DE2108322A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ziegelplatten - Google Patents

Description

Paul Seymour Kelsey (Prio 10. März 1970 -

U.S. 18,173 - 7841) Forestdale, Mass./V.St.A. Hamburg, 15. Februar 1971

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ziegelplatten

In den vergangenen Jahren ist die Verwendung von Ziegelsteinen als Baumaterial in hochindustrialisierten Bereichen immer mehr zurückgegangen, da die Kosten für die Maurer sehr hoch sind, die Möglichkeiten des Mauerns von Ziegelsteinen stark vom Wetter abhängen und dadurch Schwierigkeiten entstehen, daß an der Baustelle einzelne Ziegelsteine befördert und verarbeitet werden müssen. Darüber hinaus wird das Innere eines aus Ziegelsteinen gemauerten Gebäudes verhältnismäßig langsam verschlossen, worauf dann erst die Innenausbauten beginnen können.

Andererseits stellen Ziegelsteine ein sehr elegantes Baumaterial dar, das im verbauten Zustand nur geringer Wartung bedarf und neben anderen Vorteilen den aus ihnen hergestellten Wänden ein gutes Aussehen gibt.

Es ist daher sinnvoll, zu versuchen, ein weiteres Zurückdrängen dieses Baumateriales vom Markt zu verhindern.

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Bei den meisten Versuchen zur industrialisierten Herstellung von Bauplatten wurden vollständig oder teilweise eingelagerte, mit Sichtflächen freiliegende Schichten von Ziegelsteinen der Standardgröße, also beispielsweise der Stärke 8,9 cm χ 9,5 cm und der Länge von etwa 20,3 cm verwendet. Ein sehr v/esentlicher Grund dafür, daß derartige Platten keine nennenswerte Bedeutung auf dem Baumarkt erzielten, besteht in den USA beispielsweise darin, daß die Mitglieder der Maurergewerkschaften fürchten, daß durch eine derartige industrialisierte Massenherstellung von Bauplatten mit Ziegelsteinen die Arbeitskosten für die Herstellung von mit Ziegelsteinen versehenen Gebäuden verringert werden und die Beschäftigungsquoce abnimmt sowie die Stellung der Gewerkschaftsmitglieder an Bedeutung verliert. So haben in gewissen Fällen sogar die Gerichte die Boykottierung von Baustellen, auf denen vorgefertigte Einheiten verwendet wurden, durch Gewerkschaftsmitglieder für berechtigt erklärt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß man Ziegelplatten herstellt, die so dünn sind, daß sie nicht von Hand am Bauplatz vermauert werden können, da ihre Stärke nicht mehr als 2,5 cm beträgt und sie deshalb nur in industriell vorgefertige Platten eingesetzt werden können.

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Ziegelsteine werden üblicherweise dadurch hergestellt, daß man einen Strang aus nassem, plastischem Ziegelmaterial extrudiert und dann in einzelne nasse Ziegelsteine zerschneidet, die getrocknet und gebrannt werden.

Demgemäß besteht eine offensichtliche Möglichkeit zur Herstellung von Ziegelplatten einer Stärke von 2,5 cm oder weniger darin, vor der Austrittsöffnung der Form für den Strang aus Ziegelmaterial gespannte Drähte anzuordnen, so daß die einzelnen Ziegelsteine in 3 bis 7 Ziegelplatten zerschnitten werden, was bis zu einer gewünschten Bettbreite von 1 cm bis 2,5 cm möglich ist.

Diese sog. Ziegelplatten werden bereits seit vielen Jahren hergestellt. So haben gewisse Unternehmer alte Gebäude mit Ziegelplatten verkleidet, die mittels in die vorhandenen Außenwände eingeschlagener Stahlklammern festgehalten wurden, welche die Anordnung der Ziegelverkleidung bestimmen. In die offenen Verbindungen wurde dann Mörtel geschmiert oder hineingedrückt. In letzter Zeit wurden auch Ziegelplatten an Hausbesitzer verkauft, die diese im Do-it-yourself-Verfahren verarbeiteten, da es mit den zur Zeit am Markt befindlichen Klebstoffen verhältnismässig einfach ist, eine Ziegelverkleidung aufzukleben, ohne daß man erkennt, daß diese Verklei-

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dung nur eine Stärke von etwa 1,3 cm hat.

Bisher wurden die Ziegelplatten durch Schneiden mit sog. außen liegenden Drähten hergestellt. Dadurch erhielt man ein brauchbares Endprodukt, jedoch war es schwierig, wenn nicht gar unmöglich, die nassen Ziegelplatten wieder zu einer Einheit zusammenzufügen, die sich einfach in der für normale Voll-Ziegelsteine üblichen Art bearbeiten ließ. Die zerschnittenen Ziegelplatten hatten die Neigung auseinanderzufallen und jede einzelne von ihnen mußte sehr sorgfältig bearbeitet werden. War eine Sichtfläche gewünscht (nur jeweils eine Fläche der Ziegelplatte), dann mußten die jeweils aufeinanderfolgenden Schichten auf den Brennkarren umgekehrt werden, so daß beim Trocknen und Brennen jeweils die Sichtfläche einer Ziegelplatte in unmittelbarer und voller Berührung mit der Sichtfläche der darüberlxegenden Ziegelplatte war.

In den neuesten und modernsten Ziegelbrennereien, in denen mechanische Stapelmaschinen verwendet werden, lassen sich die durch die Trennung auftretenden Probleme bei den mit außenliegenden Drähten hergestellten Ziegelplatten nicht lösen.

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Im Stand der Technik finden sich beispielsweise US-Patentschriften, die die Herstellung von plattenförmigen Elementen beschreiben. So zeigt die US-Patentschrift 551 306 ein Verfahren zum Extrudieren von dünnen, flachen Elementen mit glatten, gekerbten Bruchstellen, das sich jedoch nicht zur Herstellung von Tonziegelplatten eignet. Gemäß der US-Patentschrift 276 326 wird die Laminierung in einem extrudierten Erzeugnis dadurch verhindert, daß man vor der Form ein Gitter anordnet. Die US-Patentschrift M 275 467 zeigt die Herstellung von gleichförmigen Strängen und eine Vorrichtung zum Zerschneiden dieser Stränge in gleichgroße Stücke. Gemäß der US-Patentschrift 1 783 287 wird das mittels einer einzigen Hohlform gewonnene Erzeugnis in zwei völlig getrennte Teile zerlegt, die an allen vier Seiten gleiche Oberflächenstruktur haben, was dadurch erreicht wird, daß man den Strang zunächst schneidet und dann ölt, worauf die beiden Hälften mit einem anderen Schneidgerät getrennt werden. Dies ist ein ziemlich umständliches ^ Verfahren.

Die US-Patentschrift 3 407 457 beschreibt das Zerschneiden eines sehr zerbrechlichen, nichtplastischen, ungehärteten Blockes und dessen Transport ohne Beschädigung. Die US-Patentschrift 2 103 802 betrifft die Umwandlung eines extrudierten Produktes in einzelne hohle Bausteine, wozu Schneiddrähte

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und Stoßkeile verwendet werden, die die Endbereiche des hohlen rechteckförmigen Extrusionsproduktes zu entsprechenden hohlen Ziegelsteinen schneiden und falten. Gemäß der US-Patentschrift 1 943 506 werden vorgeschnittene, extrudierte plastische Ziegelsteine wieder ausreichend fest zusammengedrückt, so daß sie im plastischen Zustand oder nach dem Trocknen und/oder nach dem Brennen bearbeitet werden können, ohne dafi sie sich trennen, wozu öl und eine zusätzliche Formkappe verwendet wird, und die Schneiddrähte so angeordnet sind, daß sie nur schwer ausgewechselt werden können.

Die US-Patentschrift 1 872 522 bezieht sich auf die Herstellung von steinförmigen Oberflächen an Betoneinheiten. In der US-Patentschrift 3 028 652 wird eine Vorrichtung zum Schneiden von sehr empfindlichem und zerbrechlichem Material beschrieben; jedoch läßt sich weder eine plastische Masse noch ein kontinuierlich extrudierter Strang schneiden. Die US-Patentschrift 3 065 514 bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Schneiden von vorgeformten empfindlichen und zerbrechlichen Blöcken. Gemäß der US-Patentschrift 2 230 309 wird das extrudierte Produkt mit Kerben versehen, so daß nach dem Brennen ein Zerbrechen in einzelne Blöcke möglich ist, die glatte Ecken, jedoch rauhe Bruchbereiche aufweisen.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ziegelplatten, bei dem ein Strang aus nassem Ziegelmaterial aus einer Form herausgepreßt wird und zeichnet sich dadurch aus, daß der Strang im Mittelteil der konischen Form durchgehend in eine Vielzahl von Plattensträngen zerschnitten und im weiteren Verlauf der Form wieder zusammengedrückt wird, und daß der zusammengefügte Strang in eine Vielzahl von nassen Ziegelsteinen vorbestimmter Größe zerschnitten und nach dem Trocknen und Brennen durch Klopfen in eine Vielzahl von Ziegelplatten zerlegt wird.

Durch das wieder Zusammendrücken des zu Plattensträngen zerschnittenen Stranges lassen sich Ziegelsteineinheiten üblicher Größe herstellen, die sich von Hand oder mittels Haschinen in üblicher Weise bearbeiten lassen, und die sich nach dem Trocknen und Härten jederzeit entlang der Schneidlinien zu Ziegelplatten von jeweils beispielsweise 1 bis 2,5 cm Stärke zerlegen lassen, die dann besonders wirtschaftlich und brauchbar zum Verkleiden von industriell hergestellten Bauplatten jeder Größe verwendet werden können.

Zur Durchführung des Verfahrens dient vorzugsweise eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine rohrförmige, konische Form mit im allgemeinen rechteckiger innerer Querschnittsform zur Aufnahme eines Stranges aus nassem Ziegelmaterial und durch mindestens eine Strangschneide-

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einrichtung, die das Forminnere in mindestens zwei seitlich benachbarte Bereiche von im allgemeinen rechteckförmigem Querschnitt aufteilt und bezüglich der Längsachse der Form im Mittelbereich befestigt ist. Somit erfolgt also das Wiederzusammendrücken der Plattenstränge mittels der konischen Form.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Form aus einem Grundteil und einer Formkappe, deren Innenraum zum Ende hin stark konisch zuläuft. Durch diese Verringerung der Größe des Innenraums wird der feuchte Ton fest zu einer einheitlichen Masse zusanunengedrückt, die jedoch weiterhin plastisch bleibt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß aus dem gleichen Strang, aus dem sonst übliche Ziegelsteine hergestellt werden, in gleicher Zeit eine Vielzahl von Ziegelplatten gewonnen werden kann, so daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sehr wirtschaftlich sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

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Fig. 1 - zeigt einen Längsschnitt durch eine Form mit konischer Formkappe und in deren Innerem angeordneten Schneiddrähten gemäß der Erfindung.

Fig. 2 - zeigt eine Vorderansicht der Form gemäß Fig. 1.

Fig. 3 - zeigt eine Bodenansicht der Form mit bevorzugten Einrichtungen zum Strammhalten der Drähte.

Fig.4a - zeigt eine Ansicht eines wieder zusammengefügten Ziegelsteins nach dem Brennen.

Fig.4b - zeigt den Stein aus Fig. 4a nach dem Auseinander- M

brechen in einzelne Platten.

In Fig. 1 ist ein Teil des Ausstoßrohres 10 einer üblichen Ziegelstein-Extrudiermaschine gezeigt, welche beispielsweise eine Maschine Nr. 40 der Firma J.C. Steele & Sons of Statesville, North Carolina, sein kann. Das Ausstoßrohr 10 weist eine öffnung auf, an die ein kegelstumpfförmiges Formgrundteil 12 mittels Bolzen 13 angeschraubt ist. Eine Formkappe 14 ist an dem Formgrundteil befestigt, um die Form der ^ vier Außenflächen des Ziegelstranges zu bestimmen. Der aus der Form austretende Strang wird quer in Ziegelsteine zerschnitten, beispielsweise entlang der durch den Pfeil 16 angedeuteten senkrechten Ebene, wobei ein übliches Schneid-

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werkzeug, etwa eine Maschine Nr. 18 der Firma J.C. Steele & Sons of Statesville, North Carolina, verwendet werden kann.

Eine typische Masse, wie sie als Tonziegelsteinstrang extrudiert wird, ist die folgende:

Bestandteile Gew.%

Wasser 15

^w Ton (Trockenanteil) 85

Eine typische Masse für einen zu extrudierenden Schiefersteinstrang ist folgende:

Bestandteile Gew.%

Wasser 13

Schiefer (Trockenanteil) 87

w Die vorstehenden Massen dienen lediglich als Beispiele, und es ergeben sich für den Fachmann verschiedenste Abwandlungen .

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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die inneren Querschnittsabmessungen der Formkappe 14 am Eintrittsende 21,9 cm χ 10,8 cm und am Austrittsende 20,9 cm χ 9,8 cm. In diesem Fall beträgt der axiale Abstand zwischen dem Eintrittsende und dem Austrittsende der Formkappe 10,8 cm.

An einer Stelle zwischen diesen beiden Enden, etwa dort,

wo die Querschnittsabmessungen 21,3 cm χ 10,2 cm betragen, ™ ist in der Formkappe eine Vielzahl von gespannten, parallel verlaufenden Drähten 19 angeordnet, die sich zwischen den kurzen Seiten 20 des Innenraumes der Formkappe und parallel zu den Längsseiten 22 erstrecken.

Die Drähte 19 führen durch an den kurzen Seiten 20 der Formkappe vorgesehene öffnungen 24. In axialem Abstand voneinander sind außen an jeder kurzen Seite 20 Haltestege 26 befestigt. Jeder dieser Stege hat eine gleiche Reihe von M öffnungen 28 zur Aufnahme von Schrauben 32 und Muttern 30, die zwischen den fluchtenden Paaren von öffnungen 28 der Haltestege 26 Befestigungsanordnungen 34 bilden. Jede Schraube 32 ist mit mindestens einer sich quer durch sie hindurch erstreckenden öffnung 36 zur Aufnahme eines Endbereiches eines Drahtes 19 versehen. Auf diese Weise werden

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die Mittelbereiche der Drähte 19 in der Mittelöffnurig der Formkappe gehalten, und die Endbereiche führen nach außen durch die öffnungen 24 in den kurzen Seitenwänden, durch entsprechende öffnungen 36 in den Schrauben und sind dann um die jeweiligen Schrauben gewickelt. Zwei Muttern 30 drücken gegen die außen liegende Seite jeweils eines Haltesteges und verhindern unerwünschte Drehungen der Befestigungsanordnungen 34, wodurch die entsprechenden Drähte gespannt gehalten bleiben. Man erkennt, daß diese Anordnung das Strammhalten der einzelnen Drähte 19 erleichtert und ohne Schwierigkeiten deren Ersatz ermöglicht. Die Drähte bestehen vorzugsweise aus Stahl. Jedes Drahtende ist ausreichend um den jeweiligen Schraubenbolzen gewickelt und erstreckt sich von diesem aus tangential zur Formkappe. Auf diese Weise sowie durch die Festlegung des Abstandes der Lochreihen 28 wird sichergestellt, daß die Mittelbereiche der Drähte die Mittelöffnung innerhalb der Formkappe, bezogen auf deren Mittelachse, in verschiedene, im wesentlichen gleiche rechteckförmige Flächen aufteilt.

Im Betrieb wird eine zu extrudierende Ziegelmischung, wie sie etwa in den vorstehenden Ausführungsbeispielen angegeben ist,

mit einem Druck von beispielsweise 35,2 kg/cm und mit einer

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Geschwindigkeit von beispielsweise 0,142 m /min. bis 0,566 m /min. durch die Formkappe extrudiert, wobei der Ziegelstrang durch die Drähte 19 in vier Plattenstränge zerschnitten wird. Beim Durchlaufen des übrigen Teils der konischen Formkappe werden die Plattenstränge wieder ausreichend miteinander verbunden, so daß die am Austrittsende der Formkappe austretende Masse so erscheint und so bearbeitet werden kann, als wenn es sich um einen üblichen, ungeschnittenen Ziegelstrang handele. W

Beim Austritt aus der Formkappe wird der Strang wie vorstehend erwähnt, mit üblichen Einrichtungen in "Ziegel" der gewünschten Flächenhöhe zerschnitten. Die so entstandenen Ziegel, die etwa jeweils aus vier getrennten, wieder miteinander verbundenen Platten bestehen, können mechanisch abgenommen und auf üblichen Brennkarren zu normalen Stapeln zusammengefügt werden. Die Brennkarren werden in üblicher Weise durch Trockner und Brennöfen geführt. Jj

Bei einem üblichen Trocken- und Brennvorgang, dem die so gefertigten "Ziegel" vor dem Auseinanderbrechen ausgesetzt werden, erfolgt beispielsweise ein 30-stündiges Trocknen in einem Trockner bei einer Temperatur von etwa 149 C und ein 42-stündiges Brennen in einem Brennofen, wobei in Abhängigkeit von dem Rohmaterial die maximale Temperatur

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zwischen 982°C und 1.316°C schwanken kann.

Selbst nach dem üblichen Trocknen und Brennen zeigen die zusammengefügten "Ziegel" keine Merkmale, die auf das vorherige Zerschneiden und Wiederzusammenfügen hindeuten. Sie sehen wie übliche Ziegelsteine aus. Werden sie jedoch geklopft oder aufgeschlagen, so zerfällt der Ziegel B (Fig. 4a) entlang der Schneidebenen der Drähte 19 in vier Ziegelplatten S mit gleichen Sichtflächen, wobei die Ziegelplatten in diesem Ausführungsbeispiel 5,7 cm χ 20,3 cm χ 2,2 cm groß sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen also die Herstellung von Ziegel- ' platten unter Anwendung der gleichen Bearbeitungs-, Trocken- und Brenntechnik wie bei üblichen Ziegelsteinen.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist es klar, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims (9)

1. Ansprüche

   ( 1,JVerfahren zur Herstellung von Ziegelplatten, bei dem ein Strang aus nassem Ziegelmaterial aus einer Form herausgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang im Mittelteil der konischen Form durchgehend in eine Vielzahl von Plattensträngen zerschnitten und ύ

   im weiteren Verlauf der Form wieder zusammengedrückt wird, und daß der zusammengefügte Strang in eine Vielzahl von nassen Ziegelsteinen vorbestimmter Größe zerschnitten und nach dem Trocknen und Brennen durch Klopfen in eine Vielzahl von Ziegelplatten zerlegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strang mit einer Stärke von mindestens 7,6 cm hergestellt und zu Plattensträngen einer Stärke von nicht

   g mehr als 2,5 cm zerschnitten wird. V
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang aus nassem Ziegelmaterial im wesentlichen aus Ton und Wasser hergestellt wird.

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4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang aus nassem Ziegelmaterial im wesentlichen aus gemahlenem Schiefer und Wasser hergestellt wird.
5. 5. Vorrichtung zur Herstellung von Ziegelplatten nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine rohrförmige konische Form (12, 14) mit im allgemeinen rechteckiger innerer Querschnittsform zur Aufnahme eines Stranges aus nassem Ziegelmaterial und durch mindestens eine Strangschneideeinrichtung (19), die das Forminnere in mindestens zwei seitlich benachbarte Bereiche von im allgemeinen rechteckförmigem Querschnitt aufteilt und bezüglich der Längsachse der Form (14) im Hittelbereich befestigt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangschneideeinrichtung aus mindestens drei parallel zueinander, im gleichen Abstand angeordneten Schneiddrähten besteht.

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7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangschneideinrichtung in eine Form zur Herstellung üblicher Ziegelsteine eingesetzt ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Öffnungen (24) in der Form (14) zur Durchführung der Endbereiche der Schneiddrähte (19) und ■ Jj durch außerhalb der Form angeordnete Befestigungseinrichtungen (26, 30, 32) zum Spannen und Befestigen der einander gegenüberliegenden Endbereiche der Schneiddrähte (19). ^
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen zwei Paar im axialen Abstand angeordneter, einander gegenüber am Äusseren der Form (14) befestigter Haltestege (26) aufweist,

   in denen jeweils drei Paare von axial fluchtenden ^? ^

   Öffnungen (28) vorgesehen sind, und daß durch jedes Lochpaar ein Schraubenbolzen (32) mit einer Mutter

   (30) geführt ist, wobei die Endbereiche jedes Schneiddrahtes (19) an dem zugehörigen Schraubenbolzen

   (32) befestigt sind. ,

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