DE60007958T2

DE60007958T2 - Verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Gegenständen wie zum Beispiel Platten , Fliesen und ähnlichen Artikeln durch Pressen von Pulver

Info

Publication number: DE60007958T2
Application number: DE2000607958
Authority: DE
Inventors: Franco Stefani
Original assignee: System SpA
Current assignee: System SpA
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: ES2212961T3; EP1136212B1; EP1136212A1; DE60007958D1; PT1136212E

Description

Der Stand der Technik auf dem Gebiet der Herstellung von Keramikfliesen basiert auf der Verwendung von in Pressen eingesetzten Matrizen. Die Matrizen sind, schematisch gesehen, aus einem Hohlraum gebildet, in welchen die Pulver gegeben werden, und aus wenigstens einem Stempel, der die Aufgabe hat, die eingegebenen Pulver zu pressen.
Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von Matrizen, in welche der Hohlraum nicht in den unteren Teil eingearbeitet ist; dieser wird dagegen benutzt zur Ablage einer Pulverschicht, welche dann durch den oberen Matrizenteil oder Stempel gepresst wird. Die Eingrenzung und das seitliche Halten des zu pressenden Materials zum Formen der Fliese oder der Platte erfolgt durch einen Formrahmen, der dem Stempel oder dem oberen Matrizenteil zugeordnet ist, welcher beweglich ist und von dem oberen Matrizenteil hervorsteht, so dass er während des Pressvorgangs im Kontakt mit der unteren Fläche (welche die zu pressenden Pulver trägt) bleiben kann.
Bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wird die Herstellung im wesentlichen in einem Zwei-Phasen-Betrieb durchgeführt: eine erste Phase, gekennzeichnet durch eine beachtliche Reduzierung des Volumens der Rohfliese, während welcher Phase auch das Ausstossen von in dem Material eingeschlossener Luft erfolgt; eine zweite Phase, in welcher das nun luftfreie Material mit einer sich daraus ergebenden, jedoch geringeren Reduzierung seines Volumens noch weiter gepresst wird. Somit ist die Herstellung vervollständig. Solch eine Vorrichtung ist bekannt aus WO-A-96/15888.
Der Zwei-Phasen-Betrieb des Pressens erfordert eine spezifische Vorbereitung und ein Fahren der Presse, welche notwendigerweise zeitraubend sind und sich in erheblich längeren Produktionszeiten auswirken als bei jenen Verfahren, welche nur einen Ein-Phasen-Betrieb erfordern. Andererseits kann ein Ein-Phasen-Betrieb des Pressens, welcher mit den herkömmlichen Verfahren arbeitet, nicht angewandt werden, da mit diesen keine Rohfliese frei von ernsthaften Defekten hergestellt werden kann, so wie das Abblättern und ähnliches. Solch eine Presse ist aus US-A-S 779 957 bekannt.
Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Gegenständen, wie zum Beispiel Platten, Fliesen und ähnliches durch Pressen von Pulver vorzusehen, welche es erlaubt, ein Pressen in einer einzigen Phase auszuführen, jedoch ohne jene Einschränkungen und Nachteile, welche den Stand der Technik kennzeichnen.
Die Erfindung ist konstruktionsmässig einfach und funktionstüchtig.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sie eine erhebliche Reduzierung der Zykluszeiten erlaubt, und zwar mit einer offensichtlichen und unverzüglichen Verbesserung der Produktivität.
Diese Zwecke und Vorteile und noch weitere werden alle erreicht durch den Gegenstand der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen, doch nicht ausschliesslichen Ausführung der Erfindung hervor, dargestellt rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen, von welchen
1 ein schematischer Längsschnitt ist, ausgeführt nach einer vertikalen Ebene, welche parallel zu einer Vorschubrichtung des Materials verläuft;
2 ist eine vergrösserte Ansicht eines Details aus 1;
3 zeigt dasselbe Detail wie in 2, jedoch in einer anderen betrieblichen Darstellung.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen der Zeichnungen ist mit 1 in ihrer Gesamtheit eine Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Produkten, wie Platten, Fliesen und ähnliches, durch Pressen von Pulver bezeichnet, welche Vorrichtung 1 schematisch durch eine Presse 11 mit einer mittleren Öffnung gebildet ist, durchlaufen von einem unteren Element 2, bestehend aus einem unteren kontinuierlichen Band 12, welches eine untere Auflagefläche 3 zum Tragen der zu pressenden Pulver 20 aufweist, und von einem oberen Element 4, bestehend aus dem horizontalen Trum eines kontinuierlichen Bandes 15, welches ringförmig geschlossen und zwischen zwei Trommeln 16 mit horizontalen Achsen gespannt ist, die ausserhalb angeordnet sind, welches Band 15 synchron mit dem unteren kontinuierlichen Band 12 bewegt wird, welches das untere Element 2 bildet.
Das untere Element 2 liegt auf und gleitet entlang einer Oberfläche des Kolbens 10 der Presse 11 und wird durch den Kolben 10 nach oben verschoben, um die Presswirkung auszuüben.
Das obere Element 4 ist mit einer Anzahl von aktiven Oberflächen 5 versehen, angeordnet und verteilt in einer bestimmten Anordnung entlang dem oberen kontinuierlichen Band 15. Bei jedem Pressvorgang werden die aktiven Oberflächen 5 mit der Auflagefläche 3 des unteren kontinuierlichen Bandes 12 in Kontakt gebracht.
Jede aktive Oberfläche 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Formrahmen 6 versehen ist, welcher nach untenhervorsteht (wenn sich die aktive Oberfläche 5 im Kontakt mit der Auflagefläche 3 befindet) und auf solche Weise ausgelegt ist, dass er mit seinem Umfang einen geschlossenen Pressbereich eingrenzt.
Der Formrahmen 6 weist einen inneren Teil 7 auf, welcher das Pressen des Randes des fertig gepressten Produktes ausführt. Dieser innere Teil 7 ist aussen durch einen umlaufenden Rand 8 begrenzt, der, gemessen in einer Pressrichtung, nicht geringer als oder gleich wie die Tiefe des mittleren Körpers des fertig gepressten Produktes.
Insbesondere steht der innere Teil 7 im Verhältnis zu der aktiven Oberfläche 5 nach unter hervor und weist eine Tiefe auf, welche mit zunehmendem Abstand von dem Rand 8 allmählich abnimmt.
Der gesamte Formrahmen 6 ist aus einem Material gebildet, das eine beachtliche elastische Verformbarkeit hat (Gummi oder ein anderes Elastomer).
Der obere Trum des unteren kontinuierlichen Bandes 12 wird synchron mit dem unteren Trum des oberen kontinuierlichen Bandes 15 bewegt.
In der beschriebenen Struktur funktioniert die untere Auflagefläche 3 auch als untere Matrize der Formvorrichtung.
Während der Pressphase hebt sich der Kolben 10 an, wobei er auch den Teil des unteren Elementes 2 anhebt, auf welchem das zu pressende Pulver abgelegt ist, und so das Pulver gegen die aktive Oberfläche 5 presst, die durch den Formrahmen 6 des oberen kontinuierlichen Bandes 15 eingegrenzt ist.
Der gesamte Pressvorgang wird in einer einzigen Phase (zum Beispiel bei einem einzigen kontinuierlichen Aufwärtshub des Kolbens 10) und in einer Unterdruckumgebung vervollständigt, wie nachstehend erklärt wird.
Es sind Mittel zum abdichtenden Isolieren und Einschliessen von wenigstens einem Teil der Pulver 20 vorgesehen, enthalten zwischen dem unteren Element 2 und dem oberen Element 4, wobei sie jenen Teil der Pulver 20 in einem isolierten Bereich 17 eingrenzen. Die Mittel zum Isolieren enthalten seitliche Wände 9, welche einen geschlossenen Umfang beschreiben. Die Wände 9 sind von konstanter Tiefe und erstrecken sich in Richtung der entsprechenden Bewegung zwischen den Elementen 2 und 4 während des Presszyklus. Die Wände 9 sind aus einem stark elastisch verformbaren Material hergestellt, so wie Gummi oder ein anderes Elastomer, und sind von einer solchen Abmessung, dass kurz bevor der Pressvorgang des Pulvers 20 beginnt ein isolierter Bereich 17 gebildet wird. Ebenfalls sind Abzugsmittel vorgesehen, welche die Luft aus dem isolierten Bereich 17 absaugen, um einen Unterdruck zu erzeugen.
Die Abzugsmittel enthalten Saugöffnungen 13, die umlaufend an den seitlichen Wänden 9 und im Inneren des durch die Wände 9 beschriebenen Umfangs angeordnet sind. Die Saugöffnungen 13 führen in Saugleitungen 14, aufgewiesen in dem oberen Körper (feststehender Stempel) der Presse 11, das heisst die Saugöffnungen 13 sind tatsächlich durchgehende Bohrungen in dem oberen kontinuierlichen Band 15, welches, wie bereits oben erwähnt, ringförmig geschlossen und zwischen zwei Trommeln 16 mit parallelen Achsen gespannt ist, angeordnet ausserhalb der Presse 11.
Der untere Trum des oberen kontinuierlichen Bandes 15 bildet das obere Element 4, versehen mit wenigstens einer aktiven Oberfläche 5, welche der unteren Auflagefläche 3 zugewandt und mit einem Formrahmen 6 versehen ist, der nach unten hervorsteht und so angeordnet ist, dass er einen Umfang eines geschlossenen Pressbereiches eingrenzt.
Der Formrahmen 6 ist nicht nur dazu bestimmt, einen geschlossenen Pressbereich herzustellen, in dem ein fertig gepresstes Produkt erzeugt wird, sondern er erzeugt auch infolge des Pressvorgangs einen Randbereich des fertig gepressten Produktes, welcher durch eine grössere Dichte gekennzeichnet ist als jene der internen Bereiche des fertig gepressten Produktes, wie auch durch eine geringere Stärke. Zu diesem Zweck weist der Formrahmen 6 einen inneren Teil 7 auf, speziell geformt und ausgelegt zum Pressen der Randbereiche; der innere Teil 7 ist aussen durch einen Rand 8 begrenzt, welcher von einer Tiefe ist (gemessen in Pressrichtung), die gleich oder nicht geringer ist als die des mittleren Körpers des fertig gepressten Produktes.
Die Saugöffnungen 13 sind in dem oberen kontinuierlichen Band 15 in dem Bereich zwischen den Wänden 9 und dem Rand 8 aufgewiesen und stehen daher in direkter Verbindung mit dem ringförmigen Bereich, der zwischen den Wänden 9 und dem Rand 8 enthalten ist.
Durch die Positionierung des unteren Trums des oberen kontinuierlichen Bandes 15 werden die Saugöffnungen 13 so positioniert, dass sie mit den Saugleitungen 14 übereinstimmen.
Dies geschieht bei jedem Presszyklus, wenn das obere kontinuierliche Band 15, ringförmig gewunden und eine Anzahl von aktiven Oberflächen 5 enthaltend, die durch die gleiche Anzahl von Formrahmen 6 eingegrenzt sind, so positioniert wird, dass eine aktive Oberfläche 5 dem unteren Element 2 zugewandt ist, das die untere Auflagefläche 3 trägt, auf welcher die zu pressenden Pulver abgelegt sind. Das untere Element 2 ist gebildet aus einem oberen Trum des unteren kontinuierlichen Bandes 12, welcher obere Trum sich synchron mit dem unteren Trum des oberen kontinuierlichen Bandes 15 bewegt.
Ausgehend vom Beginn des Presszyklus, insbesondere von dem Moment, in dem die Wände 9 mit der Auflagefläche 3 in Kontakt kommen, wird ein isolierter Bereich 17 gebildet, der einen Raum von dem Aussenbereich isoliert, welcher Raum eine Schicht von zu pressenden Pulvern enthält. Durch die Absaugwirkung der Saugöffnungen 13 wird die durch das Kompaktieren der Pulver befreite Luft einfach und wirkungsvoll abgesaugt. Bei Beginn des Pressverfahrens befinden sich die Pulver in einem Unterdruckbereich, welcher stark das Ausstossen der Luft aus den Pulvern begünstigt, wodurch Mängel vermieden werden, die sich aus einem unzureichenden Absaugen von Luft ergeben, und wodurch der Presszyklus sehr schnell abläuft.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Herstellung von gross bemessenen, doch verhältnismässig dünnen Platten und Fliesen sehr viel schneller erfolgt.

Claims

Verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Gegenständen, wie Platten, Fliesen und ähnliche Artikel durch Pressen von Pulver, enthaltend ein unteres Element (2) zum Tragen der zu pressenden Pulver (20) und ein oberes Element (4), zwischen welchem unteren Element (2) und oberen Element (4) die Pulver (20) gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Eingrenzen und isolierenden Abdichten zum Aussenbereich hin von wenigstens einem Teil der zwischen dem unteren Element (2) und dem oberen Element (4) zu pressenden Pulver (20) enthält und somit einen isolierten Bereich (17) für die Pulver (20) erzeugt; wobei sie ebenfalls Mittel zum Absaugen von Luft enthält, welche in dem isolierten Bereich (17) durch das Absaugen der Luft aus diesem einen Unterdruck erzeugen.
Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Eingrenzen und isolierenden Abdichten seitliche isolierende Wände (9) enthalten, welche einen geschlossenen Umfang beschreiben.
Maschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Wände (9) in einer Richtung, welche den gegenseitigen Bewegungen des unteren Elementes (2) und des oberen Elementes (4) während des Presszyklus entspricht, eine gleichbleibende Abmessung aufweisen, und dass die seitlichen Wände (9) aus einem stark elastisch verformbaren Material hergestellt sind.
Maschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Absaugen der Luft Saugöffnungen (13) enthalten, die umlaufend und dicht an den seitlichen Wänden (9) und im Inneren des durch die seitlichen Wände (9) beschriebenen Umfangs vorgesehen sind.
Maschine nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Element (2) eine untere Auflagefläche (3) zum Tragen der zu pressenden Pulver (20) enthält, und dass das obere Element (4) wenigstens eine aktive, der unteren Auflagefläche (3) zugewandte Oberfläche (5) hat, welche wenigstens eine aktive Oberfläche (5) einen Formrahmen (6) aufweist, der von dieser nach unten hervorsteht und dazu bestimmt ist, einen Umfang eines geschlossenen Pressbereiches zu begrenzen; wobei der Formrahmen (6) auch, und auch als Folge, dazu vorgesehen ist, ein durch einen Formvorgang erhaltenes fertig gepresstes Produkt einzugrenzen; und wobei der Formrahmen (6) ebenfalls während des Formvorgangs einen Rand des fertig gepressten Produktes erzeugt, welcher Rand eine grössere Dichte als eine Dichte des inneren Bereiches des fertig gepressten Produktes hat, und welcher Rand auch eine geringere Tiefe hat als eine Tiefe des inneren Bereiches des fertig gepressten Produktes.
Maschine nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formrahmen (6) einen inneren Teil (7) aufweist, welcher einen Pressvorgang an dem Rand des fertig gepressten Produktes ausführt, und welcher aussen durch einen umlaufenden Rand (8) begrenzt ist, der, gemessen in einer Richtung, in der ein Pressvorgang ausgeführt wird, nicht geringer als oder gleich wie eine Tiefe des mittleren Körpers des fertig gepressten Produktes (21) ist.
Maschine nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Element (4), das wenigstens eine aktive, durch den Formrahmen (6) eingegrenzte Oberfläche (5) aufweist, aus einer unteren Fläche eines oberen, kontinuierlichen Bandes (15) gebildet ist, welches ringförmig geschlossen und zwischen zwei Trommeln (16) mit parallelen Achsen gespannt ist, die ausserhalb der Vorrichtung angeordnet sind; wobei die Saugöffnungen (13) aus durchgehenden Bohrungen gebildet werden, aufgewiesen in dem oberen kontinuierlichen Band (15) in einem Bereich, der sich zwischen den seitlichen isolierenden Wänden (9) und dem eingrenzenden Rand (8) befinden.
Maschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnungen (13) dazu vorgesehen sind, in eine mit den entsprechenden Saugleitungen (14) in einem oberen Körper der Presse (11) übereinstimmende Position gebracht zu werden.
Maschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmig gewundene obere kontinuierliche Band (15) eine Anzahl von aktiven Oberflächen (5) enthält, eingegrenzt durch eine gleiche Anzahl von Formrahmen (6), die entlang dem oberen kontinuierlichen Band (15) verteilt sind.
Maschine nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Formrahmen (6) aus einem Material hergestellt ist, das eine beachtliche elastische Verformbarkeit aufweist, und dass das untere Element (2), dass die untere Auflagefläche (3) zum Tragen der zu pressenden Pulver (20) wie auch des fertig gepressten Produktes trägt, aus einem oberen Trum eines unteren kontinuierlichen Bandes (12) gebildet ist, welcher synchron mit dem unteren Trum des oberen kontinuierlichen Bandes (15) bewegt wird.