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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur massgenauen Bearbeitung keramischer Produkte, die in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen geformt, getrocknet und schliesslich gebrannt werden und durch eine Grobbearbeitung kalibriert und anschliessend durch einen Schleifvorgang auf ihre endgültige Soll-Abmessung fertigbearbeitet werden.
Ziel der Erfindung ist es, in einer möglichst wirtschaftlichen Weise, u. zw. insbesondere mit einer optimal hohen Leistung, keramischen Produkten, insbesondere Hohlformsteinen, durch ein solches Verfahren exakt genaue Abmessungen zu verleihen, die eine präzise, mörtelsparende Verlegung solcher Produkte zu einem homogenen und regelmässigen Verband besonders hoher Festigkeit ermöglichen.
Gemäss einem älteren, vorbekannten Verfahren nach der USA-Patentschrift Nr. 2, 732, 590 ist es bereits bekanntgeworden, einen keramischen Formkörper, u. zw. eine Kachel, in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen zu kalibrieren, nämlich zunächst in einem Grobschleif-Vorgang und sodann in einer zweiten Bearbeitungsphase durch einen Feinschleif-Vorgang zu bearbeiten.
Für die Bearbeitung von Formsteinen mit verhältnismässig grossen Lagerflächen und oft erheblichem Übermass ist dieses Verfahren, bei dem sowohl die Grobbearbeitung als auch die Feinbearbeitung durch einen Schleifvorgang bewerkstelligt wird, praktisch nicht brauchbar, weil das Abschleifen bzw. Zerspanen des gesamten überschüssigen Volumens solcher keramischer Formlinge einen allzuhohen Energie- und Zeitaufwand erfordern und demnach das Produkt allzusehr verteuern würde.
Gemäss einem älteren Vorschlag wurde bereits vorgesehen, zur Herstellung massgenauer keramischer Produkte, insbesondere Hohlziegel, die getrockneten, ungebrannten Rohlinge mittels Trennscheiben od. dgl. zu bearbeiten, indem das ausserhalb einer jeweils gewünschten Begrenzungsebene befindliche Material, also das sogenannte"Übermass"solcher Rohlinge abgeschnitten wurde. Solche Trennscheiben können mit Geschwindigkeiten bis über 100 m/sec angetrieben werden, wodurch ein Vorschub des zu bearbeitenden Werkstückes durch eine mit solchen Trennscheiben bestückte Schneidstation mit einer Geschwindigkeit von mehr als 6 cm/sec ermöglicht wird. Bei einer derart hohen Leistung ist jedoch jene Massgenauigkeit, die sich durch einen Schleifvorgang ergibt, nicht erzielbar.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich die Vorzüge beider Verfahren vereinigen und eben dadurch zu einem überraschend hohen Effekt steigern lassen, wenn der geformte, bereits verfestigte Körper des keramischen Produktes in zwei verschiedenen seiner Trocknung folgenden Arbeitsgängen bearbeitet wird, u. zw. zuerst einer Abtrennung von Materialzonen zum Zweck der Volumsverringerung und sodann erst anschliessend einer Oberflächenbearbeitung durch Abschleifen unterzogen wird.
Der Erfindung gemäss erfolgt somit bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Gattung die Grobbearbeitung der geformten, bereits verfestigten Produkte nach ihrer Trocknung und/oder nach ihrem Garbrand durch ein Abschneiden von Materialzonen, vorzugsweise mittels Trennscheiben.
Der nachfolgende, dem Glätten und genauen Kalibrieren des Produktes dienende Schleifvorgang kann sich demnach auf das Abziehen einer bloss sehr dünnen, etwa 0, 2 mm starken Schicht beschränken. Solcherart können für diesen Schleifvorgang beispielsweise Topfschleifwerkzeuge eingesetzt werden. Wegen der geringen Schleiftiefe und der dadurch gering bleibenden Schnittkräfte ist die Anwendung solcher Werkzeuge auch bei den noch wenig widerstandsfähigen, ungebrannten Ziegel-Rohlingen möglich, sofern dieser Schleifvorgang unmittelbar nach dem Trocknungsprozess durchgeführt wird.
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip besteht also im wesentlichen darin, dass einer groben Abtrennung von Materialzonen, mit der das keramische Produkt vorerst einmal im wesentlichen jene Abmessungen erhält, die eine Feinbearbeitung ermöglichen, eine Oberflächenbehandlung durch Schleifen folgen kann, bei der nur eine sehr geringe Volumsverminderung des Produktes durchgeführt werden braucht.
Demnach beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass ein wirklich exakter Schneidvorgang doch einer erheblichen Sorgfalt und eines grösseren Zeitaufwandes bedürfte, dass aber anderseits Schleifvorgänge, mit denen-wie früher-sämtliche Übermasse entfernt werden müssen, erst recht leistungsaufwendig sind. Die Herstellung eines Produktes mit exakten Abmessungen lässt sich demnach mit wirtschaftlich geringem Leistungsaufwand nur auf dem von der Erfindung gewiesenen Weg einer Kombination von zweierlei verschiedenen Bearbeitungsvorgängen verwirklichen.
Es ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 935179 bereits bekanntgeworden, das Abschneiden und Beschleifen keramischer Stäbchen und Röhrchen mittels einer beidseits mit Schleifscheiben versehenen Schneidscheibe durchzuführen. Für die Herstellung massgenauer grossflächiger Formsteine wäre jedoch eine solche Vorrichtung zu leistungsschwach und demnach ungeeignet. Bei derartigen keramischen Produkten lässt sich demnach der von der Erfindung angestrebte Erfolg nur durch die obenerwähnte sinnvolle Aufteilung der Nachbearbeitung in zweierlei Bearbeitungsvorgänge erreichen.
Im Rahmen der grundsätzlichen erfindungsgemässen Lösung stehen vielerlei Ausführungsvariationen offen.
So kann das der Volumsverringerung des Produktes dienende Abschneiden überschüssiger Materialzonen und das Schleifen, also sowohl die Grobbearbeitung als auch die Feinbearbeitung, unmittelbar im Anschluss an das Trocknen durchgeführt werden. Die Nachbearbeitung kann aber auch unterteilt derart durchgeführt werden, dass die Grobbearbeitung durch Beschneiden unmittelbar nach dem Trocknen, die Feinbearbeitung durch Schleifen
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hingegen erst nach dem Brennen erfolgt. Die letztgenannte Variante mag im Hinblick auf die beim Brennen in nur mehr sehr geringfügigem Ausmass eintretenden Volumsänderungen des keramischen Körpers bevorzugenswert sein, denn sie gewährleistet bei geringstem Leistungsaufwand die grösste Massgenauigkeit.
Bei nicht allzu hartem Material kann aber auch die Grobbearbeitung des Körpers zwecks Volumsverringerung als auch die Oberflächenbehandlung durch das Schleifen erst nach dem Brennen erfolgen.
Nachstehend ist das erfindungsgemässe Verfahren an Hand schematischer Zeichnungen erläutert, die verschiedene Varianten des Verfahrens bloss schematisch veranschaulichen. Die Fig. l zeigt in schematischen
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noch plastischen Hohlformsteine--l--abgetrennt.
Der nächste Verfahrensschritt besteht im Trocknen dieser Hohlformsteine --1--, die hiezu beispielsweise auf Trockenlatten-6-in Trockenkammern gelagert werden und während der Trocknung bereits eine Verfestigung erfahren. Während des Trocknungsvorganges schwindet das Material der Formsteine um etwa 5 bis 8% des ursprünglichen Volumens ; dieses Schwindmass ist als Erfahrungswert für die jeweils verarbeitete Masse vorbekannt und wird dadurch berücksichtigt, dass man den plastischen Rohling mit entsprechend grösserem Volumen ausformt als es den Sollabmessungen des Endproduktes entspricht.
Beim Schwinden des Formsteines --1--, treten - auch bei guter Homogenisierung der Tonmasse-unweigerlich Schrumpf-Verformungen auf, so dass der Rohling nach dem Trocknen nie genau die gewünschten Sollabmessungen aufweisen wird und deshalb eines gewissen Übermasses bedarf.
Der Formstein--l--wird nun dem Brennofen --7-- zugeführt und dort zum Endprodukt gebrannt.
Wie schon eingangs erwähnt, gehört es zum Stand der Technik, den Formstein--l--vor oder nach dem Brennen auf die gewünschten Sollabmessungen zu kalibrieren.
Der erfindungsgemässen Lösung zufolge werden nun zwei bestimmte, der Kalibrierung dienende Nachbearbeitungsvorgänge miteinander kombiniert, wobei hiefür grundsätzlich die in den Fig. 2 bis 4 der Zeichnungen schematisch veranschaulichten Verfahrensvarianten zur Verfügung stehen.
Gemäss Fig. 2 erfolgt die Bearbeitung des Formsteinkörpers-l-durch Abschneiden von Materialzonen und durch Schleifen der Schnittflächen des Formsteines unmittelbar anschliessend an das Trocknen. Unmittelbar nach dem Trocknen wird also mittels einer Trennscheibe-8-od. dgl. ein über die Soll-Abmessung überstehender Randbereich des Formsteinen der übertrieben uneben veranschaulicht ist, abgeschnitten ; der Einfachheit halber ist dies nur für eine Seite des Formsteines-l--veranschaulicht, doch kann diese Bearbeitung an beliebig vielen Seiten gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden, vorzugsweise an jenen beiden gegenüberliegenden Lagerflächen des Formsteinen an denen auch dessen Hohlräume münden, sofern es sich um einen Hochloch-Ziegel handelt.
Dem Abschneiden der überschüssigen Materialzonen, des sogenannten Übermasses, schliesst sich im Verfahrensablauf nach Fig. 2 das Schleifen der beschnittenen Formsteinseiten mittels eines beliebigen, bekannten Schleifgerätes, z. B. mittels eines walzenförmigen, sogenannten Topfschleifwerkzeuges-9-an, bevor dann der solcherart nachbearbeitete und kalibrierte Formling-wie bisher-dem Brennofen--7--zugeführt und zum fertigen Produkt gebrannt wird.
Die beim Brennen auftretende Schwindung ist erfahrungsgemäss so gering (nur bis zu 1% des Gesamtvolumens), dass dieses Verfahren, gleichwohl das Kalibrieren am noch ungebrannten Formling durchgeführt wird, hinreichend genaue Abmessungen liefert.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Verfahrens-Variante erfolgt die Bearbeitung des Formstein-Körpers--l--
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Brennen im Brennofen--7--. Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, dass das Beschneiden des noch nicht allzusehr verfestigten Formlings getrennt ist von der Bearbeitung des voll verfestigten Formsteinen welch letztere aber dann ihrerseits besonders präzise durchführbar ist und ein besonders massgenaues Endprodukt liefert.
Schliesslich mag es-bei nicht allzuhartem keramischem Material-vorteilhaft sein, gemäss dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren vorzugehen und die Bearbeitung des Formsteinkörpers--l--durch Schneiden und Schleifen erst nach dem Brennen im Brennofen--7--durchzuführen.
Die Bearbeitung des Formsteinkörpers--l--kann-nach einer bevorzugten Ausführungsform-inner- halb derselben Vorrichtung in aufeinanderfolgend angeordneten Stationen erfolgen, wie dies die Fig. 5 veranschaulicht. In einem gemeinsamen Gehäuse--10--, das mit einer Absaugvorrichtung ausgestattet werden kann und von einem Förderband --11-- durchlaufen wird, ist beispielsweise sowohl eine Trennscheibe --8-- als auch eine Schleifscheibe--12--gelagert und der Formstein-l--passiert diese Werkzeuge--8 und 12-nacheinander.
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Anderseits mag es-z. B. für die Durchführung des in Fig. 3 dargestellten Verfahrens - notwendig sein, die Werkzeuge zum Beschneiden bzw. Schleifen des Formsteines--l--in gesonderten, allenfalls von einem
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und von beweglich geführten Bearbeitungswerkzeugen bearbeitet werden, anderseits kann aber dieser Körper auch durch mindestens eine ortsfeste Vorrichtung schrittweise oder kontinuierlich hindurchgeführt werden, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Neben den dargestellten und erläuterten Ausführungsvarianten sind noch ausserordentlich zahlreiche weitere Varianten im Rahmen der Erfindung denkbar. So können zum Schneiden der überschüssigen Materialzonen des Formlings nicht nur rotierende Schneidwerkzeuge, wie Trennscheiben, Kreissägen, Frässcheiben od. dgl., Verwendung finden, sondern auch alle Arten geradlinig bewegter Schneidwerkzeuge, wie Bandsägeblätter, Seilschneider, Schneidbänder usw., sei es in umlaufender, bereichsweise geradliniger Bewegung oder sei es in geradliniger hin- und hergehender Bewegung.
Schliesslich können im Rahmen der Erfindung auch modernste Schneid- bzw. Trennwerkzeuge Verwendung finden, etwa solche, die durch Ultraschall, Ultralicht (Laser) od. dgl. wirksam sind.