DE7339647U

DE7339647U - Vorrichtung zur Herstellung eines stranggepreßten keramischen Körpers, vorzugsweise eines plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Dachziegels

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Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1974-04-18

Description

30183 L/br/T

5- November 19 71

Dipl.-Ing. Max Gerhaher, 8380 Landau Dr. Franz Gerhaher, 8440 Sträubing

Vorrichtung zur Herstellung eines stranggspreSten ker^n-ieehen Körpers, vorzugsweise eines plattenförmigen Korpers, insbesondere eines Dachziegels

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Hers eines stranggepreßten keramischen Körpers, vorzugsweise plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Dachziegel! derartigen Körpern besteht das Problem, daß sie beim T] eine möglichst große Formhaltigkeit beibehalten sollen dies zu erreichen, ist das Nachpressen angetrockneter« gepreßter Formlinge auf Stempelpressen oder das sog. T: pressen mit vermindertem Feuchtigkeitsgehalt auf Stran bekannt. In beiden Fällen wird die Ursache mangelnder : tigkeit, nämlich die Schwindung des keramischen Roalin Trocknen, dadurch teilweise ausgeschaltet» daß die Mat feuchtigkeit beim Verpressen sehr niedrig gehalten wir stärkste Trockenschwindung von circa 6 bis 10 % ist nä bei hohem Anmacherwassergehalt vorhanden, der üblicher

zwischen 15 und 25 % liegt. Bei geringerem Anmacherwassergehait beträgt die Schwindung häufig nur r.cch einen Bruchteil davon. Die Nachteile des Nachpressens liegen insbesondere in dem zusätzlich nötigen Preßvorgaiig auf Stempelpressen, die Nachteile beim Trockenpressen liegen im hohen Kraftverbrauch und Maschinenverschleiß und in der trotzdem noch Mangelhaften Formhaltigkeit.

Üblicherweise wird der gepreßte, plastische Rohling auf Rahmen, Rähmchen, Förderbändern, Rollen od. dgl. aufgelegt, auf welchen er in die Trocknerei gebracht wird. Da die Trocknungsluft die Auflagefläche ■ Unterfläche des Rohlings nicht ebenso gut uiBStröntsn kann wie die übrigen Flächen; insbesondere die Oberfläche, trocknet die Oberseite des Rohlings früher an, beginnt zu schwinden und wird lederhart, während dadurch die noch plastische Unterseite gestaucht und verkürzt wird. Wenn im weiteren Verlauf des Trockenvorganges dann auch die Unterseite schwindet, kann die bereits verfestigte Oberseite nicht mehr gestaucht werden, so daß die Unterseite übermäßig verkürzt ist. Die Folge davon ist, daß sich der keramische Körper bei der Endaustrocknung an den Rändern nach abwärts biegt und in der Mitte bochwölbt (vgl. Fig. I). Besonders stark ist diese Verformung bei flackeren, plattenförmigen Körpern, da hier die langsam antrocknende Unterseite relativ groß ist. Bei mehr kubischen Körpern ist die Verformung geringfügig. Eine zusätzlic e Verformung kann auch beim Brand der keramischen Formlinge eintreten, da hier häufig sowohl Materialerweichung als auch ungleiche Brenn-Schwindung die Voraussetzungen dafür geben.

Um eine möglichst große Formhaltigkeit zu gewährleisten, «erden b«i einen» üblichen Verfahren awei oder mehr Körper der gewünschten Form mit sol!bruch" Btellen zu einem mehr kubischen Körper zusammengesetzt und in einem Stück im Strang gepreöt und nach dem Trocknen oder Brennen in die einzelnen gewünschten Körper «erteilt. Möglichst gute Symmetrie des zusammengesetzten Querschnittes begünstigt die Formhaltigkeit beim Trocknen und beim Brennen zusätzlich. Dieses Verfahren wird z.B. angewandt bei der Herstellung α Spaltplatten (vgl. Fig. II), bei welchen Zwischenstege als Abfall ausgeschieden werden, oder bei Ziegelschalen für Fensterstürze (vgl. Fig. III). Dis KachtelIe dieses Verfahrens bestehen darin, daß zum Zerteilen der zusammengesetzten Körper ein weiterer Arbeitsgang erforderlich i"' und daß sich viele Querschnitte nicht für das Zusammensetzen zu größeren Querschnitten eignen.

Weitere Verfahren zur Verbesserung der Formhaltigkeit bei der Herstellung bestehen darin, die Auflageflächen des Rohlinge auf dem Rahmen annähernd linien- oder punktförmig zu gestalten oder während des Trockenvorganges zu wechseln, so daß die Umströmung und Austrocknung der Rohlingeunterseite verbessert wird.

Allen bekannten stranggepreßte-n keramischen Körpern, gleichgültig, in welcher Heise sie bearbeitet worden sind, ist die trotzdem noch mangelhafte Formhaltigkeit gemeinsam. Hie erheblich die Schwierigkeiten sind, gute Formhaltigkeit bei der herstellung keramischer Körper zu gewährleisten, geht deutlich aus der DXH "Dachziegel" nervös:, nach welcher z.B. die Flügelig-

keit von Biberschwänzen (Größe 155 χ 375 mm 1. Wahl) 6 mm und die Flügeligkeit von Hohlpfannen (Oröße 235 χ 400 naa) sogar 12 mm betragen darf.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung eines stranggepreßten keramischen Körpers, vorzugsweise eines plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Dachziegels« zu schaffen, auf welcher es möglich ist, einen Körper der genannten Art herzustellen, dessen Frrmhaltigkeit, insbesondere Flügeligkeit, Längsbiegung und Querbiegung ohne großen lertigungstechnischen Aufwand wesentlich verbessert ist, und zwar gleichgültig, welche Ursache im einzelnen die Flügeligkeit, Längsbiequnq oder Querbiegung hat.

öie gestellte Aufgabe ist durch die Neuerung bei einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß dem Mundstück eine Raumform und/oder /anordnung gegeben ist, mittels welcher ein durch das Mundstück hindurchtretender, keramischer Materialstrang eine Vorspannung erhält. Die Vorspannung, welche der Materialstrang durch seine Herstellung auf einer Vorrichtung nach der Neuerung erhält, kann sowohl eine einseitige Vorspannung als auch eine Torsions-Vorspannung um seine Längsachse sein. Auf der Vorrichtung nach der Neuerung hergestellte stranggepreBte keramieehe K£r er haben gegenüber solchen, die auf beV «unten Vor-ichtunken hergestellt worden sind, den Vorteil, daS deren Langsund Querbiegung kleiner als 0,5 bot 1st.

Die Herstellung exnes Körper· auf einer Vorrichtung nach der Nroerun? kann In der Praxis beispielsweise derat'. *r folgen, daa der keramisch« Materialsträn? nach de» Aas-

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tritt aus dem Mundstück in Längsrichtung nach oben gebogen wird, also entgegengesetzt der Biegung, die sich bei einer Herstellung auf vorbekannten Vorrichtungen, wie in Fig. 1 dargestellt, ergeben würde.

Eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Neuerung, die sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, ist in Fig. 4 dargestellt. Danach ist das Mundstück etwas geneigt angeordnet und wird der Strang auf einer kurvenförmig angeordneten Rollenbahn plastisch gebogen und dem Bändertisch des Abschneiders zugeführt- Durch das anschließende Geradebiegen des Stranges auf dem Bändertisch wird in der unteren Zone des Stranges eine Druck- und in der oberen Zone 3ine Zugvorspannung erzeugt, welche der unerwünschten Abwärtsbiegung beim Trocknen entgegenwirken. Die Höhe der Vorspannung kann durch Variieren des Neigungswinkels des Mundstücks und durch Variieren der Strangkrüitunung auf der Rollenbahn entsprechend verändert werden, so daß außer abwärts gebogenen oder geraden auch aufwärts gebogene keramische Körper hergestellt werden können. Der für möglichst große Formhaltigkeit nötige Neigungswinkel bzw. die nötige Strangformung kann durch wenige Produktionsversuche leicht festgestellt werden.

In einer anderen Ausführungsform der Neuerung kann die kurvenförmige Rollenbahn entfallen. Her Strang wird unmittelbar am Austritt aus dem geneigten Mundstück leicht geknickt, was einer s.hr kurzen, aber stark gekrümmten Rollenbahn gleichkommt. Die diesbezügliche Vorrichtung zur Herstellung eines Körpers nach der Neuerung ist in Fig. 5 dargestellt.

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Eine besonders vorteilhafte Vorrichtlang zur Herstellung von Körpern nach der Neuerung ist in Fig. 6 abgebildet. Auf dieser Vorrichtung wird die Vorspannung des Stranges im Mundstück selbst erzeugt. Dies kann dadurch geschehen, daß man beispielsweise den Einlaufwi^kel an der Unterseite größer macht als den an der Oberseite, so daß der Materialstrang unten schneller läuft als oben. Eine ähnliche Wirkung erreicht man, wenn man durch Bremsen die Stranggeschwindigkeit an der Oberseite verringert. Die Bremsen, welche über die ganze Breite des Mundstücks angeordnet sein sollten, sind einstellbar, so daß die für möglichst große Formhaltigkelt nötige Vorspannung bzw. die genaue Bremseneinstellung durch einige Produktionsversuche festgestellt werden kann.

Eine weitere Art, Vorspannung des Stranges im Mundstück zu erzeugen, besteht darin, das Mundstück auf dem Preßkopf außermittig anzuordnen, so daß Preßdruck und Ma terialges, lwindigkeit schon am Mundstückseintritt entsprechend asymmetrisch sind.

In entsprechender Weise, wie eine Höhenvorspannung, also eine Vorspannung um die Querachse des Stranges, erzeugt werden kann, ist es auch möglich, eine Seitenvorspannung um die Hochachse bzw. eine Quervorspannung um die Längsachse des Stranges zu erzeugen.

Zu den vielfältigen Ursachen für die mangelhafte Formhaltlgkeit keramischer Körper beim Trocknen gehören u.a. beispielsweise auch eine ungleichmäßige oder unsymmetrische Verteilung der Stranggeschwindigkeit Über den Strangquerschnitt am Mundstücksaustritt durch fehlerhafte Ausbildung des Mundstücks oder des Preßkopfes. Eine andere, häufig

beobachtete Ursache mangelhafter Formhaltigkeit liegt darin, daß zum Strangpressen fast ausschließlich Schneckenpressen verwendet werden, bei welchen der durch die Schnecke in den keramischen Materialstrang eingebrachte Drall in diesem als elastische Vorspannung gespeichert wird und zu einer Verdrillung des keramischen Körpers bei der Trocknung führt. Besonders stark wirkt sich das bei plattenförmigen Körpern aus, die dann nach der Trocknung in Richtung der Schneckendrehung verdrillt oder flügelig sind.

Die auf diese oder ähnliche Ursachen zurückzuführende, mangelnde Formhaltigkeit, also die Flügeligkeit oder Verdrillung von stranggepreßten keramischen Körpern, ist bei einem Körper, der auf einer Vorrichtung nach der Neuerung hergestellt worden ist, dadurch vermieden, daß er einer Torsions-Vorspannung um seine Längsachse unterworfen worden ist. Das kann ohne großen fertigungstechnischen Aufwand dadurch erreicht werden, daß man dem keramischen Strang, solange er noch plastisch ist; vor oder im Mundstück, am Austritt oder nach dem Austritt aus demselben eine Vorspannung verleiht, welche dem unerwünschten, durch die Schnecke der Presse eingebrachten Drall entgegenwirkt bzw. diesen Drall kompensiert. In der Praxis kann diese Vorspannung beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß der keramische Strang nach dem Austritt aus dem Mundstück um seine Längsachse verdrillt wird, und zwar entgegengesetzt der Verdrehung, die sich ohne Vorspannung beim Trocknen ergeben würde.

In einer beeonders vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung wisd eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei wel cher das Mundstück auf der Presse etwas verdreht ange-

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ordnet ist und der Strang auf einer entsprechend wendelförmig verdreht angeordneten Rollerbahn plastisch um seine Längsachse verdrehbar und dann dem Bändertisch des Abschneiders zuführbar ist. Durch das anschließende Geraderichten (ohne Verdrillung) des Stranges auf dem Bändertisch wird im Strang eine elastische Torsions-Vorspannung erzeugt, welche der unerwünschten Verdrillung beim Trocknen entgegenwirkt bzw. den von der Schnecke erzeugten Drall kompensiert. Die Höhe der Vorspannung kann carch Variieren des Verdrehimgswinkels des Mundstücks und durch Variieren der Strangverdrehung (Verdrehungswinkel pro Längeneinheit des Stranges) entsprechend verändert werden, so daß der für möglichst ebene Platten nötige Verdrehungswinkel bzw. die Stärke der Strangverdrehung durch wenige Prcduktionsversuche leicht festgestellt werden kann.

In einer anderen Ausfuhrungsform der Neuerung wird die Vorspannung des Stranges im Mundstück selbst erzeugt. Dies geschieht auf einer Vorrichtung, bei welcher die Achsen des Einlaufquerschnittes des Mundstücks zu den Achsen des Auslaufquerschnittes verdreht angeordnet sind, so daß der Materialstrang bereits im Mundstück verdrillt wird.

Eine ähnliche Wirkung erreicht man durch einstellbare Bremsen, welche mittelpunktsymitv.trisch so einstellbar sind, daß dadurch der Ein. ifquerschnitt verdreht wird.

Wieder eine andere Ausführungsform cer Neuerung sieht eine Vorrichtung vor, die eine oder mehrere entgegengesetzt wirkende Leitschaufel vor dem Mundstücksein- tritt aufweist. Durch diese Leitschaufel wird der durch

die Schnecke verursachte Drall kompensiert.

Der Vorteil eines auf einer Vorrichtung nach der Neuerung hergestellten Körpers besteht darin, daß seine Formhaltigkeit, insbesondere seine Flügeligkelt, stark verbessert ist. Die Vorrichtungen nach der Neuerung haben den Vorteil, daß die Formhaltigkeit der keramischen Körper mit minimalen Kosten außerordentlich stark verbessert werden kann. So können auf den Vorrichtungen nach der Neuerung ohne besondere Schwierigkeit keramische Platten in den Maßen von circa 130 χ 380 mm hergestellt werden, deren Längs- und Querbiegung kleiner als 0,5 mm ist.

In dar nachstehenden Beschreibung sinu anhand der Zeichnung verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung von Körpern nach der Neuerung beispielhaft erläutert. Die Vorrichtungen können in fast allen Fällen ohne Schwierigkeiten an den vorhandenen Maschinen bzw. Mundstücken nachträglich angebracht werden.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher das Mundstück 9 um den Winkel 10 geneigt zum Preßkopf 11 angeordnet ist. Am Austritt des Mundstücks 9 ist eine kurvenförmig gestaltete Rollenbahn 13 angeordnet. Im Anschluß an die Rollenbahn 13 weist die Vorrichtung einen Bändertisch 14 auf. Der keramische Strang 12 läuft auf der kurvenförmig angeordneten Rollenbahn 13 zum Bändertisch 14, auf welchem durch das Geradebiegen des Stranges in der unteren Zone 15 des Stranges eine Druckvorspannung und in der oberen Zone 16 des Stranges eine Zugvorspannung erzeugt wird.

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In Flg. 5 1st eine Vorrichtung In Seltenansicht dargestellt,, weiche sich von cter anhand von Pig- 4 geschilderten Vorrichtung dadurch unterscheidet» daß die Rollenbahn 13 entfällt. Der Bändertisch 14 1st also In der Nähe des Mundstücks 9 angeordnet. Auf einer solchem Vorrichtung macht infolgedessen der Strang 12 unmittelbar nach dem Austritt aus dem Mundstück 9 einen leichten Knick 17.

In Fig. 6 ist eine weitere Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch eine besondere Raumfom für das Mundstück 9 aus. Der untere Eiiilaufwinkel 18 ist nämlich größer als der obere EInlaufwinkei 15. Ferner ist sine einstellbare Bremse 20 vorgesehen^ Dur^h diese Bremse 20 kann die wirkung «es oberen, kleineren Einlaufwinkels 19 noch regulierbar verstärkt werden.

In Fig. 7 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher ein Mundstück 21 um einen Winkel 22 verdreht an einem Preßkopf 23 angeordnet ist.

In Fig. 8 ist in Seitenansicht eine weitere Vorrichtung dargestellt. Sie weist einen Preßkopf 24 mit einem verdrehten Mundstück 25 und im Anschluß daran eine Rollenbahn auf, der in Rollen 26 in einem ersten Abschnitt verdreht und deren Rollen 27 in einem zweiten Abschnitt waagerecht angeordnet sind. Der Strang 28 wird also auf einem ersten Abschnitt verdrillt, während die Verdrillung von Beginn des zweiten Abschnittes der Rollenbahn ab aufhört.

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In Fig. 9 ist eine Vorrichtung dargestellt» deren Mundstück in Strangrichtung zu sehen ist. Der Einlauf» querschnitt 29 des Mundstücks ist «egenuber seinem Auslaufquerschnitt 30 verdreht angeordnet.

In Fig. 10 ist eine andere Vorrichtung mit einem Mundstück 31 in Strangrichtung gesehen dargestellt. Das Mundstück 31 ist mit mittelpunktsymmetrisch schr&g angeordneten Bremsen 32 ausgestattet.

In Fir. 11 ist eine letzte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Körpern nach der Neuerung dargestellt. Sie zeichnet sich dadurch aus_r daß vor dem Mundstückseintritt 33 eine drallerzeugende Leitschaufel 34 Angeordnet ist-

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Claims

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5. November 1973

SCHUTZANSPRuC^¹S :

Vorrichtung zur Herstellung eines stranggepreßten keramischen Körpers, vorzugsweise eines plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Dachziegels, gekennzeichnet durch eine Raumform und/oder Anordnung des Mundstücks (9), mittels welcher ein durch das Mundstück hindurchtretender, keramischer Materialstrang (12) eine Vorspannung erhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (9) um einen Winkel (10) geneigt zum Preßkopf (11) angeordnet ist und daß zwischen einem Bändertisch (14) und dem Mundstück (9) eine kurvenförmig gestaltete Rollenbahn (13) angeordnet ist (vgl. Fig. 4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenbahn (13) unmittelbar im Anschluß an das Mund stück (9) angeordnet ist (vgl. Fig. 5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mundstück (9), dessen unterer Einlaufwinkel (18) größer als der obere Einlaufwinkel (19) 1st (vgl. Fig. 6)/.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des oberen, kleineren Einlaufwinkeis (19) eine einstellbare Bremse (20) angeordnet ist (vgl. Fig. 6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mundstück (21), das um einen Wirkel (22) verdreht an einem Preßkopf (23) angeordnet ist (vgl. Fig.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkopf (24) mit einem verdreht angeordneten Mundstück (25) ausgerüstet ist und die Rollenbahn in einem ersten Abschnitt verdreht gelagerte Rollen (26) und in einer zweiten Abschnitt waagerecht gelagerte Rollen (27) aufweist (vgl. Fig. 8). /

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufquerschnitt {29) des Mundstücks gegenüber seinem Auslaufquerschnitt (30) verdreht angeordnet ist (vgl. Fig. 9) .

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (31) mit mittelpunktsymmetrisch schräg angeordneten Bremsen (32) ausgerüstet ist (vgl

Fig. 10) .,
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10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Mundstückseintritt (33) eine drallerzeugende Leitschaufel (34) angeordnet ist (vgl. Fig. 11)