DD285041A5

DD285041A5 - DEVICE FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF 3-DIMENSIONALLY PROFILED, THOROUGH-CONSTRUCTED MOLDINGS FROM PLASTIC CHANGES OR PLATES OF CERAMIC BASE MATERIALS, WHICH MEET NEUTRAL FIBERS OF THE PROFILE STRUCTURE

Info

Publication number: DD285041A5
Application number: DD32990089A
Authority: DD
Inventors: Gerd Weinhold; Rolf Gambert; Klaus Hoppe; Bernd Kulbe; Detlef Brausse; Ulf Lehmann
Original assignee: Veb Chemieanlagenbaukombinat Leipzig-Grimma Stammbetrieb,Dd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1990-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von 3-dimensional profilierten, duennwandigen Formlingen aus plastischen Baendern oder Platten keramischen Grundmaterials, die in nachfolgenden Verarbeitungsschritten zu Profilkeramikplatten mit definierten Abmaszen, bevorzugt fuer die chemische Industrie zu geordneten Kolonnenpackungen fuer den Stoff- und Waermeaustausch sowie zu Wandgestaltungs-, Gebrauchs- oder Sanitaerkeramikteilen weiterverarbeitet werden. Die Vorrichtung mit ihren matten- oder bandartigen Trennmitteln ist dadurch gekennzeichnet, dasz die Trennmittel (3; 4) eine in ihren Flaechenachsen zweidimensionale, reversible Dehnfaehigkeit besitzen und die Dicke der Trennmittel (3; 4) maximal die Haelfte des kleinsten Profilkantenradius des Formlings (7) aufweist. Fig. 2{Keramik; 3-dimensional; profilieren; Trennmittel; reversible Dehnfaehigkeit}The invention relates to an apparatus for the continuous production of 3-dimensionally profiled, thin-walled moldings of plastic bands or plates ceramic base material in subsequent processing steps to profile ceramic plates with defined Abmaszen, preferably for the chemical industry to ordered column packings for mass and heat exchange and Wandgestaltungs-, utility or Sanitaerkeramikteilen be further processed. The device with its mat or tape-like separating means is characterized in that the separating means (3; 4) have a two-dimensional, reversible stretching capability in their surface axes and the thickness of the separating means (3; 4) is at most half the smallest profile edge radius of the molding (7 ) having. Fig. 2 {ceramic; 3-dimensional; profile; Release agents; reversible stretchability}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von dreidimensional profilierten, dünnwandigen Formungen aus plastischen Bändern oder Platten keramischen Grundmaterials, die in nachfolgenden Verarbeitungsschritten zu Profilkeramikplatten mit definierten Abmaßen, bevorzugt für die chemische Industrie zu geordneten Kolonnenpackungen für den Stoff· und Wärmeaustausch sowie zu Wandgestaltungs-, Gebrauchs· oder Sanitärkeramikteilen weiterverarbeitet werden.The invention relates to a device for the continuous production of three-dimensionally profiled, thin-walled moldings of plastic strips or plates of ceramic base material, which in subsequent processing steps to profile ceramic plates with defined dimensions, preferably for the chemical industry to ordered column packings for the substance · and heat exchange and wall design. , Utility or sanitary ware parts are further processed.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen Oberflächenprofilierung von plastischen oder breiigen Grundmaterialien mit Hilfe von Profillerwerkzeugen in Form von Walzen oder Bändern.Known are a number of methods and devices for continuous surface profiling of plastic or pasty base materials using Profillerwerkzeugen in the form of rolls or belts.

Das dabei auftretende Hauptproblem ist das saubere und gründliche Trennen bzw. Entformen des Grundmaterials von den entsprechenden formgebenden Werkzeugen und Transportmitteln, so daß der Formling nicht durch Klebe-, Anback- sowie Schmiereffekte deformiert oder zerstört wird. Die beschriebenen negativen Begleiterscheinungen verstärken sich mit steigender Profiltiefe und Profilierungsgrad sowie sinkender Materialstärke. Grundsätzlich können die bekannten Vorrichtungen in folgende zwei Kategorien zusammengefaßt werden.The main problem is the clean and thorough separation or demoulding of the base material of the corresponding shaping tools and means of transport, so that the molding is not deformed or destroyed by adhesive, Anback- and lubricating effects. The described negative side effects increase with increasing tread depth and degree of profiling as well as decreasing material thickness. Basically, the known devices can be summarized in the following two categories.

1. Oberflächenprofilierung von plastischen Materialien mittels Profilwalzen, wobei die Materialstärke des Formlings ein Vielfaches der Profiltiefe ist und die Richtung der Profilierung ausschließlich quer zur Walzrichtung erfolgt.1. Surface profiling of plastic materials by means of profile rollers, wherein the material thickness of the molding is a multiple of the tread depth and the direction of profiling takes place only transverse to the rolling direction.

In der DE-OS 2706948 werden zur Herstellung von Ziegelsteinen aus eir 9m Tonstrang unter anderem Profilwalzen vorgeschlagen, in denen ein Oberflächenprofil aufgeprägt werden soll. Die Profiltiefe ist dabei um ein Vielfaches geringer als die Materialdicke des Formlings, so daß die Inneren Spannungen im Formling größer als die auftretenden Ablösespannungen zwischen der Material- und Werkzeugoberfläche sind. Für dünnwandige Flächengebilde sind die Spannungsverhältnisse umgekehrt, so daß es zur Zerstörung des Formlings führt.In DE-OS 2706948, among other profiled rollers are proposed for the production of bricks from eir 9m cladding, in which a surface profile is to be impressed. The tread depth is many times less than the material thickness of the molding, so that the internal stresses in the molding are greater than the occurring release stresses between the material and tool surface. For thin-walled fabrics, the stress ratios are reversed, so that it leads to the destruction of the molding.

Die zusätzliche Besandung des Grundmaterials vor der Oberflächenprofilierung soll das Anhaften und Verkleben der Profilierwerkzeuge verhindern. Sand oder andere Materialien, die als irreversibles Trennmittel dienen, führen gleichzeitig zu einer Verunreinigung der Oberfläche des Formlings und sind demzufolge nur eingeschränkt anwendbar.The additional sanding of the base material before the surface profiling should prevent the adhesion and bonding of profiling tools. Sand or other materials that serve as an irreversible release agent, at the same time lead to contamination of the surface of the molding and are consequently only of limited use.

2. Oberflächenprofilierung von plastischen Materialien mittels Profilbändern, wobei gleich wie beim Profilwalzeneinsatz die Materialstärke ein Vielfaches der Profiltiefe und die Profilstruktur durch unkomplizierte geometrische Formen mit guten Ablöseeigenschaften gekennzeichnet ist.2. Surface profiling of plastic materials by means of profile strips, wherein the same material thickness as the profile roll insert, a multiple of the tread depth and the tread structure is characterized by straightforward geometric shapes with good release properties.

Zum Beispiel wird in der DE-AS 2542 585 ein in ihrer Profilstruktur relativ formstabiles Profilband zur Oberflächenprofilierung von Mineralfaserplatten vorgeschlagen. Eine ähnliche Lösungsvariante wird in der DD-PS 97848 dargestellt, wobei ein antriebslos mitlaufender Entschalungsgurt auf der dem Materialstrang zugekehrten Umlauffläche, eine die Oberfläche des Materialstranges endgültig formende Flächenstruktur aufweist. Die Nachteile dieser Profilbänder bzw. Profilwalzen sind die schlechten Trenneigenschaften des Grundmaterials vom Profilierwerkzeug, so daß die Herstellung von dreidimensional profilierten, dünnwandigen Flächengebilden, deren neutrale Faser der Profilstruktur entspricht, nicht möglich ist.For example, DE-AS 2542 585 proposes a profile strip which is relatively dimensionally stable in its profile structure for surface profiling of mineral fiber boards. A similar solution variant is shown in DD-PS 97848, wherein a non-driven mitlaufender Entschalungsgurt on the material strand facing the circumferential surface, a surface of the material strand has finally forming surface structure. The disadvantages of these profiled strips or profile rollers are the poor separation properties of the base material from the profiling tool, so that the production of three-dimensionally profiled, thin-walled fabrics whose neutral fiber corresponds to the profile structure is not possible.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von dreidimensional profilierten, dünnwandigen Formungen au3 plastischen Bändern oder Platten keramischen Grundmaterials, deren neutrale Faser der Profilstruktur entspricht, die mit einfachen Mitteln eine kostengünstige Produktion auch kompliziert strukturierter Profile erlaubt.The aim of the invention is the development of an apparatus for the continuous production of three-dimensionally profiled, thin-walled formations au3 plastic bands or plates ceramic base material whose neutral fiber corresponds to the profile structure, which allows simple means an inexpensive production of complicated structured profiles.

-2- 285 041 Darlegung des Wesen* der Erfindung-2- 285 041 Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung !^:nqt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung räumlich kompliziert strukturierter Profilplätten aus keramischem Grundmaterial zu entwickeln, die eine saubere und zuverlässige Trennung des Formlinge von den entsprechenden tonangebenden Werkzeugen garantiert und so Deformationen oder Zerstörungen durch Klebe- und Schmiereffekte vermeidet.The invention ! ^: NQT based on the object to develop an apparatus for continuously producing spatially complicated structured Profilplätten of a ceramic base material, which guarantees a clean and reliable separation of the moldings from the respective sound-indicative tools, thus avoiding deformation or destruction by adhesive and lubricating effects.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Profilierwerkzeugen und dem keramischen Grundmaterial dünne Bänder oder Matten geführt werden, die in Ihren Flächenachsen eine zweidimensionale, reversible Dehnfähigkeit aufweisen, so daß sich das Material nach dem Profiliervorgang von den Werkzeugen sauber trennt und die Trennbänder oder -matten sich gleichzeitig vom Formling selbständig ablösen.The object is achieved in that between the profiling and the ceramic base material thin strips or mats are performed, which have a two-dimensional, reversible elasticity in their surface axes, so that the material separates after the profiling of the tools clean and the dividing bands or Mats at the same time detach from the molding independently.

Zwischen Trennmittelmaterial und Keramikmaterial bestehen die zu überwindenden Adhäsionskräfte. Durch die Kontraktion und das Bestreben der Rückverformung des Trennmittelmaterials nach dem Profiliervorgang wirken gleichmäßig auf die gesamte Formlingsoberfläche einerseits Druck- bzw. Zugkräfte und andererseits Schubkräfte, die in Ihrer Summe den Ablösevorgang bewirken. Die sich daraus ergebende Spannungstellung in Biege- und Schubspannungen sind um ein Vielfaches geringer als die zulässige Verformungsspannung des keramischen Grundmaterials, so daß es zu keiner Nächverformung kommt. Die Dehnfähigkeit bzw. die notwendige Dehnungskraft des Trennmittels ist neben den materialspezifischen Kenngrößen von der Materialdicke indirekt proportional abhängig. Die Dicke des Trennmittels ist bestimmt durch die Anforderungen an die Feinheit der Profilstruktur und beträgt maximal die Hälfte des zu realisierenden kleinsten Profilkantenradius.Between release agent material and ceramic material to be overcome adhesion forces. Due to the contraction and the tendency of the return deformation of the release agent material after profiling uniformly affect the entire surface of the molding on the one hand pressure or tensile forces and on the other hand shear forces, which in their sum cause the detachment process. The resulting stress position in bending and shear stresses are many times lower than the allowable deformation stress of the ceramic base material, so that there is no Nachverformung. The extensibility or the necessary expansion force of the release agent is indirectly proportional dependent on the material thickness in addition to the material-specific characteristics. The thickness of the release agent is determined by the requirements of the fineness of the profile structure and amounts to a maximum of half of the smallest profile edge radius to be realized.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispides zur kontinuierlichen Herstellung dreidimensional profilierter, ~~The invention is based on an Ausführungsbeispides for continuous production of three-dimensionally profiled, ~~

dünnwandiger Kolonnenpackungselemente sowie Jer dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigenthin-walled column packing elements and Jer illustrated figures are explained in more detail. Show it

Fig. 1: Kolonnenpackungselement aus PorzellanFig. 1: column packing element made of porcelain

Fig. 2: Querschnitt eines Profilwalzenpaares mit Trennmitteln und plastisches Grundmaterial Porzellan Fig. 3: Längsschnitt eines Profilwalzenpaarer. mit Trennmitteln und plastischen Grundmaterial Porzellan.Fig. 2: cross section of a pair of profile rollers with release agents and plastic base material porcelain Fig. 3: longitudinal section of a pair of profile rollers. with release agents and plastic base material porcelain.

Ein durch die Anwendung der Erfindung herstellbares räumlich stark profiliertes Kolonnenpackungselement aus Prozellan ist in Figur 1 perspektivisch abgebildet.A spatially highly profiled column packing element made of porcelain prepared by the application of the invention is shown in perspective in FIG.

In Figur 2 und 3 sind die Profilierwerkzeuge in Form eines Profilierwalzenpaares 1 und 2 dargestellt, durch dessen Walzspalt 6 das plastische Grundmaterial Porzellan 5 und zwei endlose Trennbänder 3 und 4 hindurchgeführt werden. Das plastische Grundmaterial Porzellan 5 wird als Materialstrang in Form eines Bandes mit einer Dicke, die mindestens der mittleren Wanddicke des profilierten Formlings 7 entspricht, vor dem Profiliervorgang auf das untere endlose Trennband 4 aufgelegt und an die Profilierwalzen 1 und 2 herangeführt. Beim Eintritt in den Walzspalt 6 legt sich das obere endlose Trennband 3 an die Oberfläche des keramischen Grundmaterials 5 an. Die beiden Trennbänder 3 und 4 befinden sich in diesem Bereich in einem relativ spannungslosen Zustand. Erst beim gemeinsamen Eintritt des zwischen den Trennbändern 3 und 4 eingeschlossenen keramischen Grundmaterials 5 in den Walzspalt 6 werden die Bandlagen zusammengepreßt und gleichzeitig entsprechend der Oberflächenstruktur der Profilierwalzen 1 und 2 verformt. Dieser Verformungsprozeß ist mit Zwangsdehnungen und •Pressungen der Bandlagen verbunden, die sich direkt proportional zueinander verhalten. Das bedeutet, daß mit erhöhtem Verformungsgrad die Spannungen in den Trennbändern 3 und 4 steigen, die zulässige Verformungsspannung des plastischen Grundmaterials Porzellan 5 aber weit überschritten ist.In Figures 2 and 3, the profiling tools are shown in the form of a profiling roller pair 1 and 2, through the nip 6, the plastic base material porcelain 5 and two endless dividing belts 3 and 4 are passed. The plastic base material porcelain 5 is placed as a strand of material in the form of a strip having a thickness which corresponds at least to the average wall thickness of the profiled molding 7 before the profiling on the lower endless separating belt 4 and brought to the profiling rollers 1 and 2. When entering the nip 6, the upper endless separating belt 3 applies to the surface of the ceramic base material 5. The two dividing bands 3 and 4 are in a relatively de-energized state in this area. Only at the common entry of the enclosed between the dividers 3 and 4 ceramic base material 5 in the nip 6, the band layers are pressed together and simultaneously deformed according to the surface structure of the profiling rollers 1 and 2. This deformation process is associated with forced strains and compressions of the band layers, which are directly proportional to each other. This means that with increased degree of deformation, the stresses in the dividing bands 3 and 4 rise, but the allowable deformation stress of the plastic base material porcelain 5 is far exceeded.

Beim Austritt der Bandlagen aus dem Walzspalt 6 verringert sich der äußere Anpreßdruck, der zur vollständigen Kontraktion der Trennbänder 3 und 4 führt, so daß sie ihren relativ spannungslosen Urzustand einnehmen. Dabei kommt es in den Grenzflächen zwischen dem plastischen Grundmaterial Prozellan 5 und den Trennbändern 3 und 4 zu Verschiebungen, die, gekoppelt mit den wirkenden Entformungskräften der Trennbänder 3 und 4, zur flächigen Ablösung voneinander führt. Die beim Ablöseprozeß auf dor Oberfläche des Formlings 7 einwirkenden Kräfte sind in ihrer Wirkung und Angriffsfläche so verteilt, daß es zu keiner Deformation des Formlings 7 kommt. Eine Grundvoraussetzung dafür ist, daß die Trennbänder 3 und 4 in ihren Flächenachsen die gleiche Dehnfähigkeit besitzen, so daß sie sich an jeder Stelle im Bereich des Walzspaltes 6 der Profilstruktur anpassen und danach gleichmäßig ablösen können. Diesbezüglich gute Ergebnisse werden durch die Verwendung von Silikongummibändern erzielt.Upon exit of the band layers from the nip 6, the external contact pressure decreases, which leads to the complete contraction of the separation bands 3 and 4, so that they assume their relatively de-energized original state. In this case, shifts occur in the boundary surfaces between the plastic base material porcelain 5 and the separating strips 3 and 4, which, coupled with the effective demolding forces of the separating strips 3 and 4, leads to a planar detachment from one another. The forces acting on the surface of the molded article 7 during the detachment process are distributed in their action and attack surface in such a way that no deformation of the molded article 7 occurs. A basic requirement for this is that the dividing tapes 3 and 4 have in their surface axes the same elasticity, so that they can adapt at any point in the region of the nip 6 of the tread structure and then detach evenly. Good results in this respect are achieved by the use of silicone rubber bands.

Claims

1. An apparatus for the continuous production of three-dimensionally profiled, thin-walled formations of plastic bands or plates ceramic green material whose neutral fiber corresponds to the profile structure, using dimensionally stable profiling tools, in particular profiling, and mat or tape-like release agents, which are between the ceramic base material and the profiling tools are characterized in that the release means (3; 4) have a two-dimensional, reversible extensibility in their surface axes and the thickness of the release agent (3; 4) at most half of the smallest profile edge radius of the molding (7).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the release agent (3; 4) has the same extensibility in its surface axes.