DE3724596C2 - Vorrichtung zum Auftragen von körnigem Email auf heiße Fliesen - Google Patents

Description

Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Fliesen vorgeschlagen, bei dem der Auftrag des körnigen Emails oder Emailgemischs auf die Fliesen während des Email-Brennens - also bei hoher Temperatur - erfolgt. Der Auftrag des Email­ gemischs auf die heißen Fliesen stellt jedoch zahlreiche Probleme dar, und zwar verfahrentechnischer, physikalischer und chemischer Art. Es muß berücksichtigt werden, daß die Temperatur der Fliesen meist höher ist als der Schmelzpunkt zumindest eines Teils des Emailgemischs. Ein den Fliesen zu­ gekehrter Emailverteiler wird durch Wärmestrahlung und -kon­ vektion von den heißen Fliesen stark aufgeheizt.

Man hat versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu überwinden, daß der Emailverteiler weiter entfernt von den Fliesen ange­ ordnet wird, so daß dessen Hitzebelastung geringer ist.

Es wurde jedoch festgestellt, daß dadurch der Auftreff-Ab­ stand bzw. die Fallhöhe und damit die Fallgeschwindigkeit des körnigen Emailgemischs zu groß wird. Es kommt nämlich dann zu einer gewissen Trennung des Korngemischs durch den auf­ steigenden Luftstrom - von den heißen Fliesen in kühlerer Umgebung -; dabei werden die feineren Kornfraktionen stärker abgebremst, was zu einer Entmischung des Emailgemischs führt.

Grobes Korn erlangt durch die größere Fallhöhe hohe kine­ tische Energie, die ihrerseits dazu führt, daß die groben Kornfraktionen von der Oberfläche der Fliesen abprallen und zwar insbesondere an den Rändern. Vor allem am Rand der Fliese kommt es zu einem unregelmäßigen Emailauftrag.

Die Folge davon ist die Notwendigkeit, die Fallhöhe des Email­ gemischs so klein als möglich zu halten.

Andererseits ist eine übermäßige Erhitzung des Emailverteilers unzulässig, da dabei Temperaturen erreicht werden können, die bereits unter der Schmelztemperatur von Bestandteilen des Emailgemischs liegen. Es kommt damit zu Verstopfungen im Emailverteiler und eine einwandfreie Verteilung ist nicht mehr möglich.

Aus der DE-PS 1 22 362 sind Emailverteiler bekannt, die ohne ge­ kühlte, schräge Flächen auskommen.

Aufgabe der Erfindung ist die Lösung des Problems, mit einem Emailverteiler das Email mit einer kleinen Fallge­ schwindigkeit auf die heißen Fliesen, d. h. bei Temperaturen über der Schmelztemperatur des Emails, aufzubringen.

Die Wärmeabgabe von der heißen Fliese erfolgt in erster Linie durch Strahlung. Bekanntlich ist die Wärmestrahlung propor­ tional der vierten Potenz der Temperaturdifferenz zwischen dem strahlenden Körper und dem angestrahlten Körper.

Fällt Emailgemisch auf die heißen Fliesen, so wird deren Wärme-Abstrahlung stark herabgesetzt. Es bildet sich auf der Fliese eine Schmelzschicht von Email, die eine gewisse Wärme­ menge aufnimmt. Die Wärmeaufnahme des Emails entsprechend der spezifischen Wärme und der Schmelzwärme der schmelzenden Email-Bestandteile führt zu einer Herabsetzung der Oberflächentem­ peratur der Fliesen, unter Berücksichtigung der Verringerung der Wärmedurchgangszahl der keramischen, den Träger der Fliese bildenden Körper.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum gleich­ mäßigen Auftrag von Emailgemisch auf heiße Fliesen oder Kacheln wie sie in den Ansprüchen näher angegeben ist.

Die gestellte Aufgabe kann nun erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß das Emailgemisch kaskadenartig von zumindest einer gekühlten, schrägen Fläche abfällt. Dieser gekühlten, schrägen Fläche wird Emailgemisch zugeführt, so daß insgesamt gesehen dieses an kinetischer Energie verliert. Bevorzugt wird eine Kante für das Abschütten des Emailgemischs auf die Fliesen im Umfangsbereich des Emailverteilers angeordnet und gegen die Laufrichtung der Fliesen gerichtet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also zum Emailverteiler eine Anzahl von Abschüttkanten quer zur Vorschubrichtung der Fliesen auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, während die

Fig. 2 und 3 die Seiten- bzw. Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigen. In

Fig. 4 und 5 sind Teilansichten, ähnlich Fig. 2 jedoch für andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dargestellt.

Aus den Fig. 1 bis 3 gehen die Ofenteile (10) und dazwischen ein Abstand (11) hervor, in welchem sich die erfindungsge­ mäße Vorrichtung (12) befindet. Die Ofenteile (10) können übliche Rollenöfen sein, auf deren Rollen (13) sich die zu emailieren­ den Fliesen (14) befinden. Die Fortsetzung des Transportweges aus der Reihe der Rollen (13) bilden die Rollen (20) in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Transportrollen können in üblicher Weise wie durch Ketten oder Zahnräder angetrie­ ben werden.

Die Rollen (20) haben keine glatte Oberfläche sondern Erhö­ hungen,um jede Fliese an einer bestimmten Anzahl an Punkten während ihres Weges durch die erfindungsgemäße Vorrichtung abzustützen. In der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungs­ form weisen die Rollen (20) Ringe (22) auf Rohrstutzen (21) auf. Die Rohrstutzen (21) können von einem Kühlmittel, vorzugs­ weise Wasser, durchflossen werden. Die Zu- und Abführung des Kühlmittels geschieht durch Rohre (23) mit Drehkupplungen (24) (Fig. 3). Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß ein Verziehen oder Krümmen der Rollen (20) unter den herrschenden Temperaturen insbesondere bei Betriebsunterbrechungen und beim An- und Abfahren des Ofens vermieden wird. Besonders zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, daß nach Be­ triebsunterbrechungen die ankommenden, ersten heißen Fliesen durch den plötzlichen und lokalen Wärmeübergang sich im Be­ reich der Mantellinie höchster Temperatur ausbauchen können. Innerhalb der ersten Minuten kommt es dann nicht zu einem sofortigen Wärmeausgleich und damit einer Rückbildung der Verformung, sondern bei der Drehung der Rollen kommt der kon­ vexe, heißeste Bereich mit den Fliesen in Berührung, während der konkave, kältere Bereich keine direkte Wärmezuführung erfährt, und damit das thermische Ungleichgewicht in Längs­ richtung der Rollen aufrechterhalten wird.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rollen mit ört­ licher Berührung der Fliesen vermeidet weitestgehend ein der­ artiges thermisches Ungleichgewicht. Auch bewirkt die Kühlung der Rollen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine merk­ liche Herabsetzung der Temperatur der Fliesen. Besonders vor­ teilhaft ist der Ring (22), da mit diesem ein Temperaturaus­ gleich um den Umfang der Rolle an der jeweiligen Stelle ge­ währleistet ist.

Am Boden des Email-Aufnahmebehälters (25) befindet sich eine drehbare Walze (26) zur Verhinderung von Verstopfungen im Trichter (25) und zur Aufgabe von Email auf das Sieb (27). Von diesem Sieb, insbesondere Flachsieb, fällt das Emailge­ misch auf eine Anzahl von Rollen (30), die sich unmittelbar über den auf den Rollen (20) vorbeiwandernden Fliesen be­ finden. Die Rollen (30) werden vorzugsweise ebenso wie die Rollen (20) von einem Kühlmedium durchflossen. Die Rollen (30) dienen dazu, die Fallgeschwindigkeit des Emailgemischs vom Sieb auf die Fliesen zu verringern, so daß der Abstand des Emailverteilers von den zu beschichtenden Fliesen im Hinblick auf dessen Überhitzung keine kritische Größe mehr wird. Auch wird durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung eine Auftrennung des Emailgemischs in Grob- und Fein­ fraktionen minimal gehalten. Schließlich bewirken die Rollen (30) eine gewisse Abschirmung des Emailverteilers von der Strah­ lungswärme der heißen Fliesen.

Unterhalb der Transportrollen (20) über dem Bereich der Ver­ teilerrollen (30) befindet sich ein Sammeltrichter (33) für zwischen die Fliesen gefallenes Email. Um einen Sog aus dem Trichter (33) durch die heißen Fliesen zu vermeiden, sind in dem Sammeltrichter (33) vorzugsweise Leitplatten (34) vorge­ sehen. Die Austragung des im Sammeltrichter (33) anfallenden Emails ist zweckmäßigerweise dicht ausgeführt.

Das auf die Rollen (30) aufgegebene Emailgemisch gleitet von der obersten Mantellinie der Rollen über den Mantel in der Art von schrägen Flächen kaskadenartig auf die Fliesen. Eine Drehung der Rollen (30) ist für die Emailverteilung nicht kritisch, grundsätzlich können sie auch nicht gedreht werden. Eine Drehung der Rollen ist jedoch vorteilhaft, um die Ein­ wirkung der Wärmestrahlung von den heißen Fliesen über den ganzen Umfang zu verteilen und damit die Kühlung der Rollen zu erleichtern und zu gewährleisten, daß auch örtlich keine Temperatur erreicht wird, bei der Emailbestandteile zu schmel­ zen beginnen, und schließlich um örtlich unterschiedliche Wär­ medehnungen der Rollen und demzufolge Verformungen zu ver­ hindern.

Betrachtet man die erfindungsgemäße Vorrichtung in Laufrich­ tung der Fliesen, so soll die erste der Rollen (30) derart angeordnet sein, daß Emailgemisch auf die Ränder der Fliesen abgegeben wird, bevor diese in den Bereich unterhalb des eigent­ lichen Emailverteilers gelangen. Dadurch wird unmittelbar das Ausmaß der Wärmestrahlung von den Fliesen gegen den Email­ verteiler durch die aufgebrachte Emailschicht herabgesetzt, ohne daß dies insgesamt eine Abkühlung und damit eine Stö­ rung des Wärmegleichgewichts und innere Spannungen zur Folge hat, welch letztere zu Rissen in den fertigen Fliesen führen kön­ nen.

Man kann also sagen, daß die Rollen (30) insgesamt einer we­ sentlich geringeren Wärmestrahlung ausgesetzt sind, als wenn sie ohne der abschirmenden Wirkung der aufgebrachten Email­ mischung unter den Rollen durchwandern. Darüber hinaus bilden die Rollen eine Abschirmung des Emailverteilers gegenüber Wärmestrahlung und Konvektion.

Aufgrund der Tatsache, daß eine Vielzahl von Rollen (30) in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist, wird ein beträchtlicher Bereich von der von den heißen Fliesen ausge­ henden Wärmestrahlung abgeschirmt. Der Durchmesser der Rollen kann verhältnismäßig klein sein, so daß auch die Fallhöhe des Emailgemischs bis auf die Fliesen gering ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß sozusagen ein "mehrschichtiger" Emailauftrag stattfindet. Der erste Emailauftrag, d. h. das von der ersten Rolle abgeglitte­ ne Emailgemisch, beginnt sofort zu erweichen und zu schmelzen, so daß für die von den folgenden Rollen abgleitenden Emailgemische die Gefahr des Zurückprallens von Teilchen gering ist.

Die von den Rollen (13) des einen Ofenteils (10) und dann von den Rollen (20) transportierten Fliesen weisen in Transport­ richtung längs und quer einen gewissen Abstand auf, damit überschüssiges Emailgemisch durchfallen kann. Dieses gelangt in den Sammeltrichter (33) und kann von diesem wieder in den Emailbehälter rückgeführt werden. Der Sammeltrichter (33) ist mit Leitplatten (34) ausgestattet, die für das herunterfallen­ de Emailgemisch ein Labyrinth bilden und gleichzeitig die darin aufsteigende Luft derart leiten und verteilen, daß eine gewisse Kühlung und Abschirmung der Wärmestrahlung von den Fliesen nach unten erreicht wird. Auf diese Weise können die Rollen (20) auf einer Temperatur gehalten werden, die beträcht­ lich unter der Schmelztemperatur des am tiefsten schmelzenden Emailbestandteils liegt, wodurch ein Ankleben von Email auf den Rollen vermieden wird.

In den Fig. 4 und 5 ist eine andere Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, und zwar sind anstelle der Rollen (30) schräge Flächen (40) mit Abwurfkanten (41) vorgesehen. Zweckmäßigerweise befindet sich unterhalb der schrägen Flächen (40) ein Kühlmittelkanal (42).

Die schrägen Flächen (40) können fix gelagert sein oder auch wie in der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Schwingsieb (27) befestigt sein. Auf diese Weise läßt sich eine besonders hohe Gleichmäßigkeit des Emailauftrags auf den Fliesen erreichen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist in Abwandlung der Fig. 4 die stromaufweisende, schräge Fläche (40′) in der anderen Richtung geneigt. Dies ist dann zweckmäßig, wenn eine horizontale Komponente des freien Falls des Emailgemischs stromab gewünscht wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum gleichmäßigen Auftrag von Emailgemisch auf heiße Fliesen oder Kacheln aus einer Transportstrecke für die Fliesen, darüber einem Emailverteiler und darunter einem Sammelbehälter für durchgefallenes Emailgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Emailverteilers in unmittelbarer Nähe über den heißen Fliesen gekühlte schräge Flächen für den Abwurf von Emailgemisch vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Flächen von gekühlten Rollen (30) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Flächen gekühlte schräge Flächen (40, 40′) mit Abwurfkanten (41) sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportstrecke eine Rollenbahn mit kühlbaren Rollen (20) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20) Auflageringe (22), getrennt durch Rohrstutzen (21), aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailverteiler ein Flachsieb (27) oder ein Schwingsieb (27′) aufweist.