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Gegenstand der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und gleichzeitig eine Vorrichtung zum Glätten, d.h.
Einebnen von Produkten, die aus unterteilten Feststoffen bestehen,
wie pulverförmigen
Produkten, Pulvern oder Granulaten, die in der Form von regelmäßigen oder
unregelmäßigen "Haufen"
auf einem beweglichen Träger
liegen.
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Technischer
Hintergrund
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Zahlreiche Industriezweige sind mit
dem Problem der Glättung
von pulverförmigen
Produkten auf einem beweglichen Träger konfrontiert. Insbesondere
könnte
man die Zementindustrie, die Backwarenindustrie usw. anführen.
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Spezieller taucht dieses Problem
im Bereich der Bodenbeläge
auf, wenn ein unterteilter Feststoff wie ein Pulver auf einem Träger zur
Herstellung eines Musters abgelegt wird.
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Ganz speziell im Bereich der Kunststoffbodenbeläge besteht
eine große
Gruppe aus Belägen in
Form einer relativ dicken Folie aus Kunststoff, deren Muster in
der Masse hergestellt wird. Die Haupteigenschaft dieses Produkttyps
muss es sein, dass keine Änderung
des Musters in Abhängigkeit
von der Abnutzung in Erscheinung tritt. Diese Produkte werden in
der Praxis für
stark frequentierte Räume
benutzt.
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Mehrere Verfahren wurden zur Herstellung solcher
Produkte angeboten. Darunter kann man die Technik des Walzens oder
Kalandrierens von festen oder breiartigen Stoffen zur Herstellung
eines festen Musters anführen.
Jedoch stellt man bei dieser Herstellungsart fest, dass die mit
dieser Technik erhaltenen Musters bevorzugt in Richtung des Produktvorschubs
auf der Produktionslinie ausgerichtet sind.
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Um diese Wirkung der Ausrichtung
zu begrenzen, wurde ein Herstellungsprozess vorgeschlagen, bei dem
mehrere aufeinander folgende und senkrecht zueinander angeordnete Walzwerke
eingesetzt werden, um das Problem der bevorzugten Ausrichtung bei
der Herstellung des Musters einzuschränken.
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Andere Arbeiten wurden in Bezug auf
verbesserte Verfahren zur Einprägung
von Granulaten oder Materialsplittern zwischen zwei Walzwerken zur Erzielung
von körnigen
Mustern durchgeführt.
Auch die Umhüllung
der Körner
wurde vorgeschlagen, um sehr feine und besonders klar definierte
Farbübergänge zu erhalten.
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Auch neue Techniken wurden vorgeschlagen,
die darauf abzielen, auf die Verwendung eines Walzwerks zu verzichten.
Dazu wurde die Verwendung von Chips oder Teilchen vorgeschlagen,
die in einem Bindemittel versenkt sind, das auf einem Träger ausgebracht
wird. Nach einem anderen Verfahren bildet man ein Bett aus Chips
und bringt dann das Bindemittel auf dem durch die Chips gebildeten
Muster aus.
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Alle diese Techniken haben die Bildung
eines attraktiven Musters unter Begrenzung der Nachteile der Ausrichtung,
die auf die Produktionsrichtung zurückzuführen sind, zum Ziel.
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Die Anmelderin hat insbesondere ein
Verfahren zur Herstellung eines Musters durch das stellenweise Aufbringen
von Festteilchen oder Pulvern mit Hilfe von Drehrahmen entwickelt.
Dieses Verfahren wird besonders gut in den Patentanmeldungen FR-A-2542260
und FR-A-2548093 beschrieben.
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Im Rahmen des oben beschriebenen
Verfahrens konnten verschiedene Produktreihen entwickelt werden,
indem die Menge des durch Schwerkraft aufgebrachten Pulvers durch Änderung
der folgenden Parameter variiert wird:
- – Korngröße der Teilchen
- – Maschenweite
des Drehrahmens
- – Öffnung der
Lippen des Verteilers
- – Fließqualität des Feststoffs
- – Drehgeschwindigkeit
des Rahmens und Vorschubgeschwindigkeit des Produkts
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So konnte man ein in die Dicke des
Produkts eingearbeitetes Muster erhalten, das einen Tiefeneffekt
aufweisen kann, indem das Durchscheinen der verwendeten Pulver geändert wurde.
Diese Verfahren sind gut geeignet, um Imitationen von Natursteinen,
z.B. mit marmoriertem Effekt, herzustellen. Jedoch wurde wiederum
beobachtet, dass bei mehreren aufeinander folgenden Pulverbelägen Probleme bezüglich einer
glatten Oberfläche
auftreten können. Aufgrund
des Fließprinzips
von pulverförmigen
Stoffen beobachtet man, dass diese sich in Form kleiner Haufen absetzen
und so ein gewissen Relief im Muster bleibt.
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Unter anderem wurde vorgeschlagen,
diese Beläge
vor allem vertikal zu komprimieren, aber in diesem Fall kommt es
zu einer vertikalen Verdichtung und nur einem sehr geringen seitlichen
Kriechen.
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Das Einebnen von Produkten dieses
Typs auf einem beweglichen, elastischen Träger, der im Prinzip mit konstanter
Geschwindigkeit durchläuft, wird
herkömmlicherweise
durch Walzen bewerkstelligt, entweder am Auslauf eines ständig mit
dem Produkt befüllten
Trichters, oder durch ein Abstreifmesser oder eine rotierende Walze.
Bei dieser Technik ist es nicht möglich, eine gleichmäßige Schicht
ohne Relief herzustellen, denn das Abstreifen der Pulverkörner oder
der Granulate bei einer dünnen
Schicht zu Bereichen führt,
die nicht mit dem Produkt, bedeckt sind, und bei einer dicken Schicht
zu einer Zeilenstruktur.
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Ziele der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf
ab, die Nachteile der herkömmlichen
Glättungsmethoden beim
Aufbringen von Produkten zu vermeiden, die als unterteilter Feststoff
vorliegen. Im engeren Rahmen zielt die vorliegende Erfindung darauf
ab, ein Glättverfahren
für die
vorstehend genannten Stoffe vorzuschlagen, die in der Form kleiner
regelmäßiger oder unregelmäßiger Haufen
auf einem im Prinzip mit konstanter Geschwindigkeit durchlaufenden
Träger
abgelegt sind, um eine einheitlichere, glättere und ebene Schicht zu
erhalten.
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Das angestrebte Ziel ist es hauptsächlich, ausgehend
von einer einheitlichen oder uneinheitlichen Mischung von Produkten,
die in Form regelmäßiger oder
unregelmäßiger Haufen
abgelegt sind und die in festem und unterteiltem Zustand vorliegen, eine
Schicht auf dem Träger
zu erhalten, die dünn oder
auch dick sein kann, die aber unbedingt gleichmäßig, einheitlich und ohne Relief
sein muss. Die Art, Textur und Korngröße dieser Produkte kann dabei gleich
oder unterschiedlich sein.
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Neben der Regelmäßigkeit, der Einheitlichkeit
und dem Nichtvorhandensein eines Reliefs sollen auch die Nachteile
durch das Auftreten einer bevorzugten Ausrichtung begrenzt werden,
sowohl in Vorschubrichtung des Produkts als auch senkrecht dazu.
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Ein ergänzendes Ziel der vorliegenden
Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die eine übermäßige Verformung
des durch das Aufbringen von Stoffen in Form von Haufen erhaltenen
Endmusters verhindern.
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Beschreibung der wichtigsten
kennzeichnenden Elemente der Erfindung
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Ein erster Gegenstand dieser Erfindung
ist es, ein Verfahren zur Glättung
von unterteilten Feststoffen, wie pulverförmigen Produkten, Pulvern oder Granulaten
vorzuschlagen, die in der Form von kleinen regelmäßigen oder
unregelmäßigen Haufen
auf einen im wesentlichen horizontalen Träger abgelegt werden, der in
der Vorschubrichtung (die der Durchlaufrichtung entspricht) beweglich
ist.
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Dieser horizontale Träger kann
ein Film oder direkt das Transportband sein, auf dem die unterteilten
Feststoffe abgelegt werden.
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Eine erste wesentliche Eigenschaft
dieses Verfahrens besteht darin, dass der besagte im wesentlichen
horizontale Träger,
auf dem die Stoffe in Form kleiner Haufen abgelegt werden, sich
in einer hin- und hergehenden oszillierenden Bewegung befindet,
wobei die besagte Bewegung auf eine einheitliche Art und Weise auf
die ganze Breite des besagten Trägers
aufgebracht wird.
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Vorzugsweise wird in einer ersten
Ausführungsform
die hin- und hergehende oszillierende Bewegung in einer in Bezug
auf die Vorschubrichtung quer verlaufenden Richtung durchgeführt, d.h.
dass die Bewegung senkrecht zur Durchlaufrichtung des Trägers in
der im wesentlichen horizontalen Ebene des Trägers durchgeführt wird.
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In einer zweiten Ausführungsform
ist diese Richtung parallel zur Vorschubrichtung, die oszillierende
Hin- und Herbewegung findet längs
in Bezug auf die Durchlaufrichtung des Trägers statt und dies ebenfalls
in der im wesentlichen horizontalen Ebene des Trägers.
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In einer dritten Ausführungsform
ist die Richtung senkrecht zur Ebene des Trägers. Das bedeutet, dass die
Bewegung senkrecht in Bezug auf den Träger, der selbst im wesentlichen
horizontal ist, ausgeführt
wird.
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In anderen Ausführungsformen kann man auch
hin- und hergehende oszillierende Bewegungen als Kombination der
einzelnen, oben angegebenen Ausführungsformen
vorsehen. Zum Beispiel kann die Bewegung schräg oder diagonal oder selbst kreisförmig erfolgen.
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Eine zweite wichtige Eigenschaft
dieser Erfindung besteht darin, dass der Träger, d.h. der Film oder das
Transportband, in seiner Elastizitätszone unter Spannung gesetzt
oder vorgespannt wird. Dieses Setzen unter Spannung oder unter Vorspannung muss
vor allem in Vorschubrichtung erfolgen. Das bedeutet, dass der Träger in Längsrichtung
unter Spannung gesetzt oder vorgespannt wird.
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Nach einer günstigen Zusatzeigenschaft, insbesondere
bei der ersten und zweiten Ausführungsformen,
wird auch vorgeschlagen, dass man den Träger daran hindert, eine oszillierende
Bewegung außerhalb
der Zone der Benutzung des Verfahrens durchzuführen, d.h. außerhalb
der Zone, die , oberhalb und unterhalb der Zone liegt, in der die
Glättung
mit der Vorrichtung stattfindet, die eine hin- und hergehende oszillierende
bewegung erzeugt. Nach der oben beschriebenen ersten und zweiten
Ausführungsformen,
bei der die hin- und hergehende oszillierende Bewegung und das Setzen
unter Spannung in der Ebene des Trägers stattfinden, sollte vermieden
werden, dass der Träger
eine senkrechte Bewegung zur horizontalen Ebene durchführt.
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Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Glättvorrichtung
für unterteilte Feststoffe,
wie pulverförmige
Produkte, Pulver oder Granulate vorzuschlagen, die in der Form von
regelmäßigen oder
unregelmäßigen Haufen
auf einem im wesentlichen horizontalen Träger abgelegt sind, der sich
in Vorschubrichtung bewegt. Diese Vorrichtung umfasst ein Transportband,
das direkt der oben erwähnte
horizontale Träger
sein kann oder das als Transportmittel für diesen horizontalen Träger dienen kann,
der aus einem Film besteht, auf dem die Ablage erfolgt.
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Gemäß einer ersten wichtigen Eigenschaft ist
diese Vorrichtung mit Mitteln versehen, die die Durchführung einer
hin- und hergehenden oszillierenden Bewegung des Trägers ermöglichen.
Diese Mittel können
zum Beispiel einen Tisch umfassen, auf dem das Transportband oder
sogar der Film sich bewegt und der die erforderliche hin- und hergehende
oszillierende Bewegung zum Beispiel unter der Einwirkung eines Kurbelgetriebes
durchführt.
Außerdem
muss erwähnt
werden, dass die Mittel so ausgelegt sind, dass die Bewegung einheitlich
auf die ganze Breite des Trägers übertragen
wird.
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Nach einer weiteren wichtigen Eigenschaft der
vorliegenden Erfindung umfasst, die Vorrichtung die notwendigen Mittel,
um den horizontalen Träger in
seiner Elastizitätszone
unter Spannung oder Vorspannung zu setzen, vorzugsweise in der Durchlaufrichtung.
Dies bedeutet, dass das Setzen unter Spannung im wesentlichen in
Längsrichtung
stattfindet. In diesem Fall genügt
es, für
den besagten Träger
eine Mitnahmevorrichtung vorzusehen, die es erlaubt, diesen mit
einer Geschwindigkeit mitzunehmen, die aufwärts leicht geringer ist als
die Durchlaufgeschwindigkeit abwärts.
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Gemäß einer vorteilhaften Zusatzeigenschaft
weist die Vorrichtung auch Mittel auf, die jede oszillierende Bewegung
des Trägers
außerhalb
des Zone der Benutzung verhindert, um die Übertragung der hin- und hergehenden
oszillierenden Bewegung aufwärts
und abwärts
zu verhindern.
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Unter einer "hin- und hergehenden
oszillierenden Bewegung" versteht man eine Bewegung, die eine Rückkehr zum
Ausgangspunkt beinhaltet. Es handelt sich nicht um eine Schwingungsbewegung, die
eine durch eine Folge von Stößen hervorgebrachte
Bewegung ist.
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Ein letzter Gegenstand der vorliegenden
Erfindung bezieht sich auf das Produkt, das man durch das Verfahren
oder die Vorrichtung gemäß der Erfindung
erhält,
das ein ggf. geometrisches Muster aufweist, das fast identisch mit
dem ursprünglichen
Muster ist und ausgehend von unterteilten Feststoffen erzielt wird
und das kein oder nur wenig Relief aufweist.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Anwendung eines
Glättverfahrens
für pulverförmige Produkte
gemäß der vorliegenden
Erfindung im Falle eines Aufbringens auf einen Film.
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2 zeigt
einen Seitenschnitt der in 1 gezeigten
Vorrichtung.
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3 zeigt
eine Schnittansicht von oben der in 1 gezeigten
Vorrichtung.
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4 zeigt
einen Längsschnitt
nach der Achse III-III der in 1 gezeigten
Vorrichtung.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Anwendung eines
Glättverfahrens
für pulverförmige Produkte
im Fall eines direkten Auftrags auf das Transportband.
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6 zeigt
einen Seitenschnitt der in 5 gezeigten
Vorrichtung.
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Beschreibung
mehrerer bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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Die 1, 2, 3 und 4 beziehen
sich auf eine Glättvorrichtung
für unterteilte
Feststoffe, die auf einen Film aufgebracht sind, während die 5 und 6 sich auf eine Glättvorrichtung für pulverförmige Stoffe beziehen,
die direkt auf das Transportband aufgebracht sind.
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Im Rahmen der nun folgenden Beschreibung wird
der Begriff "Film" als Gegensatz zu "Band" verwendet, um anzugeben,
dass der Träger
ein eigenständiger
Film (10) ist, auf dem die pulverförmigen Stoffe abgelegt werden,
während
das Band (100) direkt das Transportband ist, auf dem die Ablage
der pulverförmigen
Stoffe erfolgt.
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In beiden Fällen stellen der Film oder
das Band einen im wesentlichen horizontalen Träger dar, der in die Produktionslinie
integriert ist und der sich notwendigerweise mit einer im Prinzip
konstanten Geschwindigkeit, die durch die Produktionsgeschwindigkeit
der Linie festgelegt ist, in Vorschubrichtung bewegt.
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Wie in den 1 bis 6 dargestellt
ist, erfolgt das Aufbringen der unterteilten Feststoffe mit Hilfe
eines oder mehrerer Verteiler (1, 2, 3 und 4)
auf einen Film (10) oder ein Band (100), die durch
eine Fördereinrichtung
(5) mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Durchlaufrichtung,
die durch den in eine Richtung weisenden Pfeil dargestellt ist,
angetrieben werden.
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Genauer gesagt ist in der in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform die Vorrichtung
mit mehreren Vakuumtischen, genauer mit drei Vakuumtischen 21, 22 und 23 ausgestattet.
Nach der in 5 und 6 dargestellten Ausführungsform
ist ein einziger Vakuumtisch (22) vorhanden. Dieser Tisch
oder Zentraltisch (22) ist mit einer Vorrichtung (6)
ausgestattet, die es ermöglicht,
eine hin- und hergehende oszillierende Bewegung, vorzugsweise mit
geringer Amplitude durchzuführen.
Die Frequenz der oszillierenden Bewegung ist vorzugsweise einstellbar
und kann zwischen 5 und 500 Hz liegen, je nach Art der Ablage, aber
auch je nach Richtung, in der die hin- und hergehende oszillierende
Bewegung durchgeführt
werden wird.
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Die Wahl der Frequenz und der Amplitude
ermöglicht
durch die dadurch hervorgerufenen dynamischen Bewegungen die Ausbreitung
der Stoffe des Haufens, so dass jedes Teilchen oder Körnchen sich in
Bezug auf die anderen im Bereich der Oberfläche des Trägers mit geringerem Belag anordnet.
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Nach beiden Ausführungsformen, die in den 1-6 dargestellt sind, wird diese Bewegung
in der horizontalen Ebene und quer zur Durchlaufrichtung des Trägers (10 oder 100)
durchgeführt.
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Diese oszillierende Bewegung wird
auf herkömmliche
Art über
ein Kurbelgetriebe durchgeführt, das
ausführlicher
in 4 gezeigt ist. Ein
Exzenter (60) überträgt die Bewegung
auf eine Treibstange (61), die ihrerseits über eine
Buchse (63) mit einer Welle (62) verbunden ist.
Diese Welle ist an zwei Enden (64 und 65) direkt
mit dem zentralen Vakuumtisch (22) verbunden. Der Exzenter
(60) ermöglicht somit
die Übertragung
einer hin- und hergehenden oszillierenden Bewegung auf diesen Tisch,
der sie einheitlich auf den Träger
(10 oder 100) überträgt.
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Es versteht sich, dass in anderen
Ausführungsformen
eine Bewegung in andere Richtungen auf den Träger übertragen werden kann.
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Gemäß einer weiteren wichtigen
Eigenschaft dieser Erfindung wird der entweder aus einem Film (10)
, wie in 1 dargestellt,
oder aus einem Band (100), wie in 5 dargestellt, bestehende Träger unter
Spannung gehalten. Es gibt mehrere Möglichkeiten, um dieses Setzen
unter Spannung des Trägers
durchzuführen.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform genügt es, eine
Drehgeschwindigkeit des Zylinders (51) unterhalb des Transportbands (5)
vorzusehen, die leicht höher
ist als die Produktionsgeschwindigkeit. In einer anderen Ausführungsform
genügt
es, eine Drehgeschwindigkeit des oberhalb des Transportbandes (5)
befindlichen Zylinders (52) vorzusehen, die leicht geringer
ist als die Produktionsgeschwindigkeit. In beiden Fällen wird
der Träger,
der elastisch sein muss, in seiner Elastizitätszone unter Spannung gesetzt.
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Außerdem ist es zur Verhinderung
jeder vertikalen Bewegung des beweglichen horizontalen Trägers (10 oder 100)
erforderlich, Mittel vorzusehen, die den Träger in der horizontalen Lage
halten. Beispielsweise wird vorgeschlagen, besonders wie in den
einzelnen Figuren dargestellt, feste und höhenverstellbare Tische (31 und 32)
zu verwenden, um den beweglichen horizontalen Träger (10 oder 100) in
einer relativ koplanaren Position zu halten.
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Vorteilhafterweise fallen die einzelnen
Pulverhaufen unter der Einwirkung der hin- und hergehenden oszillierenden
Bewegung des Zentraltisches (22) zusammen und werden ohne
größere Änderung des
Musters eingeebnet. Der Träger
weist dann eine gleichmäßige, einheitliche
Pulverschicht ohne Relief auf. Diese Schicht wird anschließend verfestigt
und an dem Träger
mit an sich bekannten Mitteln wie IR-Öfen oder -Tunnel (70)
befestigt.
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Dann wird das so erhaltene Produkt
gekühlt, am
Rand beschnitten und zusammengerollt gemäß der in den 1, 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform, während es
eventuell auch auf einen anderen Träger gemäß der in 5 und 6 dargestellten Ausführungsform übertragen
werden kann.