DE19901533C2 - Vorrichtung für die Herstellung von Dekor- oder Glasurmasse aufweisenden Keramikrohlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von Dekor- oder/und Glasurmasse aufweisenden Keramikrohlingen, insbesondere Dekorfliesenrohlingen.

Aus der DE-OS 41 02 469 A1 ist es bekannt, zur Herstellung plattenförmiger Keramikrohlinge ein Preßwalzverfahren anzuwenden, bei dem das Ausgangsmaterial in einen Walzenspalt gedrückt und ferner durch den Walzenspalt bildende Walzen ein Preßdruck auf das dem Walzenspalt zugeförderte Material ausgeübt wird.

Aus der EP-OS 0 645 223 A1, dem Zeitschriftenartikel "Keramische Zeitschrift", 1995, Nr. 5. Seiten 377 und 378, der EP-OS 0 689 915 A2 sowie der EP-OS 0 097 134 A1 ist jeweils eine Ein­ richtung zum Aufbringen von Dekor- und Glasurmasse auf Fliesenrohlinge bekannt, welche eine Auftragswalze verwendet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Hinblick auf eine Massenferti­ gung die Effizienz der Herstellung von Dekore aufweisenden Keramikteilen, insbesondere von Dekorfliesen, zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, welche gekennzeichnet ist durch eine Walzeinrichtung zum Erzeugen einer in die Keramikrohlinge zu zerteilenden Materialbahn sowie eine der Walzeinrichtung nachgeordnete, wenigstens eine Auftragswalze umfassende Einrichtung zum Aufbringen eines an der Walzenoberfläche anhaftenden Musters von Dekor- oder Glasurmasse unmittelbar auf die aus der Walzeinrichtung vorgeschobene, noch unzerteilte Materialbahn.

Gemäß dieser Erfindungslösung kann in einem einzigen Arbeitsgang ein Vorprodukt erzeugt werden, das bereits alle Bestandteile der daraus herzustellenden Keramikrohlinge enthält. Die mit Dekor- oder/und Glasurmasse beschichtete Materialbahn läßt sich in brennfertige Fliesenrohlinge zerschneiden.

Insbesondere können durch die Auftragswalze gleichzeitig meh­ rere übereinstimmende oder/und verschiedene Muster auf die Materialbahn übertragen werden, wobei sich die Muster jeweils über Flächenbereiche erstrecken, die zum Ausschnitt von z. B. Fliesen vorgesehen sind. Andererseits könnte sich aber auch ein einziges Bildmotiv über die gesamte Breite der Materialbahn erstrecken, so daß aus der Materialbahn Rohlinge für Fliesensätze ausgeschnitten werden können, aus denen sich das Bildmotiv mosaikartig zusammensetzen läßt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können zum aufeinanderfolgenden Auftragen von Teilmustern mehrere Auftragswalzen hintereinander angeordnet sein. Durch mehrere Auftragswalzen können zur Bildung mehrfarbiger Muster verschiedene Farben aufgetragen werden, wobei an den Auftrag von Echtfarben aber auch an die Erzeugung von Mischfar­ ben durch Auftrag von Teilmustern in mehreren Grundfarben zu denken ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haftet die Dekor- oder/und Glasur­ masse an der Oberfläche der Auftragswalze oder/und einer die Masse auf die Auftrags­ walze übertragenden Entwicklerwalze elektrostatisch oder magnetostatisch an. Insbeson­ dere ist die Anhaftung der Masse auf der Walzenoberfläche entsprechend gewünschten Massemustern örtlich begrenzbar, was in bekannter Weise durch eine fotoleitende Wal­ zenoberfläche erreicht werden kann. Zur Erzeugung eines dem gewünschten Auftragsmuster entsprechenden Ladungsmusters auf der Walzenoberfläche, an der dann begrenzt auf das gebildete Ladungsmuster Dekormaterial anhaftet, kann die Walzenoberfläche belichtet werden, wobei einerseits die Möglichkeit besteht, wie in einem Kopierer eine Belichtung unter optischer Abbildung eines Vorlagemusters auf die Walzenoberfläche vorzunehmen. Alternativ kann programmgesteuert unter zeilen- oder/und punktweiser Abtastung der Wal­ zenoberfläche mit einem modulierten Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, ein digital gespeichertes Bildmuster auf die Walzenoberfläche gezeichnet werden. Vor allem bei pro­ grammgesteuerter Aufzeichnung digital gespeicherter Muster kann z. B. eine Fliesenfertigungseinrichtung bei Produktwechsel mit sehr geringem Aufwand umgestellt werden, indem lediglich gewünschte Dekormuster in eine Steuereinrichtung eingespeichert oder aus einer Anzahl bereits gespeicherter Muster ausgewählt werden.

Die Musteraufzeichnung auf der Walzenoberfläche kann kontinuierlich derart erfolgen, daß in Vorschubrichtung ein endloses Muster auf die Materialbahn übertragen wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schichtdicke der auf die Materialbahn über die Auftragswalze aufzubringenden Dekor- bzw. Glasurmasse steuerbar, wozu die für die Anhaftung an der Oberfläche der Auftragswalze maßgebenden Parameter entsprechend einzustellen sind. Eine solche Einstellung erfolgt im Rahmen der Vorbereitung einer Fertigungsanlage für ein bestimmtes Produkt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Walzeinrichtung zur Verarbeitung eines nicht plastischen Ausgangsmaterials vorgesehen, wobei vor allem ein Sprühgranulat in Betracht kommt.

Zweckmäßig weist bei Verwendung solcher nicht plastischer Ausgangsmaterialien die Walzeinrichtung eine das Ausgangsmaterial in den Walzenspalt pressende Verdichtungsein­ richtung auf, welche zusätzlich zum Druck der Walzeneinrichtung einen Preßdruck auf das Ausgangsmaterial ausübt. Eine solche Verdichtungseinrichtung kann z. B. durch ein an den Walzenspalt angesetztes Gehäuse, in welchem Förderschnecken angeordnet sind, gebildet sein.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung von Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftrag­ bares Dekormuster, und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftragbares Dekormuster.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist in den Fig. 1 und 2 eine Walzeinrichtung bezeichnet, welche Walzen 2 und 3 aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt 4 gebildet ist. In Walzrichtung vor dem Walzenspalt ist eine Verdichtereinrichtung 5 angeordnet. Die Verdichtereinrichtung 5 weist ein Gehäuse 6 mit Einlaßöffnungen 7 für Keramikmaterial auf. Das Gehäuse 6 reicht an seinem den Walzen 2 und 3 zugewandten Ende bis an die Walzen 2 und 3 heran, wobei enge, für das in das Gehäuse 6 eingefüllte Keramikmaterial undurchlässige Stoßfugen gebil­ det sind.

In dem Gehäuse 6 sind Verdichterschnecken 8 angeordnet, welche das in die Einlaßöffnun­ gen 7 eingefüllte Keramikmaterial unter Verdichtung dem Walzenspalt 4 zufördern.

Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine durch die Walzeinrichtung 1 erzeugte Materialbahn bezeichnet, welche durch ein entsprechend der Walzendrehung bewegtes Transportband 10 abgestützt ist. Über der dem Transportband 10 gegenüberliegenden Oberseite der Materialbahn 9 sind Auftragseinheiten 11 und 12 zum Aufbringen von Farbmaterial sowie eine Auftragseinrichtung 13 zum Aufbringen von Glasurmaterial auf die Materialbahn 9 angeordnet.

Die Auftragseinheiten 11 bis 13 weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Auftragswalzen 14 bis 16 auf, an denen das Farb- bzw. Glasurmaterial vor der Übertragung auf die Material­ bahn 9 elektrostatisch anhaftet.

Entsprechend einem gewünschten Farbmuster auf der Materialbahn kann auf den Walzen 14 und 15, deren Oberfläche fotoleitend ist, mit Hilfe einer nicht gezeigten Laserabtastein­ richtung durch einen modulierten Laserstrahl ein dem zu erzeugenden Farbmuster entspre­ chendes Ladungsmuster aufgezeichnet werden.

Die lediglich zum Auftragen von Glasurmaterial vorgesehene Auftragseinrichtung 13 weist keine solche Laserabtasteinrichtung auf.

Bei den Auftragswalzen 14 bis 16 sind ferner jeweils nicht gezeigte Einrichtungen zum gleichmäßigen Laden der fotoleitenden Walzenoberfläche, eine Übertragungsladeeinrich­ tung zum Ablösen an der Walzenoberfläche anhaftenden Farb- bzw. Glasurmaterials und zum Übertragen auf die Materialbahn 9, eine Reinigungsklinge zum Entfernen nach der Übertragung verbliebenen Materials von der Walzenoberfläche, eine Löschlampe zum Entfernen verbliebener elektrischer Ladungen von der Walzenoberfläche und eine Meßein­ richtung zum Erfassen der Materialauftragsdicke auf der Walzenoberfläche vorgesehen.

Mit den Bezugszeichen 17 bis 19 sind Farb- bzw. Glasurmaterial auf die Auftragswalzen 14 bis 16 übertragende Tonereinrichtungen bezeichnet, welche in dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel jeweils eine Entwicklerwalze 20 und einen Tonermaterialbehälter 21 aufweisen.

Die Auftragseinheiten 11 bis 13 stehen in Verbindung mit einer einen Computer umfassen­ den Steuereinrichtung 22, über welche neben der Aufzeichnung von Ladungsmustern die Dicke des Auftrags von Farb- bzw. Glasurmaterial auf den Auftragswalzen 14 bis 16 und damit die Auftragsdicke des auf die Materialbahn 9 aufgetragenen Materials gesteuert werden kann.

Bei den Entwicklerwalzen 20 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um insbe­ sondere mit Eisenspänen belegte Magnetwalzen, an denen magnetisierbares Farb- bzw. Glasurmaterial aus den Tonermaterialbehältern 21 anhaftet.

Im folgenden soll die Funktionsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrich­ tung erläutert werden.

Die den Walzen 2 und 3 vorgeordnete Verdichtereinrichtung 5 erlaubt es, in der Walzeinrich­ tung 1 nichtpastöse Keramikmaterialien in Granulatform zu verarbeiten. Insbesondere kann ein Sprühgranulat verwendet werden, das durch die Einlaßöffnungen 7 in das Gehäuse 6 eingefüllt wird. Das Sprühgranulat kann sowohl aus einer Steinzeug- als auch einer Steingutmasse bestehen.

Um eine über die Breite der Walzeinrichtung 1 möglichst gleichmäßige Materialzufuhr zu erreichen, sind mehrere Einlaßöffnungen 7 am Gehäuse 6 vorgesehen.

Das über die Einlaßöffnungen 7 eingefüllte Keramikmaterial wird mit Hilfe der Förder­ schnecken 8 dem Walzenspalt 4 zugeführt, wobei eine geeignete Verdichtung des Kera­ mikmaterials derart erreicht wird, daß sich aus dem nichtpastösen Material mit Hilfe der Wal­ zen 2 und 3 die Materialbahn 9 in der zur Weiterverarbeitung erforderlichen Stabilität her­ stellen läßt.

Das Gehäuse 6 der Verdichtereinrichtung 5 ist an seiner den Walzen 2 und 3 zugewandten Seite durch die Walzen dicht abgeschlossen, so daß es nicht zum Austritt und zu Verlusten von Keramikmaterial vor dem Walzenspalt 4 kommen kann.

Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11 wird ein erstes Teilmuster auf die Materialbahn 9 aufge­ tragen, wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11 ein Echtfarbauftrag erfolgt. Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 12 wird ein zweites durch Echt­ farbe gebildetes Teilmuster aufgetragen.

Zum Beispiel könnte im vorliegenden Fall auf die Materialbahn 9 eine Vielzahl von jeweils zwei Echtfarben aufweisenden Fliesendekormustern aufgedruckt werden, wobei die Materialbahn 9 dann entsprechend dem Aufdruck in eine Vielzahl von Fliesenrohlingen zu zerschneiden ist.

Über die zwei gezeigten Auftragseinheiten 11 und 12 hinaus könnten je nach Anzahl der im Dekor gewünschten verschiedenen Farben weitere Auftragseinrichtungen zum Auftragen von Echtfarben vorgesehen sein.

Mit Hilfe von vier Auftragseinrichtungen wäre ferner ein Farbdruck mit beliebig vielen Farb­ tönen durch Farbmischung möglich, wobei z. B. Tonermaterialien mit den Farben Cyan, Magenta und Gelb und Schwarz verwendet werden könnten.

Mit Hilfe der Steuerung 22, in der aufzutragende Bildmuster digital speicherbar sind, kann unter zeilen- und punktweiser Abtastung der Auftragswalzen 14, 15 programmgesteuert ein gewünschtes Ladungsbild auf den Walzenoberflächen erzeugt werden. Das durch die Tonerentwicklungseinrichtungen 17, 18 übertragene Tonermaterial haftet dann entspre­ chend dem erzeugten Ladungsbild an den Walzenoberflächen an, und es wird ein entspre­ chendes Farbmuster auf die Materialbahn 9 übertragen.

Anstelle einer programmgesteuerten Erzeugung von Ladungsbildern könnte auch eine elek­ trofotografische Erzeugung solcher Ladungsbilder durch optische Abbildung von Bildvorla­ gen auf die Walzenoberfläche wie in einer Kopiervorrichtung erfolgen.

Neben der Steuerung der Bildmustererzeugung kann die Steuereinrichtung 22 auch zur Steuerung der Dicke des Materialauftrags dienen, indem über die Steuereinrichtung die Materialdicke bestimmende Parameter der Auftragseinheiten 11 bis 13, insbesondere die Ausgangsladung auf den Auftragswalzen 14 bis 15, eingestellt werden.

Durch die Auftragseinheit 13 wird abschließend ein Glasurmaterial gleichmäßig auf die Materialbahn 9 aufgetragen.

Da die Aufzeichnung von Dekormustern auf die Auftragswalzen programmgesteuert über die Steuereinrichtung 22 anhand digital gespeicherter Muster erfolgt, läßt sich die Vorrich­ tung mit geringem Aufwand an unterschiedliche Produktionsaufgaben anpassen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für auf eine Materialbahn aufgedruckte Echtfarben-Fliesendekor­ muster, die mit Hilfe von drei hintereinander angeordneten, den Einheiten 11 und 12 ent­ sprechenden Auftragseinheiten hergestellt wurden. Bei 23 bis 24 sind die Achsen der Auf­ tragswalzen der genannten drei Auftragseinheiten angeordnet.

Durch die der Walzeinrichtung nächstliegende Auftragseinrichtung bei 23 wird zunächst ein Teilmuster 26 vielfach in einer ersten Farbe auf eine Materialbahn 9' aufgedruckt. Durch die Auftragseinrichtung bei 24 erfolgt ein Aufdruck von Teilmustern 27 in einer zweiten Farbe und durch die Auftragseinrichtung bei 25 schließlich ein Aufdruck von Teilmustern 28 in einer drit­ ten Farbe.

Entsprechend aus den Teilmustern 26 bis 28 vielfach gebildeten Fliesendekormustern kann die Materialbahn 9' in brennfertige Fliesenrohlinge zerschnitten werden.

Während in dem Beispiel von Fig. 3 eine Vielzahl von übereinstimmenden Fliesendekor­ mustern auf die Materialbahn 9' aufgedruckt wird, erfolgt bei dem in Fig. 4 gezeigten Aus­ führungsbeispiel ein Aufdruck eines zusammenhängenden Motivs, das sich über die gesamte Breite einer Materialbahn 9" erstreckt, wobei die Materialbahn 9" dann in Fliesen­ rohlinge zur Herstellung von Fliesensätzen, aus denen sich das gezeigte Motiv mosaikartig zusammensetzen läßt, zerschnitten werden kann.

Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, besteht das dort gezeigte Motiv aus vier Echtfarbteilmustern, die durch vier Auftragseinrichtungen mit Auftragswalzen bei 29, 30, 31 und 32 auf die Material­ bahn 9" aufgetragen werden. Durch die Auftragswalze bei 29 wird ein das Blattwerk eines Baumes wiedergebendes Teilmuster 33, durch die Auftragswalze bei 30 der Stamm 34 des Baumes, durch die Auftragswalze bei 31 ein Untergrund und durch die Auftragswalze bei 32 ein Hintergrund des Bildmotivs aufgedruckt.

Claims (8)

1. Vorrichtung für die Herstellung von Dekor- oder/und Glasurmasse aufweisenden Kera­ mikrohlingen, insbesondere Dekorfliesenrohlingen, gekennzeichnet durch eine Walzeinrichtung (1) zum Erzeugen einer in die Keramikroh­ linge zu zerteilenden Materialbahn (9) sowie eine der Walzeinrichtung (1) nachgeordnete, wenigstens eine Auftragswalze (14-16) umfassende Einrichtung (11-22) zum Aufbringen eines an der Walzenoberfläche anhaftenden Musters von Dekor- oder Glasurmasse unmittelbar auf die aus der Walzeinrichtung (1) vorgeschobene, noch unzerteilte Mate­ rialbahn.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzeinrichtung (1) eine das Ausgangsmaterial in den Walzenspalt (4) pres­ sende Verdichtungseinrichtung (5) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungseinrichtung wenigstens eine Förderschnecke (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial ein nichtplastisches Material ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtplastische Material ein Granulat, vorzugsweise Sprühgranulat, ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Auftragswalze (14-16) fotoleitend ist und die Einrichtung zum Auftragen des Musters auf die Materialbahn eine Belichtungseinrichtung für die Erzeugung eines dem Muster entsprechenden Ladungsbildes auf der Walzenoberfläche aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungseinrichtung einen die Walzenoberfläche zeilen- oder/und punkt­ weise abtastenden Lichtstrahl, vorzugsweise Laserlichtstrahl, erzeugt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum aufeinanderfolgenden Auftragen von Teilmustern mehrere Auftragswalzen (14, 15) hintereinander angeordnet sind.