DE69811617T2 - Method and device for filling the molds with ceramic - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Herstellungsverfahren für Keramikfliesen und die Vorrichtung für ihre Durchführung.The invention relates to manufacturing processes for ceramic tiles and the device for carrying them out.
Sie ist insbesondere auf sogenannte zu Porzellan gebrannte Keramiksteinfliesen gerichtet, in welchen wenigstens der sichtbare Teil aus einer vielfarbigen Schicht besteht.It is particularly aimed at so-called porcelain-fired ceramic stone tiles in which at least the visible part consists of a multi-coloured layer.
Diese Schicht ist aus zerstückeltem Lehm gebildet, dessen Körnchen durch bekannte Verfahren verschieden gefärbt sind und die in der Form von weichen Massen mit einzelnen Farben in die Form eingebracht werden, welche nach teilweisem Vermischen zu vielfarbigen Effekten führen, welche z. B. eine Marmormaserung reproduzieren.This layer is made of broken clay, the grains of which are colored differently by known processes and which are introduced into the mold in the form of soft masses with individual colors, which, after partial mixing, lead to multi-colored effects that reproduce, for example, a marble grain.
Obwohl Fliesen, die über ihre gesamte Dicke hindurch vielfarbig ausgeführt sind, bekannt sind, haben die hohen Kosten der Materialien zur Bildung der vielfarbigen Massen die Hersteller dazu gebracht, Fliesen zu verwenden, bei denen ein großer, jedoch verborgener Teil ihrer Dicke aus einer preisgünstigen Einzelfarbenmasse gebildet ist, wobei lediglich die sichtbare Schicht in der Form der Einzelfarben-Massen teilweise miteinander vermischt ist.Although tiles that are multi-coloured throughout their entire thickness are known, the high cost of the materials used to form the multi-coloured masses has led manufacturers to where a large but hidden part of their thickness is made up of an inexpensive single-colour mass, with only the visible layer in the form of the single-colour masses being partially mixed together.
Für hochqualitative Produkte wird jedoch die mehrfarbige Lösung bevorzugt.However, for high-quality products, the multi-coloured solution is preferred.
Bei mehrfarbigen Fliesen ist einer der kritischsten Punkte in dem Herstellungszyklus der zu Porzellan gebrannten Keramiksteinfliesen die Pulverzuführung zu dem Formhohlraum, auf der die Verteilung der Pulvermasse innerhalb der Fliese abhängt.In multi-coloured tiles, one of the most critical points in the production cycle of porcelain fired ceramic stone tiles is the powder feeding to the mould cavity, on which the distribution of the powder mass within the tile depends.
Dieses Problem wird durch die Tatsache verstärkt, dass die verschiedenen atomisierten Materialien mit Einzelfarben, welche diese Massen bilden, häufig verschiedene Eigenschaften und somit auch ein unterschiedliches Verhalten während ihrer verschiedenen Behandlungen aufweisen.This problem is compounded by the fact that the different atomized materials with single colors that make up these masses often have different properties and therefore different behavior during their different treatments.
Dieser Umstand ist insbesondere dann wichtig, wenn Produkte hergestellt werden, für welche ein Erscheinungsbild aus einfarbigen oder zweifarbigen Punkten mit möglicherweise unterschiedlichen Größen erforderlich ist, die regelmäßig durch die gesamte Masse verteilt sind.This is particularly important when manufacturing products that require an appearance of single-coloured or two-coloured dots, possibly of different sizes, evenly distributed throughout the mass.
Um solche Produkte zu erhalten, ist gemäß dem Stand der Technik vorgesehen, intensiv gefärbte einfarbige oder zweifarbige Körnchen oder Flocken an einem von der Presse beabstandeten. Punkt separat vorzubereiten und sie dann unabhängig zu lagern und anschließend zu einem anderen Behälter zu transferieren und mit atomisierten Pulver zu mischen, um dem Pressen-Beschickungsbehälter zugeführt zu werden.In order to obtain such products, the state of the art provides for the use of intensely coloured single-coloured or two-coloured granules or flakes separately at a point remote from the press and then store them independently and subsequently transfer them to another container and mix them with atomised powder to be fed to the press feed container.
Die bei dieser Herstellung erforderlichen Behandlungsschritte, das Mischen und die zweifache Lagerung der Körnchen- oder Flockenprodukte führt zu Problemen, welche die Verwendung erschweren.The treatment steps required in this production, the mixing and the double storage of the granule or flake products lead to problems that make their use difficult.
In diesem Zusammenhang tendieren die großen Körnchen oder Flocken dazu, zu trocknen und zu härten, was Probleme bezüglich ihrer gleichmäßigen Pressung führt.In this context, the large grains or flakes tend to dry and harden, which causes problems with their uniform pressing.
Sie tendieren auch dazu, in ungeeignete Dimensionen zu zerbrechen oder sich abzureiben, um eine runde Form einzunehmen, was ihr Erscheinungsbild in dem Endprodukt unschön macht.They also tend to break into unsuitable dimensions or rub off to take on a round shape, making their appearance in the final product unsightly.
Das Dokument EP 0 822 044 A, welches, unter Art. 54(3) EPÜ fällt, beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Pulver in Formhohlräume für Keramikfliesen, welches einen Ladeschlitten und eine Vielzahl von Lade-Beschickungsbehältern aufweist.Document EP 0 822 044 A, which falls under Art. 54(3) EPC, describes a method and apparatus for filling powder into mold cavities for ceramic tiles, which comprises a loading carriage and a plurality of loading hoppers.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Gemische auf eine solche Art und Weise vorzubereiten und zuzuführen, um die genannten Nachteile zu vermeiden.It is the object of the invention to prepare and supply the mixtures in such a way as to avoid the disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird erreicht durch das Verfahren und die Vorrichtung wie in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the method and the device as defined in independent claims 1 and 5. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Die spezielle Eigenschaft des Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass die Mischungen, welche auch die Flocken beinhalten, in einer einzelnen Operation unmittelbar stromaufwärts von und in der Nähe der Presse präpariert werden, wodurch alle zwischen Behandlungs- und Lageroperationen überflüssig gemacht werden.The special feature of the process and the device is that the mixtures, which also contain the flakes, are prepared in a single operation immediately upstream of and near the press, thus making all intermediate treatment and storage operations superfluous.
Die Erfindung wird deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche mittels eines nicht einschränkenden Beispiels angegeben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.The invention will become clearer from the following description of a preferred embodiment of the device for carrying out the method, which is given by way of non-limiting example and is illustrated in the accompanying drawings.
Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht der Erfindung.Fig. 1 is a partial sectional view of the invention.
Fig. 2 ist ein schematischer Schnitt durch die Erfindung entlang der Linie II-II.Fig. 2 is a schematic section through the invention along the line II-II.
Die Figuren zeigen eine gewöhnliche Presse 1 mit einer gewöhnlichen Form 2.The figures show an ordinary press 1 with an ordinary mold 2.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine Form mit drei Vertiefungen, wobei die Erfindung jedoch auch bei Formen mit mehr oder weniger Vertiefungen durchführbar ist.The following description refers to a mold with three recesses, but the invention can also be carried out on shapes with more or fewer recesses.
An der Seite der Presse 1 befindet sich eine Trägerplattform 3, auf welcher ein gewöhnlicher Ladeschlitten 4 gleitet, um das zu verdichtende Material in die Vertiefung innerhalb der Form 2 zuzuführen.On the side of the press 1 there is a support platform 3 on which a conventional loading carriage 4 slides in order to feed the material to be compacted into the recess within the mold 2.
Der Ladeschlitten 4 bewegt sich mit einer Hin- und Herbewegung zwischen einer Materialladeposition und einer Materialentladeposition, wobei er durch einen mit einem Getriebe versehenen Elektromotor 5 über einen Kurbeltrieb 6 angetrieben ist.The loading carriage 4 moves with a back and forth movement between a material loading position and a material unloading position, being driven by an electric motor 5 provided with a gear via a crank drive 6.
Genauer gesagt weist der Ladeschlitten 4 eine Anzahl von Kammern 7 auf, die der Anzahl der Vertiefungen in der Form 2 entspricht, wobei die Kammern mit gewöhnlichen inneren Gittern 70 versehen sind. In dem Beispiel sind drei Kammern dargestellt.More precisely, the loading carriage 4 has a number of chambers 7 corresponding to the number of recesses in the mold 2, the chambers being provided with conventional internal grids 70. In the example, three chambers are shown.
In dem nach vorne gerichteten Teil des Ladeschlittens 7 befindet sich ein Schieber 8, welcher einen Schaber 9 aufweist, wobei an der Rückseite der Kammern eine flache Platte 10 angebracht ist, mit welcher der Verbindungskurbeltrieb 6 verbunden ist.In the forward-facing part of the loading carriage 7 there is a slide 8 which has a scraper 9, with a flat plate 10 being attached to the rear of the chambers, to which the connecting crank drive 6 is connected.
Wenn sich der Ladeschlitten 4 in der in Fig. 1 dargestellten Ladeposition befindet, liegen die Ladekammern 7 genau unterhalb der unteren Öffnung des Lade-Beschickungsbehälters 11, wohingegen wenn sich der Ladeschlitten 4 in der Position zum Entladen des zu verdichtenden Materials befindet, die Kammern 7 korrespondierend zu den Vertiefungen in der Form 2 liegen, wobei gleichzeitig die untere Öffnung des Beschickungsbehälters 11 durch die flache Platte 10 abgedeckt ist.When the loading carriage 4 is in the loading position shown in Fig. 1, the loading chambers 7 are located exactly below the lower opening of the loading feed container 11, whereas when the loading carriage 4 is in the position for unloading the material to be compacted material, the chambers 7 correspond to the recesses in the mold 2, wherein at the same time the lower opening of the feed container 11 is covered by the flat plate 10.
Ein Rahmen 12 ist in einer über dem Ladeschlitten 4 liegenden Position vorgesehen, um sich kontinuierlich zu und von der oberen Öffnung des Beschickungsbehälters 11 zu bewegen, angetrieben von einem mit einem Getriebe versehenen Motor 13 über den Verbindungs-Kurbeltrieb-Mechanismus 14.A frame 12 is provided in a position above the loading carriage 4 to move continuously to and from the upper opening of the hopper 11, driven by a geared motor 13 via the connecting crank mechanism 14.
Der Rahmen 12 trägt an seiner Oberseite Service-Beschickungsbehälter 15, ...., 20 und an Seiner Unterseite ein gewöhnliches Förderband 21, der durch einen gewöhnlichen, nicht dargestellten Antrieb angetrieben ist.The frame 12 carries on its top service feed containers 15, ...., 20 and on its bottom a conventional conveyor belt 21, which is driven by a conventional drive, not shown.
Jeder der Beschickungsbehälter 15, ..., 20 beinhaltet ein Pulver mit unterschiedlichen Materialeigenschaften, welches auf dem Förderband 21 abgelegt wird, um darauf übereinander liegende Materialschichten zu bilden.Each of the feed containers 15, ..., 20 contains a powder with different material properties, which is deposited on the conveyor belt 21 in order to form superimposed layers of material thereon.
Das Pulvermaterial wird in jeden der Beschickungsbehälter 15, ..., 20 durch einen quer dazu angeordneten flexiblen Verteiler 22,.., 27 zugeführt, dessen unteres Ende sich mit einer kontinuierlichen Hin- und Herbewegung entlang ihrer oberen Öffnungen bewegt, um das Material im wesentlichen gleichförmig in dem jeweiligen Inneren abzulagern, und welches über eine flexible Leitung mit einem darüber liegenden Behälter verbunden ist.The powder material is fed into each of the feed containers 15, ..., 20 through a flexible distributor 22, ..., 27 arranged transversely thereto, the lower end of which moves with a continuous reciprocating motion along its upper openings in order to distribute the material substantially uniformly in the respective interior, and which is connected to a container above it via a flexible pipe.
Jeder der Beschickungsbehälter 15, ..., 20 ist mit einem unterem Verschlusstor 28, ..., 33 versehen, welches von einer Pneumatikeinheit 34, ..., 39 angetrieben wird.Each of the feed containers 15, ..., 20 is provided with a lower closure gate 28, ..., 33, which is driven by a pneumatic unit 34, ..., 39.
Der Rahmen 12 trägt auch eine doppelt wirkende Zylinder-Kolben-Einheit 300, welche durch einen nicht dargestellten Kompressor mit Druckluft versorgt wird.The frame 12 also carries a double-acting cylinder-piston unit 300, which is supplied with compressed air by a compressor (not shown).
Ein Rahmen 301, der eine im Leerlauf montierte Pressrolle 40 trägt, ist durch bekannte Einrichtungen an der Stange der Zylinder-Kolben-Einheit 300 befestigt.A frame 301, which carries an idle-mounted press roller 40, is attached to the rod of the cylinder-piston unit 300 by known means.
Unterhalb des Riementriebs 21 ist in einer der Pressrolle 40 entsprechenden Position eine leerlaufende, entgegenwirkende Rolle 41 vorgesehen.Below the belt drive 21, an idle, counteracting roller 41 is provided in a position corresponding to the press roller 40.
Die Zylinder-Kolben-Einheit 300 wirkt in der Praxis als Luftfeder mit einstellbarer Kraft, mittels welcher der Grad der Verdichtung des Materials, das sich auf dem Riemen bewegt, zwischen den Rollen 40 und 41 reguliert werden kann.The cylinder-piston unit 300 acts in practice as an air spring with adjustable force, by means of which the degree of compaction of the material moving on the belt between the rollers 40 and 41 can be regulated.
Der Betrieb der Anlage wird durch einen programmierbaren Prozessor gesteuert, welcher die folgenden Betriebsvorgänge koordiniert.The operation of the system is controlled by a programmable processor, which coordinates the following operating processes.
Der Riemen 21 wird kontinuierlich rotiert und sammelt das jeweilige Material von einem oder mehreren der Beschickungsbehälter 15 bis 18.The belt 21 is continuously rotated and collects the respective material from one or more of the feed containers 15 to 18.
Während der Vorwärtsbewegung des Riemens wird das Material der Einwirkung der Rolle 40 ausgesetzt, welche es verdichtet und die größeren Körnchen zerbricht, um zu bewirken, dass sie das gewünschte Erscheinungsbild der unregelmäßigen Flocken einnehmen.During the forward movement of the belt, the material is subjected to the action of the roller 40 which compacts it and breaks up the larger grains to cause them to assume the desired appearance of irregular flakes.
Stromabwärts der Verdichtungsrolle nimmt das verdichtete Material einfarbiges Basismaterial von wenigstens einem der Beschickungsbehälter 19, 20 auf, um die Fliese zu vervollständigen.Downstream of the compaction roller, the compacted material receives solid color base material from at least one of the feed hoppers 19, 20 to complete the tile.
Während der Hin- und Herbewegung des Rahmens 12 zwischen der mittels durchgezogener Linien dargestellten Position und der mittels strichpunktierter Linien in Fig. 1 dargestellten Position entlädt der Riemen kontinuierlich übereinander liegende Materialschichten in das Innere des Beschickungsbehälters 11.During the reciprocating movement of the frame 12 between the position shown by solid lines and the position shown by dot-dash lines in Fig. 1, the belt continuously discharges superimposed layers of material into the interior of the feed container 11.
Die Bewegung des Riemens 21 ist kontinuierlich, wie auch die Hin- und Herbewegung des Rahmens 12, so dass sich in dem Beschickungsbehälter 11 aufeinanderfolgend mehrere Schichten aufeinander bilden.The movement of the belt 21 is continuous, as is the back and forth movement of the frame 12, so that several layers are formed one on top of the other in the feed container 11.
Die Hin- und Herbewegung des Rahmens 12 wird durch einen sich in dem Beschickungsbehälter 11 befindliche Niveausensor gesteuert, so dass die Menge an Material, die sich in demselben befindet, im wesentlichen konstant bleibt.The back and forth movement of the frame 12 is controlled by a level sensor located in the feed container 11, so that the amount of material, which is located therein remains essentially constant.
Unabhängig von der Anzahl der Schichten, die sich in dem Beschickungsbehälter 11 befinden, transferiert der Ladeschlitten jeweils eine Materialschicht mit der Dicke des Ladeschlittens in den Hohlraum in der Form 2.Regardless of the number of layers located in the feed container 11, the loading carriage transfers one layer of material with the thickness of the loading carriage into the cavity in the mold 2.
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