, ribs for resting the tiles, it is also equipped with a plurality of seats 13 concave towards the powder to be pressed for the insertion of blocks 14 therein, having a thickness such that, on the whole, the formation of non-planar areas during pressing is avoided.

Nella configurazione di cui alla Figura 3, la distribuzione dei tasselli, nel contesto di un caricamento disomogeneo che porterebbe all'ottenimento di zone di concavità del fondo, quali indicate con 21 in uno stampo di cui allo stato della tecnica, consente invece l'ottenimento di superfici sostanzialmente planari nel manufatto pressato 4: ciò è ottenuto con l'inserimento di tasselli 14 aventi maggiore spessore nelle zone nelle quali si riscontra la tendenza alla formazione di concavità ZI, e con l'impiego di tasselli ribassati nelle zone nelle quali si assisterebbe alla formazione di convessità nella pressatura. Si osserva come tasselli 14b possano essere direttamente a contatto con la lastra 11, in tal caso le relative sedi 13 presentando la superficie di fondo costituita dal corpo della lastra. In the configuration referred to in Figure 3, the distribution of the blocks, in the context of an inhomogeneous loading that would lead to the obtainment of areas of concavity of the bottom, as indicated with 21 in a mold according to the state of the art, instead allows to obtain of substantially planar surfaces in the pressed article 4: this is obtained by inserting blocks 14 having greater thickness in the areas in which there is a tendency for the formation of concavity ZI, and with the use of lowered blocks in the areas in which it would be present to the formation of convexity in the pressing. It can be observed how the blocks 14b can be directly in contact with the plate 11, in this case the relative seats 13 presenting the bottom surface constituted by the body of the plate.

La piastrella 15 ottenuta dopo la cottura presenta una pluralità di appendici 16 di appoggio complanari e, interposte tra esse, una pluralità di zone 17 rientranti di una quantità dipendente dalla profondità di intervento del tassello 14 che le ha generate. Nella Figura 5 è illustrato come la lastra 11 possa essere frazionata in una pluralità di tessere 18, inserite in sedi 19 riempite di fluido incomprimibile F, tra loro comunicanti tramite canali 20 di collegamento; tra ciascuna tessera 18 e la relativa sede 19 è vantaggiosamente inserito un anello 21 di tenuta, atto ad evitare l'invasione della sede sottostante nella colata del materiale fluido durante la vulcanizzazione . The tile 15 obtained after firing has a plurality of coplanar support appendages 16 and, interposed between them, a plurality of zones 17 which are recessed by an amount dependent on the depth of intervention of the block 14 which generated them. Figure 5 illustrates how the plate 11 can be divided into a plurality of tesserae 18, inserted in seats 19 filled with incompressible fluid F, communicating with each other through connection channels 20; between each tile 18 and the relative seat 19 there is advantageously inserted a sealing ring 21, able to avoid the invasion of the underlying seat in the casting of the fluid material during the vulcanization.

Nella versione di cui alla Figura 6, è illustrato come, particolarmente ai fini della rapidità di smontaggio ed ulteriore allestimento, la lastra 22 associata alla membrana 10 possa estendersi perifericamente fino al bordo esterno del relativo semistampo,· la lastra essendo vantaggiosamente scomponibile in due parti, delle quali, una parte inferiore 23 delimitante, in cooperazione con le guarnizioni 24 di tenuta, la cavità 8 nella quale è inserito il fluido F incomprimibile, ed una parte superiore 25, fissata in modo amovibile a detta parte inferiore tramite mezzi di collegamento 26, ad esempio viti mordenti, supportante la membrana 10 ad essa fissata. In the version referred to in Figure 6, it is illustrated how, particularly for the purposes of rapid disassembly and further preparation, the sheet 22 associated with the membrane 10 can extend peripherally up to the outer edge of the relative half-mold, the sheet being advantageously decomposable into two parts , of which, a lower part 23 delimiting, in cooperation with the sealing gaskets 24, the cavity 8 in which the incompressible fluid F is inserted, and an upper part 25, removably fixed to said lower part by means of connection 26 , for example lag screws, supporting the membrane 10 fixed thereto.

Questa versione, come pure la successiva, più oltre descritta, presenta il particolare vantaggio consistente nella possibilità di sostituire la membrana 10, quando usurata, senza intervenire sulla cavità 8 per svoutarla dal fluido incomprimibile in essa contenuto . This version, as well as the subsequent one, described further on, has the particular advantage consisting in the possibility of replacing the membrane 10, when worn, without intervening on the cavity 8 to empty it of the incompressible fluid contained therein.

Si osserva come la membrana 10 possa presentare la formazione di sedi cave 13 per i tasselli 14, 14b, oppure, particolarmente per la correzione di errori di caricamento sistematici, cioè ripetitivi e costanti, detta membrana possa essere profilata secondo una distribuzione predeterminata di zone 14a aventi maggiore o minore spessore, in funzione della compensazione da ottenere sul prodotto pressato. It can be observed that the membrane 10 can have the formation of hollow seats 13 for the blocks 14, 14b, or, particularly for the correction of systematic, i.e. repetitive and constant, loading errors, said membrane can be profiled according to a predetermined distribution of zones 14a having greater or lesser thickness, depending on the compensation to be obtained on the pressed product.

Le zone della membrana 10 nella quale sono previste aperture 27 per l'avvitamento degli organi di collegamento 26 sono interessate da elementi di protezione 28 atti ad evitare la formazione in pressatura di indesiderate impronte sulla superficie del supporto pressato . The areas of the membrane 10 in which openings 27 are provided for the screwing of the connecting members 26 are affected by protection elements 28 suitable for avoiding the formation of undesired imprints on the surface of the pressed support during pressing.

Come illustrato in Figura 7, le parti di lastra 23, 25 possono anche essere interconnesse da elementi di collegamento amovibile 29 situati in corrispondenza del bordo periferico del semistampo ed accessibili dalla parte opposta rispetto alla membrana 10. As shown in Figure 7, the plate parts 23, 25 can also be interconnected by removable connecting elements 29 located at the peripheral edge of the half-mold and accessible from the opposite side with respect to the membrane 10.

Nell'attuazione pratica i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione. In the practical implementation, the materials, the dimensions, the executive details may be different from those indicated, but technically equivalent to them without thereby departing from the legal domain of the present invention.

Claims

CLAIMS 1. Isobaric mold for pressing ceramic articles (4), particularly with a high inhomogeneity of composition, comprising an active surface of elastic membrane (10) equipped with a cavity formation (12) for the realization of supporting appendages (16) of the pressed tiles (15), the membrane (10) delimiting a cavity (8) in which an incompressible fluid (F) is contained, characterized in that the active surface further comprises areas (14, 14b; 14a, 28) having differentiated thickness to locally vary its penetration into the body of the pressed product (4).

2. Isobaric mold, according to claim 1, characterized in that said zones having different thicknesses are constituted by blocks (14, I4b) inserted in a removable way in seats (13) obtained on the active surface of the membrane (10).

3. Isobaric mold, according to claim 1, characterized in that said zones having different thickness are constituted by elements (14a) forming an integral part with the body of the elastic membrane (10).

4. Isobaric mold, according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane (10) is associated with a stiffening plate (11; 18; 23, 25).

5. Isobaric mold, according to one of the preceding claims, characterized in that the plate has areas of discontinuity.

6. Isobaric mold, according to one of the preceding claim, characterized in that said areas of discontinuity are such as to define a plurality of tesserae (18) inserted in seats (19) in which the incompressible fluid (F) is contained.

7. Isobaric mold, according to one of the preceding claims, characterized in that the plate is divided into two removable parts, a first part (23) in contact with the incompressible fluid (F) inserted in the cavity (8), a second part (25) coupled to the previous one by means of removable connection means (26; 29) for fixing the elastic membrane (10) to it.

8. Isobaric mold for pressing ceramic articles (4), particularly with high inhomogeneity of composition, comprising an active surface of elastic membrane (10) associated with a cavity (8) in which an incompressible fluid (F) is contained with the interposition of a stiffening plate (23, 25), characterized in that the plate is divided into two removable parts, a first part (23) in contact with the incompressible fluid (F) inserted in the cavity (8), a second part ( 25) coupled to the previous one by means of removable connection means {26; 29) for fixing the elastic membrane (10) to it.

9. Isobaric mold, according to claim 7, or 8, characterized in that the removable connecting means (26) are accessible from the side of the elastic membrane (10) and are made cooperative with protection elements (28) inserted in relative locations (27).

10. Isobaric mold, according to claim 7, or 8, characterized in that said removable connecting elements (29) are made accessible at the side opposite the membrane (10).