BE1030975A1 - Process for the production of roof tiles using the rapid firing process - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Dachziegels aus Ton (1), umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen des feuchten, nicht aufbereiteten Tons (1); Erzeugen einer wässrigen Tonsuspension (2); Aussondern einer Überkornfraktion aus der Suspension (2), wobei die Überkornfraktion Körner umfasst, deren Korndurchmesser einen definierten Wert überschreiten; Granulieren der Suspension (2) zur Erzeugung eines Tongranulats (3); Einbringen des Tongranulats (3) in eine Pressform (14); Pressen des Tongranulats in der Pressform (14), wobei das Tongranulat (3) verdichtet und zu einem Dachziegelformling geformt wird; Überführen des Dachziegelformlings in einen Rollenofen; und Brennen des Dachziegelformlings in einem Schnellbrandverfahren. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anlage (10) zur Herstellung eines Dachziegels sowie einen Dachziegel.According to a first aspect, the invention relates to a method for producing a roof tile from clay (1), comprising the following steps: providing the moist, unprocessed clay (1); producing an aqueous clay suspension (2); separating an oversize fraction from the suspension (2), wherein the oversize fraction comprises grains whose grain diameter exceeds a defined value; granulating the suspension (2) to produce clay granules (3); introducing the clay granules (3) into a press mold (14); pressing the clay granules in the press mold (14), wherein the clay granules (3) are compacted and formed into a roof tile molding; transferring the roof tile molding into a roller kiln; and firing the roof tile molding in a rapid firing process. According to a further aspect, the invention relates to a system (10) for producing a roof tile and to a roof tile.
Description
Verfahren zur Herstellung von Dachziegeln imProcess for the manufacture of roof tiles in
SchnellbrandverfahrenFast firing process
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dachziegels, eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, sowie einen durch dasThe invention relates to a method for producing a roof tile, a plant for carrying out the method, and a
Verfahren erhaltenen Dachziegel.roof tiles obtained by this process.
Stand der TechnikState of the art
Die Herstellung von Dachziegeln erfolgt üblicherweise über einThe production of roof tiles is usually carried out via a
Nasspressverfahren. Bei diesem Verfahren werden Ton und/oder Lehm in einer Grube abgebaut, anschließend gemischt und für den Pressvorgang aufbereitet. Aus der aufbereiteten Tonmischung wird zunächst ein endloser Tonstrang durch eine Strangpresse extrudiert. Anschließend wird der Tonstrang in sogenannte Batzen geschnitten. In einer Revolverpresse, in die jeweils für die Formung der Ober- und Unterseite des DachziegelsWet pressing process. In this process, clay and/or loam are mined in a pit, then mixed and prepared for the pressing process. From the prepared clay mixture, an endless clay strand is first extruded through an extrusion press. The clay strand is then cut into so-called lumps. In a turret press, into which a
Gipsformen eingelegt sind, erhält der Batzen dann eine dem Dachziegel entsprechende Form. Nach dem Pressvorgang weist derPlaster molds are inserted, the lump is then given a shape corresponding to the roof tile. After the pressing process, the
Dachziegelformling bereits eine sogenannte Grünfestigkeit auf, welche es erlaubt, den Dachziegelformling aus der Gipsform zu entnehmen, aufRoof tile preform already has a so-called green strength, which allows the roof tile preform to be removed from the plaster mold,
Trockenrahmen zu stapeln und so der Trocknung zuzuführen. Diedrying frames and thus feed them to the drying process. The
Trocknung der Dachziegelformlinge dient dazu den Feuchtigkeitsgehalt des Tons vor dem Brennvorgang zu reduzieren, sie erfolgt üblicherweise über einen Zeitraum von 24 Stunden bis 36 Stunden bei einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C. Im Anschluss an die Trocknung werden dieDrying of the roof tile moldings serves to reduce the moisture content of the clay before firing, it usually takes place over a period of 24 hours to 36 hours at a temperature between 80°C and 120°C. After drying, the
Dachziegelformlinge auf keramische Brennkassetten gelegt. DieRoof tile preforms are placed on ceramic firing cassettes.
Dachziegelformlinge werden zusammen mit den Brennkassetten aufRoof tile preforms are placed together with the firing cassettes on
Ofenwagen gestapelt und auf diesen in den Tunnelofen überführt, wo diekiln cars and transferred to the tunnel kiln, where the
Dachziegelformlinge bei Temperaturen zwischen 980°C und 1100°C für eine Dauer von mindestens 24 Stunden gebrannt werden.Roof tile preforms are fired at temperatures between 980°C and 1100°C for a period of at least 24 hours.
Nasspressverfahren haben den Nachtteil, dass das in der Tonmischung gebundene Wasser aus dem Ton und aus der Pressform entweichen muss. Geschieht das nicht, kann das Wasser im gebrannten DachziegelWet pressing processes have the disadvantage that the water bound in the clay mixture must escape from the clay and the press mould. If this does not happen, the water can
Poren hinterlassen, welche die Wetterbeständigkeit des Dachziegels reduzieren. Die Pressformen werden daher aus Gips hergestellt, der aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften Wasser aufnehmen kann. Zusätzlich ist es allerdings noch erforderlich, die aus Gips hergestellten Pressformen mit Entwässerungsleitungen auszustatten. Dieleave pores that reduce the weather resistance of the roof tile. The press moulds are therefore made of gypsum, which can absorb water due to its hygroscopic properties. In addition, however, it is still necessary to equip the press moulds made of gypsum with drainage pipes. The
Herstellung der Pressformen aus Gips ist arbeitsintensiv und somit teuer.Making plaster molds is labor-intensive and therefore expensive.
Da der Gips schnell durchfeuchtet sind die Standzeiten der Pressformen gering, was zu häufigen Produktionsstopps führt, denn die Pressformen der Revolverpresse müssen regelmäßig ausgetauscht werden.Since the gypsum quickly becomes moist, the service life of the press molds is short, which leads to frequent production stops, because the press molds of the turret press have to be replaced regularly.
Die im Dachziegelformling verbleibende Feuchtigkeit muss vor demThe moisture remaining in the roof tile moulding must be removed before
Brennvorgang weiter reduziert wenn, denn ansonsten hinterlässt das beimThe burning process is further reduced if, otherwise, the
Brennvorgang verdampfende Wasser zu viele Poren im gebranntenWater evaporating during firing creates too many pores in the fired
Dachziegel, welche die Wetterbeständigkeit des Dachziegels reduzieren.Roof tiles which reduce the weather resistance of the roof tile.
Die gepressten Dachziegelformlinge werden daher auf Trockenrahmen umgelagert und in die Trocknung überführt. Beim Umlagern dürfen dieThe pressed roof tile pieces are therefore transferred to drying frames and transferred to the drying process. During transfer, the
Dachziegelformlinge nicht mechanisch beansprucht werden, da es sonst zu unerwünschten Verformungen kommen kann. Auch können sich dieRoof tile preforms should not be subjected to mechanical stress, as this may lead to undesirable deformations. The
Dachziegelformlinge während des Trocknungsprozesses verziehen oder es können Trocknungsrisse entstehen. Die Formlinge müssen daher mit entsprechender Sorgfalt behandelt werden, was wiederum einen verfahrenstechnischen Aufwand mit sich bringt.Roof tile preforms can warp during the drying process or drying cracks can develop. The preforms must therefore be handled with appropriate care, which in turn entails a process-related effort.
Der Energieverbrauch in der Dachziegelproduktion ist auf Grund desThe energy consumption in roof tile production is due to the
Trocknungs- und Brennvorgangs und der langen Dauer dieser beidendrying and firing process and the long duration of these two
Prozesse sehr hoch. Da die Tunnelöfen mit natürlichem Gas betrieben werden, entstehen zudem hohe CO: Emissionen. Aus energetischer Sicht nachteilig ist auch, dass eine große Masse an Brennhilfsmittelnprocesses are very high. Since the tunnel kilns are operated with natural gas, high CO: emissions are also generated. From an energy point of view, it is also disadvantageous that a large amount of kiln furniture
(Brennkassetten und Ofenwagen) in den Tunnelofen eingebracht wird. Die(firing cassettes and kiln cars) is introduced into the tunnel kiln. The
Brennhilfsmittel weisen eine hohe Wärmekapazität auf, und durch dasKiln furniture has a high heat capacity, and the
Aufheizen und anschliekende Abkühlen der Brennhilfsmittel treten erhebliche Wärmeverluste auf.Considerable heat losses occur during heating and subsequent cooling of the kiln furniture.
Um einige der Nachteile des Nasspressverfahrens zu beseitigen, schlägt die DE 195 26 849 A1 vor, Dachziegel im Trockenpressverfahren herzustellen. Dabei wird der aus der Grube kommende Ton überIn order to eliminate some of the disadvantages of the wet pressing process, DE 195 26 849 A1 proposes to produce roof tiles using the dry pressing process. The clay coming from the pit is
Beschicker, Kollergang, Walzwerke und Mischer einem Zwischenlager zugeführt. Aus diesem aufbereiteten, aufgeschlossenen, erdfeuchten Ton wird dann ein Granulat hergestellt, indem zuerst dünne Tonstränge extrudiert werden, die nach dem Austritt aus dem Extruder in kleineThe clay is then fed to an intermediate storage facility by a feeder, pan mill, roller mills and mixer. Granules are then produced from this processed, granulated, earth-moist clay by first extruding thin clay strands, which are then broken down into small
Formkörper zerschnitten und mit trockenem Tonstaub umhüllt werden, sodass ein feuchtes Tongranulat mit enorm großer Oberfläche entsteht.The molded bodies are cut up and covered with dry clay dust to create moist clay granules with an enormously large surface area.
Auf diese Weise soll ein vorgetrocknetes, rieselfähiges aber noch plastisch verformbares Granulat entstehen, das in einer Presse zu einem grünenIn this way, a pre-dried, free-flowing but still plastically deformable granulate is created, which is then pressed into a green
Dachziegel verpresst wird. Diese Lehre ist jedoch in der Praxis sehr schwer umsetzbar.roof tiles are pressed together. However, this theory is very difficult to implement in practice.
Aufgrund der Tatsache, dass der Wasserentzug bereits vor demDue to the fact that the water withdrawal already occurs before the
Pressvorgang erfolgt, findet ein Großteil der Schwindung bereits impressing process, a large part of the shrinkage already takes place in the
Granulat statt und nicht, wie beim Nasspressen üblich, bei der Trocknung der Dachziegelformlinge. Es treten daher keine Trocknungsfehler mehr auf, die sich beim Brennen der Dachziegel durch Verzug bemerkbar machen können.The drying process takes place during the drying of the granulate and not, as is usual with wet pressing, during the drying of the roof tile preforms. This means that there are no more drying errors that can become noticeable when the roof tiles are fired due to warping.
Der aus dem Stand der Technik bekannte Trockenpressvorgang hat allerdings den Nachteil, dass dort die beschriebene Granulatherstellung mit einem großen verfahrenstechnischen Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus ziehen die vielen Einzelschritte hohe Investitions- undHowever, the dry pressing process known from the state of the art has the disadvantage that the granulate production described here is associated with a great deal of process engineering effort. In addition, the many individual steps entail high investment and
Betriebskosten für die entsprechenden Maschinen und Anlagen nach sich.Operating costs for the corresponding machines and systems.
AufgabeTask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Dachziegeln zu schaffen, wobei das Verfahren einen niedrigen Energieverbrauch und eine möglichst geringe CO2-Emission aufweist und wobei sich mit der Anlage bei geringen Fertigungskosten und kurzen Produktionszeiten qualitativ hochwertige Dachziegel herstellen lassen.The invention is based on the object of creating a method and a plant for producing roof tiles, wherein the method has low energy consumption and the lowest possible CO2 emissions and wherein the plant can be used to produce high-quality roof tiles at low production costs and short production times.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 14 und 15 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13.Main features of the invention are specified in claims 1, 14 and 15. Embodiments are the subject of claims 2 to 13.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Dachziegels aus Ton gelöst, wobei das Verfahren die folgendenAccording to the invention, the object is achieved by a method for producing a roof tile made of clay, wherein the method comprises the following
Schritte: — Bereitstellen des feuchten, nicht aufbereiteten Tons; - Erzeugen einer wässrigen Tonsuspension; — Aussondern einer Überkornfraktion aus der Suspension, wobei dieSteps: — Providing the moist, unprocessed clay; - Creating an aqueous clay suspension; — Separating an oversize fraction from the suspension, whereby the
Überkornfraktion Körner umfasst, deren Korndurchmesser einen definierten Wert überschreiten; — Granulieren der Suspension zur Erzeugung eines Tongranulats; — Einbringen des Tongranulats in eine Pressform; — Pressen des Tongranulats in der Pressform, wobei das Tongranulat verdichtet und zu einem Dachziegelformling geformt wird, - Uberführen des Dachziegelformlings in einen Rollenofen und — Brennen des Dachziegelformlings in einem Schnellbrandverfahren bei reduzierter CO2 Emission.Oversize fraction includes grains whose grain diameter exceeds a defined value; — granulating the suspension to produce clay granules; — introducing the clay granules into a press mold; — pressing the clay granules in the press mold, whereby the clay granules are compacted and formed into a roof tile molding, - transferring the roof tile molding into a roller kiln and — firing the roof tile molding in a rapid firing process with reduced CO2 emissions.
Dabei ist unter einem Schnellbrandverfahren im Sinne dieser Offenbarung ein Brandverfahren zu verstehen, bei dem ein oder mehrereIn this context, a rapid firing process within the meaning of this disclosure is understood to mean a firing process in which one or more
Dachziegelformlinge für maximal 4 Stunden bei Temperaturen zwischen 950 ° und 1100 °C gebrannt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren 5 sieht vorzugsweise eine Tonaufbereitung für die weitere Verarbeitung imRoof tile moldings are fired for a maximum of 4 hours at temperatures between 950 ° and 1100 °C. The process 5 according to the invention preferably provides for clay preparation for further processing in
Trockenpressverfahren vor. Aufgrund des geringen Feuchtigkeitsgehalts des Tongranulats können beim Pressen Stahlformen mit hohenDue to the low moisture content of the clay granules, steel molds with high
Standzeiten verwendet werden, auf eine zeit- und energieaufwändigedowntimes, a time- and energy-consuming
Trocknung der Dachziegelformlinge vor dem Brennen kann somit verzichtet werden. Da die Dachziegelformlinge nach dem Pressen schon eine hohe Formfestigkeit aufweisen, können sie ohne Brennhilfsmittel in einem Rollenofen gebrannt werden können. Folglich können die beiDrying of the roof tile blanks before firing is therefore not necessary. Since the roof tile blanks already have a high degree of dimensional stability after pressing, they can be fired in a roller kiln without any kiln furniture. Consequently, the
Tunnel- oder Kammeröfen auftretenden Energieverluste durch dasEnergy losses occurring in tunnel or chamber furnaces due to the
Aufheizen und Abkühlen der Brennhilfsmittel entfallen. Unter dem Begriff „Trockenpressen“ ist ein Pressverfahrensschritt zu verstehen, bei dem der gepresste Dachziegelformling im Anschluss an den Pressvorgang einenHeating and cooling of the kiln furniture is eliminated. The term “dry pressing” refers to a pressing process step in which the pressed roof tile molding undergoes a
Feuchtigkeitsgehalt von 20% oder weniger, bevorzugt von 10 % oder weniger und besonders bevorzugt 4 % oder weniger aufweistMoisture content of 20% or less, preferably 10% or less and particularly preferably 4% or less
Die Bereitstellung des Tons kann aus einer einzelnen Grube erfolgen („single source“-Ton). Eine Abstimmung der Tonmischung aus mehrerenThe sound can be provided from a single pit (“single source” sound). A sound mix from several
Tonen ist aufgrund der für das erfindungsgemäße Verfahren minderenToning is due to the reduced
Bedeutung von plastischen Eigenschaften nicht notwendig.Importance of plastic properties not necessary.
Erfindungsgemäß erfolgt das Brennen der Dachziegelformlinge in einemAccording to the invention, the roof tile preforms are fired in a
Rollenofen im sogenannten Schnellbrandverfahren, bei dem dieRoller kiln in the so-called fast firing process, in which the
Brennzeiten für Dachziegel zwischen einer Stunde und vier Stunden liegen. Die gegenüber herkömmlichen Brennverfahren verkürztenFiring times for roof tiles are between one and four hours. The shorter firing times compared to conventional
Brennzeiten führen zu einem verringerten Energiebedarf und damit zu einer Reduzierung der CO2 Emissionen. Ferner ergeben sich erheblicheBurning times lead to a reduced energy requirement and thus to a reduction in CO2 emissions. Furthermore, there are significant
Zeit- und Kosteneinsparungen. Durch die geringe Tonnage im Brennraum ist es außerdem möglich, den Brennprozess kurzfristig zu starten bzw. zu beenden, wodurch sich flexible Betriebszeiten erreichen lassen. Das ermöglicht es beispielsweise, kostenintensive Produktionszeiten wie beispielsweise Wochenenden oder Feiertage zu vermeiden, weil sich derTime and cost savings. Due to the low tonnage in the combustion chamber, it is also possible to start and stop the combustion process at short notice, which allows flexible operating times. This makes it possible, for example, to avoid cost-intensive production times such as weekends or holidays, because the
Rollenofen schnell runter- und hochfahren lässt.Roller kiln can be raised and lowered quickly.
Üblicherweise werden Dachziegel in Tunnel- oder Kammeröfen gebrannt.Roof tiles are usually fired in tunnel or chamber kilns.
Dabei wird eine Vielzahl von Ziegelformlingen auf entsprechend feuertesten Kassetten zu einer Einheit gestapelt und für eine Dauer von mindestens 16 Stunden im Ofen gebrannt. Dieser Vorgang erfordert eine ausreichend große Brennkammer, was wiederum eine schlechteA large number of bricks are stacked on appropriately fireproof cassettes to form a unit and fired in the kiln for a period of at least 16 hours. This process requires a sufficiently large combustion chamber, which in turn leads to poor
Wärmeverteilung zur Folge hat und darüber hinaus einen hohenheat distribution and also a high
Energiebedarf erfordert. Außerdem nimmt das Hoch- bzw. Runterfahren des Ofens, sprich das Aufheizen und Abkühlen, viel Zeit in Anspruch, was einen flexiblen Einsatz des Ofens erschwert. Demgegenüber erfolgt beimIn addition, starting up and shutting down the oven, i.e. heating up and cooling down, takes a lot of time, which makes flexible use of the oven difficult. In contrast,
Rollenofen ein einlagiger Brand. Der Brennkanal des Ofens ist dabei möglichst klein dimensioniert, um so die Brennkraft des Ofens zu erhöhen und das Brenngut somit schneller brennen zu können. Gleichzeitig sollte der Brennraum in Bezug auf den geforderten Output möglichst klein sein.Roller kilns are single-layer firings. The kiln's firing channel is designed to be as small as possible in order to increase the kiln's burning power and thus to be able to burn the material more quickly. At the same time, the firing chamber should be as small as possible in relation to the required output.
Einzig die Bruchlast der Rollen stellt hier einen limitierenden Faktor dar.Only the breaking load of the rollers represents a limiting factor here.
Der Einsatz eines Rollenofens hat außerdem den Vorteil, dass sichThe use of a roller oven also has the advantage that
Rollenöfen gegenüber üblicherweise in der Ziegelbrennerei eingesetztenRoller kilns compared to those commonly used in brick kilns
Brennöfen, wie z.B. Tunnel- oder Kammeröfen, klimaneutral betreiben lassen. So kann der Rollenofen beispielsweise elektrisch oder aufKilns, such as tunnel or chamber kilns, can be operated in a climate-neutral manner. For example, the roller kiln can be electrically or
Wasserstoffbasis oder betrieben werden. Tunnelöfen lassen sich mitHydrogen-based or operated. Tunnel furnaces can be operated with
Wasserstoff oder elektrisch nur sehr schlecht betreiben.Hydrogen or electric power are very difficult to operate.
Denkbar ist auch, dass das Verfahren nach dem Schritt des Pressens desIt is also conceivable that the process after the step of pressing the
Tongranulats zu Dachziegelformlingen einen Qualitätsprüfschritt umfasst.Clay granules to form roof tiles include a quality control step.
Hierbei können fehlerhafte oder ungenügsame Formlinge wieder demFaulty or unsatisfactory moldings can be returned to the
Prozess der Suspensionsherstellung zugeführt und dort wieder aufbereitet werden. Der Qualitätsprüfschritt kann insbesondere stichprobenartig erfolgen.The suspension production process can be fed into the suspension production process and reprocessed there. The quality control step can be carried out on a random basis.
Der Pressvorgang erfolgt vorzugsweise in einer Pressform, welche eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte aufweisen kann. Dabei können die Formhälften zwischen einer Pressposition, in der dieThe pressing process preferably takes place in a press mold, which can have a first mold half and a second mold half. The mold halves can be moved between a pressing position in which the
Formhälften im Wesentlichen einen Aufnahmeraum begrenzen, der dieMould halves essentially define a receiving space that
Form des fertigen Dachziegels abbildet, und einer Füllposition, in der dieshape of the finished roof tile, and a filling position in which the
Formhälften voneinander beabstandet sind und eine plastisch verformbareMould halves are spaced apart and a plastically deformable
Formmasse in die erste und/oder die zweite Formhälfte eingefüllt werden kann, relativ zueinander bewegbar ausgestaltet sein. Die erste Formhälfte und/oder die zweite Formhälfte weisen mindestens eine Vertiefung auf, die einen Vorsprung des fertigen Dachziegelformlings abbildet, wobei in und/oder an der Vertiefung ein erstes Druckelement vorgesehen ist, das zwischen einer Ausgangsposition, in der das erste Druckelement bezüglich der Form des fertigen Dachziegelformlings zurückversetzt ist, und einer Verdichtungsposition, in der das erste Druckelement abschnittsweise die Oberfläche des Dachziegelformlings abbildet, bewegbar ausgebildet ist. Das Verfahren zum Pressen des Dachziegels weist demnach zusätzlich die folgenden Schritte auf: — Bereitstellen der Pressform, wobei sich die Formhälften in derMolding compound can be filled into the first and/or the second mold half, can be designed to be movable relative to one another. The first mold half and/or the second mold half have at least one recess which forms a projection of the finished roof tile molding, wherein a first pressure element is provided in and/or on the recess, which is designed to be movable between a starting position in which the first pressure element is set back with respect to the shape of the finished roof tile molding, and a compaction position in which the first pressure element partially forms the surface of the roof tile molding. The method for pressing the roof tile therefore additionally comprises the following steps: — Providing the press mold, wherein the mold halves are in the
Füllposition und das zumindest eine erste Druckelement in derFilling position and the at least one first printing element in the
Ausgangsposition befinden, — Einfüllen des Tongranulats in den Aufnahmeraum, — Bewegen der Formhälften in die Pressposition, wobei dasstarting position, — filling the clay granulate into the receiving chamber, — moving the mould halves into the pressing position, whereby
Tongranulat verdichtet wird, — Bewegen des zumindest einen Druckelements in dieClay granulate is compacted, — moving the at least one pressure element into the
Verdichtungsposition, wobei das Tongranulat im Bereich des erstenCompaction position, whereby the clay granulate in the area of the first
Druckelements verdichtet wird.pressure element is compressed.
Aufgrund der Tatsache, dass das erste Druckelement nach dem Schließen der Pressform in seine Verdichtungsposition bewegt wird, erfolgt durch das erste Druckelement eine Nachverdichtung des Tongranulats in denDue to the fact that the first pressure element is moved into its compaction position after the mold is closed, the first pressure element further compacts the clay granules in the
Bereichen, in denen allein durch das Verschieben der Formhälften keine ausreichende Verdichtung erfolgt, beispielsweise in den Vertiefungen, dieAreas where sufficient compaction is not achieved by simply moving the mold halves, for example in the recesses that
Vorsprünge des fertigen Dachziegelformlings abbilden. Dadurch kann dieprojections of the finished roof tile. This allows the
Festigkeit des Dachziegelformlings in diesen Bereichen erhöht werden, so dass der Dachziegelformling eine höhere Festigkeit und Beständigkeit gegen äußere Einflüsse aufweist.The strength of the roof tile molding can be increased in these areas so that the roof tile molding has greater strength and resistance to external influences.
Beim Verdichten drückt sich das Druckelement in die Oberfläche desDuring compression, the pressure element presses into the surface of the
Dachziegelformlings ein, wodurch die Oberfläche des Dachziegels in den nachverdichteten Bereichen mit einer Prägung versehen wird. Dieroof tile blank, whereby the surface of the roof tile is embossed in the compacted areas. The
Prägung verleiht dem Dachziegel ein charakteristisches Äußeres und bleibt auch nach dem Brennvorgang erhalten. Je nach Anzahl, Größe undEmbossing gives the roof tile a characteristic appearance and remains even after the firing process. Depending on the number, size and
Anordnung der verwendeten Druckelemente entstehen daher auf derArrangement of the printing elements used therefore arise on the
Oberfläche des Dachziegels unterschiedliche Prägemuster.Surface of the roof tile different embossed patterns.
Die oben genannten Vorsprünge können sich auf der Ober- und/oder auf der Unterseite des Dachziegelformlings befinden. Der Dachziegelformling kann beispielsweise auf seiner Oberseite eine Kopf- und Seitenfalze aufweisen und auf seiner Unterseite mit Einhängenasen, Stapelpunkten,The above-mentioned projections can be located on the top and/or bottom of the roof tile blank. The roof tile blank can, for example, have a top and side fold on its top and be provided with hooking lugs, stacking points,
Lattenschonern und Versteifungsrippen versehen sein,be provided with slat protectors and stiffening ribs,
Nach Beendigung des Pressvorgangs wird vorzugsweise das ersteAfter completion of the pressing process, the first
Druckelement in die Ausgangsposition bewegt, wodurch sich der gepresste Dachziegelformling im Bereich der Vertiefungen von der jeweiligen Formhälfte lösen kann und eine Entformung vereinfacht wird.Pressure element moves into the starting position, whereby the pressed roof tile molding can be released from the respective mold half in the area of the recesses and demolding is made easier.
Anschließend werden die Formhälften in die Füllposition bewegt und derThe mould halves are then moved to the filling position and the
Dachziegelformling wird aus der Pressform entnommen. Die Gefahr vonRoof tile molding is removed from the mold. The risk of
Beschädigungen des gepressten Dachziegels bei der Entnahme aus derDamage to the pressed roof tile when removing it from the
Pressform durch ein Anhaften des Dachziegels an einer Formhälfte kann so reduziert werden.In this way, the risk of roof tile sticking to one half of the mold can be reduced.
Vorzugsweise ist eine Führung für die erste und/oder die zweite Formhälfte vorgesehen, wobei die Führung gemeinsam mit den Formhälften denPreferably, a guide is provided for the first and/or the second mold half, wherein the guide together with the mold halves
Aufnahmeraum in der Füllposition und in der Pressposition vollständig begrenzt. Die Führung kann mehrere Führungsteile aufweisen und vor dem Öffnen der Formhälften in eine Entformungsposition bewegt werden.Receiving space is completely limited in the filling position and in the pressing position. The guide can have several guide parts and can be moved into a demolding position before the mold halves are opened.
Ton weist im Trockenpressverfahren eine relativ große Rückdehnung des gepressten Tongranulats auf. Die Rückdehnung liegt bei ca. 0,7 % bis 1,0 %. Wird die Pressform zur Entnahme des gepressten Dachziegelformlings innerhalb der den Aufnahmeraum seitlich begrenzenden Führung geöffnet, dehnt sich der gepresste Dachziegelformling aus und verklemmt sich innerhalb der Führung, wodurch der gepresste Dachziegelformling beschädigt werden kann oder schwerer aus der Pressform zu entnehmen ist. Um derartige Probleme zu vermeiden, wird die Führung seitlich, also parallel zur Erstreckungsrichtung der Formhälften, in eine, von denClay exhibits a relatively large stretching back of the pressed clay granulate in the dry pressing process. The stretching back is approximately 0.7% to 1.0%. If the press mold is opened to remove the pressed roof tile within the guide that laterally limits the receiving space, the pressed roof tile expands and jams within the guide, which can damage the pressed roof tile or make it more difficult to remove from the press mold. To avoid such problems, the guide is laterally, i.e. parallel to the direction of extension of the mold halves, in a
Formhälften beabstandete, Entformungsposition bewegt, in der der gepresste Dachziegelformling auch bei einer Rückdehnung desThe mold halves are moved to a demolding position in which the pressed roof tile molding remains in place even if the
Tongranulats nicht an der Führung anliegen kann, so dass sich derClay granules cannot rest against the guide, so that the
Dachziegelformling in der Erstreckungsrichtung im Wesentlichen parallel! zur Oberfläche der Formhälften ausdehnen kann.Roof tile molding can expand in the direction of extension essentially parallel to the surface of the mold halves.
An der Oberfläche der ersten und/oder der zweiten Formhälfte kann zumindest ein zweites Druckelement vorgesehen sein, das zwischen einerAt least one second pressure element can be provided on the surface of the first and/or the second mold half, which is arranged between a
Ausgangsposition, in der das zweite Druckelement bezüglich der Form des fertigen Dachziegelformlings vorsteht oder zurückversetzt ist, und einerStarting position in which the second pressure element protrudes or is recessed with respect to the shape of the finished roof tile molding, and a
Verdichtungsposition, in der das zweite Druckelement abschnittsweise dieCompaction position in which the second pressure element sections the
Oberfläche der Form des Dachziegelformlings abbildet, bewegbar ausgebildet ist, wobei das zweite Druckelement während oder nach demsurface of the shape of the roof tile molding, is designed to be movable, wherein the second pressure element during or after the
Bewegen der Formhälften in die Pressposition in die Verdichtungsposition bzw. nach Beendigung des Pressvorgangs zurück in die Ausgangsposition bewegt wird. Durch dieses zweite Druckelement ist beispielsweise eineMoving the mold halves into the pressing position into the compression position or, after completion of the pressing process, back to the starting position. This second pressure element enables, for example,
Nachverdichtung des Tonmaterials außerhalb der Vertiefungen möglich.Further compaction of the clay material outside the depressions is possible.
Vorzugsweise ist das zweite Druckelement aber mit einem in derPreferably, however, the second pressure element is provided with a
Vertiefung vorgesehenen ersten Druckelement gekoppelt. Das ersteThe first pressure element is provided in the recess. The first
Druckelement wird durch die Bewegung des zweiten Druckelements von der vorstehenden Position in die Verdichtungsposition von der zurückversetzten Position in die Verdichtungsposition gedrängt. Das zweite Druckelement wird in dieser Ausführungsform genutzt, um das erste Druckelement in die Verdichtungsposition zu bewegen. Dabei kann das zweite Druckelement als Steuerungselement verwendet werden.The pressure element is forced from the recessed position into the compression position by the movement of the second pressure element from the projecting position into the compression position. The second pressure element is used in this embodiment to move the first pressure element into the compression position. The second pressure element can be used as a control element.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Druckelement aber hydraulisch gekoppelt, so dass durch den auf das zweite Druckelement wirkenden Druck ein Bewegen des ersten Druckelements in diePreferably, however, the first and second pressure elements are hydraulically coupled, so that the pressure acting on the second pressure element causes the first pressure element to move into the
Verdichtungsposition erfolgt.compaction position occurs.
Die Kopplung von ersten und zweiten Druckelementen ermöglicht eine einfachere Steuerung der Bewegung der ersten und der zweitenThe coupling of first and second pressure elements enables easier control of the movement of the first and second
Druckelemente zwischen der jeweiligen Ausgangsposition und der jeweiligen Verdichtungsposition. Durch das Verschieben der Formhälften in die Pressposition wird durch das Tonmaterial Druck auf das zweitePressure elements between the respective starting position and the respective compaction position. By moving the mold halves into the pressing position, the clay material exerts pressure on the second
Druckelement ausgeübt, durch den das zweite Druckelement in diepressure element, through which the second pressure element is pushed into the
Verdichtungsposition bewegt wird. Durch die Bewegung des zweitencompression position. By moving the second
Druckelements in die Verdichtungsposition wird auch das mit dem zweitenpressure element into the compression position, the second
Druckelement gekoppelte erste Druckelement in die Verdichtungsposition bewegt, so dass keine separate Ansteuerung für das erste Druckelement erforderlich ist.The first pressure element coupled to the pressure element is moved into the compression position so that no separate control is required for the first pressure element.
Des Weiteren ist eine einfache Entformung des Dachziegelformlings aus der Form möglich. Beispielsweise steht das zweite Druckelement in derFurthermore, the roof tile can be easily removed from the mould. For example, the second pressure element is in the
Ausgangsposition über die Form des fertigen Dachziegelformlings vor und wird durch den beim Bewegen der Formhälften in die Pressposition ansteigenden Druck in die Verdichtungsposition bewegt. Durch dieThe mould is moved from its initial position over the shape of the finished roof tile and is moved into the compaction position by the pressure that increases when the mould halves are moved into the pressing position.
Koppelung des ersten und des zweiten Druckelements wird das ersteCoupling of the first and second pressure elements, the first
Druckelement in die Verdichtungsposition bewegt. Beim Öffnen der Form, also einer Bewegung der Formhälften in die Füllposition, wird der Druck auf die zweiten Druckelemente reduziert, so dass sich diese zurück in die vorstehende Position bewegen können, wodurch der gepresstePressure element moves into the compaction position. When the mold is opened, i.e. when the mold halves move into the filling position, the pressure on the second pressure elements is reduced so that they can move back into the protruding position, whereby the pressed
Dachziegelformling angehoben und von der Oberfläche der Form gelöst wird. Das mit dem zweiten Druckelement gekoppelte erste Druckelement wird gleichzeitig zurück in die bezüglich der Form des Dachziegels zurückversetzte Ausgangsposition bewegt, wodurch sich derRoof tile blank is lifted and released from the surface of the mold. The first pressure element coupled to the second pressure element is simultaneously moved back to the initial position offset with respect to the shape of the roof tile, whereby the
Dachziegelformling auch im Bereich der Vertiefung von der jeweiligenRoof tile molding also in the area of the recess from the respective
Formhälfte lösen kann. Insgesamt haftet der Dachziegel anschließend nicht oder nur noch geringfügig an der jeweiligen Formhälfte, so dass dieThe roof tile then adheres little or not at all to the respective half of the mould, so that the
Gefahr von Beschädigungen bei der Entnahme des Dachziegels reduziert werden kann.The risk of damage when removing the roof tile can be reduced.
Vorzugsweise sind mehrere erste Druckelemente und/oder mehrere zweite Druckelemente vorgesehen, wobei die ersten Druckelemente und/oder die zweiten Druckelemente untereinander und/oder miteinander gekoppelt sind. Eine ausreichende Verdichtung des Tonmaterials kann mit einem Druckelement erzielt werden. Werden mehrere, vorzugsweise kleinflächige Druckelemente verwendet, kann die Verdichtung besser gesteuert werden, bzw. der Pressvorgang derart gesteuert werden, dass die Verdichtung jeweils in definierten Bereich mit einem definierten Druck auf das Tonmaterials erfolgt.Preferably, several first pressure elements and/or several second pressure elements are provided, wherein the first pressure elements and/or the second pressure elements are coupled to one another and/or to each other. Sufficient compaction of the clay material can be achieved with one pressure element. If several, preferably small-area pressure elements are used, the compaction can be better controlled, or the pressing process can be controlled in such a way that the compaction takes place in a defined area with a defined pressure on the clay material.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckelemente derart ausgestaltet, dass mit ihnen eine Verdichtung des Tongranulats von ca. 2:1 erreicht werden kann. Das bedeutet, dass sich dasAccording to a preferred embodiment, the pressure elements are designed in such a way that they can achieve a compaction of the clay granulate of approximately 2:1. This means that the
Ausgangsvolumen des Tongranulats mithilfe der hier bevorzugtenInitial volume of the clay granulate using the preferred
Druckelemente auf die Hälfte reduzieren lässt. Dazu können dieprinting elements can be reduced by half. For this purpose, the
Druckelemente aus einem entsprechend harten und belastbaren Material hergestellt sein, welches außerdem die gleichenPrinting elements must be made of a suitably hard and resilient material, which also has the same
Ausdehnungseigenschaften aufweisen sollte wie das Material dershould have expansion properties like the material of the
Pressformhälften. Bevorzugt können die Druckelemente beispielsweise aus Stahl hergestellt sein.Press mold halves. The pressure elements can preferably be made of steel, for example.
Die Formhälften können nach dem Einfüllen des Tongranulats in eineAfter filling the clay granulate, the mould halves can be placed in a
Entlüftungsposition zwischen der Füllposition und der Pressposition bewegt werden, in der im Aufnahmeraum enthaltene Luft aus demVenting position between the filling position and the pressing position, in which air contained in the receiving space is removed from the
Aufnahmeraum entweichen kann.recording room can escape.
Bei der Herstellung der Suspension und somit zu Beginn des erfindungsgemäßen Prozesses kann außerdem vorgesehen sein, dass das Aussondern der Unterkornfraktion und der Überkornfraktion mit einemDuring the production of the suspension and thus at the beginning of the process according to the invention, it can also be provided that the separation of the undersize fraction and the oversize fraction is carried out with a
Sieb oder einem Filter erfolgt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Aussonderung über ein Nasssiebverfahren erfolgt. Einsieve or a filter. In particular, it is intended that the separation takes place via a wet sieving process. A
Nasssiebverfahren ermöglicht es, ungewünschte KorngrôBen aus derWet sieving process makes it possible to remove unwanted grain sizes from the
Suspension zu entfernen, ohne die Suspension vorher trocknen zu müssen. Außerdem kann durch Nasssieben ein Verstopfen dersuspension without having to dry it first. Wet sieving can also prevent clogging of the
Siebmaschen verhindert werden, was bei Trockensiebverfahren bei kleinen Körnungen vorkommen kann. Alternativ kann die Aussonderung mit einer Zentrifuge oder einem Zyklonabscheider erfolgen.Sieve meshes can be prevented, which can occur with small grain sizes in dry sieving processes. Alternatively, the separation can be carried out using a centrifuge or a cyclone separator.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anlage zurAccording to a further aspect of the invention, a system for
Herstellung eines Dachziegels unter Verwendung des erfindungsgemäBenProduction of a roof tile using the inventive
Verfahrens vorgesehen. Die Anlage umfasst dabei insbesondere eineThe system includes in particular a
Beschickungseinrichtung zur Zuführung von nicht aufbereitetem Ton, eineFeeding device for feeding unprocessed clay, a
Mühle zum Erzeugen einer Suspension, eine Granuliereinrichtung zurMill for producing a suspension, a granulating device for
Erzeugung eines Tongranulats, eine Pressform zum Trockenpressen desProduction of clay granules, a press mould for dry pressing of the
Tongranulats zu einem Dachziegelformling sowie einen Rollenofen zumClay granules to form a roof tile molding and a roller kiln to
Durchführen eines Schnellbrandverfahrens.Carrying out a rapid firing procedure.
Es kann außerdem eine Brecheinrichtung zur Vorzerkleinerung des nicht aufbereiteten Tonmaterials zu Tonstücken mit einer definierten Größe vorgesehen sein, wobei die Brecheinrichtung der Mühle vorgeschaltet sein kann oder auch Teil der Mühle sein kann. Die Mühle kann eineIn addition, a crushing device can be provided for pre-crushing the unprocessed clay material into clay pieces of a defined size, whereby the crushing device can be installed upstream of the mill or can also be part of the mill. The mill can have a
Pendelmühle, eine Walzenschüsselmühle oder einePendulum mill, a roller mill or a
Rührwerkskugelmühle sein. Optional kann die Mühle eineAgitator ball mill. Optionally, the mill can have a
Sortiervorrichtung zum Aussondern überschüssigen Materials (beispielsweise Unter- und Überkornfraktionen) aufweisen, wobei dieSorting device for separating out excess material (for example undersize and oversize fractions), wherein the
Sortiervorrichtung vor allem ein Sieb umfassen kann.Sorting device can primarily comprise a sieve.
Vorzugsweise umfasst die Anlage außerdem eine Glasiereinrichtung, welche dazu geeignet ist, die Oberflächen der Dachziegelformlinge zu bearbeiten. So können die Formlinge in der Glasier-einrichtung glasiert, geprägt, beschichtet oder engobiert werden.Preferably, the system also comprises a glazing device which is suitable for processing the surfaces of the roof tile moldings. The moldings can be glazed, embossed, coated or engobed in the glazing device.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Dachziegel ausAccording to a further aspect, the invention relates to a roof tile made of
Ton, welcher mithilfe des hier beschriebenen Verfahrens hergestellt worden ist.Clay produced using the process described here.
FigurenbeschreibungCharacter description
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the wording of the claims and from the following description of embodiments with reference to the drawings. They show:
Fig. 1 eine Anlage zur Herstellung eines Dachziegels aus Ton in schematischer Darstellung;Fig. 1 shows a schematic representation of a plant for producing a roof tile from clay;
Fig. 2 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung einesFig. 2 is a flow chart of a process for producing a
Dachziegels aus Ton gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;Clay roof tile according to a first embodiment;
Fig. 3 ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Herstellung einesFig. 3 is a flow chart of a process for producing a
Dachziegels aus Ton gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;Clay roof tile according to a second embodiment;
Fig. 4a eine Pressform zur Herstellung eines Dachziegels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer Füllposition;Fig. 4a shows a press mold for producing a roof tile according to a preferred embodiment in a filling position;
Fig. 4b die Pressform aus Fig. 4a in geschlossener Pressposition.Fig. 4b the pressing mold from Fig. 4a in closed pressing position.
Fig. 1 zeigt eine Anlage 10 zur Herstellung eines Dachziegels aus Ton 1 in schematischer Darstellung. Die dargestellte Anlage 10 ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Die beispielhafte Anlage 10 aus Fig. 1 umfasst eine Beschickungseinrichtung 11, welche den unbehandelten Grubenton einer Mühle 12 zuführt. In derFig. 1 shows a system 10 for producing a roof tile from clay 1 in a schematic representation. The system 10 shown is particularly suitable for carrying out the method according to the invention. The exemplary system 10 from Fig. 1 comprises a feeding device 11 which feeds the untreated pit clay to a mill 12. In the
Mühle 12 wird aus dem Ton eine Suspension 2 erzeugt. Gemäß dem hier beschriebenen Verfahren können in der Mühe auch die Unter- und dieMill 12 produces a suspension 2 from the clay. According to the process described here, the lower and upper
Überkornfraktion entfernt werden.Oversize fraction is removed.
Die aufbereitete Suspension 2 wird anschließend der Granuliereinrichtung 13 zugeführt, welche die Suspension 2 in ein Tongranulat 3 mit definiertemThe prepared suspension 2 is then fed to the granulating device 13, which converts the suspension 2 into clay granules 3 with a defined
Feuchtigkeitsgehalt umwandelt. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann diemoisture content. As shown in Fig. 1, the
Granuliereinrichtung 13 z.B. ein Sprühtrockner sein.Granulating device 13 can be, for example, a spray dryer.
Die Anlage 10 aus Fig. 1 umfasst außerdem ein Zwischenlager 14, welches zur Speicherung und Trocknung des Tongranulats 3 ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zwischenlager 14 um ein oder mehrere Silos.The system 10 from Fig. 1 also comprises an intermediate storage facility 14, which is designed to store and dry the clay granulate 3. The intermediate storage facility 14 is preferably one or more silos.
Als weiteren Maschinenabschnitt umfasst die Anlage 10 eine Pressform 14 zum Trockenpressen des Tongranulats 3 zu einem Dachziegelformling.As a further machine section, the system 10 comprises a press mold 14 for dry pressing the clay granulate 3 into a roof tile molding.
Schließlich werden die gepressten Dachziegelformlinge an einenFinally, the pressed roof tile pieces are sent to a
Rollenofen 16 überführt, welcher dafür geeignet ist, die Ziegelformlinge in einem Schnellbrandverfahren, d.h. in unter 4 Stunden zu brennen.Roller kiln 16, which is suitable for firing the bricks in a rapid firing process, i.e. in less than 4 hours.
Wie in Fig. 1 dargestellt, kann die Anlage 10 außerdem noch eineAs shown in Fig. 1, the system 10 can also have a
Glasiereinrichtung 15 umfassen. Dort können die Formlinge beispielsweise glasiert, geprägt, beschichtet oder bedruckt (z.B. „digital printing“) und/oder engobiert werden, bevor sie im Rollenofen 16 gebrannt werden.Glazing device 15. There, the moldings can be glazed, embossed, coated or printed (e.g. “digital printing”) and/or engobed, for example, before they are fired in the roller kiln 16.
Fig. 2 zeigt in einem Flussdiagram die Schritte S1-S8 des erfindungsgemäBen Verfahrens zur Herstellung eines Dachziegels ausFig. 2 shows in a flow chart the steps S1-S8 of the inventive method for producing a roof tile from
Ton 1 gemäB einem ersten Ausführungsbeispiel.Tone 1 according to a first embodiment.
Zunächst erfolgt Schritt S1: Bereitstellen des feuchten, nicht aufbereitetenFirst, step S1 takes place: providing the moist, unprocessed
Tons 1. Der Ton 1 wird dabei vorteilhafterweise aus einer nahgelegenenTone 1. Tone 1 is preferably taken from a nearby
Grube an die Anlage 10 geliefert. Auf diese Weise können langePit to plant 10. In this way, long
Transportwege und die damit verbunden Kosten vermieden bzw. reduziert werden. Eine Abstimmung der Tonmischung aus mehreren Tonen ist dabei aufgrund der minderen Bedeutung von plastischen Eigenschaften nicht notwendig.Transport routes and the associated costs can be avoided or reduced. Coordinating the clay mixture from several clays is not necessary due to the lesser importance of plastic properties.
An der Anlage 10 angekommen, kann der unbehandelte Grubenton 1 direkt gemäß Schritt S2 in der Mühle 12 zu einer wässrigen Suspension 2 verarbeitet werden. Die Suspension 2 lässt sich unter anderem besser homogenisieren als trockenes Tongranulat 3. Darüber hinaus lassen sich auch die anschließenden Aussonderungsprozesse gegenüber herkömmlichen Verfahren besser durchführen, wenn der Ton 1 als wässrige Suspension 2 vorliegt. Die Konditonierung desOnce it has arrived at the plant 10, the untreated pit clay 1 can be processed directly into an aqueous suspension 2 in the mill 12 according to step S2. The suspension 2 can be homogenized better than dry clay granulate 3. In addition, the subsequent separation processes can be carried out better than conventional processes if the clay 1 is present as an aqueous suspension 2. The conditioning of the
Ausgangsmaterials zu einer Suspension 2 erfolgt bevorzugt unter Zufuhr von Wasser sowie unter Einsatz von Lösern und Rührwerken, welche in der Mühle 12 integriert sein können. Am Ende von Schritt S2 weist dieStarting material to a suspension 2 is preferably carried out with the addition of water and using dissolvers and agitators, which can be integrated in the mill 12. At the end of step S2, the
Suspension 2 bevorzugt einen Feststoffgehalt von 55 % bis 65 % auf.Suspension 2 preferably has a solids content of 55% to 65%.
Im Anschluss daran erfolgt Schritt S3: Aussondern einer Überkornfraktion aus der Suspension 2, wobei die Überkornfraktion Körner umfasst, derenThis is followed by step S3: separating an oversize fraction from the suspension 2, wherein the oversize fraction comprises grains whose
Korndurchmesser einen definierten Wert überschreiten. Idealerweise sollte die Korngröße des späteren Granulats 3 zwischen 120 um bis 1000 um liegen. Um das zu gewährleisten, werden Körner, deren Durchmesser jeweils über 1000 um liegt, aus der Suspension 2 ausgesondert. In einem weiteren Schritt S3.1 (s. Fig. 3) können außerdem Körner aus derGrain diameter exceeds a defined value. Ideally, the grain size of the subsequent granulate 3 should be between 120 um and 1000 um. To ensure this, grains with a diameter of more than 1000 um are separated from the suspension 2. In a further step S3.1 (see Fig. 3), grains can also be separated from the
Suspension 2 ausgesondert werden, deren Durchmesser kleiner ist als 120 um.Suspension 2 whose diameter is smaller than 120 µm.
Nach dem Aussondern von Über- und/oder Unterkornfraktion aus derAfter separating out oversize and/or undersize fractions from the
Suspension 2 folgt Schritt S4: Granulieren der Suspension 2 zurSuspension 2 follows step S4: Granulation of suspension 2 to
Erzeugung eines Tongranulats 3. Um ein möglichst gutes Pressergebnis zu erhalten, sollte das Tongranulat 3 eine Restfeuchte von 2 % bis 6 % aufweisen. Hierdurch wird ein Schwinden der Dachziegelformlinge während des Pressvorgangs vermieden. Der Granulierprozess S2 kann beispielsweise mittels Sprüh- oder Zerstäubungstrocknung in einer geeigneten Granuliereinrichtung 13 erfolgen.Production of clay granulate 3. In order to achieve the best possible pressing result, the clay granulate 3 should have a residual moisture content of 2% to 6%. This prevents the roof tile moldings from shrinking during the pressing process. The granulation process S2 can be carried out, for example, by means of spray or atomization drying in a suitable granulation device 13.
Als nächstes folgt Schritt S5: Einbringen des Tongranulats 3 in eineNext comes step S5: Insert the clay granulate 3 into a
Pressform 14. Zur Herstellung der Dachziegelformlinge wird das ausPress mold 14. To produce the roof tile molds, the
Schritt S4 erhaltene Tongranulat 3 vorzugsweise unter Druck in dieClay granulate 3 obtained in step S4 is preferably injected under pressure into the
Pressform 14 der Anlage eingespritzt. Direkt im Anschluss daran erfolgtPress mold 14 of the system. Immediately after this,
Schritt S6: Pressen des Tongranulats 3 in der Pressform 14, wobei dasStep S6: Pressing the clay granulate 3 in the press mold 14, whereby the
Tongranulat 3 verdichtet und zu einem Dachziegelformling geformt wird.Clay granulate 3 is compacted and formed into a roof tile.
Ist die gewünschte Menge an Tongranulat 3 in die Pressform 14 eingebracht worden, werden die Formhälften der Pressform 14 aus derOnce the desired amount of clay granulate 3 has been introduced into the press mold 14, the mold halves of the press mold 14 are removed from the
Füllposition in die Pressposition bewegt, in welcher die Pressform 14 diefilling position into the pressing position, in which the pressing mold 14
Form des fertigen Dachziegels abbildet.Shape of the finished roof tile.
Der nächste Schritt S7 umfasst Folgendes: Überführen desThe next step S7 includes the following: Transferring the
Dachziegelformlings in einen Rollenofen 16 zum Brennen desRoof tile blanks into a roller kiln 16 for firing the
Dachziegelformlings. Im letzten Schritt S8 wird der Dachziegelformling dann im Schnellbrandverfahren zu einem Dachziegel gebrannt.. DerRoof tile blank. In the last step S8, the roof tile blank is then fired into a roof tile using the rapid firing process. The
Brennprozess gemäß S8 erfolgt bevorzugt in einlagiger Setzweise.Firing process according to S8 is preferably carried out in a single layer setting.
Hierdurch kann ein möglichst hoher Anteil der Strahlungsenergie desThis allows the highest possible proportion of the radiation energy of the
Ofens 16 für den Wärmeübergang auf die Dachziegel genutzt werden.Oven 16 can be used for heat transfer to the roof tiles.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagram umfassend die Schritte S1-S8 desFig. 3 shows a flow chart comprising steps S1-S8 of the
Verfahrens zur Herstellung eines Dachziegels aus Ton 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das in Fig. 3 gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren aus Fig. 2 dadurch, dass dasMethod for producing a clay roof tile 1 according to a second embodiment. The method shown in Fig. 3 differs from the method in Fig. 2 in that the
Verfahren gemäß Fig. 3 die zusätzlichen Zwischenschritte S1.1, S2.1,Method according to Fig. 3 the additional intermediate steps S1.1, S2.1,
S3.1 und S4.1 umfasst.S3.1 and S4.1.
Schritt S1.1 schließt sich dem Schritt S1 an und umfasst Folgendes:Step S1.1 follows step S1 and includes the following:
Brechen von im Ton 1 enthaltenen Tonschollen in Tonstücke, wobei dieBreaking of clay slabs contained in clay 1 into clay pieces, whereby the
Tonstücke einen mittleren Durchmesser von 5 cm oder weniger aufweisen.Clay pieces have an average diameter of 5 cm or less.
Das Brechen oder Zermahlen größerer Tonschollen in Tonstücke, die imThe breaking or grinding of larger clay slabs into pieces of clay, which
Mittel kleiner sind als 5 cm, kann beispielsweise in der Mühle 12 erfolgen und dient dazu, das von der Halde kommende, unverarbeitete Material für die nachfolgenden Schritte vorzubereiten.Medium smaller than 5 cm, can be carried out, for example, in mill 12 and serves to prepare the unprocessed material coming from the stockpile for the subsequent steps.
Schritt S2.1 schließt sich dem Schritt S2 an und umfasst Folgendes:Step S2.1 follows step S2 and includes the following:
Zugabe von Additiven zu der Suspension 2. Die Additive erleichtern dasAddition of additives to the suspension 2. The additives facilitate the
Homogenisieren der Suspension 2 und dienen vor allem dazu, denHomogenization of the suspension 2 and serve primarily to
Dachziegeln ihre gewünschten Eigenschaften zu verleihen, beispielsweise um den Feststoffgehalt in der Suspension möglichst hoch zu halten.To give roof tiles their desired properties, for example to keep the solid content in the suspension as high as possible.
Schritt S3.1 schließt sich dem Schritt S3 an und umfasst Folgendes:Step S3.1 follows step S3 and includes the following:
Aussondern einer Unterkornfraktion aus der Suspension 2, wobei dieSeparating a sub-grain fraction from the suspension 2, whereby the
Unterkornfraktion Körner umfasst, deren Korndurchmesser einen definierten Wert überschreiten. Idealerweise sollte die Korngröße des späteren Granulats 3 zwischen 120 um bis 1000 um liegen. Um das zu gewährleisten, werden Körner aus der Suspension 2 ausgesondert, derenUndersize fraction includes grains whose grain diameter exceeds a defined value. Ideally, the grain size of the subsequent granulate 3 should be between 120 um and 1000 um. To ensure this, grains are separated from the suspension 2 whose
Durchmesser kleiner ist als 120 um. Schritt S3.1 kann gleichzeitig mitdiameter is smaller than 120 um. Step S3.1 can be performed simultaneously with
Schritt S3 durchgeführt werden.Step S3 must be carried out.
Schritt S4.1 schließt sich dem Schritt S4 an und umfasst Folgendes:Step S4.1 follows step S4 and includes the following:
Speichern des Tongranulats 3 in mindestens einem geeignetenStoring the clay granulate 3 in at least one suitable
Zwischenlager 14. Das Zwischenlager 14 ist dabei vorzugsweise ein Silo.Intermediate storage 14. The intermediate storage 14 is preferably a silo.
Die Speicherung in einem Zwischenlager 14 trägt zu einer weiterenStorage in an interim storage facility 14 contributes to a further
Homogenisierung des Granulats 3 bei, wobei in dieser Phase beispielsweise ein Ausgleich von geringen Feuchtigkeitsunterschieden innerhalb des Granulats 3 erfolgen kann. Der Vorgang derHomogenization of the granulate 3, whereby in this phase, for example, a compensation of small moisture differences within the granulate 3 can take place. The process of
Zwischenlagerung kann dabei zwischen einigen wenigen Stunden und einigen Tagen dauern — je nach Herstellungsbedarf.Intermediate storage can last between a few hours and a few days — depending on production requirements.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass derAccording to one embodiment, it is provided that the
Vorteilhafterweise sollte der Brennkanal des Ofens dabei möglichst klein dimensioniert sein, um so die Brennkraft des Ofens zu erhöhen und dasAdvantageously, the combustion channel of the furnace should be as small as possible in order to increase the combustion power of the furnace and the
Brenngut somit schneller brennen zu können. Hierbei besteht ein weitererThis allows the fuel to burn faster. This is another
Vorteil des beschriebenen Verfahrens darin, dass sich die erhaltenenThe advantage of the described method is that the obtained
Dachziegelformlinge ohne die üblichen Brennhilfsmittel (z.B H- oder U-Roof tile preforms without the usual kiln furniture (e.g. H- or U-
Kassetten) brennen lassen, weil sie bereits mit einer ausreichendencassettes) because they already have a sufficient
Formfestigkeit aus dem Trockenpressschritt kommen. Entsprechend kann auf Brennhilfsmittel verzichtet werden, was zu Platz- undThe dimensional stability comes from the dry pressing step. Accordingly, kiln furniture can be dispensed with, which saves space and
Kosteneinsparungen führt was außerdem die Brenneffizienz des Ofens erhöht. Der Einsatz eines Rollenofens hat außerdem den Vorteil, dass sichThis leads to cost savings which also increases the kiln’s firing efficiency. The use of a roller kiln also has the advantage that
Rollenöfen gegenüber üblicherweise in der Ziegelbrennerei eingesetztenRoller kilns compared to those commonly used in brick kilns
Brennöfen klimaneutral betreiben lassen. So kann der Rollenofen beispielsweise elektrisch oder auf Wasserstoffbasis oder betrieben werden.Kilns can be operated in a climate-neutral manner. For example, the roller kiln can be operated electrically or on a hydrogen basis.
In Fig. 4a ist die Pressform 14 in einer Füllposition gezeigt, in der dieIn Fig. 4a, the mold 14 is shown in a filling position in which the
Formhälften 22, 24 voneinander beabstandet sind und ein Tonmaterial in den Aufnahmeraum eingefüllt werden kann. Zum Befüllen der Pressform 14 ist eine Füllvorrichtung 42 vorgesehen, die das Tonmaterial mittelsThe mold halves 22, 24 are spaced apart from one another and a clay material can be filled into the receiving space. A filling device 42 is provided for filling the mold 14, which fills the clay material by means of
Druckluft mit Überdruck in den Aufnahmeraum 30 einspritzen kann. DasCompressed air with overpressure can be injected into the receiving chamber 30. The
Einspritzen erfolgt in einer Einspritzrichtung E im Wesentlichen parallel zurInjection takes place in an injection direction E essentially parallel to the
Oberfläche 34, 38 der ersten bzw. der zweiten Formhälfte 22, 24.Surface 34, 38 of the first and second mold halves 22, 24, respectively.
Von der in Fig. 4a gezeigten Füllposition können die Formhälften 22, 24 in einer Pressrichtung P aufeinander zu in die in Fig. 4b gezeigteFrom the filling position shown in Fig. 4a, the mold halves 22, 24 can be moved in a pressing direction P towards each other into the position shown in Fig. 4b.
Pressposition bewegt werden, in welcher der Aufnahmeraum 30 imPress position in which the receiving space 30 in the
Wesentlichen die Form des Dachziegels 18 abbildet. Eine der Formhälften 22, 24 kann ortsfest fixiert sein, so dass nur die jeweils andere Formhälfte 22, 24 bewegt wird. Es ist aber auch möglich, dass beide Formhälften 22, 24 bewegt werden können und beim Pressvorgang des Dachziegels 18 aufeinander zu bewegt werden. Die Führungselemente 28 sind in einer imEssentially the shape of the roof tile 18. One of the mold halves 22, 24 can be fixed in place so that only the other mold half 22, 24 is moved. However, it is also possible that both mold halves 22, 24 can be moved and are moved towards each other during the pressing process of the roof tile 18. The guide elements 28 are in a
Wesentlichen senkrecht zur Pressrichtung P_ verlaufendenEssentially perpendicular to the pressing direction P_
Entnahmerichtung R in eine Entnahmeposition bewegbar, in der dieRemoval direction R into a removal position in which the
Führungselemente 28 von den Formhälften 22, 24 beabstandet sind. DieGuide elements 28 are spaced from the mold halves 22, 24. The
Formhälften 22, 24 weisen jeweils einen Grundkörper 44, 46 aus Stahl, vorzugsweise aus Werkzeugstahl, auf. Des Weiteren weisen dieMould halves 22, 24 each have a base body 44, 46 made of steel, preferably tool steel. Furthermore, the
Oberflächen 34, 38 jeweils eine Beschichtung 48, 50 auf, die in der hier gezeigten Ausführungsform jeweils aus einer PU-Schicht gebildet ist.Surfaces 34, 38 each have a coating 48, 50, which in the embodiment shown here is each formed from a PU layer.
Durch die Beschichtung 48, 50 wird die Anhaftung des eingefülltenThe coating 48, 50 ensures that the filled
Tonmaterials an den Oberflächen 34, 38 der Formhälften 22, 24 reduziert.Clay material on the surfaces 34, 38 of the mold halves 22, 24 is reduced.
An bzw. in der Vertiefung 40 ist ein erstes Druckelement 52 vorgesehen, das durch ein Druckkissen gebildet ist, das einen mit einem inkompressiblen Druckmedium 56 gefüllten Druckraum 58 aufweist. Das erste Druckelement 52 weist eine Druckleitung 60 auf, durch die dasA first pressure element 52 is provided on or in the recess 40, which is formed by a pressure pad having a pressure chamber 58 filled with an incompressible pressure medium 56. The first pressure element 52 has a pressure line 60 through which the
Druckmedium 56, beispielsweise Öl, in den Druckraum 58 einströmen bzw. aus diesem ausströmen kann. Das erste Druckelement 52 ist am Fuß der Vertiefungen 40, also am Übergang zur der ersten Formhälfte 22 zugewandten Oberfläche 38 der zweiten Formhälfte 24 vorgesehen.Pressure medium 56, for example oil, can flow into or out of the pressure chamber 58. The first pressure element 52 is provided at the foot of the depressions 40, i.e. at the transition to the surface 38 of the second mold half 24 facing the first mold half 22.
An der Oberfläche 38 der zweiten Formhälfte 24 ist des Weiteren ein zweites Druckelement 62 vorgesehen, dessen Aufbau im Wesentlichen dem Aufbau des ersten Druckelements 52 entspricht. Das zweiteFurthermore, a second pressure element 62 is provided on the surface 38 of the second mold half 24, the structure of which essentially corresponds to the structure of the first pressure element 52. The second
Druckelement 62 weist einen Druckraum 64 sowie eine Druckleitung 66 auf, die mit dem Druckmedium 56 gefüllt sind.Pressure element 62 has a pressure chamber 64 and a pressure line 66 which are filled with the pressure medium 56.
Die Druckleitung 66 des zweiten Druckelements 62 ist mit der Druckleitung 58 des ersten Druckelements 52 verbunden, so dass das Druckmedium 56 zwischen dem ersten und dem zweiten Druckelement 52, 62 strömen kann. Des Weiteren sind die Druckleitungen 60, 66 an eineThe pressure line 66 of the second pressure element 62 is connected to the pressure line 58 of the first pressure element 52 so that the pressure medium 56 can flow between the first and the second pressure element 52, 62. Furthermore, the pressure lines 60, 66 are connected to a
Druckerzeugungseinrichtung 68 angeschlossen, die das Druckmedium 56 bereitstellen und/oder den Druck in den Druckleitungen 60, 66 bzw. denPressure generating device 68, which provides the pressure medium 56 and/or the pressure in the pressure lines 60, 66 or the
Druckelementen 52, 62 einstellen kann. Vorzugsweise weist daspressure elements 52, 62. Preferably, the
Druckmedium 56 einen Überdruck von ca. 5 Pa bis 7 Pa auf. DiePressure medium 56 has an overpressure of approximately 5 Pa to 7 Pa. The
Druckelemente 52, 62 sind jeweils durch eine Aussparung 70, 72 imPressure elements 52, 62 are each formed by a recess 70, 72 in the
Grundkörper 46 der zweiten Formhälfte 24 sowie die als Membran ausgebildete Beschichtung 50 gebildet.Base body 46 of the second mold half 24 and the coating 50 designed as a membrane are formed.
In der Füllposition gemäß Fig. 4a ist das zweite Druckelement 62 in einerIn the filling position according to Fig. 4a, the second pressure element 62 is in a
Ausgangsposition in Richtung des Aufnahmeraums 30 gewölbt, steht also über die Form des fertigen Dachziegels 18 (gestrichelte Linie) vor. Das erste Druckelement 52 ist in der Füllposition in einer Ausgangsposition gegenüber der Form des fertigen Dachziegels 18 zurückversetzt.In the initial position, the first pressure element 52 is curved in the direction of the receiving space 30, i.e. it protrudes beyond the shape of the finished roof tile 18 (dashed line). In the filling position, the first pressure element 52 is set back in an initial position relative to the shape of the finished roof tile 18.
Das erste und das zweite Druckelement 52, 62 sind durch dieThe first and second pressure elements 52, 62 are connected by the
Druckleitungen 60, 66 derart mit- einander gekoppelt, dass das erstePressure lines 60, 66 are coupled together in such a way that the first
Druckelement 52 durch ein Bewegen des zweiten Druckelements 62 in eine Verdichtungsposition, in der das zweite Druckelement 62 abschnittsweise die Form des fertigen Dachziegels abbildet, durch das aus dem zweiten Druckelement 62 ausströmende und in das erstePressure element 52 by moving the second pressure element 62 into a compaction position in which the second pressure element 62 partially reproduces the shape of the finished roof tile, by the pressure flowing out of the second pressure element 62 and into the first
Druckelement 52 einstrômende Druckmedium 56 nach außen in einePressure element 52 inflowing pressure medium 56 outwards into a
Verdichtungsposition bewegt wird, in der das erste Druckelement 52 ebenfalls einen Ab- schnitt der Form des Dachziegels 18 abbildet (s. Fig. 4b).Compaction position in which the first pressure element 52 also forms a section of the shape of the roof tile 18 (see Fig. 4b).
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiverAll features and advantages arising from the claims, the description and the drawing, including constructive
Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.Details, spatial arrangements and process steps can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
Sn Schritt n 1 Ton 2 Suspension 3 TongranulatSn Step n 1 Clay 2 Suspension 3 Clay granules
Anlage 11 Beschickungseinrichtung 12 Mühle 13 Granuliereinrichtung 14 ZwischenlagerPlant 11 Feeding device 12 Mill 13 Granulating device 14 Intermediate storage
Glasiereinrichtung 16 Rollenofen 18 DachziegelGlazing equipment 16 Roller kiln 18 Roof tiles
Pressform 22 Erste Formhälfte 24 Zweite Formhälfte 26 Führung 28 FührungselementePress mold 22 First mold half 24 Second mold half 26 Guide 28 Guide elements
Aufnahmeraum 34, 38 OberflächeRecording room 34, 38 Surface
Vertiefung 42 Füllvorrichtung 44, 46 Grundkörper 48, 50 Beschichtung 52 Erstes Druckelement 56 Druckmedium 58, 64 Druckraum 60 DruckleitungRecess 42 Filling device 44, 46 Base body 48, 50 Coating 52 First pressure element 56 Pressure medium 58, 64 Pressure chamber 60 Pressure line
62 Zweites Druckelement 70, 72 Aussparung62 Second pressure element 70, 72 Recess
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