DE69811403T2 - METHOD AND DEVICE FOR ABRASIVE SURFACE PROCESSING OF STONE MATERIALS - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinmaterialien, insbesondere Steinplatten, insbesondere Granitsteinplatten oder Ähnliches, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus bezieht sie sich auf eine Anlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 16.The present invention relates a process for the abrasive surface treatment of stone materials, in particular stone slabs, in particular granite stone slabs or the like, according to the preamble of claim 1. Furthermore it refers to a system according to the generic term of Claim 16.
Bis jetzt werden zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinplatten vorwiegend Polier-, Abschleif-, Abflamm- und Strahlverfahren angewendet. Diese Verfahren erzeugen verschiedene Oberflächeneffekte und alle weisen spezifische Nachteile auf. Demnach werden beispielsweise Polier- und Abschleifverfahren in Kombination mit der Verwendung von Wasser und abrasiven Materialien durchgeführt, wobei letztere aufbereitetes Brauchwasser benötigen. Abflammen, das mit einem erheblichen Verbrauch von Brenngas und erheblichen Schadstoffausstößen verbunden ist, erzeugt zusätzlich thermische Schocks, die die Festigkeit der verarbeiteten Steinmaterialien beeinflussen können. Strahlen benötigt ebenso große Mengen von Sand und ist mit einer erheblichen Erzeugung von Schadstoffstaub verbunden, der zu Gesundheitsproblemen der Arbeiterbelegschaft führen kann.So far, have been used for abrasive surface processing of stone slabs mainly polishing, grinding, flame and blasting processes applied. These processes create various surface effects and all have specific disadvantages. Accordingly, for example Polishing and grinding processes in combination with the use of Water and abrasive materials carried out, the latter being treated Need service water. Flaming that with a significant consumption of fuel gas and considerable pollutant emissions is generated additionally thermal shocks that affect the strength of the processed stone materials can influence. Blasting needed just as big Amounts of sand and is with a significant generation of pollutant dust connected, which can lead to health problems of the workforce.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine abrasive Oberflächenbearbeitung derselben Art, wie sie durch Abflammen und Strahlen erreicht werden kann, und zielt darauf ab, die Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik zu beseitigen, während verarbeitete Steinoberflächen erhalten werden können, die eine höhere Qualität und ein besseres Aussehen aufweisen als durch Abflammen und Strahlen erzeugte Oberflächen.The present invention relates on an abrasive surface treatment the same kind as they are achieved by flaming and blasting can, and aims to address the disadvantages of the method according to the Eliminate prior art while maintaining processed stone surfaces can be the one higher quality and look better than by flaming and blasting generated surfaces.
Das Dokument EP-A-0 517 048 offenbart eine Vorrichtung für ein Verfahren zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinoberflächen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die zu behandelnde Oberfläche der Wirkung eines oder mehrerer mit hohem oder sehr hohem Druck beaufschlagter Strahlen aus reinem Wasser, d. h. ohne Schleifmittel, unterworfen wird, wobei der/die Wasserstrahl/en durch einzelne Düsen erzeugt werden, die vorzugsweise von der zu behandelnden Oberfläche beabstandet sind.Document EP-A-0 517 048 discloses one Device for a process for the abrasive surface treatment of stone surfaces, which in is essentially characterized in that the to be treated surface the effect of one or more with high or very high pressure applied jets of pure water, d. H. without abrasives, is subjected, the water jet (s) being generated by individual nozzles are preferably spaced from the surface to be treated are.
Der/die durch eine oder mehrere, sich in den zuvor genannten Abständen von der zu behandelnden Steinoberfläche angeordnete Düse/n erzeugte/n Wasserstrahl/en, der/die mit einem hohen Druck beaufschlagt ist/sind, kann/können eine spezifische Kraft auf das zu behandelnde Steinmaterial ausüben, so dass sich aufgrund des Unterwaschens und/oder Zerkleinerns von Kristallen des Steinmaterials ein abrasiver Effekt ergibt, während die Nachteile von Abflamm- oder Strahlverfahren vermieden werden, das heißt, dass deren Schadstoffeffekte (Gas- und Staubemissionen) ausgeschlossen werden und die Kosten (kein Verbrauch von Brennstoff oder Sand) verringert werden. Auch können die durch Abflammen erzeugten thermischen Schocks vermieden werden, wodurch die ursprüngliche Festigkeit des Steinmaterials erhalten bleibt. Das zur Bearbeitung verwendete Wasser kann leicht zurück gewonnen und in einem geschlossenen Kreislauf wieder verwendet werden. Gleichzeitig weist das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitete Steinmaterial eine höhere Qualität und ein besseres Aussehen auf als abgeflammte und gestrahlte Oberflächen. Bei der Bearbeitung von Steinmaterialien mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ähneln die erhaltenen Effekte denen, die von der Natur mit der Zeit erzeugt werden, weswegen dem Benutzer auch von einem psychologischen Standpunkt aus diese Bearbeitung bessert gefällt.The one or more, themselves at the previously mentioned intervals water jet (s) generated by the stone surface to be treated, the one who is / are pressurized with a high pressure can exert specific force on the stone material to be treated, so that due to washing and / or crushing of crystals of the stone material gives an abrasive effect, while the Disadvantages of flame or blasting processes are avoided, that is to say that their pollutant effects (gas and dust emissions) excluded and the cost (no consumption of fuel or sand) be reduced. Can too the thermal shocks generated by flaming are avoided, thereby the original The strength of the stone material is retained. That for editing Water used can be easily recovered and closed Circuit can be used again. At the same time, that with the method according to the invention machined stone material a higher quality and a better appearance than flamed and blasted surfaces. at the processing of stone materials with the method according to the invention are similar obtained effects those created by nature over time be, which is why the user also from a psychological point of view better from this editing.
Die Erfindung hat es zur Aufgabe, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung auf einfache und preiswerte Weise zu verbessern. Dieses Ziel wird mit dem in Anspruch 1 definierten Verfahren bzw. der in Anspruch 16 definierten Anlage erreicht.The object of the invention is the known method and the known device in simple and inexpensive way to improve. This goal is achieved with the in Method defined in claim 1 or defined in claim 16 System reached.
Die Eigenschaften der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Steinoberfläche können innerhalb sehr weiter Grenzen kontinuierlich und problemlos verändert werden, indem einige einfache Bearbeitungsparameter, wie der Druck des/der Wasserstrahls/en, der Abstand der einzelnen Düsen von der zu bearbeitenden Oberfläche, der Auftreffwinkel des/der Wasserstrahls/en auf der zu bearbeitenden Oberfläche und die Bearbeitungszeit, in Abhängigkeit der Zusammensetzung, der kristallinen Kornstruktur und der Struktur des zu bearbeitenden Steinmaterials sowie entsprechend dem Ausgangszustand der zu bearbeitenden Oberfläche verändert wer den. So kann beispielsweise, insbesondere für Granit oder Ähnliches, eine samtartige Oberfläche des bearbeiteten Steinmaterials erhalten werden, wenn der/die Wasserstrahlen mit einem Druck von ungefähr 400 bar beaufschlagt werden, während man bei einem Druck von 400 bis 600 bar eine leicht unregelmäßig aufgeraute Oberfläche erhalten kann. Wird der Druck auf über 600 bar und bis zu 1500 bar erhöht, so erhält man ein zunehmend tieferes unregelmäßiges Aufrauen.The properties of the process according to the invention machined stone surface can be inside very wide limits can be changed continuously and easily, by adding some simple processing parameters, such as the pressure of the water jet (s), the distance of the individual nozzles from the surface to be processed, the angle of impact of the water jet (s) on the one to be processed surface and the processing time, depending the composition, the crystalline grain structure and the structure of the stone material to be processed and according to the initial state the surface to be machined to be changed. For example, especially for granite or the like, a velvety surface of the machined stone material can be obtained when the water jet (s) with a pressure of about 400 bar can be applied while one a slightly irregularly roughened at a pressure of 400 to 600 bar surface can get. If the pressure is above 600 bar and up to 1500 bar increased, so receives an increasingly deeper irregular roughening.
Der/die im erfindungsgemäßen Verfahren zur abrasiven Oberflächenbearbeitung von Steinoberflächen verwendete/n Wasserstrahl/en kann/können senkrecht zu der zu bearbeitenden Oberfläche stehen oder um einen beliebigen Winkel, vorzugsweise 10° bis 30°, bezüglich der Senkrechten auf dieser Oberfläche geneigt sein.The / in the method according to the invention abrasive surface treatment of stone surfaces The water jet (s) used can be perpendicular to the one to be processed Surface or by any angle, preferably 10 ° to 30 °, with respect to the normal to this surface be inclined.
Die Behandlung der bearbeiteten Steinmaterialoberfläche unter der Verwendung des/der Wasserstrahls/en kann auf jede geeignete Weise durchgeführt werden, vorzugsweise jedoch, insbesondere im Fall von Steinplatten, durch eine Relativbewegung des zu bearbeitenden Steinmaterials zu dem/den auf die Oberfläche des Materials gerichteten Wasserstrahl/en, so dass in einem oder mehreren Durchläufen eine mehr oder weniger gleichmäßige Behandlung der gesamten zu bearbeitenden Oberfläche oder des/der zu bearbeitenden Teils/Teile davon erreicht wird.The treatment of the processed stone material surface using the water jet (s) can be carried out in any suitable manner, but preferably, in particular in the case of stone slabs, by a relative movement of the stone material to be processed to the water jet (s) directed onto the surface of the material. so that in one or more passages a more or less uniform treatment of the entire surface to be processed or of the part / parts to be processed is achieved.
Entsprechend einer möglichen Ausführungsform der Erfindung, insbesondere geeignet für Steinplatten, werden die Platten senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich der Senkrechten geneigt in einer vorzugsweise gleichmäßigen Bewegung vor eine oder mehrere aufeinander folgende vertikale Reihen ortsfester Düsen oder ortsfester Düsengruppen geführt, wobei die Reihe/n von Düsen oder Düsengruppen sich über die gesamte Höhe der zu bearbeitenden Steinoberfläche oder über einen Teil derselben erstrecken. Entsprechend einer anderen möglichen Ausführungsform werden die Steinplatten senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich der Senkrechten geneigt vor wenigstens eine Düse oder eine Düsengruppe geführt, die sich im wesentlichen horizontal oder mehr oder weniger bezüglich der Horizontalen geneigt erstrecken und in einer oszillierenden Auf-und-ab-Bewegung entlang der gesamten Höhe der zu bearbeitenden Oberfläche der Steinplatten oder entlang eines Teiles dieser Höhe geführt werden. In beiden dieser Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt die Bearbeitungszeit der Oberfläche der Steinplatten von der Geschwindigkeit ab, mit der die Steinplatten vor die Düse/n oder die Düsengruppe/n geführt werden und kann eingestellt werden, indem diese Geschwindigkeit verändert wird, beispielsweise in einem speziellen Fall der Bearbeitung von Granitplatten in einem Bereich von 300 mm/min bis 1500 mm/min.According to a possible one embodiment the invention, particularly suitable for stone slabs, the Plates vertical or more or less with respect to the vertical inclined in a preferably even movement in front of one or several successive vertical rows of stationary nozzles or stationary nozzle groups guided, where the row / s of nozzles or nozzle groups yourself about the entire height of the stone surface to be machined or about extend part of the same. According to another possible embodiment the stone slabs are vertical or more or less in terms the vertical inclined in front of at least one nozzle or group of nozzles guided, which are essentially horizontal or more or less with respect to the Extend horizontally inclined and in an oscillating up-and-down motion along the entire height of the surface to be machined the stone slabs or along a part of this height. In both of these embodiments of the method according to the invention hangs the Processing time of the surface of the stone slabs depends on the speed at which the stone slabs in front of the nozzle (s) or the nozzle group / s guided and can be adjusted by this speed changed , for example in a special case of editing Granite slabs in a range from 300 mm / min to 1500 mm / min.
Natürlich können erfindungsgemäß in anderen möglichen Ausführungsformen die Steinplatten auch in einer horizontalen Stellung oder in einer mehr oder weniger hinsichtlich der Horizontalen geneigten Stellung vor eine oder mehrere Düse/n oder eine oder mehrere Düsengruppe/n geführt werden, die sich entweder ortsfest oder in einer oszillierenden Bewegung geführt senkrecht oder mehr oder weniger hinsichtlich der Senkrechten geneigt erstrecken.Of course, according to the invention, in others potential embodiments the stone slabs also in a horizontal position or in one more or less inclined with respect to the horizontal in front of one or more nozzle (s) or one or more nozzle groups guided be either stationary or in an oscillating motion guided perpendicular or more or less inclined with respect to the vertical extend.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Steinoberfläche unter Verwendung eines oder mehrerer Hoch- oder Höchst-Druck-Wasserstrahls/en bearbeitet, der/die in einer Drehbewegung um eine Achse geführt wird/werden, die bezüglich des/der Wasserstrahls/en exzentrisch liegt, vorzugsweise in Kombination mit einer quer zur Drehachse des/der Wasserstrahls/en verlaufenden, relativen Längsbewegung zwischen dem/den umlaufenden Strahl/en und der zu bearbeitenden Steinoberfläche.According to a preferred embodiment the invention the stone surface using a or several high or high pressure water jets processed, which are / are guided in a rotary motion around an axis, the regarding of the water jet (s) is eccentric, preferably in combination with a transverse to the axis of rotation of the water jet (s), relative longitudinal movement between the rotating jet (s) and the one to be processed Stone surface.
Entsprechend einer weiteren Verbesserung kann die erfindungsgemäße Bearbeitung einen vorbeugenden Bearbeitungsschritt der Steinoberfläche umfassen, der auf eine andere Weise als mit einem Wasserstrahl durchgeführt wird. Insbesondere bei Steinen, deren Struktur es dem Wasserstrahl erschwert, die Oberfläche zu bearbeiten, umfasst die Erfindung einen vorbeugenden Bearbeitungsschritt mit mechanischen abrasiven Mitteln, wie beispielsweise Anschleifen oder Abflammen.According to another improvement the processing according to the invention include a preventive processing step of the stone surface, which is carried out in a different way than with a water jet. Especially with stones whose structure makes it difficult for the water jet the surface To process, the invention includes a preventive processing step mechanical abrasive agents, such as grinding or Flaming.
Es wurde herausgefunden, dass es in den meisten Fällen nicht nötig ist, die vorbeugende Bearbeitung auf die gesamte Oberfläche des Steins zu erstrecken, vielmehr reicht es aus, die vorbeugende Bearbeitung auf einem Teilbereich der Steinoberflä che an deren Vorderkante, in Hinsicht auf die Verschiebung des Steins bezüglich der wasserausstoßenden Düsen gesehen, durchzuführen. Dieser begrenzte Bereich kann durch einen Streifen an der Vorderkante des Steins oder einen Teil eines Streifens gebildet sein. Die demzufolge der vorbeugenden Bearbeitung unterzogene Oberfläche dient als eine Angriffsfläche für den Wasserstrahl, der beginnen kann, den Stein geringfügig abzutragen, was dann ein Abtragen auch des Rests der Oberfläche, der nicht der vorbeugenden Bearbeitung unterzogen wurde, ermöglicht.It was found out that it in most cases not necessary is preventive processing on the entire surface of the To extend the stone, rather it is sufficient, the preventive treatment on a partial area of the stone surface at its front edge, in Regarding the displacement of the stone with respect to the water-emitting nozzles, perform. This limited area can be identified by a strip on the front edge of the stone or part of a strip. The consequently the surface subjected to the preventive treatment serves as a target for the water jet, who can start to remove the stone slightly, which then Also remove the rest of the surface, not the preventive one Processing has been made possible.
Die oben genannten Eigenschaften und weitere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Anlage zur Anwendung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden detaillierter aus der folgenden Beschreibung der Anlage, die in den begleitenden Figuren schematisch in Form eines nicht einschränkenden Beispiels gezeigt wird, deutlich. Es zeigen:The above properties and further properties of the method according to the invention and properties a system according to the invention to apply a preferred embodiment of the method in more detail from the following description of the plant, which in the accompanying figures schematically in the form of a non-limiting Example is shown clearly. Show it:
Bezugnehmend auf die Figuren werden
die zu bearbeitenden Steinplatten
Die Bearbeitungsstation
In dem in den
Anstelle einer oder mehreren Düse/n, deren Achse/n
während
des Betriebs feststehen, kann/können
an jedem Düsenträger
Demnach kann beispielsweise in dem
in den
Die Düse
Vorzugsweise können alle der zuvor genannten
Düsen oder
Düsengruppen
Die Düse/n oder die Düsengruppe/n
Vorzugsweise umfasst das Pumpsystem auch
Antriebs- und Steuermittel
Die Anlage zur Versorgung der Bearbeitungsstation
Beim Durchgang der Steinplatten
Jedenfalls werden erfindungsgemäß der Ausgangsdruck
der Pumpe
Die Form der Auftreffspuren des/der
Hochdruckwasserstrahls/en auf der zu bearbeitenden Steinoberfläche hängt im Wesentlichen
vom Verhältnis
der Geschwindigkeit, mit der die Steinplatten gefördert werden
(Zuführrate
vor die den/die Hochdruckwasserstrahlen erzeugenden Düse/n) zur
Geschwindigkeit der vertikalen Auf-und-Abbewegung der Düse/n.
In der alternativen Ausführungsform
aus
Die steif gelagerten Rollen
Entsprechend eines weiteren Kennzeichens dieser Ausführungsform ist auch der senkrechte Weg der den/die Wasserstrahl/en erzeugenden Düse/n auch geneigt und parallel zu der entgegenstehenden Oberfläche der Platte ausgerichtet. Dies kann erreicht werden, indem einfach ein in geeigneter Weise geneigter Maschinenrahmen vorgesehen wird oder indem der betreffende Teil der Anlage auf einer schiefen Ebene angeordnet wird.According to another characteristic of this embodiment is also the vertical path of the water jet Nozzle / s too inclined and parallel to the opposing surface of the Plate aligned. This can be accomplished by simply entering a appropriately inclined machine frame is provided or by the relevant part of the system is arranged on an inclined plane becomes.
Selbstverständlich soll die Erfindung nicht auf
die hier beschriebenen und dargestellten Anwendungsbeispiele beschränkt sein,
sondern kann vielmehr umfangreich verändert und modifiziert werden, sowohl
im Hinblick auf die Werte der verschiedenen Parameter des Verfahrens
als auch im Hinblick auf die konstruktiven Mittel zur Anwendung
desselben. Demnach können
beispielsweise in einer Anlage, die zu der hier beschriebenen ähnlich ist,
beide Oberflächen
der Steinplatten
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