ITMO980123A1

ITMO980123A1 - IMPROVEMENTS IN THE ISOSTATIC MOLD FOR PRESSING CERAMIC TILES

Info

Publication number: ITMO980123A1
Application number: IT1998MO000123A
Authority: IT
Inventors: Carlo Antonio Camorani
Original assignee: Carlo Antonio Camorani; Algeri Maris
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-05
Also published as: IT1305473B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:

"PERFEZIONAMENTI ALLO STAMPO ISOSTATICO PER LA PRESSATURA DI PIASTRELLE CERAMICHE", "IMPROVEMENTS TO THE ISOSTATIC MOLD FOR PRESSING CERAMIC TILES",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Lo stato della tecnica comprende numerosi tipi diversi di stampi isostatici. The state of the art includes numerous different types of isostatic molds.

Detti stampi isostatici hanno in comune la caratteristica di esercitare la forza di pressatura sulle polveri da compattare per azione di una membrana più o meno rigida sotto la quale agisce un fluido in pressione. La funzione principale di un tale dispositivo è di rendere uniforme la forza di pressatura. Said isostatic molds have in common the characteristic of exerting the pressing force on the powders to be compacted by the action of a more or less rigid membrane under which a pressurized fluid acts. The main function of such a device is to make the pressing force uniform.

Nella domanda di brevetto europeo 94200624.8 è descritto uno stampo isostatico in cui la membrana di materiale elastomerico è ancorata al corpo del punzone nella sola zona periferica, un tale sistema pur permettendo il massimo grado di uniformità di pressatura può generare una certa disuniformità nello spessore della piastrella. In the European patent application 94200624.8 an isostatic mold is described in which the membrane of elastomeric material is anchored to the body of the punch only in the peripheral area, such a system while allowing the maximum degree of uniformity of pressing can generate a certain non-uniformity in the thickness of the tile .

Nel brevetto europeo 0556163, nel tentativo di ottenere uno spessore sostanzialmente uniforme delle piastrelle almeno in corrispondenza delle zone d’appoggio, è stata proposta l'adozione di una griglia, o reticolo, occupante la cavità nella quale è inserito il fluido incomprimibile e saldamente fissata al fondo della cavità stessa, per l'ancoraggio ad essa della membrana elastica in corrispondenza delle appendici d’appoggio delle piastrelle. Tuttavia, l'aver vincolato la membrana ad una griglia fissa impedisce, nelle zone d’ancoraggio, il verificarsi di quegli scostamenti della membrana che sarebbero invece necessari per ottenere omogeneità di pressatura, conseguentemente determinandosi variazioni di densità nella piastrella pressata, tali da lasciare risaltare, sulla faccia opposta, un antiestetico motivo corrispondente alla griglia sottostante. In the European patent 0556163, in an attempt to obtain a substantially uniform thickness of the tiles at least in correspondence with the support areas, the adoption of a grid, or grating, has been proposed, occupying the cavity in which the incompressible fluid is inserted and firmly fixed at the bottom of the cavity itself, for anchoring the elastic membrane to it in correspondence with the supporting appendages of the tiles. However, having constrained the membrane to a fixed grid prevents, in the anchoring areas, the occurrence of those deviations of the membrane which would instead be necessary to obtain pressing homogeneity, consequently causing density variations in the pressed tile, such as to allow it to stand out. , on the opposite side, an unsightly motif corresponding to the underlying grid.

In particolare, se, in una zona della matrice, il livello di polveri caricate, o la densità delle stesse, è inferiore al valore prestabilito, le zone corrispondenti alle nervature d’appoggio della piastrella risultano meno pressate e conseguentemente le zone corrispondenti della faccia opposta evidenziano una maggiore porosità, con inaccettabile alterazione della finitura superficiale e notevole diminuzione, in tali zone, della resistenza meccanica del supporto. In particular, if, in an area of the matrix, the level of loaded powders, or the density of the same, is lower than the predetermined value, the areas corresponding to the support ribs of the tile are less pressed and consequently the corresponding areas of the opposite face. show a greater porosity, with an unacceptable alteration of the surface finish and a considerable decrease, in these areas, of the mechanical resistance of the support.

Nel caso invece in cui, localmente, il livello delle polveri caricate nella matrice sia maggiore di quello prestabilito, si possono verificare delle bombature del verso della piastrella tra una nervatura e la successiva, aventi entità tale da sporgere rispetto al piano teorico d’appoggio della piastrella definito dalle estremità libere delle nervature, o delle appendici d’appoggio in genere: ciò determina l'insorgere di corrispondenti difetti superficiali in cottura sulla faccia in vista del supporto, rendendo altresì problematica la movimentazione delle piastrelle sui piani di rulli motorizzati di convogliamento. Entrambi gli inconvenienti sono notevolmente accentuati dalla tendenza della membrana ad assumere configurazioni bombate. Per risolvere parzialmente questi problemi sono state proposte soluzioni nelle domande di brevetto italiane M093U000035, MI96U000049 e MI96U000316; tali soluzioni oltre a rendere più costosa la costruzione dello stampo nuovo e della rigenerazione, anche per l'uso di speciali tappi a perdere, rendono tale stampo meno atto ad eseguire la compensazione isostatica per la limitazione imposta al movimento della membrana stessa e per la percentuale di superficie attiva più bassa. Come si può dedurre da quanto finora descritto, l’uso degli stampi isostatici determina l’insorgere di tre problemi che difficilmente trovano soluzione contemporanea poiché la soluzione che migliora una caratteristica ne peggiora conseguentemente un’altra; questi tre problemi sono: On the other hand, if, locally, the level of the powders loaded into the matrix is greater than the predetermined one, there may be curvature of the side of the tile between one rib and the next, having such an extent as to protrude with respect to the theoretical support plane of the tile defined by the free ends of the ribs, or of the support appendages in general: this determines the onset of corresponding surface defects during firing on the visible face of the support, also making it difficult to move the tiles on the planes of motorized conveying rollers. Both drawbacks are considerably accentuated by the tendency of the membrane to assume rounded configurations. To partially solve these problems, solutions have been proposed in the Italian patent applications M093U000035, MI96U000049 and MI96U000316; these solutions in addition to making the construction of the new mold and regeneration more expensive, also due to the use of special disposable caps, make this mold less suitable for carrying out isostatic compensation due to the limitation imposed on the movement of the membrane itself and for the percentage of lower active surface. As can be deduced from what has been described so far, the use of isostatic molds causes the emergence of three problems that are difficult to find a simultaneous solution since the solution that improves one characteristic consequently worsens another; these three problems are:

a) il mantenimento della planarità della piastrella nella zona posteriore di appoggio; a) maintaining the flatness of the tile in the rear support area;

b) la capacità di compensare facilmente e su ampia superficie le differenze di caricamento delle polveri per ottenere piastrelle senza difetti di calibratura dei lati; b) the ability to compensate easily and on a large surface the differences in the loading of the powders to obtain tiles without sizing defects on the sides;

c) il mantenimento della uniformità di pressatura fra le nervature di appoggio della piastrella e le zone adiacenti per ottenere piastrelle senza l’antiestetica visione delle nervature di appoggio sulla faccia in vista. c) maintaining the uniformity of pressing between the supporting ribs of the tile and the adjacent areas to obtain tiles without the unsightly vision of the supporting ribs on the exposed face.

Nella domanda di Brevetto Europeo 95202233.3 è descritto un tipo di stampo che risulta essere un buon compromesso alla soluzione contemporanea dei suddetti tre problemi, poiché: sono presenti delle zone di ancoraggio della membrana che garantiscono la planarità delle nervature di appoggio, è presente un’ampia superficie attiva di facile mobilità che garantisce un’agevole compensazione, è presente una lastra di irrigidimento associata alla parte mobile della membrana che ne impedisce deformazioni a bombatura ed attenua l’antiestetica visione delle nervature di appoggio nella faccia in vista della piastrella. Tale stampo risultando tuttavia abbastanza complicato nella realizzazione, è migliorabile come costo di realizzazione attuando una costruzione più semplice e con meno lavorazioni di macchine utensili; è inoltre migliorabile nel funzionamento sia per quanto riguarda la tenuta idraulica che per quanto riguarda la capacità di circolazione del liquido, infatti, occasionalmente si può verificare che la membrana si trovi in battuta sul fondo della cavità e perciò isoli zone di cavità impedendo la circolazione di fluido tra esse. Ciò può costituire un certo limite all’ottenimento di uniformità di pressatura. Il suddetto stampo isostatico inoltre, non è atto ad essere modificato secondo una diversa disposizione delle nervature di appoggio, essendo ciò a volte necessario per esigenze produttive. In the European Patent Application 95202233.3 a type of mold is described which is a good compromise to the simultaneous solution of the above three problems, since: there are some anchoring areas of the membrane which guarantee the flatness of the supporting ribs, there is a large active surface of easy mobility that guarantees easy compensation, there is a stiffening plate associated with the mobile part of the membrane that prevents it from curvature deformations and attenuates the unsightly vision of the supporting ribs in the visible face of the tile. This mold, however, is quite complicated in its realization, and can be improved as a manufacturing cost by implementing a simpler construction and with less machining of machine tools; it can also be improved in operation both as regards the hydraulic seal and as regards the liquid circulation capacity, in fact, occasionally it may occur that the membrane is in abutment on the bottom of the cavity and therefore isolates cavity areas, preventing the circulation of fluid between them. This may constitute a certain limit to obtaining uniformity of pressing. Furthermore, the aforesaid isostatic mold is not adapted to be modified according to a different arrangement of the supporting ribs, this being sometimes necessary for production requirements.

Tale stato anteriore della tecnica è suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibilità di eliminare gli inconvenienti sopra indicati. This prior state of the art is susceptible of considerable improvements with regard to the possibility of eliminating the aforementioned drawbacks.

Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione di un primo problema tecnico consistente nel trovare uno stampo isostatico per piastrelle ceramiche, con ampia superficie attiva di compensazione, nel quale sia reso possibile l'ottenimento di un grado di pressatura omogeneo evitando l’insorgere di difetti superficiali nei manufatti pressati, con mantenimento di spessori sostanzialmente costanti nella superficie d’appoggio, di costruzione più semplice e meno costosa. Un secondo problema tecnico è quello di trovare uno stampo isostatico per piastrelle ceramiche, con ampia superficie attiva di compensazione, nel quale sia reso possibile l'ottenimento di un grado di pressatura omogeneo evitando l'insorgere di difetti superficiali nei manufatti pressati, con mantenimento di spessori sostanzialmente costanti nella superficie d’appoggio e con possibilità di essere trasformato con un diverso disegno della nervatura di appoggio senza modifiche meccaniche nel corpo dello stampo stesso. From the foregoing derives the need to solve a first technical problem consisting in finding an isostatic mold for ceramic tiles, with a large active compensation surface, in which it is possible to obtain a homogeneous degree of pressing, avoiding the onset of defects. superficial in pressed articles, with maintenance of substantially constant thicknesses in the supporting surface, of simpler and less expensive construction. A second technical problem is to find an isostatic mold for ceramic tiles, with a large active compensation surface, in which it is possible to obtain a homogeneous degree of pressing avoiding the onset of surface defects in the pressed products, with maintenance of substantially constant thicknesses in the supporting surface and with the possibility of being transformed with a different design of the supporting rib without mechanical modifications in the body of the mold itself.

Un terzo problema tecnico è quello di trovare uno stampo isostatico per piastrelle ceramiche, con ampia superficie attiva di compensazione, nel quale sia reso possibile l'ottenimento di un grado di pressatura omogeneo evitando l'insorgere di difetti superficiali nei manufatti pressati, con mantenimento di spessori sostanzialmente costanti nella superficie d’appoggio e con migliore possibilità di circolazione del liquido anche con la membrana in appoggio sul fondo della cavità. A third technical problem is to find an isostatic mold for ceramic tiles, with a large active compensation surface, in which it is possible to obtain a homogeneous degree of pressing avoiding the onset of surface defects in the pressed products, with maintenance of substantially constant thicknesses in the supporting surface and with better possibility of liquid circulation even with the membrane resting on the bottom of the cavity.

Un quarto problema tecnico è quello di trovare uno stampo isostatico per piastrelle ceramiche, con ampia superficie attiva di compensazione, nel quale sia reso possibile l'ottenimento di un grado di pressatura omogeneo evitando l'insorgere di difetti superficiali nei manufatti pressati, con mantenimento di spessori sostanzialmente costanti nella superficie d’appoggio e con tenuta al liquido in pressione migliorata. Nella presente invenzione, è previsto uno stampo isostatico per la pressatura di piastrelle ceramiche, comprendente: una membrana delimitante una cavità nella quale è contenuto un fluido incomprimibile e definente un piano di pressatura; incavi sul detto piano di pressatura atti a formare le nervature di appoggio delle piastrelle; mezzi a lastra dotati di aperture passanti associati a detta membrana, detti mezzi a lastra essendo dotati di mobilità in direzione ortogonale a detto piano di pressatura; zone di ancoraggio di detta membrana al fondo di detta cavità in superfici di contatto, caratterizzato da ciò, che dette superfici di contatto sono sostanzialmente piane. A fourth technical problem is to find an isostatic mold for ceramic tiles, with a large active compensation surface, in which it is possible to obtain a homogeneous degree of pressing avoiding the onset of surface defects in the pressed products, with maintenance of substantially constant thicknesses in the bearing surface and with improved liquid tightness under pressure. In the present invention, an isostatic mold is provided for pressing ceramic tiles, comprising: a membrane delimiting a cavity in which an incompressible fluid is contained and defining a pressing plane; grooves on said pressing surface suitable for forming the supporting ribs of the tiles; plate means provided with through openings associated with said membrane, said plate means being provided with mobility in a direction orthogonal to said pressing plane; areas of anchoring of said membrane to the bottom of said cavity in contact surfaces, characterized in that said contact surfaces are substantially flat.

In una versione vantaggiosa dette superfici di contatto sono parallele o anche complanari. In an advantageous embodiment, said contact surfaces are parallel or even coplanar.

In un’ulteriore versione vantaggiosa è previsto che il fondo di detta cavità sia sostanzialmente piano. In a further advantageous version, the bottom of said cavity is substantially flat.

E' vantaggiosamente previsto che fra detti mezzi a lastra e il fondo della cavità siano presenti una serie di scanalature intercomunicanti, atte a favorire il flusso del fluido incomprimibile. It is advantageously provided that between said plate means and the bottom of the cavity there are a series of intercommunicating grooves, suitable for favoring the flow of the incompressible fluid.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi di uno stampo secondo il trovato risultano dalla seguente descrizione, a puro titolo esemplificativo, nella tavola di disegno allegata, in cui: Figura 1 è una vista in pianta parziale ed interrotta di uno stampo isostatico; Figura 2 è la sezione II-II di Figura 1 ; Figura 3 è una sezione come quella di Figura 2 evidenziante una fase di vulcanizzazione della membrana. Further characteristics and advantages of a mold according to the invention result from the following description, purely by way of example, in the attached drawing table, in which: Figure 1 is a partial and interrupted plan view of an isostatic mold; Figure 2 is the section II-II of Figure 1; Figure 3 is a section like that of Figure 2 showing a vulcanization step of the membrane.

Lo stampo per piastrelle ceramiche è costruito ricavando su una faccia di un blocco metallico 1 una cavità 2 delimitata perifericamente da un bordo 3. All’interno di detta cavità 2 è posta una lastra metallica 4 dotata di aperture 5 passanti nello spessore. Lungo il perimetro delle aperture 5 e di tutto il bordo periferico, nella parte rivolta alla cavità 2, detta lastra 4 è dotata di una smussatura 6 atta a formare il labbro 7. Prima della vulcanizzazione della membrana 8, la lastra 4 nella sua faccia rivolta alla cavità 2 ed in corrispondenza delle smussature 6 è spalmata di prodotto distaccante mentre nella faccia opposta è applicato un prodotto atto a favorirne l’adesione alla membrana 8. Anche il fondo della cavità 2, almeno in corrispondenza delle superfici 16 destinate al contatto con la membrana 8 ed il bordo 3 sono trattati con prodotto adesivo, dopodiché, la lastra 4 è appoggiata al fondo della cavità 2 e mantenuta in posizione con l’ausilio di almeno due spine 9 di centraggio. Ora si può procedere alla vulcanizzazione della membrana 8 per mezzo di una matrice di formatura 10 atta a conformare il piano di pressatura 11 con le scanalature 12. Finita l’operazione di vulcanizzazione basta introdurre un’opportuna quantità di olio 13 attraverso gli appositi fori 14 e lo stampo è pronto. The mold for ceramic tiles is constructed by obtaining on one face of a metal block 1 a cavity 2 peripherally delimited by an edge 3. Inside said cavity 2 is placed a metal plate 4 with openings 5 passing through the thickness. Along the perimeter of the openings 5 and of the entire peripheral edge, in the part facing the cavity 2, said plate 4 is equipped with a chamfer 6 suitable for forming the lip 7. Before the vulcanization of the membrane 8, the plate 4 in its facing face the cavity 2 and in correspondence with the bevels 6 is spread with a release product while on the opposite face a product is applied to favor its adhesion to the membrane 8. The bottom of the cavity 2 is also applied, at least in correspondence with the surfaces 16 intended for contact with the membrane. membrane 8 and edge 3 are treated with an adhesive product, after which the plate 4 rests on the bottom of the cavity 2 and is kept in position with the aid of at least two centering pins 9. Now it is possible to proceed with the vulcanization of the membrane 8 by means of a forming matrix 10 adapted to conform the pressing plane 11 with the grooves 12. Once the vulcanization operation is finished, it is sufficient to introduce an appropriate quantity of oil 13 through the appropriate holes 14 and the mold is ready.

In tale stampo isostatico le zone di ancoraggio della membrana 8 al fondo della cavità 2 sono corrispondenti alle aperture passanti 5 dei mezzi a lastra 6, inoltre a dette zone di ancoraggio sono corrispondenti gli incavi 12 del piano di pressatura 11 atti a formare le nervature di appoggio della piastrella. In this isostatic mold, the anchoring areas of the membrane 8 to the bottom of the cavity 2 correspond to the through openings 5 of the plate means 6, furthermore the recesses 12 of the pressing surface 11 suitable for forming the ribs are corresponding to said anchoring areas. support of the tile.

Onde favorire la distribuzione dell’olio 13, detta lastra 4 è vantaggiosamente percorsa, nella sua faccia rivolta alla cavità 2, da una serie di scanalature 15 intercomunicanti. Dette scanalature 15 possono anche essere ricavate nel fondo della cavità 2. In order to facilitate the distribution of oil 13, said plate 4 is advantageously crossed, in its face facing the cavity 2, by a series of intercommunicating grooves 15. Said grooves 15 can also be obtained in the bottom of the cavity 2.

Si evidenzia che le zone di ancoraggio della membrana 8 al fondo della cavità 2 sono circondate da un labbro sporgente 7 facente parte integrante della stessa membrana 8 e saldamente ancorato a detto fondo della cavità 2, ciò essendo particolarmente efficace ai fini della tenuta idraulica anche ad alte pressioni impulsive. It should be noted that the anchoring areas of the membrane 8 to the bottom of the cavity 2 are surrounded by a protruding lip 7 which is an integral part of the same membrane 8 and firmly anchored to said bottom of the cavity 2, this being particularly effective for the purposes of the hydraulic seal also for high impulsive pressures.

Si evidenzia inoltre che lo stampo secondo l’invenzione può essere modificato come conformazione degli incavi 12 destinati a formare le nervature di appoggio (interasse, disposizione ecc.) senza modifiche nel corpo 1, ma semplicemente utilizzando una diversa lastra 4. It should also be noted that the mold according to the invention can be modified as the conformation of the recesses 12 intended to form the support ribs (center distance, arrangement, etc.) without modifications in the body 1, but simply by using a different plate 4.

Infine si evidenzia come lo stampo sia particolarmente economico, poiché: il corpo 1 richiede semplicissime lavorazioni meccaniche, la lastra 4 può essere ricavata per semplice stampaggio non essendo richiesta una particolare precisione meccanica ed inoltre, la lastra stessa può essere facilmente recuperata quando lo stampo è da rigenerare. Finally, it should be noted that the mold is particularly economical, since: the body 1 requires very simple mechanical processing, the plate 4 can be obtained by simple molding as no particular mechanical precision is required and furthermore, the plate itself can be easily recovered when the mold is to be regenerated.

Claims

CLAIMS 1. Isostatic mold for pressing ceramic tiles, comprising: a membrane (8) delimiting a cavity (2) in which an incompressible fluid (13) is contained and defining a pressing plane (11); recesses (12) on said pressing surface (11) suitable for forming the supporting ribs of the tiles; plate means (4) provided with through openings (5) associated with said membrane (8), said plate means (4) being provided with mobility in a direction orthogonal to said pressing plane; anchoring areas of said membrane (8) to the bottom of said cavity (2) in contact surfaces (16), characterized in that said contact surfaces (16) are substantially flat.

2. Isostatic mold according to claim 1, in which said contact surfaces (16) are parallel.

3. Isostatic mold according to claim 1, in which said contact surfaces (16) are coplanar.

4. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which the bottom of said cavity (2, 16) is substantially flat.

5. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which said anchoring areas correspond to the through openings (5) of the plate means (4).

6. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which said anchoring areas correspond to said recesses (12) of the pressing plane (11).

Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which said anchoring areas of the membrane to the bottom of the cavity (2) are surrounded by a protruding lip (7) forming an integral part of the membrane (8) and firmly anchored to said bottom of the cavity ( 2, 16).

8. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which, between said plate means (4) and the bottom of the cavity (2) there are a series of intercommunicating grooves (15), suitable for favoring the flow of the incompressible fluid (13 ).

9. Isostatic mold according to claim 8, in which said plate (4) is crossed, in its face facing the cavity (2), by a series of intercommunicating grooves (15).

10. Isostatic mold according to claim 8, in which the bottom of the cavity (2) is crossed by a series of intercommunicating grooves (15).

11. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which along the perimeter of the openings (5), in the part facing the cavity (2), said plate (4) is provided with a chamfer (6) suitable for forming the lip (7 ).

12. Isostatic mold according to one of the preceding claims, in which along the external perimeter, in the part facing the cavity (2), said plate (4) is provided with a chamfer (6) suitable for forming the lip (7