CH652436A5

CH652436A5 - Verfahren und brennofen zur herstellung eines leichtbauelementes, insbesondere einer verkleidungsplatte.

Info

Publication number: CH652436A5
Application number: CH2986/81A
Authority: CH
Inventors: Dieter Suetterlin; Gustav-Adolf Sporkenbach
Original assignee: Keller Holding Ag; Sporkenbach Gustav Adolf
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1985-11-15
Also published as: WO1982003885A1; DE3242676D2; IT1150900B; IT8221136A1; US4493805A; IT8221136A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauelementes gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Brennofen zur Ausführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Anspruches 7.

Die eingangs genannten Gegenstände sind bekannt, so beispielsweise aus der GB-PS 1279 980 bzw. DE-OS 1933 421. Bei dem dort beschriebenen Verfahren, wird beispielsweise eine Schicht aus blähfähigem ersten Tonmaterial über einer Schicht aus einem zweiten Tonmaterial angeordnet, welches bei der Blähtemperatur des ersten Tonmaterials nicht blähfähig ist. Dabei wird die Schicht des zweiten Tonmaterials in eine Form eingebracht, über der dann das erste Tonmaterial in Form von Partikeln oder Stücken aufgeschüttet wird. Dieses Verfahren hat jedoch zu keinen brauchbaren Ergebnissen geführt, da durch die Hohlräume zwischen den Partikeln einerseits eine grosse Oberfläche gebildet wird, die beim Brennen oxydiert und dadurch ein Blähen verhindert, und andererseits durch die Hohlräume der Wärmeübergang zu schlecht ist, um ein ausreichendes und insbesondere gleich-mässiges Blähen zu gewährleisten. Wegen der Hohlräume kann die weiter beschriebene Strahlungsheizung ihre Wirkung nicht ausreichend entfalten, zumal auch die Seitenwände der Form kühlend wirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte Verfahren sowie den Brennofen zu verbessern, so dass die Herstellung der Leichtbauelemente ermöglicht oder zumindest verbessert wird.

Die erfindungsgemässe Aufgabe wird gelöst:

- bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1;

- bei dem eingangs genannten Brennofen zur Ausführung des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 7.

Dadurch, dass die obere Schicht des Rohlings als formhal-tiger Massekörper ausgebildet ist und auf einer unteren Schicht aus bei der Blähtemperatur nicht blähfähigem Tonmaterial aufliegt, ist die Verwendung einer Form überflüssig. Es wird dadurch ferner einerseits die Oberfläche der Schicht klein gehalten und andererseits eine Abkühlung des Rohlings beim Aufheizen und Blähen vermieden, wodurch eine optimale Wärmeaufnahme und eine gleichmässige Blähung über eine grosse Dicke erzielt wird. Durch das Fehlen der Form kann naturgemäss auch kein Anbacken des Blählings an einer Form stattfinden. Das Verfahren gewährleistet ein gleichmässiges Blähen über eine grosse Dicke des Rohlings, so dass beispielsweise eine Volumenvergrösserung bis zum 7fachen der ungeblähten Schicht möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 6 umschrieben.

Anspruch 2 benennt eine vorteilhafte Ausbildung des Tonmaterials der ersten Schicht. Die Porosierungsmittel sind bekannt und bestehen beispielsweise aus Ausbrennstoffen wie Teilchen aus Holz, Kohle, Papier, Kork, Reisschalen und dergleichen. Besonders vorteilhaft sind jedoch aus mit Treibmittel versetzte Perlen aus Polystyrol (Styropor), da es als Absorptionsmittel für die Wärmeaufnahme wirkt. Weiter sind die Porosierungsmittel mit Vorteil gemäss Anspruch 3 ausgebildet.

Die Herstellung des Leichtbauelementes ist besonders einfach und wirtschaftlich, da die beiden Tonmaterialschichten auf einfache Weise zu einem Rohling verbunden werden können, vorzugsweise gemäss Anspruch 4 und/oder Anspruch 5. Die zweite Materialschicht, die bei der Blähtemperatur des ersten Tonmaterials nicht blähfähig ist, behält die Formbeständigkeit und kann ohne weiteres als Träger des ersten Tonmaterials während des Blähvorganges dienen.

Besonders vorteilhafte Blähbedingungen ergeben sich nach Anspruch 6. Durch die Strahlungsheizung von oben wirkt die Wärme unmittelbar und intensiv auf die erste Tonmaterialschicht ein und bewirkt ein schnelles Blähen, das auch zu einem Ansintern der zweiten Tonmaterialschicht

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führt. Da diese jedoch der Strahlungsheizung abgewandt ist, kann sie kühler sein, wodurch die Formbeständigkeit der zweiten Tonmaterialschicht während des Brennens verbessert wird. Wenn die Strahlungsheizung von oben nicht ausreicht, kann der Rohling zusätzlich auf der Unterseite beheizt werden.

Das so hergestellte Leichtbauelement ist für die verschiedensten Zwecke geeignet, so beispielsweise als Mauerstein für nichttragende Wände oder als Bestandteil in einem Verbundmauerwerk. Besonders vorteilhaft ist das Leichtbauelement jedoch als Verkleidungsplatte zur Isolierung eines bestehenden Mauerwerkes. Als Verkleidungsplatte kann das Leichtbauelement direkt an ein anderes Mauerwerk angeklebt werden. Besonders vorteilhaft ist es dann, wenn die Aussenseite der Schicht aus ungeblähtem Tonmaterial als Sichtfläche ausgebildet ist. Die Sichtfläche des Tonmaterials kann dann bereits bei der Herstellung entsprechend gemustert werden, indem sie beispielsweise eine Profilierung erhält und/oder durch Engobierung oder Glasierung farblich gestaltet ist.

Das Leichtbauelement zeichnet sich also durch grosse Festigkeit aus, was nicht nur bei der Verwendung desselben von grosser Bedeutung ist, sondern auch beim Transport und der Verarbeitung des Leichtbauelementes.

Der erfindungsgemässe Brennofen gemäss Anspruch 7 zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens beinhaltet eine besonders vorteilhafte wirksame Strahlungsheizung, wobei die Strahlungsheizungselemente einen in Förderrichtung zunehmenden Abstand von der Fördervorrichtung aufweisen. d.h. dem fortschreitenden Blähvorgang der Rohlinge angepasst sind.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Brennofens sind in den Ansprüchen 8 bis 10 umschrieben.

Die Strahlungsheizelemente können in fortlaufend zunehmendem Abstand fest angeordnet sein, wobei diese Ausbildung dann von Vorteil ist, wenn einerseits die Bläheigenschaften des Tonmaterials genau definiert und stets gleich sind und die Förderung des Rohlings durch den Brennofen vorzugsweise kontinuierlich erfolgt. Vorteilhafter ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 8, da dann die Strahlungsheizelemente den jeweiligen Bläheigenschaften der Rohlinge angepasst werden können. Dabei können die Strahlungsheizelemente einzeln eingestellt werden oder vorzugsweise gruppenweise. Die letztere Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn die Rohlinge schrittweise durch den Bronnofen bewegt werden. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Brennofens nach Anspruch 9, da dann umständliche Einstellarbeiten entfallen und sich die Strahlungsheizelemente automatisch auf den jeweiligen Blähgrad der Rohlinge einstellen.

Bei der Strahlungsheizung von oben ist der Brennofen zweckmässigerweise noch mit einer Heizung von unten ausgestaltet, da insbesondere bei grösserem Abstand der Strahlungsheizelemente von der Fördervorrichtung die Hitzeeinwirkung auf die zweite Tonmaterialschicht ungenügend sein kann, obwohl diese vorzugsweise kühler gehalten wird.

Wie bereits erwähnt, ist eine Ausbildung des Brennofens nach Anspruch 10 bevorzugt, da die schrittweise Förderung der Rohlinge eine einfachere Einstellung der Strahlungsheizelemente auf den Blähgrad des Tonmaterials ermöglicht. Dabei kann die Fördervorrichtung ein Förderband sein, das schrittweise bewegt wird.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind anhand schematischer Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1: einen Brennofen im Längsschnitt und im Ausschnitt;

Fig. 2a bis 2c: den Brennofen der Figur 1 im Schnitt II-II in drei verschiedenen Förderstellungen der Vorrichtung.

Der in den Figuren 1 bis 2c dargestellte Brennofen dient 5 zum Brennen eines Rohlings 2, der eine erste Schicht 4 aus blähfähigem Tonmaterial aufweist, die auf einer zweiten Schicht 6 angeordnet ist, die aus einem zumindest im Bereich der Blähtemperatur des ersten Tonmaterials nicht blähfähigen Tonmaterial besteht. Dieser Rohling kann beispiels-10 weise in einer zweiteiligen Extruderpresse hergestellt werden, wobei ein Extruder das erste Tonmaterial und der zweite Extruder das zweite Tonmaterial verarbeitet und beide Extruder auf einen gemeinsamen Presskopf arbeiten, so dass der Rohling bereits in geschichteter Form erhalten wird. 15 Durch die hohen Pressdrücke in der Extruderpresse findet bereits eine ausreichende Verbindung der beiden Schichten 2 und 4 statt. Der geschichtete Strang muss dann nur noch in Rohlinge der gewünschten Länge zerschnitten werden. Nach dem Brennen erhält man einen Formling 8 aus der zweiten 20 Schicht 6, die ihre ursprüngliche Form beibehalten hat und der Schicht 4a des nunmehr geblähten Tonmaterials. Dieser Formling 8 wird durch mechanische Bearbeitung in die gewünschte Form und Dimension gebracht.

Der in den Figuren im Ausschnitt gezeigte Brennofen 10 25 enthält eine Vorwärmstation 12, eine Brennstation 14 und eine Kühlstation 16. Eine Fördervorrichtung 18 dient zur Förderung des Rohlings 2 durch die Stationen.

Im vorliegenden Beispiel arbeitet die Fördervorrichtung 18 schrittweise und weist hierzu einen Hubbalken 20 auf, der auf

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seiner Oberseite mit Nocken 22 versehen ist, auf denen der Rohling 2 ruht. Am Boden 24 des Tunnels 26 des Brennofens 10 sind entsprechende Nocken 28 beidseits des Hubbalkens 30 angeordnet. Angetrieben wird der Hubbalken von zwei umlaufenden Ketten 30, die über Räder 32,34 geführt sind, von denen eines angetrieben ist. Der Hubbalken 20 enthält nach unten reichende Arme 36, die über Bolzen 38 mit den Ketten 30 verbunden sind. Wird der Arm 36 mittels des Bolzens 38 längs des oberen Trums der Kette 30 bewegt, so hebt der Hubbalken 20 über die Auflageebene der Nocken 28 im Tunnel 26 an und fördert die Rohlinge 2 um einen Schritt weiter, wie aus Figur 2b ersichtlich ist. Wird der Arm 36 mit seinem Bolzen 38 längs des unteren Trums der Ketten 30 bewegt, so wird der Hubbalken 20 unterhalb der Auflageebene der Nocken 28 um den Förderschritt zurückgeholt, wie aus Figur 2c zu ersehen ist. Die Figuren 1 und 2a zeigen den Übergang der Arme 36 und der Bolzen 38 von der Rückholphase in die Förderphase.

Während die Beheizung des Brennofens 10 in der Vor-50 wärmstation 12 beispielsweise mittels Heizgasen erfolgen kann, erfolgt die Beheizung in der Brennstation 14 des Brennofens mittels Strahlungsheizelementen 40, die zur vier Gruppen 42,44,46,48 zusammengefasst sind, die jeweils die Ränge eines Förderschrittes bzw. die Länge eines Rohlings 2 55 aufweisen. Jede Gruppe der Strahlungsheizelemente 40 ist an einem höhenverstellbaren Deckenteil des Brennofens angeordnet. Jeder Deckenteil 50 ist mit einer Stellvorrichtung 52 versehen, um den Abstand des Deckenteils 50 und damit der Strahlungsheizelemente 40 zur Fördervorrichtung 18 60 bzw. dem darüber befindlichen Rohling 2 einzustellen. Um die Strahlungsheizelemente 40 dem Blähgrad des jeweils darunter befindlichen Rohlings 2 anpassen zu können, ist die Stellvorrichtung 52 weiter mit einer Fühlervorrichtung 54 versehen, die beispielsweise nach dem Ultraschallprinzip 65 arbeitet und den Abstand des Deckenteils 50 und damit der Strahlungsheizelemente zum geblähten Rohling 2 feststellt. Die Stellvorrichtung 52 enthält eine nicht näher bezeichnete Steuervorrichtung, mittels der der gewünschte einzuhaltende

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Abstand eingestellt werden kann. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Strahlungsheizelemente von den blähenden Rohlingen 40 bis 60 mm.

Falls die Wärmeentwicklung der Strahlungsheizelemente nicht ausreicht, um den Rohling auch in seiner untersten Schicht zu brennen, können zwischen den Nocken 28 weitere Heizelemente 56 zur Beheizung der Unterseite der Rohlinge angeordnet sein. Solche Heizelemente können am Boden 24 des Tunnels 26 und/oder am Hubbalken 20 vorgesehen sein.

In der anschliessenden Kühlstation 16 erfolgt ein allmähliches Kühlen der erhaltenen Formlinge mittels entsprechend s konditioniertem Gas.

Bezüglich weiterer Ausführungsvarianten wird auf die Ansprüche und die allgemeine Beschreibung verwiesen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

652436 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauelements, insbesondere einer Verkleidungsplatte, wobei ein Rohling aus einer oberen Schicht aus einem blähfähigen ersten Tonmaterial und einer unteren Schicht aus einem zweiten Tonmaterial, welches zumindest im Bereich der Blähtemperatur des ersten Tonmaterials nicht blähfähig ist, in einem Brennofen so gebrannt wird, dass das erste Tonmaterial bläht und an dem zweiten Tonmaterial an der Verbindungsfläche ansintert, dadurch gekennzeichnet, dass man die obere Schicht als formhaltigen Massekörper ausbildet und man den Rohling auf seiner unteren Schicht aufliegend ohne Verwendung einer Form bläht und brennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein erstes Tonmaterial verwendet, das, vorzugsweise bis zu 45 Volumenprozent, Porosierungsmittel, vorzugsweise aus mit Treibmittel versetzte Perlen aus Polystyrol, enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein kugelförmiges Porosierungsmittel mit einer Korngrösse von vorzugsweise 0,8 bis 2,5 mm verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die beiden Tonmaterialschichten (4,6), vorzugsweise mittels eines gemeinsamen Presskopfes einer Strangpresse für zwei Tonmaterialien, verpresst.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Aufeinanderbringen der Tonmaterialschichten mindestens eine Schicht mit einer Tonmaterialsuspension versieht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Brennen mittels einer Strahlungsheizung (40) mindestens von oben durchführt und dabei auf mindestens angenähert konstantem Abstand von vorzugsweise 40 bis 60 mm von dem blähenden Rohling (2) hält.

7. Brennofen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welcher eine eine Vorwärmstation, eine Brennstation mit mindestens von oben wirksamen Strahlungsheizelementen und eine Kühlstation durchlaufende Fördervorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Strahlungsheizelemente (40) von der Fördervorrichtung (18) in Förderrichtung zunimmt.

8. Brennofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsheizelemente (40), vorzugsweise gruppenweise, an einer Stellvorrichtung (52) zur Einstellung des Abstandes von der Fördervorrichtung (18) angeordnet sind.

9. Brennofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Stellvorrichtung (52) verbundene Steuervorrichtung mit einer auf die durchlaufenden Rohlinge (2) ansprechende Fühlervorrichtung (54) vorhanden ist, um die Strahlungsheizelemente (40) auf einen mindestens annähernd gleichbleibenden Abstand von vorzugsweise 40 bis 60 mm zu dem jeweils durchlaufenden Rohling (2) einzustellen.

10. Brennofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (18) zur schrittweisen Förderung der Rohlinge (2) ausgebildet ist, wobei die Fördervorrichtung (18) vorzugsweise einen Hubbalken (20) aufweist, der einen über eine feste Auflage (28) für die Rohlinge (2) greifenden Förderschritt und einen unter die Auflage (28) verlaufenden Rückholschritt ausführt.