DE3803288C1 - Process and apparatus for producing ceramic mouldings - Google Patents

Process and apparatus for producing ceramic mouldings

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Abstract

For producing ceramic products, in particular those resistant to frost, in particular roof tiles, a two-staged pressing process is proposed. In a first stage, preliminary mouldings are pressed with little pressure from the raw material of a soft preparation in a preliminary mould. These preliminary mouldings are intermediately dried until the material is of a stiff consistency. Then, final mouldings (4) are pressed with high pressure from the said material in the final mould (1). The preliminary moulding is conducted in such a way that the amount of material of the preliminary mouldings already coincides with the amount of material of the final mouldings (4), so that finishing work is no longer required on the final mouldings. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von keramischen Formlingen, insbesondere von Dachziegeln, durch Formpressen eines plastifizierten Rohmaterials, insbesondere Ton, in einem zweistufigen Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing ceramic moldings, in particular roof tiles, by Compression molding of a plasticized raw material, in particular Clay, in a two-stage process according to the generic term of claim 1 and a device for performing the Procedure.

Ausgangssubstanz bei der Herstellung von keramischen Produkten sind aus Gruben gewonnene Rohmaterialien. Durch Aufbereiten des Grubenmaterials, eventuell unter Zusatz von Zuschlagstoffen, durch Wässern und Lagern erhalten die keramischen Massen die notwendige Homogenität und Plastizität. Dabei bestimmt der Anteil an Anmachewasser bei der Aufbereitung weitgehend die Bildsamkeit und ist somit maßgebend verantwortlich für eine optimale Formgebung. Als wichtiges Beispiel sei hier angeführt die Aufbereitung von Ton bei der Herstellung von Ziegeln und Backsteinen.Starting substance in the production of ceramic Products are raw materials extracted from pits. By Processing of the mine material, possibly with the addition of Aggregates, by watering and storing them ceramic masses the necessary homogeneity and Plasticity. The proportion of mixing water determines the processing largely the plasticity and is therefore decisively responsible for an optimal design. As an important example is the preparation of Clay in the manufacture of bricks and bricks.

Bei der Aufbereitung des Rohmaterials muß ein Kompromiß zwischen einander widerstrebenden Bedingungen gefunden werden. Um den gepreßten Formling möglichst problemlos aus der Form herausnehmen und anschließend handhaben zu können, sollte das Rohmaterial möglichst steif aufbereitet sein. Um mit möglichst geringen Drücken arbeiten zu können, um einen möglichst geringen Abrieb und dadurch eine möglichst hohe Standzeit der Form zu haben und um eine möglichst geringe Textur und dadurch eine möglichst hohe Frostbeständigkeit des Formlings zu erreichen, sollte das Rohmaterial möglichst weich aufbereitet sein. Da bei der heutigen Großserienproduktion eine gute Handhabbarkeit der Formlinge und eine möglichst geringe Verformung während des dem Brennvorgang vorgeschalteten Trockenvorgangs erforderlich ist, wird mit steif aufbereitetem Rohmaterial gearbeitet. Die aus der dabei unvermeidlichen Textur resultierende geringe Frostbeständigkeit versucht man durch eine Erhöhung der Brenntemperatur auszugleichen. Dies bringt jedoch einen erhöhten Energieeinsatz; außerdem verlieren hochgebrannte, fast verklinkerte Ziegel z. T. ihre positiven Eigenschaften, nämlich insbesondere ihre Durchlässigkeit für Wasserdampf und ihre Wärmedämmung aufgrund der Porenstruktur.A compromise must be made when processing the raw material found between conflicting conditions will. To the pressed molding as easily as possible take out the shape and then handle it, the raw material should be prepared as stiff as possible. Around to be able to work with the lowest possible pressures in order to the lowest possible abrasion and therefore the highest possible Tool life and to be as short as possible Texture and therefore the highest possible frost resistance to reach the molding, the raw material should be as possible be prepared soft. Because with today's Large-scale production makes the moldings easy to handle and the least possible deformation during the Burning process upstream drying process required is worked with stiffly prepared raw material. The resulting from the inevitable texture  low frost resistance is tried by increasing it to compensate for the firing temperature. However, this brings you increased use of energy; also burned high, almost clinker bricks z. T. their positive properties, namely in particular their permeability to water vapor and their Thermal insulation due to the pore structure.

In der DE-OS 34 02 985 hat der Erfinder bereits ein Verfahren offenbart, mit dem sich die beim Verpressen von steif aufbereitetem Rohmaterial unvermeidliche Textur, die durch die Fließbewegungen des Materials während des Preßvorgangs entsteht, weitgehend reduzieren läßt. Dieses bekannte Verfahren besteht darin, daß weich aufbereitetes Rohmaterial zunächst stranggepreßt und zu Batzen geformt wird, die dann zwischengetrocknet und versteift werden, bevor sie in die Preßform eingelegt und endgeformt werden.In DE-OS 34 02 985 the inventor already has one Method disclosed, with which the in the pressing of stiff processed raw material inevitable texture that by the flowing movements of the material during the Pressing process occurs, can be largely reduced. This known method is that soft processed Raw material is first extruded and shaped into chunks which are then dried and stiffened, before they are placed in the press mold and finally formed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die Herstellung von Formlingen praktisch ohne Textur und daher mit hoher Frostbeständigkeit gestattet, das den Energiebedarf minimiert und die Formen und sonstigen Werkzeuge nur einem geringen Verschleiß unterwirft.The present invention is based on the object Procedure of the type mentioned at the outset, which the Production of moldings practically without texture and therefore with high frost resistance that allows the Energy requirements minimized and the shapes and other Tools are subject to only slight wear.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.This problem is solved by the in the characterizing part of claim 1 specified features.

Gemäß der Erfindung wird das Pressen der Formlinge in zwei Stufen durchgeführt. In der Vorform wird zunächst weich aufbereitetes Rohmaterial vorgeformt und anschließend entgratet, d. h. überschüssiges Rohmaterial abgeschnitten. Aufgrund der Weichheit des Rohmaterials ist nur ein geringer Preßdruck nötig, der Abrieb der Vorform ist gering, ebenso der Verschleiß der Entgrater, so daß beide eine hohe Standzeit haben. According to the invention, the pressing of the moldings is done in two Stages carried out. The preform first becomes soft prepared raw material preformed and then deburred, d. H. excess raw material cut off. Due to the softness of the raw material, only a small one Press pressure necessary, the abrasion of the preform is low, as well the wear of the deburrer, so that both are high Have standing time.  

Dieser Vorformvorgang ist so eingestellt, daß die Masse der Vorformlinge mit der Masse der Endformlinge bereits übereinstimmt. Bei der anschließenden Zwischentrocknung zur Versteifung des Materials muß also nur das Minimum an Material getrocknet werden.This preforming process is set so that the mass of the Preforms with the mass of the final moldings already matches. In the subsequent intermediate drying for Stiffening of the material therefore only needs the minimum Material to be dried.

Da die Zwischenformlinge bereits weitgehend die Endform aufweisen und da ferner keinerlei überschüssiges Material mehr vorhanden ist, sind die Materialfließbewegungen in der Endform nur noch minimal. Eine Textur tritt praktisch nicht mehr auf, und der Formabrieb ist gering. Das Material der Zwischenformlinge kann also viel steifer eingestellt werden, als es bei den einstufigen Verfahren möglich ist. Die Endformlinge können deshalb problemlos aus der Form entnommen und ohne Trockenrähmchen od. dgl. weiterbehandelt werden.Since the intermediate moldings already largely have the final shape and since there is no more excess material is present, the material flow movements are in the Final shape only minimal. A texture practically does not occur more and the mold wear is low. The material of the Intermediate moldings can be set much stiffer, than it was with the one-step process is possible. The end moldings can therefore easily removed from the mold and without a drying frame or the like. are treated further.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das weich aufbereitete Rohmaterial in heißem Zustand in die Vorform eingelegt. Dadurch beginnt die nachfolgende Zwischentrocknung bereits beim Verlassen der Vorform und beschränkt sich auf die minimale Masse, so daß die Zeitspanne zwischen Vorformung und Endformung erheblich abgekürzt werden kann.According to one embodiment of the invention, this becomes soft processed raw material in the hot state in the preform inserted. This starts the next one Intermediate drying when leaving the preform and is limited to the minimum mass, so the Time between preforming and final shaping considerably can be abbreviated.

Vorteilhafterweise wird das beim Entgraten der Vorformlinge abfallende Rohmaterial unmittelbar in die Rohmaterialabgabevorrichtung, beispielsweise in die Batzenformmaschine, zurückgeführt. Dies ist möglich, weil dieses überschüssige Material praktisch noch dieselbe Konsistenz hat wie bei der Abgabe aus der Rohmaterialabgabevorrichtung. Es verbindet sich deshalb mit dem in dieser Vorrichtung vorhandenen Vorrat an Rohmaterial ohne weiteres. Es ist also nicht mehr erforderlich, überschüssiges Material dem aus den Gruben kommenden Rohmaterial zuzugeben, wie dies beim Stand der Technik üblich ist.This is advantageous when deburring the preforms falling raw material immediately into the Raw material delivery device, for example in the Batzenformmaschine, returned. This is possible because this excess material is practically the same As with the delivery from the Raw material dispenser. It therefore connects with the stock of raw material available in this device just like that. So it is no longer necessary excess material coming from the pits Add raw material as in the prior art  is common.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren optimiert werden kann, wenn geeignete Vorrichtungen verwendet werden. Eine Vorrichtung zum Endformen ist Gegenstand des Anspruchs 4. Diese Form mit Dichtung verhindert nicht nur einen etwaigen Materialverlust, sondern ermöglicht darüber hinaus einen höheren und vor allem gleichmäßigeren Preßdruck.It has been shown that the process can be optimized can, if suitable devices are used. A Apparatus for final shaping is the subject of claim 4. This shape with seal not only prevents any Material loss, but also enables one higher and above all more uniform pressure.

Dabei empfiehlt es sich, die Dichtung (bzw. Dichtungen) so anzuordnen, daß sie bei zusammengefahrenen Formhälften unmittelbar an den Endformling angrenzt bzw. in diesen hineinragt. Auf diese Weise wird das Entstehen von Graten am Formling sicher verhindert.It is recommended that the seal (or seals) be so to arrange that when the mold halves are moved together directly adjacent to or in the final molding protrudes. In this way, the formation of burrs on Prevented molding.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung am Beispiel der Dachziegelherstellung erläutert werden. Es zeigt jeweils in schematischer DarstellungWith the aid of the drawing, the invention is illustrated using the example of Roof tile production will be explained. It always shows in schematic representation

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Endform mit darin befindlichem Formling und Fig. 1 shows a longitudinal section through a final shape with molding and therein

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Vorform mit eingelegtem Rohmaterialbatzen. Fig. 2 shows a longitudinal section through a preform with inserted raw material chunks.

Fig. 1 zeigt eine zweiteilige Endform 1 aus Metall mit einer oberen Formhälfte 1.1 und einer unteren Formhälfte 1.2, deren Inneres mit der eigentlichen Form 2, z. B. aus Gips, Stahl od. dgl., gefüllt ist. Zwischen den beiden Formhälften 1.1, 1.2 erkennt man die umlaufende Trennfuge 3. Im Inneren der Endform 1 befindet sich ein Endformling 4, in diesem Beispiel ein Dachziegel. Entlüftungsöffnungen 6 sorgen dafür, daß Wasser- und Luftblasen, die beim Pressen entstehen, problemlos entweichen können. Fig. 1 shows a two-part final shape 1 made of metal with an upper mold half 1.1 and a lower mold half 1.2 , the inside of which with the actual shape 2 , z. B. is made of plaster, steel or the like. The circumferential parting line 3 can be seen between the two mold halves 1.1, 1.2 . Inside the final mold 1 there is a final molding 4 , in this example a roof tile. Ventilation openings 6 ensure that water and air bubbles that arise during pressing can escape easily.

In der Trennfuge 3 erkennt man eine umlaufende Dichtung 5, beispielsweise aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material. Diese Dichtung 5 dichtet die Trennfuge 3 bereits ab, bevor die beiden Formhälften 1.1, 1.2 ganz zusammengefahren sind. Außerdem weicht die Dichtung 5 beim Schließen der Form 1 seitlich aus und grenzt dann unmittelbar an den Formling 4 an. Dadurch wird verhindert, daß Material des Formlings 4 in die Trennfuge 3 eindringen kann. Außerdem wird ein von allen Seiten gleichmäßiger und hoher Preßdruck erzeugt. Das Material des Formlings 4 füllt auch feine Hohlräume der Form 2 aus.In the parting line 3 you can see a circumferential seal 5 , for example made of rubber or a rubber-like material. This seal 5 seals the parting line 3 before the two mold halves 1.1, 1.2 have completely moved together. In addition, the seal 5 deflects laterally when the mold 1 is closed and then adjoins the molding 4 directly. This prevents material of the molding 4 from penetrating into the parting line 3 . In addition, a uniform and high pressure is generated from all sides. The material of the molding 4 also fills out fine cavities of the mold 2 .

Da der in die Endform 1 eingelegte Zwischenformling bereits vorgeformt ist, muß das Material des Formlings 4 beim Zusammenfahren der Form 1 nur noch geringe Fließbewegungen ausführen, um auch die feinsten Formdetails auszufüllen. Dadurch ist der Formverschleiß gering, die Formstandzeit also hoch; außerdem bleibt die einheitliche Struktur des Materials erhalten, Texturen, die die Frostbeständigkeit verringern, treten nicht auf.Since the inserted into the final shape 1 intermediate molded article is already preformed, the material of the molding 4 has to perform only small flow movements in moving together of the mold 1 to fill out also the finest details form. As a result, the mold wear is low, the tool life is long; In addition, the uniform structure of the material is preserved, textures that reduce frost resistance do not appear.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorform 10, die ebenfalls aus zwei Formhälften 10.1, 10.2 besteht. Zwischen den beiden Formhälften 10.1, 10.2 erkennt man einen Batzen 11 des weich aufbereiteten Rohmaterials. Die Formoberfläche der Vorform 10 entspricht im wesentlichen der Oberfläche der Endform 1, weist jedoch nicht deren Formdetails auf. Die Vorform 10 ist jedoch derart gestaltet, daß die Materialmenge des Vorformlings, der die Vorform 10 verläßt, bereits der Materialmenge des Endformlings 4 entspricht. Fig. 2 shows a schematic representation of a preform 10 , which also consists of two mold halves 10.1, 10.2 . Between the two mold halves 10.1, 10.2 one can see a lump 11 of the softly prepared raw material. The shape surface of the preform 10 corresponds essentially to the surface of the final shape 1 , but does not have the shape details thereof. The preform 10 is, however, designed in such a way that the amount of material of the preform leaving the preform 10 already corresponds to the amount of material of the final molding 4 .

Da beim Vorformen des weich aufbereiteten Batzens 11 nur geringe Preßdrücke erforderlich sind, unterliegt die Vorform 10 nur einem geringen Verschleiß. Diese kann daher auch aus preiswerten Materialien hergestellt werden. Unter Umständen ist es sogar möglich, ganz aus Stahl bestehende Formen, die z. B. mit Textil, Synthetik od. dgl. bespannt sind, um den Ton leicht lösen zu können, einzusetzen, die sehr lange benutzt werden können.Since only small compression pressures are required when preforming the softly prepared slug 11 , the preform 10 is subject to only slight wear. It can therefore also be made from inexpensive materials. Under certain circumstances, it is even possible to use forms made entirely of steel, e.g. B. are covered with textile, synthetics or the like in order to be able to easily detach the clay, to be used, which can be used for a very long time.

Das beim Zusammenfahren der Vorform 10 an deren Trennfuge 12 herausquellende überschüssige Rohmaterial wird wie üblich mit Entgratern, z. B. aus Draht, beseitigt, sofort wieder der Batzenabgabevorrichtung zugeführt und kann so wiederverwendet werden. Da das Rohmaterial beim Entgraten noch weich ist, ist die Standzeit der Entgrater hoch.The excess raw material that swells when the preform 10 moves together at its parting line 12 is, as usual, with deburrers, e.g. B. from wire, eliminated, immediately fed back to the batch dispenser and can be reused. Since the raw material is still soft when deburring, the service life of the deburrer is long.

Wenn sich die Vorformlinge während der Zwischentrocknung verformen sollten, so ist dies nicht weiter störend, da die endgültige Form erst in der Endform 1 erfolgt. Die die Endform 1 verlassenden Endformlinge 4 dagegen können sich wegen der steifen bis sehr steifen Konsistenz des zwischengetrockneten Materials nicht mehr verformen.If the preforms should deform during the intermediate drying, this is no longer a problem since the final shape is only in the final shape 1 . The final moldings 4 leaving the final mold 1 , on the other hand, can no longer deform due to the stiff to very stiff consistency of the intermediate dried material.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen von keramischen Formlingen, insbesondere von Dachziegeln, durch Formpressen eines plastifizierten Rohmaterials (11), insbesondere Ton, in einem zweistufigen Verfahren, wobei das zunächst weiche Rohmaterial (11) vor der endgültigen Formgebung stark versteift wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem weich aufbereiteten Rohmaterial (11) in einer Vorform (10) mit wenig Druck Vorformlinge gepreßt werden, die anschließend entgratet werden, daß die Vorformlinge zwischengetrocknet werden, daß aus den versteiften Zwischenformlingen in einer Endform (1) mit hohem Druck Endformlinge (4) gepreßt werden, wobei die Materialmenge der Vorformlinge mit der Materialmenge der Endformlinge (4) übereinstimmt und die Endformlinge (4) nicht nachbearbeitet werden.1. A process for the production of ceramic moldings, in particular roof tiles, by compression molding a plasticized raw material ( 11 ), in particular clay, in a two-stage process, the initially soft raw material ( 11 ) being strongly stiffened before the final shaping, characterized in that Preforms are pressed from the softly prepared raw material ( 11 ) in a preform ( 10 ) with little pressure, which are then deburred so that the preforms are dried, that from the stiffened intermediate preforms in a final mold ( 1 ) with high pressure, final moldings ( 4 ) are pressed, the amount of material of the preforms corresponding to the amount of material of the end moldings ( 4 ) and the end moldings ( 4 ) not being reworked. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weich aufbereitete Rohmaterial (11) in heißem Zustand in die Vorform (10) eingelegt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the softly prepared raw material ( 11 ) is inserted into the preform ( 10 ) when hot. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Entgraten der Vorformlinge abfallende Rohmaterial unmittelbar in die Rohmaterialabgabevorrichtung zurückgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the falling off when deburring the preforms Raw material directly into the raw material delivery device is returned. 4. Vorrichtung zum Endformen der Formlinge im Verlauf des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiteilige Endform (1) vorgesehen ist und daß diese mit einer oder mehreren umlaufenden Dichtungen (5) versehen ist, die die Trennfuge (3) zwischen den Formhälften (1.1, 1.2) schon schließt, bevor diese ganz zusammengefahren sind.4. Device for the final shaping of the moldings in the course of the method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a two-part final shape ( 1 ) is provided and that this is provided with one or more circumferential seals ( 5 ) which the joint ( 3 ) closes between the mold halves ( 1.1, 1.2 ) before they are completely moved together. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (5) bei zusammengefahrenen Formhälften (1.1, 1.2) unmittelbar an den Endformling (4) angrenzt bzw. in diesen hineinragt.5. The device according to claim 4, characterized in that the seal ( 5 ) directly adjoins or protrudes into the end molding ( 4 ) when the mold halves ( 1.1, 1.2 ) are moved together.
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