DE19510460A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dachziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Dachziegeln, insbesondere Dachpfannen aus Ton.

Zur Herstellung von Dachpfannen aus Ton ist es bereits bekannt, einen zuvor abgelenkten Tonbatzen im plastifizierten Zustand einem Preßwerkzeug zuzuführen, welches eine Gipsausfütterung aufweist, um durch Ausnutzung der mikroskopischen Eigenschaften des Gipses beim Pressen eine Trennschicht zwischen Formling und Formwerkzeug zu erreichen. Danach erfolgt das Brennen der Dachziegel. Die aus den Preßwerkzeugen erhaltenen plastischen Formlinge werden bei den bekannten Herstellungsverfahren zunächst einem Trockner zugeführt und danach in einem Ofen gebrannt. Um die plastischen Formlinge für den Transport formstabil zu machen, werden sie auf einem Träger abgesetzt und in verschiedenen Lagen übereinander auf einem Wagen gestapelt. Mittels des Wagens werden die Rahmen mit Formlingen in einen Kammertrockner gefahren, wo ein Absetzen der Träger mit Formlingen erfolgt. Danach wird der Wagen aus dem Kammertrockner herausgefahren. Nach dem Trocknungsvorgang werden die Träger mit Formlingen mittels einer Greifereinrichtung wieder angehoben, auf dem Wagen abgesetzt und herausgefahren. Schließlich werden die Formlinge den Trägern entnommen, auf einem Brennwagen abgesetzt und in einem Ofen gebrannt.

Eine weitere bekannte Verfahrensweise besteht darin, die plastischen Formlinge in keramischen Kassetten abzulegen, welche in einer vorgegebenen Besatzhöhe auf einem Tunnelofenwagen gestapelt werden. Der Wagen wird dann mit diesen Brennhilfsmitteln in Form der Kassetten und den darin abgelegten Formlingen durch den Tunnelofen hindurch transportiert. Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist der hohe fördertechnische Aufwand für das Transportieren zum Füllen und Entleeren der Kassetten oder der Träger, was sich in relativ hohen Fertigungskosten niederschlägt. Ein weiterer Nachteil ist, daß der Einsatz von Kassetten zu einer geringen spezifischen Ofen-Nettobesatzdichte führt und einen hohen Energieaufwand für das Brennen der Ziegel bedingt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung von Dachziegeln sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei welchem die Handhabung der Formlinge wesentlich vereinfacht und der Energieaufwand zum Brennen der Fertigerzeugnisse wesentlich gesenkt ist.

Zur Lösung der Aufgabe ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß die Formlinge aus einer keramischen Masse als profilierte Batzen vorextrudiert und in einer Presse unter Steifverpressung so steif ausgeformt werden, daß sie aufgrund ihrer Eigenfestigkeit ohne zusätzliche Brennhilfsmittel direkt auf dem Ofenwagen abgesetzt werden können.

Durch die erfindungsgemäße Steifverpressung wird eine mechanische Eigenfestigkeit der Formlinge erreicht, so daß in Verbindung mit einer entsprechenden Formatgestaltung der Dachziegel ein selbständiges Stehen der Formlinge, bspw. auf einem Brennwagen, erreicht ist. Die Formlinge können dadurch bspw. hochkant durch den Trockner und Brennofen gefördert werden, ohne daß hierzu gesonderte Brennhilfsmittel, wie bspw. Kassetten und dgl. erforderlich wären. Hierdurch ist der maschinentechnische Aufwand für den Transport wesentlich vereinfacht. Auch wird durch das Entfallen von Brennhilfsmitteln eine wesentlich höhere spezifische Ofen- Nettobesatzdichte erreicht, was den Energieaufwand für das Brennen der Fertigerzeugnisse und damit die Herstellungskosten erheblich senkt.

Nach einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung liegt die Plastizitätszahl nach Pfefferkorn für die Bildsamkeit der keramischen Masse unter H₀/H = 1,5 und der Wassergehalt niedriger als etwa 19%. Unter Plastizität wird hierbei das Vermögen der keramischen Masse verstanden, auf Einwirkung einer äußeren Kraft mit bleibender Verformung zu reagieren, auch wenn diese äußere Kraft nicht mehr auf die Masse einwirkt. Die angegebene Plastizitätszahl nach Pfefferkorn ist ein spezieller Wassergehalt, bei dem der Prüfkörper auf 30% seiner ursprünglichen Höhe gestaucht wird, wobei H₀ die Ausgangshöhe des Prüfkörpers und H die gestauchte Höhe bedeuten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden der keramischen Masse Zuschlagsstoffe zur Erhöhung der Standfestigkeit zugegeben, wobei das Intervall der Garbrandtemperatur zur Erweichungstemperatur zwischen 100 bis 200°C liegt. Als Zuschlagsstoffe kommen die von der Spaltplattenherstellung bekannten Stoffe in Betracht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Formlinge vor dem Absetzen auf die Transporteinheit einer zusätzlichen Ansteifphase unterworfen werden. Diese vor dem vertikalen Aufrichten bzw. der Übergabe der steifgepreßten Formlinge auf den Ofenwagen vorzunehmende Ansteifphase kann bspw. durch eine separate Verweilstrecke, d. h. die Strecke während des Transports der Rohlinge zum Beladen des Ofenwagens, oder dadurch, daß die Transportstrecke zwischen Presse und Ofenbeladung selbst als Ansteifstrecke ausgebildet ist, realisiert werden.

Da eine solche keramische Masse gegenüber der durch Quetschen verformbaren bildsamen Ziegelmasse nach dem Stand der Technik weniger Wasser enthält, sind höhere Preßkräfte erforderlich, so daß die herkömmlichen Gipsformen u. U. diesen Kräften nicht widerstehen und verschleißen. Als Formwerkstoffe werden daher von der Erfindung Metall, Gummi, Hartkunststoffe, keramische Werkstoffe und/oder ein Verbundwerkstoff, wie bspw. aus einer Kunststoff-Keramik-Verbundmasse, vorgeschlagen. Derartige Formwerkstoffe unterstützen den Ablösevorgang aus der Form.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auch geschlossene Preßformen eingesetzt werden, was die Formatqualität der Dachziegel nochmals verbessert.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß das Preßwerkzeug derart ausgebildet ist, daß der Dachziegelrohling eine Aufstandsfläche für eine freistehende Anordnung aufweist. Hierdurch ist es möglich, den Dachziegelrohling stehend ohne Brennhilfsmittel zu transportieren und zu brennen, wodurch bei verringertem fördertechnischen Aufwand eine höhere spezifische Ofen-Nettobesatzdichte und damit eine Verringerung des Energieaufwandes beim Brennen der Dachziegel erreicht ist.

Das Preßwerkzeug kann bspw. derart ausgebildet sein, daß die Aufstandsfläche von einer, bspw. S-förmigen, Flächenwölbung des Dachziegelrohlings gebildet ist, wodurch die Standfestigkeit des Dachziegelrohlings während des Förderns und Brennens nochmals verbessert ist.

Alternativ oder zusätzlich kann das Preßwerkzeug aber auch derart ausgebildet sein, daß die Aufstandsfläche durch Wandungsfortsätze der an der Rückseite des Dachziegels vorgesehenen Anhängenasen bis zum zugeordneten Ziegelrand gebildet und/oder vergrößert ist.

Durch die Erfindung ist eine bildsame Formgebung von Preßdachziegeln mit geringem Feuchtigkeitsgehalt der Masse in der Presse erreicht, so daß die Rohlinge eine solche mechanische Stabilität aufweisen, daß sie zum einen ohne besondere Trockenrahmen mit geringer Verweilzeit getrocknet werden können und durch entsprechende Konditionierung mit Zuschlagsstoffen ein Schnellbrennen der Rohlinge ermöglicht ist. Durch die besondere Masse- und Formatgestaltung des Preßdachziegels kann dieser stehend ohne Brennhilfsmittel mit deutlich minimiertem Energieaufwand gebrannt werden.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung eines Ober- oder Unterteils einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Preßwerkzeuges,

Fig. 2 einen mit einem möglichen Preßwerkzeug nach der Erfindung hergestellten Dachziegelrohling mit etwa S-förmiger Flächenwölbung und

Fig. 3 einen mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Preßwerkzeuges hergestellten Dachziegelrohling, dargestellt von seiner Rückseite mit verlängerten Anhängenasen.

Das lediglich schematisch und nur teilweise dargestellte Unter- bzw. Oberteil 1 eines Preßwerkzeuges zur Herstellung von Dachziegeln weist einen äußeren Formrahmen 2 auf, in welchen ein Formeinsatz 3 eingesetzt ist. Der Formeinsatz 3 weist einen Formwerkstoff aus Metall, Gummi, Hartkunststoff, keramischem Werkstoff und/oder einem Verbundwerkstoff, wie bspw. einer Kunststoff-Keramik-Verbundmasse auf. Ein derart aufgebautes Preßwerkzeug widersteht den bei einer Steifverpressung einer keramischen Masse mit geringem Wassergehalt erforderlich hohen Preßkräften und weist eine hohe Standzeit auf.

Fig. 2 zeigt einen mit einem derart aufgebauten Preßwerkzeug hergestellten Dachziegelrohling 4. Hierfür ist das Preßwerkzeug bzw. der Formeinsatz 3 derart ausgebildet, daß der Dachziegelrohling 4 eine etwa S-förmige Flächenwölbung 5 aufweist. Hierdurch ist eine vergrößerte Aufstandsfläche 7 des Dachziegelrohlings 4 erreicht, so daß dieser freistehend ohne Brennhilfsmittel, bspw. auf Ofenwagen abgesetzt werden kann. Der fördertechnische Aufwand für das Transportieren der Dachziegelrohling ist damit wesentlich reduziert und gleichzeitig die Ofen-Nettobesatzdichte wesentlich erhöht, so daß sich eine deutliche Senkung des Energieaufwandes ergibt.

Alternativ oder zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann das Preßwerkzeug auch derart ausgebildet sein, daß die an der Rückseite des Dachziegels vorgesehen Anhängenasen 6 zum späteren Einhängen des Dachziegels an einer dachseitigen Lattung bis zum zugeordneten Ziegelrand 8 verlängert sind. Durch diese stegartigen Wandungsfortsätze 9 der Anhängenasen 6 ist die Aufstandsfläche des Dachziegelrohlings für eine freistehende Anordnung ohne Brennhilfsmittel ebenfalls vergrößert ist.

Bezugszeichenliste

1 Preßwerkzeug, Preßwerkzeugunterteil
2 Formrahmen
3 Formeinsatz
4 Dachziegelrohling
5 Flächenwölbung
6 Anhängenase
7 Aufstandsfläche
8 Ziegelrand
9 Wandungsfortsatz

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Dachziegeln, insbesondere Dachpfannen aus Ton, wobei eine keramische Masse einem Preßwerkzeug zugeführt und der aus dem Preßwerkzeug entnommene Formling, ggf. unter vorhergehender Trocknung, in einem Ofen gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge aus einer keramischen Masse als profilierte Batzen vorextrudiert und in dem Preßwerkzeug ausgeformt werden, derart daß die Formlinge aufgrund ihrer Eigenfestigkeit ohne Hilfsmittel direkt auf eine Einrichtung zum Transport der folgenden Bearbeitungsstation absetzbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastizitätszahl nach Pfefferkorn für die Bildsamkeit der keramischen Masse unter H₀/H = 1,5 liegt und der Wassergehalt niedriger als 19% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der keramischen Masse Zuschlagstoffe zur Erhöhung ihrer Standfestigkeit zugegeben werden, wobei das Intervall Garbrandtemperatur zur Erweichungstemperatur zwischen 100- 200°C liegt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge vor dem Absetzen auf die Transporteinheit einer zusätzlichen Ansteifphase unterworfen werden.

5. Vorrichtung zum Pressen von keramischer Masse zur Herstellung von Dachziegel-Formlingen mit einem Preßwerkzeug, insbesondere für Dachpfannen aus Ton, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (1) einen Formeinsatz (2) mit Metall, Gummi, Hartkunststoffen, keramischen Werkstoffen und/oder einem Verbundwerkstoff, wie bspw. aus einer Kunststoff-Keramik-Verbundmasse, als Formwerkstoff aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (1) als geschlossene Preßform ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (1) derart ausgebildet ist, daß der Dachziegelrohling (4) eine Aufstandsfläche (7) für eine freistehende Anordnung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug derart ausgebildet ist, daß die Aufstandsfläche (7) von einer, bspw. S-förmigen, Flächenwölbung (5) des Dachziegelrohlings (4) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (1) derart ausgebildet ist, daß die Aufstandsfläche (7) durch Wandungsfortsätze (9) der an der Rückseite des Dachziegels vorgesehenen Anhängenasen (6) bis zum zugeordneten Ziegelrand (8) gebildet und/oder vergrößert ist.