DE1671021A1

DE1671021A1 - Anlage zur Herstellung von emaillierten Gegenstaenden aus keramischem Material

Info

Publication number: DE1671021A1
Application number: DE19661671021
Authority: DE
Inventors: Margola Gianni B
Original assignee: CERAMICA RICHARD GINORI SOC
Current assignee: CERAMICA RICHARD GINORI SOC
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1966-03-12
Publication date: 1971-08-26
Also published as: GB1138713A; ES321317A1

Description

H ' - ' F I. Γ-ί DH. ;. R f-. i " K ΓO Γ J .ν rs

i - r -!'j. ·Λ O i F R .<-■ '1 EJ Ü N Ί l:

P r; ί. A R L. U E O [ "< <i L C S C M

Patentanmeldung P 16 71 021.7 München, den 6. April 1970 Societa Ceramica M/8114 ίο

Anlage zur Herstellung von emaillierten Gegenständen aus keramischem Material

jDie Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Herstellung von emaillierten, insbesondere runden Gegenständenaus keramischem || 'Material im Einbrandverfahren.

jBei der Herstellung von runden Gegenständen aus keramischem Majterial wird bekanntlich der komplette Arbeitsablauf im wesentlichen in zwei Gruppen von Arbeitsprozessen unterteilt, welche zur Vorbereitung des Formteiles, d.h. des keramischen Körpers

!des Tellers, bzw. zur Herstellung des fertigen Tellers mit Dessing und Glasur dienen. Jede dieser Gruppen umfaßt einen eigenen Brennzyklus (Yorbrand und Fertigbrand) sowie eine Vielzahl λ von Zwischenarbeitsgängen. Diese Zwischenarbeitsgänge werden bis jetzt mit großem Einsatz von Fachkräften ausgeführt.

Im besonderen schließen die heute benutzten technischen Vorgänge im allgemeinen sehr zeitraubende Brennvorgänge ein, bei denen das Material große öfen durchläuft, und zwar in Mengen entspre-

Neue Unterlagen (Art. 7 * 1 Ab₈.2 Nr. 1 sat* 3 d« Änderung*... v. 4.9.

109835/036A

ORfQlNAL INSPECTED

chend ineinander gestellter Teile mittels Karren, welche den Ofenraum durchlaufen und dabei den thermischen Bedingungen, die zum Brennen des Materials notwendig sind, ebenfalls ausgesetzt werden. Der Wärmeaustausch in diesen öfen bedingt daher die Erhitzung nicht nur der herzustellenden Waren, sondern auch der verschiedenen Stütz- und Transportmittel für das Brenngut, dessen Masse ein Vielfaches des eigentlichen Brenngutes beträgt. Deshalb treten unvermeidliche Wärmeverluste durch die Erwärmung der schweren Stütz- und Transportmittel für das keramische Material auf. Auch muß notwendigerweise die Erwärmung sehr langsam durchgeführt werden, um eine einheitliche Erhitzung des keramischen Materials selbst in allen Punkten zu gewährleisten.

Diese Erwägungen haben besondere Bedeutung im Falle des Brennens von keramischem Material, das unter dem Fachausdruck "vitrouschina" bekannt ist. Um beim Ineinandersteilen des Materials zu verhindern, daß Gegenstände aneinander haften und insbesondere um zu vermeiden, daß die Randteile während des längeren Brennprozesses sich verformen, muß Sand auf die ineinander gestapelte Rohware und zwischen die übereinander gestellten Gegenstände gestreut werden. Diese unter Zwischenlage von Sand aufeinander gestapelte Rohware bildet einen äußerst stark wäraieisolierenden Körper, welcher eine längere Hitzeeinwirkung mit geringen stufenweisen Temperaturerhöhungen verlangt, um eine einheitliche

109835/0364

«. 3 —

Erhitzung zu gewährleisten. Außerdem muß am Ende der Brennzeit der Sand entfernt werden. Auch bei Verwendung mechanischer Hilfsmittel muß dieser Vorgang mit großer Sorgfalt und vollständig ausgeführt werden, um zu verhindern, daß Sandteilchen die Regelmäßigkeit der später aufgebrachten und gebrannten Glasur in Frage stellen.

Außerdem ist ein Verfahren bekannt, bei dem die aus plastischer Masse geformten bzw. aus Gießmasse gegossenen keramischen Gegenstände getrocknet werden, um dieselben, die in ihrer Eigenschaft wasserlöslich und wenig bruchfest sind, nach dem Trockenprozeß zu glasieren, damit ein Erweichen und/oder Deformieren der getrockneten Ware ve !'hindert wird. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man eine Glasux :äit einem spezifischen Gewicht nicht unter 1,5 g/cnr verwendet, die durch ei?i 3erJtan.lungsc^erät so zu einem Nebel zerstäubt wird, daß der keramische Artikel allseitig mit einer fast trockenen Glasurschicht homogen, gleichmäßig und haftend belegt wird.

Diese trockene Glasurschicht, die im Vergleich zur Einsatzglasur ein beträchtlich höheres spezifisches Gewicht aufweist, wird dadurch erreicht, daß durch eine hohe Beschleunigung der Teilchen auf dem Wege vom Zerstäubungsgerät zum Artikel eine weitere FeuchtigkeitsVerminderung ehtritt, ohne daß Entmischungserscheinungen in der Glasur auftreten. Diese Beschleuni-

109835/0364

gung bewirkt weiterhin die notwendige Haftung und. Griffestigkeit entsprechend der bisher angewandten Technologie. Zur Fertigstellung benötigen die so behandelten Gegenstände nurmehr eines einzigen Brandes. Es muß dabei aber auf eine entsprechende Glasur zurückgegriffen werden. Ebenso ist dieses Verfahren nur bei Keramikgeschirr ökonomischer Art und grober Ausführung anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Herstellung emaillierter keramischer Gegenstände zu schaffen, bei welcher der gesamte Fertigungszyklus bis zum Endprodukt in einer möglichst kurzen Zeit abläuft.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die einander nachgeschalteten Vorrichtungen

a) Vorrichtung zum Formen,

b) Vorrichtung zum vollständigen Trocknen,

c) Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung,

d) Vorrichtung zum Aufspritzen der Glasur,

e) Vorrichtung zum schnellen gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen,

wobei diese Vorrichtung in der angegebenen Reihenfolge von den Gegenständen durchlaufen werden, derart, daß letztere, bevor sie

109835/Π364

BAD

Luftfeuchtigkeit aufnehmen und wenn sie noch durch ihre Trocknung in der Trockenvorrichtung warm sind, in der Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung fertiggestellt und in der Vorrichtung zum Aufspritzen der Glasur glasiert sowie unmittelbar darauf in der Vorrichtung zum schnellen gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen gebrannt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4.

Die Erfindung läßt das Brennen und die Vorbereitungen bis zum Brennvorgang für keramische Gegenstände in der Weise zu, daß der gesamte Produktionszyklus in einer weit geringeren Zeit abläuft, als dies bei den bekanntgewordenen Vorrichtungenmöglich ist.

Nachstehend ist die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert; es zeigen:

Pig. 1 ein Schema des bekannten Produktionszyklus für runde Gegenstände aus keramischem Material;

Pig. 2 ein Schema eines charakteristischen Produktionszyklus nach der Erfindung;

Pig, 3 eine schematische Produktionsanla^e.

109835/036

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist« umfaßt der gesamte Produktionszyklus zwei Hauptgruppen F¹ und Fⁿ von Arbeitsgängen. Am Ende dieser beiden Gruppen F fällt die Rohware bzw. die glasierte Ware an. In der ersten Gruppe der Arbeitsgänge folgt auf das Formen des Gegenstandes in der ersten Stufe A, insbesondere mit mechanischen Mitteln, im Raum E* die Anfangsstufe der Trocknung, an deren Ende die Gegenstände noch einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt haben, der ein Fertigformen von Hand ermöglicht.

Mit B ist das Ausformen der Gegenstände von Hand aus den Gießformen und den Gipsschablonen, das Fertigformen und das Ineinander setzen der Gegenstände für die Weiterleitung in die Trockenkammer E^w zum Fertigtrocknen bezeichnet. Die Fertigtrocknung macht im allgemeinen mehr oder weniger lange Warte- und Lagerzeit notwendig, die beim üblichen Produktionsablauf wegen der notwendigen sehr langen Verweilzeit der Ware im Ofen eine ununterbrochene Arbeit dieser öfen erforderlich machen. Diese Lagerzeit wird im allgemeinen dafür benutzt, Halbfertigware zum Brennen in Ruhezeiten der anderen Teile der Anlage, z.B. nachts und an Feiertagen, inzwischen zu stapeln.

Die getrocknete Rohware wird zunächst in einem ersten Ofen Cb vorgebrannt. Unmittelbar vor diesem ersten Brennen wird die Rohware in der Stufe C mit Sand bestreut. Dieses Einstreuen

109835/0364

BAD ORIGINAL

von Sand kann jedoch in der Praxis vor der Pertigtrocknung E^M erfolgen. Dementsprechend ist auch eine Arbeit «stufe D zum sorgfältigen und vollständigen Entsanden sofort nach dem Brennen der Ware im Ofen Cb notwendig.

In der Stufe E wird die Glasur, z.B. durch Spritzen aufgetragen. Da das keramische Material bereits vorgebrannt und deshalb wasserundurchlässig ist, muß nach dem Auftragen der Glasur in einem entsprechenden Aufschwemmungsmedium durch Erhitzung, z.B. über einer Flamme, wenigstens der größte Teil dieses flüssigen Mediums entfernt werden.

Vor dem Glasurbrenneii muß die Wax*e in der Zone G wieder in Behälter aus keramischem Material unter Ver-wendmig von Spitzen oder anderen entsprechenden Stützmittel*! eingelegt wcr-;^n, die die einzelnen Gegenstände einzeln abstützen und nur geringe Berührungsflächen mit den glasierten Oberflächen aufweisen. Dieses Einlegen verlangt einen großen Aufwand an Zeit und an geschickten und sorgfältigen Arbeitskräften. Die Stützmittel und Einlageteile sind selbst sehr schwer und auch die Transportwagen, auf welche die Warenstapel geladen und entlang dem Ofen Cv für die Glasurbrennen geführt werden, haben ein erhebliches Gewicht und eine große thermische Masse.

Wenn die fertig glasierten Gegenstände aus dem Brennofen kommen,

109835/0364 BAD ORIGINAL

besteht der erste Arbeitsgang in der Entfernung der Spitzen und der Stützmittel von den gebrannten Stücken und ein weiterer in der Entfernung rauher Stellen_s indem man an diesen Stellen, z.B. mit Handschleifscheiben, Grate oder Unregelmäßigkeiten an den Ansatzstellen der Stützen entfernt. .

Obwohl einige Hilfs- oder Zwischenarbeitsstufen nicht erwähnt worden sind, geht bereits aus den obigen Erläuterungen hervor, daß die bekannten Verfahren für die Herstellung von runden Gegenständen aus keramischem Material eine große Anzahl von Arbeit sgängen einschließen, die zum größten Teil Bearbeitungen der Ware von Hand erfordern. Außerdem geht daraus hervor, daß das Vorbrennen im Ofen Cb und das Glasurbrennen im Ofen Gv unter Bedingungen erfolgt, die geringste thermische Leistung und schlechten Wärmeaustausch mit sich bringen. Diese Brennvorgänge erfolgen, indem das Material die entsprechenden öfen auf Karren durchläuft und während die einzelnen Gegenstände praktisch völlig in Sand und in entsprechenden Behältern aus feuerfestem Material eingelagert sind. Die thermische Masse des zu brennenden keramischen Materials ist daher nur ein geringer Teil der gesamten, bis zur Brenntemperatur zu erhitzenden Masse. Außerdem, da sowohl der Sand als auch die feuerfesten Behälter wärmeisolierend wirken, ist es notwendig, daß die Beheizung und Kühlung sehr langsam erfolgt, um Ungleichheiten der Temperatur und damit der Behandlungsbedingungen zwischen der Mitte und den Außenbe-

109835/0364

BAD ORIGINAL

zirken der Ware zu vermeiden. Diese Forderungen tragen natürlich zur allgemeinen Verlängerung der Brennzeiten bei.

Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht der erfindungsgeriiäße Arbeitszyklus aus einer Arbeitsstufe A zum Formen der Gegenstände und nur aus einem einzigen Trockenzyklus in Zone E, an die sich eine einzige vollkommen mechanisierte Bearbeitungsstufe S zum Fertigformen und Aufbringen der Glasurmasse, sowie zum Putzen und zur Entfernung der Ansätze der Rundgegenstände und zum Ent- m fernen der Glasurmasse von jenen Stellen, an denen der Gegenstand auf den Transportplatten während des Durchlaufs durch den Ofen aufsitzt, anschließt, sowie abschließend einen einzigen Brennprozeß in der Vorrichtung Cbv zum gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen.

Das Putzen erfolgt nach der vollkommenen Trocknung und wird mechanisch unter Verwendung von Schleifpapieren und -bändern durchgeführt. Die vollständige Trocknung der geformten Teile ermög- ^ licht ein Lösen des abgeriebenen Materials in Form von Staub, ohne daß die Schleifpapiere sich zusetzen bzw. verschmieren.

Bisher wurde die Fertigung manuell an den feuchten Tellern vor genommen, da dies leichter erschien, überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß die Bearbeitung völlig trockener

109835/0364

Stücke nicht nur möglich, sondern sogar vorteilhaft ist. Die trockenen Stücke sind widerstandsfähiger gegen mechanische Einwirkungen und es besteht keine Gefahr der Verformung nach der Fertigung. Außerdem bilden sich keine porösen Teile, die das Lösungs- oder Verdünnungsmittel (Wasser) der Glasur absorbieren, während die Fertigung an noch feuchten Stücken zur Verstopfung der Poren führt.

Die Glasurmasse wird auf die ungebrannte Rohware aufgebracht, die noch nicht wasserundurchlässig geworden ist, wobei der nicht gebrannte keramische Körper die Aufschwemmflüssigkeit aufsaugt.

Ein fehlendes Stützgerüstergibt den Vorteil, daß das vollendete Produkt keinerlei Glasurfehler zeigt, die bei bekannten Produktionsverfahren an den Punkten auftreten, an denen Gegenstände auf dem Stützgerüst innerhalb der Kästen aufliegen, weshalb im vorliegenden Fall das Nachputzen völlig entfallen kann.

Der Brennprozeß wird in einem Ofen durchgeführt, welchen die einzelnen Gegenstände Stück für Stück durchlaufen und dabei z.B. ganz einfach auf Platten abgestellt werden, so daß sie der Wärmestrahlung frei ausgesetzt sind und z.B. über Rollen transportiert werden, welche innerhalb des Ofens selbst angeordnet sind» Diese vollständige Aussetzung der einzelnen Gegenstände der Wärae-

109835/0364

- li -

strahlung in Verbindung mit der Verwendung einer für einen schnellen Ablauf des Brennprozesses geeigneten Keraraikmischung ermöglicht einen Ablauf dieses Prozesses innerhalb einer sehr kurzen Zeit, z.B. innerhalb etwa drei Stunden, einschließlich der zum stufenweisen Ansteigen der Brenntemperatur sowie der langsamen Temperaturabnahme bis zurück zur Raumtemperatur notwendigen Zeiten.

Im Ofen Cbv werden unmittelbar nach dem Auftragen der Glasur der Körper und die Glasur schnell gleichzeitig gebrannt. Dieses rasche Einbringen der glasierten Stücke in den Brennofen ist sehr wesentlich, denn daü von. der Glasur absorbierte Wasser darf nur in die Oberflächenschichten des noch porösen Körpers eindringen, so daß es bei Beginn des Erhitzens im Ofen rasch entweichen kann, bevor die Glasur beim Schmelzen eine undurchlässige Schicht bildet, die das Entweichen der flüchtigen Bestandteile, wie Wasserdampf, aus dem im Brennvorgang befindlichen Körper verhindern würde.

Dieses Problem tritt bei Kacheln (die nur auf einer Seite glasiert sind) und bei grobem Geschirr nicht auf; der sehr grobe Körper absorbiert Wasser und kann auch eine gewisse Menge davon behalten. Seine Glasur ist jedoch nicht einwandfrei, es zeigen sich Porositäten und Blasen, was auf das Entweichen der flüchtigen Bestandteile zurückzuführen ist. Das erwähnte Problem tritt auch nicht auf, wenn der Brennvorgang sehr langsam - innerhalb von

109835/0364 _{eA0 ORISlNAL}

vielen Stunden oder sogar Tagen - vor sich geht, wie es bisher üblich war. Dabei erfolgt in der Praxis die erste Phase des Brennens bei niedriger Temperatur, so daß es sich hier in Wirklichkeit um einen Trockenvorgang handelt.

Durch die Anwendung der Arbeitsstufe S und der Möglichkeit, alle Brennvorgänge, d.h. Vor- und Glasurbrand, gleichzeitig innerhalb sehr kurzer Zeit durchzuführen, erreicht man einen hohen Leistungskoeffizienten der Anlage im Vergleich zu bekannten Anlagen in bezug auf die Ausstoßmenge und mit offensichtlicher Verbilligung des Produktes, sowie Vorteilen hinsichtlich des benötigten Raums.

Eine typische Anlage ist in Fig. 3 dargestellt und schließt eine mechanische Formvorrichtung 10 für das Formen der Gegenstände, z.B. Teller, ein, aus der die Gegenstände 11 an den Einlaß 12 der Vorrichtung zum vollständigen Trocknen (des Trockenofens) E gelangen, durch welchen sie mittels Kettenförderers transportiert werden, der so lang ist, daß eine vollkommene Trocknung erreicht wird. Die Vorrichtung E kann auch in zwei Teile unterteilt sein, wobei die Gegenstände auch einen gewissen Weg außerhalb des Ofens durchlaufen können. Dieser äußere Lauf zwischen den beiden Ofenhälften kann dazu benutzt werden, die Gegenstände auszuformen, wenn sie in den Formen in den Trockenofen eingebracht wurden; dabei kann auch eine erste Kontrolle und gegebenen·

109835^0364

falls die Stempelung durchgeführt werden. Vom Ausgang 13 des Trockenofens werden die getrockneten Gegenstände Ik in die Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung (Putzeinrichtung) 15 gebracht, durch welche sie vorteilhaft mittels eines Drehtisches transportiert und dabei an den Putzstationen vorbeigeführt werden.

Aa Ausgang der Putzeinrichtung 15 werden die getrockneten und feinbearbeiteten Gegenstände 16 durch die Vorrichtung zum Aufspritzen der Glasur (Glasiereinrichtung) 17 geleitet, in der automatisch die Glasurmasse aufgebracht wird, aus welchem die Gegenstände 18 nach Reinigung direkt in die Vorrichtung zum schnellen gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen (den Brennofen) Cbv weitergeleitet werden.

Dieser Ofen arbeitet vorzugsweise mit zwei gegenläufigen Transportrichtungen für die Gegenstände 18, d.h. mit zwei Transportbahnen 18· und 18", welche an gegenüberliegenden Einlassen 2O¹ und 20" in den Ofen eintreten, in dessen Innenraum die Temperatur als Funktion der Länge des Ofens im wesentlichen symmetrisch zur Mitte ansteigt, wie beispielsweise in der Kurve T dargestellt. Am Ausgang dieses einzigen Brennofens sind die Gegenstände 21· und 21ⁿ vollkommen fertig und können nun sortiert und an das Lager weitergeleitet werden.

Aus den obigen Angaben sowie aus dem Vergleich der Anlagen gemäß

109835/0364

Pig. 1 und 2 gehen die Vorteile der Erfindung deutlich hervor· Außer der erheblichen Ersparnis an Zeit während des gesamten Herstellungsprozesses und dem Fortfall von Arbeitsstufen und Bearbeitungen, z.B. das Putzen von Hand, die Einsandung und Entsandung, die Trocknung der Glasurmasse, das Herausnehmen aus den Brennbehältern, das Nachputzen u.a.

Man erhält dadurch eine wesentlich einheitlichere Produktion sowie eine erhebliche Verminderung des Ausschusses, denn es wird keine Bearbeitung mehr von Hand ausgeführt, da z.B. die verschiedenen Arbeitsvorgänge beim Einstapeln der Gegenstände in die Brennbehälter sowie das Auf- und Abladen dieser Behälter auf die Karren entfallen, Vorgänge also, welche Arbeitszeit und Kosten erheblich beeinflussen.

109835/0364

Claims

Patentansprüche

1. Anlage zur Herstellung von emaillierten, insbesondere runden Gegenständen aus keramischem Material im Einbrandverfahren, gekennzeichnet durch die einander nachgeschalteten Vorrichtungen

a) Vorrichtung (10) zum Formen,

b) Vorrichtung (E) zum vollständigen Trocknen,

c) Vorrichtung (15) zur mechanischen Bearbeitung,

d) Vorrichtung (17) zum Aufspritzen der Glasur,

e) Vorrichtung (Cbv) zum schnellen gleichzeitigen Vor- und

Glasurbrennen,

wobei diese Vorrichtungen in der angegebenen Reihenfolge von den Gegenständen durchlaufen werden, derart, daß letztere, bevor sie Luftfeuchtigkeit aufnehmen und wenn sie noch durch ihre Trocknung in der Vorrichtung (E) warm sind, in der Vorrichtung (15) fertiggestellt und in der Vorrichtung (17) glasiert sowie unmittelbar darauf in der Vorrichtung (Cbv) gebrannt werden.

2. Anlage nach Anspruch I₉ gekennzeichnet durch eine mechanische Fördereinrichtung zum raschen Vorschub zwischen den Vorrichtungen zum Trocknen (E), zur mechanischen Bearbeitung (15), zum Aufspritzen der Glasur (17) und derjenigen zum schnellen gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen (Cbv).

Unterlagen (Art. 7 f l Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 de_B ÄnderunQSfl··. ν. 4.9/1967)

109835/0164

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (Cbv) zum schnellen gleichzeitigen Vor- und Glasurbrennen zwei gegenüberliegende Eintrittsstellen (20¹, 20") aufweist, durch die die Gegenstände (IC, 18") in zwei Transportzügen gegenläufig transportiert werden.

H, Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung (Cbv) Reihen von Rollen zur Abstützung und zum Vorschub der Transportplatten für die Gegenstände (18¹, 18") auf der gesamten Ofenlänge vorgesehen sind.

109835/0364