ITMI970347A1 - Macchina per la formatura e pressatura di polveri particolarmente per la produzione di piastrelle ceramiche nonche' procedimento per la - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad una macchina per la formatura e pressatura di polveri particolarmente per la produzione di piastrelle ceramiche, nonché al procedimento per la realizzazione delle piastrelle ceramiche.

Come è noto, nella produzione di piastrelle ceramiche formate per pressatura, si ha un particolare momento tecnologico, che è denominato caricamento del soffice, il quale ha lo scopo di trasferire le polveri, costituenti l'impasto, da una zona esterna, generalmente una tramoggia sovrastante la pressa, ad una zona interna alla pressa e più precisamente all'interno della cavità o delle cavità di uno stampo. La cavità risulta delimitata in basso dai punzoni inferiori, al lati dalle lastrine della matrice entro le quali verranno fatti scendere i punzoni superiori solidali alla parte mobile della pressa, per effettuare la compattazione delle polveri soffici ed ottenere il prodotto pressato.

Nelle soluzioni attuali si ha che l'operazione di caricamento delle polveri ha notevole importanza sulla velocità di produzione, sulla corretta geometria del pezzo finito e sull'aspetto estetico del pezzo finito, specialmente nel caso di produzioni di monopressatura o di gres porcellanato che sono destinate a non subire ulteriori trattamenti superficiali di smaltatura e/o decorazione, ma eventualmente una eventuale levigatura in crudo o in cotto.

In particolare si è riscontrato che la durata tipica di una fase di caricamento in una moderna pressa idraulica per medi formati, raggiunge circa il 50% delia durata dell'intero ciclo di pressatura, e a titolo di esempio si può segnalare che il periodo di caricamento può variare da 1,5 a 3 secondi su un ciclo completo di 4-5 secondi, per una produzione di 15-12 battute al minuto.

Nei tempi brevissimi sopra segnalati si ha la necessità che la carica soffice venga trasferita nello stampo e depositata correttamente per non dar luogo a mancanze o a lacune o a differenziazioni di densità che provocherebbero inevitabilmente difetti dimensionali intollerabili nel pezzo finito.

Nei tempi brevi di caricamento e con i limitatissimi spazi a disposizione si ha la necessità anche di eseguire il lavoro di abbellimento estetico mediante strati sovrapposti e ben separati di polveri di colori o di nature diverse, venature o striature di diverso colore, macchie discrete di diverso colore organizzate a disegno, inserimento di strati di materiale granulare o vetroso o scaglie.

Secondo la tecnica attualmente utilizzata si ha che il caricamento viene effettuato con diversi tipi di macchine che lavorano in modo coordinato con la pressa, in modo da coordinare la successione delle operazioni.

La soluzione più tradizionale delle macchine di caricamento prevede una struttura vincolata alla pressa che è dotata di un carrello, scorrevole su guide lineari, con una traiettoria rettilinea e con moto alternato accelerato o controllato tramite un controllo di assi.

Il carrello supporta un sistema di griglie trasversali che striscia su un materiale antiusura e lo spazio delimitato dalle griglie viene occupato dal materiale soffice, quando il carrello è retratto al di fuori della pressa. Il carrello viene a costituire una valvola di riempimento delle griglie o in altri casi vengono previste opportune valvole rotative che riempiono le griglie o vengono previsti complessi sistemi di valvole e tubi in modo tale da realizzare il caricamento differenziato per colore o per materiale o per diversa granulometria da zona a zona.

Una volta terminato il caricamento, il carrello avanza e le griglie riversano il soffice nella cavità dello stampo, non senza aver provocato nella carica di soffice stesso dei rimescolamenti, delle separazioni granulometriche, delle striature di colori dovute al moto di avanzamento del soffice, nella fase esterna alla pressa e alla successiva caduta nello stampo.

A volte questi fenomeni, che non sono sempre ben controllabili, vengono opportunamente esaltati al fine di ottenere effetti estetici quali striature, venature,marmorizzazioni,ma in genere confiiggono con la possibilità di ottenere campiture o disegni precisi.

Un secondo tipo di macchina realizza il movimento del carrello con attuatori linearimossi da servomotori, configurando un asse retroazionato e consentono, anche grazie all'impiego di leghe leggere e materiali compositi nella costruzione della parte mobile, l'ottenimento di accelerazioni variabili e quindi un maggior controllo dei fenomeni dinamici nel trasferimento della carica soffice. Il movimento può essere ottenuto anche con motori idraulici recanti ruota dentata impegnata in cremagliere, ma anche in questo caso non si ha la possibilità di ottenere dei disegni precisi sulla piastrella per le limitazioni in precedenza segnalate.

Un terzo tipo di macchina realizza il cosiddetto "doppio caricamento", in questa soluzione un carrello lineare imbarca un secondo carrello e a volte un sistema di retini di tipo serigrafico o più semplicemente griglie intercambiabili forate a disegno; con questa macchina è possibile applicare sul soffice già depositato nello stampo uno strato di materiale uniforme oppure realizzare disegni significativamente definiti ma limitati nel numero di colori/materiali.

Il secondo caricamento, che avviene obbligatoriamente sequenzialmente al primo, aumenta di molto il tempo totale di caricamento, anche a causa della maggior corsa del carrello, per cui la produzione della pressa risulta in pratica dimezzata.

Anche un secondo carrello montato contrapposto al primo dall'altro lato della pressa configura un doppio caricamento, ma le perdite di tempo sono ancora più elevate.

Un nuovo tipo di macchina imbarca, in posizione sovrastante le griglie, un nastro trasportatore che mediante controllo a assi realizza, durante la corsa di ritorno, un movimento relativo del ramo superiore prossimo a zero, consentendo il deposito di un secondo strato di materiali di un primo strato precedentemente depositata dalle griglie, un disegno organizzato dalle polveri sul nastro verrà trasferito nell'alveolo non senza subire l'azione negativa sulla precisione della pur piccola caduta dal nastro allo stampo.

Altri pongono sul carrello solamente un nastro trasportatore il cui moto può essere coordinato con quello del carrello e durante la corsa di ritorno deposita lo strato soffice, eventualmente costituito da più materiali, in qualche modo organizzati, dentro lo stampo, mantenendo però una caduta dei materiali che, come nel caso precedente, non potranno integrare disegni precisi.

Tutte le macchine sopra descritte hanno poi accessori che eseguono l'espulsione dei pezzi pressati nel ciclo precedente, la pulizia dello stampo, il caricamento delle griglie e/o del nastro e/o della seconda tramoggia, l'eventuale rasatura del soffice depositato, raschietti, bandelle di contenimento, tramogge di raccolta del materiale perso e così via.

La caratteristica comune in tutte le macchine della tecnica nota è quella di concludere l'organizzazione della carica soffice all'interno dello stampo che è posto nella posizione dentro alla pressa, avendo cosi poco tempo e poco spazio per eseguire l'operazione.

Il compito che si propone il trovato è appunto quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando una macchina per la formatura e la pressatura di polveri, particolarmente per la produzione di piastrelle e ceramiche che dia la possibilità di incrementare notevolmente i cicli produttivi, pur realizzando delle piastrelle con disegni ben definiti e predeterminati.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare una macchina ed un relativo procedimento che dia la possibilità di eseguire tutte le operazioni di caricamento direttamente fuori dalla pressa e di trasferire senza modifiche il pezzo preformato all'interno della pressa, avendo così la possibilità di non essere vincolato nel ciclo produttivo al tempo necessario alla corretta formazione della carica.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento che dia la possibilità di ottenere delle piastrelle ceramiche con disegni a contorni netti pur potendo sfruttare un ciclo produttivo completamente automatizzato e veloce.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da una macchina per la formatura e pressatura di polveri particolarmente per la produzione di piastrelle ceramiche, secondo il trovato, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un gruppo per l'organizzazione di una carica di polveri soffici all'interno di un vassoio definente almeno una camera di accoglimento della carica sostanzialmente corrispondente ad una relativa cavità in uno stampo di pressatura, almeno un gruppo per il trasferimento di detta carica in detta cavità di uno stampo di pressatura senza movimenti reciproci tra i costituenti detta carica ed almeno una pressa per la compattazione di dette polveri soffici e l'ottenimento del prodotto pressato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita,ma non esclusiva, di una macchina per la formatura e pressatura di polveri particolarmente per la produzione di piastrelle e ceramiche, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente la macchina, secondo il trovato;

la figura 2 rappresenta in alzato e parzialmente in spaccato un vassoio;

la figura 3 rappresenta visto in pianta e parzialmente in sezione una possibile conformazione di un vassoio;

la figura 4 rappresenta schematicamente sezionato un vassoio;

le figure da 5 a 8 rappresentano schematicamente in successione le fasi di ribaltamento del vassoio, il trasferimento del vassoio al di sopra del piano pressa, il deposito della carica sul piano pressa e l'allontanamento del vassoio;

la figura 10 rappresenta schematicamente una diversa forma di realizzazione di un vassoio con fondo mobile;

le figure da 11 a 13 rappresentano in successione la fase di posizionamento del vassoio sul piano pressa, la rimozione del fondo e l'allontanamento del vassoio.

Con riferimento alle citate figure, la macchina per la formatura e pressatura di polveri, particolarmente per la produzione di piastrelle e ceramiche, secondo il trovato, comprende una pluralità di isole di riempimento 1 in corrispondenza delle quali vengono previsti dei vassoi 2 che definiscono una o piu cavità al loro interno per l'organizzazione di una carica soffice.

Nelle varie isole di riempimento, che possono essere in numero variabile, è possibile eseguire operazioni di carica totale o parziale del soffice, ottenendo la disposizione che si ritiene ottimale.

I vassoi vengono poi trasferiti ad una stazione di carica, indicata genericamente con il numero di riferimento 4, che provvede ad inviare i vassoi ad una pressa 5 ove avviene il trasferimento della carica nello stampo della pressa senza movimenti reciproci tra i costituenti la carica.

Più in dettaglio vengono utilizzati dei vassoi illustrati nelle figure da Z a 9 i quali presentano un telaio perimetrale 10 che è ottenuto mediante una struttura tubolare che definisce una cavità 11 che è inferiormente delimitata da un setto poroso 12 realizzato, ad esempio da una lamiera forata 13 con una rete di contenimento 14 che sovrasta una camera di aspirazione 15, nella quale sono previsti tratti distanziali 16 per consentire il supporto perfettamente in piano dell'elemento 1astriforme.

La cavità 11 presenta la peculiarità di avere la medesima conformazione dello stampo della pressa, per cui la carica che viene completamente organizzata all'interno del vassoio può essere trasferita allo stampo senza subire delle modifiche.

Più in dettaglio, il setto poroso è costituito da una rete metallica inox 13 con luce libera compresa tra 180 e 250 micron e viene fissato e tensionato sulla lamiera forata mediante incollaggio o saldatura a punti o a tratti o mediante a vite.

Lateralmente lo stampo presenta lastrine 18 scorrevoli verticalmente o fisse, che sono rivestite di materiali antiaderenti e/o antiusura e delimitano, unitamente al setto poroso di fondo, lo spazio destinato alla carica soffice.

La costruzione che è particolarmente leggera fa vantaggiosamente, ma non esclusivamente, uso di leghe leggere,materiali compositi, acciai legati, sigillanti, elastomeri, polimeri, rivestimenti antiaderenti e antiusura e bloccaggio magnetico delle piastrine laterali.

I vassoi che vengono posizionati nelle varie isole di riempimento 1 seguono un percorso di precarica che li posiziona sequenzialmente in una o più isole di riempimento che sono disposte in successione trasversalmente o longitudinalmente o verticalmente o circolarmente in prossimità della pressa e in ciascuna isola viene eseguita una operazione di carica totale o parziale della cavità superiore dei vassoi, con l'ausilio, ad esempio, ma non esclusivamente di retini serigrafici,griglie forate o sagome a modo di schermo, fustelle divisorie estraibili e non, impiego di sistemi elettrostatici, attrezzi robotizzati dotati o meno di sistemi di visione e riconoscimento inmagine,microdosatori, vibratori, getti d'aria, becchi o ventose di aspirazione, aste o miscelatori, o qualsiasi altra operazione si ritenga opportuna.

Eseguita la precarica del vassoio con tempi che risultano del tutto indipendenti dal ciclo pressa, il vassoio stesso viene trasferito nella zona di trasferimento di carica 4 per essere poi successivamente convogliato alla pressa 5.

II vassoio al momento del suo trasferimento al di sotto della pressa subisce una precompattazione della carica mediante l'applicazione del vuoto. La carica è composta principalmente di granuli parasferici di diversa granulometria, per cui il riempimento del vassoio lascia la carica molto permeabile all'aria in virtù degli spazi vuoti residui tra sfera e sfera.

All'applicazione del vuoto si instaura un violento flusso d'aria attraverso gli interstizi,per cui i granuli più fini subiscono un trascinamento in direzione del setto poroso, ma finiscono con 1‘intasare gli interstizi più piccoli con un risultato finale di risistemazione granulometrica della carica, suo addensamento e precompattazione.

La precompattazione così ottenuta riduce la scorrevolezza dei granuli e favorisce il trasferimento preciso nello stampo.

Una volta che è stata eseguita la precompattazione della carica il vassoio viene ribaltato, come schematicamente illustrato in figura 5 e viene poi posizionato al di sopra dello stampo 20 della pressa 5 che è dotato di un punzone inferiore 21 che viene fatto gradualmente scendere, in modo tale che la carica precompattata si trasferisca sul punzone inferiore della pressa, senza subire alcuno spostamento o modifica dei costituenti, per cui viene mantenuta l'integrità del disegno realizzato.

Quando la carica è stata completamente trasferita sullo stampo, che ha una stessa conformazione rispetto alla camera in cui la carica stessa è stata realizzata, il vassoio viene allontanato per procedere ad un ulteriore ciclo.

L'elemento fondamentale risulta costituito dal fatto che la carica soffice è stata definitivamente organizzata, preformata e precompattata esternamente allo stampo della pressa, per cui i tempi necessari non influiscono sui cicli produttivi della macchina.

Secondo quanto illustrato nelle figure da 10 a 13 è possibile prevedere una forma alternativa di vassoio, indicato con 30, il quale presenta un fondo mobile 31 costituito da una sottile lamiera di acciaio Inox che può essere sfilato dalle guide 32 ricavate sulle lastrine laterali 33 ed in virtù del piccolo spessore della lamiera di fondo la caduta della carica è piccola come piccola o trascurabile risulta essere la sua scomposizione.

In pratica anche in questo caso si ha la possibilità di eseguire il trasferimento della carica senza nessuna modifica della disposizione della carica stessa che è stata completamente organizzata al di fuori della pressa ed introdotta nello stampo della pressa solo per eseguire la pressatura e non altre operazioni di formatura.

Il procedimento che viene adottato risulta quindi notevolmente innovativo rispetto alla tecnica nota, in quanto 1'utilizzazione dei vassoi e delle isole di riempimento dà la possibilità di moltiplicare il tempo e gli spazi a disposizione per effettuare la carica dello stampo senza influire sulla velocità della pressa.

Conseguentemente cariche anche molto complesse ottenute in tempi successivi nei vassoi vengono poi trasferite integre e rapidamente nella cavità dello stampo con risultati ottimali.

Il tempo impiegato per l'intero ciclo che prevede il carico del vassoio, la precompattazione della carica, la corsa di immissione del vassoio al di sotto della pressa ed espulsione della carica senza modifica all'interno della cavità dello stampo è sensibilmente simile all'intero ciclo carrello di una macchina tradizionale media e può variare da 1,5 a 2,5 secondi.

Il ciclo attivo di pressatura è di circa 3 secondi durante il quale la zona di precarica esegue il trasferimento di un passo di ogni vassoio e cambia il vassoio vuoto con uno pieno sulla zona di carica, ottenendo quindi un ciclo che è di circa 5 secondi con 12 battute al minuto, come i cicli tradizionali.

Da quanto sopra descritto, si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che, realizzando la completa organizzazione della carica soffice esternamente alla pressa, si ha la possibilità di avere tempi lunghi per predisporre la carica, avendo inoltre il vantaggio di trasferire la carica stessa senza alcuna modifica al di sotto dello stampo della pressa, ottenendo così dei manufatti con disegni precisi e perfettamente ripetibili, pur utilizzando un ciclo completamente automatico.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1.Macchina per la formatura e pressatura di polveri, particolarmente per la produzione di piastrelle ceramiche, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un gruppo per l'organizzazione di una carica di polveri soffici all'interno di un vassoio definente almeno una camera di accoglimento della carica sostanzialmente corrispondente ad una relativa cavità di uno stampo di pressatura, almeno un gruppo per il trasferimento di detta carica in detta cavità di uno stampo di pressatura senza movimenti reciproci tra 1 costituenti detta carica ed almeno una pressa per la compattazione di dette polveri soffici e l'ottenimento del prodotto pressato.
2. 2. Macchina, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto gruppo per Γ organizzazione di una carica di polveri soffici comprende una pluralità di isole di riempimento per l'esecuzione d1 operazioni di carica totale o parziale del soffice in detti vassoi, essendo inoltre previsti mezzi di trasferimento di detti vassoi.
3. 3. Macchina, secondo le rivendicazioni precedenti,caratterizzata dal fatto che detta stazione di carica prevede mezzi per la precompattazione di detta carica di polveri soffici.
4. 4. Macchina, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta stazione di carica comprende mezzi,per la connessione ad una sorgente di vuoto di detti vassoi per l'esecuzione della precompattazione di detta carica di polveri soffici.
5. 5. Macchina, secondo una o più delle rivendicazfoni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi per il ribaltamento di detti vassoi con detta carica di polveri soffici precompattata in corrispondenza della cavità di detto stampo.
6. 6. Vassoio per il contenimento di una carica di polveri soffici caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio definente una cavità inferiormente delimitata da un fondo poroso al di sotto del quale è prevista una camera di aspirazione.
7. 7. Vassoio, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fondo poroso è ottenuto da una lamiera forata al di sopra della quale è prevista una rete di contenimento.
8. 8. Vassoio, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta rete presenta una luce libera compresa tra 180 e Z50 micron.
9. 9. Vassoio, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti,caratterizzata dal fatto di comprendere elementi distanziali supportanti detta lamiera forata e previsti in detta camera di aspirazione.
10. 10. Vassoio, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio definente una cavità per l'alloggiamento della carica di polveri soffici, detta cavità essendo dotata di un fondo mobile realizzato da una sottile lamiera sfilabile con detto vassoio posizionato in corrispondenza dello stampo della pressa.
11. 11. Procedimento per la realizzazione di piastrelle ceramiche, caratterizzato dal fatto di consistere nell'eseguire, al di fuori della zona interessata dalla pressa di pressatura, il riempimento con polveri soffici, comunque organizzate, d1 una cavità avente una conformazione sostanzialmente uguale alla conformazione della cavità dello stampo di pressatura previsto in detta pressa, nel trasferire detta carica da detto vassoio a detto stampo senza movimenti reciproci tra i costituenti detta carica.
12. 12. Procedimento, secondo la rivendicazione precedente,caratterizzato dal fatto che la carica soffice prevista in detto vassoio viene sottoposta ad una precompattazione.
13. 13. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta precompattazione viene realizzata fuori dalla pressa mediante aspirazione di aria attraverso la massa costituente detta carica di polveri soffici.
14. 14. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere il ribaltamento della carica di polveri soffici precompattate per il posizionamento delle polveri stesse in corrispondenza del punzone inferiore della pressa di formatura e pressatura.
15. 15. Macchina per la formatura e pressatura di polveri particolarmente per la produzione di piastrelle ceramiche, vassoio utilizzato in detta macchina, nonché procedimento per la realizzazione di piastrelle ceramiche, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.