Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von Keramikrohlingen, insbesondere
Fliesenrohlingen, mit einer Walzeinrichtung zum Erzeugen einer in die Keramikrohlinge
zerteilbaren Materialbahn, sowie ein entsprechendes Verfahren für die Herstellung von
Keramikrohlingen.
Es ist bekannt, zur Herstellung plattenförmiger Keramikrohlinge ein Preßwalzverfahren anzuwenden,
bei dem das Ausgangsmaterial in einen Walzenspalt gedrückt und ferner durch
den Walzenspalt bildende Walzen ein Preßdruck auf das dem Walzenspalt zugeförderte
Material ausgeübt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Anwendung
eines Walzverfahrens bei der Herstellung von Keramikteilen, insbesondere von Fliesen, die
Fertigungseffizienz weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, in welcher
der Walzeinrichtung eine wenigstens eine Auftragswalze umfassende Einrichtung zum Aufbringen
von Dekor- oder/und Glasurmasse auf die Materialbahn nachgeordnet ist.
Gemäß dieser Erfindungslösung wird die Erzeugung einer Keramikmaterialbahn durch Walzen
sinnvoll durch einen Walzenauftrag von Dekor- bzw. Glasurmasse auf die Materialbahn
ergänzt. In einem einzigen Arbeitsgang wird so ein Vorprodukt erzeugt, das bereits alle
Bestandteile der daraus herzustellenden Keramikrohlinge enthält. Die mit Dekor- oder/und
Glasurmasse beschichtete Materialbahn kann in brennfertige Fliesenrohlinge zerschnitten
werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist über die Auftragswalze ein an der
Walzenoberfläche anhaftendes, durch Dekor- oder Glasurmasse gebildetes Muster auf die
Materialbahn übertragbar. Insbesondere können durch die Auftragswalze gleichzeitig mehrere
übereinstimmende oder/und verschiedene Muster auf die Materialbahn übertragen
werden, wobei sich die Muster jeweils über Flächenbereiche erstrecken, die zum Ausschnitt
von z.B. Fliesen vorgesehen sind. Andererseits könnte sich aber auch ein einziges Bildmotiv
über die gesamte Breite der Materialbahn erstrecken, so daß aus der Materialbahn Rohlinge
für Fliesensätze ausgeschnitten werden können, aus denen sich das Bildmotiv mosaikartig
zusammensetzen läßt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können zum aufeinanderfolgenden Auftragen
von Teilmustern mehrere Auftragswalzen hintereinander angeordnet sein. Durch mehrere
Auftragswalzen können zur Bildung mehrfarbiger Muster verschiedene Farben aufgetragen
werden, wobei an den Auftrag von Echtfarben aber auch an die Erzeugung von Mischfarben
durch Auftrag von Teilmustern in mehreren Grundfarben zu denken ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haftet die Dekor- oder/und Glasurmasse
an der Oberfläche der Auftragswalze oder/und einer die Masse auf die Auftragswalze
übertragenden Entwicklerwalze elektrostatisch oder magnetostatisch an. Insbesondere
ist die Anhaftung der Masse auf der Walzenoberfläche entsprechend gewünschten
Massemustern örtlich begrenzbar, was in bekannter Weise durch eine fotoleitende Walzenoberfläche
erreicht werden kann. Zur Erzeugung eines dem gewünschten Auftragsmuster
entsprechenden Ladungsmusters auf der Walzenoberfläche, an der dann begrenzt auf das
gebildete Ladungsmuster Dekormaterial anhaftet, kann die Walzenoberfläche belichtet
werden, wobei einerseits die Möglichkeit besteht, wie in einem Kopierer eine Belichtung
unter optischer Abbildung eines Vorlagemusters auf die Walzenoberfläche vorzunehmen.
Alternativ kann programmgesteuert unter zeilen- oder/und punktweiser Abtastung der Walzenoberfläche
mit einem modulierten Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, ein digital
gespeichertes Bildmuster auf die Walzenoberfläche gezeichnet werden. Vor allem bei programmgesteuerter
Aufzeichnung digital gespeicherter Muster kann z.B. eine Fliesenfertigungseinrichtung
bei Produktwechsel mit sehr geringem Aufwand umgestellt werden, indem
lediglich gewünschte Dekormuster in eine Steuereinrichtung eingespeichert oder aus einer
Anzahl bereits gespeicherter Muster ausgewählt werden.
Die Musteraufzeichnung auf der Walzenoberfläche kann kontinuierlich derart erfolgen, daß
in Vorschubrichtung ein endloses Muster auf die Materialbahn übertragen wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schichtdicke der auf die
Materialbahn über die Auftragswalze aufzubringenden Dekor- bzw. Glasurmasse steuerbar,
wozu die für die Anhaftung an der Oberfläche der Auftragswalze maßgebenden Parameter
entsprechend einzustellen sind. Eine solche Einstellung erfolgt im Rahmen der Vorbereitung
einer Fertigungsanlage für ein bestimmtes Produkt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Walzeinrichtung zur Verarbeitung
eines nicht plastischen Ausgangsmaterials vorgesehen, wobei vor allem ein Sprühgranulat in
Betracht kommt.
Zweckmäßig weist bei Verwendung solcher nicht plastischer Ausgangsmaterialien die
Walzeinrichtung eine das Ausgangsmaterial in den Walzenspalt pressende Verdichtungseinrichtung
auf, welche zusätzlich zum Druck der Walzeneinrichtung einen Preßdruck auf das
Ausgangsmaterial ausübt. Eine solche Verdichtungseinrichtung kann z.B. durch ein an den
Walzenspalt angesetztes Gehäuse, in welchem Förderschnecken angeordnet sind, gebildet
sein.
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf
diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben
werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,
- Fig. 2
- die Vorrichtung von Fig. 1 in einer Draufsicht,
- Fig. 3
- ein Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftragbares
Dekormuster, und
- Fig. 4
- ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
auftragbares Dekormuster.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist in den Fig. 1 und 2 eine Walzeinrichtung bezeichnet, welche
Walzen 2 und 3 aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt 4 gebildet ist. In Walzrichtung vor
dem Walzenspalt ist eine Verdichtereinrichtung 5 angeordnet. Die Verdichtereinrichtung 5
weist ein Gehäuse 6 mit Einlaßöffnungen 7 für Keramikmaterial auf. Das Gehäuse 6 reicht an
seinem den Walzen 2 und 3 zugewandten Ende bis an die Walzen 2 und 3 heran, wobei
enge, für das in das Gehäuse 6 eingefüllte Keramikmaterial undurchlässige Stoßfugen gebildet
sind.
In dem Gehäuse 6 sind Verdichterschnecken 8 angeordnet, welche das in die Einlaßöffnungen
7 eingefüllte Keramikmaterial unter Verdichtung dem Walzenspalt 4 zufördern.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine durch die Walzeinrichtung 1 erzeugte Materialbahn
bezeichnet, welche durch ein entsprechend der Walzendrehung bewegtes Transportband
10 abgestützt ist. Über der dem Transportband 10 gegenüberliegenden Oberseite der
Materialbahn 9 sind Auftragseinheiten 11 und 12 zum Aufbringen von Farbmaterial sowie
eine Auftragseinrichtung 13 zum Aufbringen von Glasurmaterial auf die Materialbahn 9
angeordnet.
Die Auftragseinheiten 11 bis 13 weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Auftragswalzen
14 bis 16 auf, an denen das Farb- bzw. Glasurmaterial vor der Übertragung auf die Materialbahn
9 elektrostatisch anhaftet.
Entsprechend einem gewünschten Farbmuster auf der Materialbahn kann auf den Walzen
14 und 15, deren Oberfläche fotoleitend ist, mit Hilfe einer nicht gezeigten Laserabtasteinrichtung
durch einen modulierten Laserstrahl ein dem zu erzeugenden Farbmuster entsprechendes
Ladungsmuster aufgezeichnet werden.
Die lediglich zum Auftragen von Glasurmaterial vorgesehene Auftragseinrichtung 13 weist
keine solche Laserabtasteinrichtung auf.
Bei den Auftragswalzen 14 bis 16 sind ferner jeweils nicht gezeigte Einrichtungen zum
gleichmäßigen Laden der fotoleitenden Walzenoberfläche, eine Übertragungsladeeinrichtung
zum Ablösen an der Walzenoberfläche anhaftenden Farb- bzw. Glasurmaterials und
zum Übertragen auf die Materialbahn 9, eine Reinigungsklinge zum Entfernen nach der
Übertragung verbliebenen Materials von der Walzenoberfläche, eine Löschlampe zum
Entfernen verbliebener elektrischer Ladungen von der Walzenoberfläche und eine Meßeinrichtung
zum Erfassen der Materialauftragsdicke auf der Walzenoberfläche vorgesehen.
Mit den Bezugszeichen 17 bis 19 sind Farb- bzw. Glasurmaterial auf die Auftragswalzen 14 bis
16 übertragende Tonereinrichtungen bezeichnet, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
jeweils eine Entwicklerwalze 20 und einen Tonermaterialbehälter 21 aufweisen.
Die Auftragseinheiten 11 bis 13 stehen in Verbindung mit einer einen Computer umfassenden
Steuereinrichtung 22, über welche neben der Aufzeichnung von Ladungsmustern die
Dicke des Auftrags von Farb- bzw. Glasurmaterial auf den Auftragswalzen 14 bis 16 und
damit die Auftragsdicke des auf die Materialbahn 9 aufgetragenen Materials gesteuert
werden kann.
Bei den Entwicklerwalzen 20 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um insbesondere
mit Eisenspänen belegte Magnetwalzen, an denen magnetisierbares Farb- bzw.
Glasurmaterial aus den Tonermaterialbehältern 21 anhaftet.
Im folgenden soll die Funktionsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung
erläutert werden.
Die den Walzen 2 und 3 vorgeordnete Verdichtereinrichtung 5 erlaubt es, in der Walzeinrichtung
1 nichtpastöse Keramikmaterialien in Granulatform zu verarbeiten. Insbesondere kann
ein Sprühgranulat verwendet werden, das durch die Einlaßöffnungen 7 in das Gehäuse 6
eingefüllt wird. Das Sprühgranulat kann sowohl aus einer Steinzeug- als auch einer
Steingutmasse bestehen.
Um eine über die Breite der Walzeinrichtung 1 möglichst gleichmäßige Materialzufuhr zu
erreichen, sind mehrere Einlaßöffnungen 7 am Gehäuse 6 vorgesehen.
Das über die Einlaßöffnungen 7 eingefüllte Keramikmaterial wird mit Hilfe der Förderschnecken
8 dem Walzenspalt 4 zugeführt, wobei eine geeignete Verdichtung des Keramikmaterials
derart erreicht wird, daß sich aus dem nichtpastösen Material mit Hilfe der Walzen
2 und 3 die Materialbahn 9 in der zur Weiterverarbeitung erforderlichen Stabilität herstellen
läßt.
Das Gehäuse 6 der Verdichtereinrichtung 5 ist an seiner den Walzen 2 und 3 zugewandten
Seite durch die Walzen dicht abgeschlossen, so daß es nicht zum Austritt und zu Verlusten
von Keramikmaterial vor dem Walzenspalt 4 kommen kann.
Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11 wird ein erstes Teilmuster auf die Materialbahn 9 aufgetragen,
wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11
ein Echtfarbauftrag erfolgt. Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 12 wird ein zweites durch Echtfarbe
gebildetes Teilmuster aufgetragen.
Zum Beispiel könnte im vorliegenden Fall auf die Materialbahn 9 eine Vielzahl von jeweils
zwei Echtfarben aufweisenden Fliesendekormustern aufgedruckt werden, wobei die
Materialbahn 9 dann entsprechend dem Aufdruck in eine Vielzahl von Fliesenrohlingen zu
zerschneiden ist.
Über die zwei gezeigten Auftragseinheiten 11 und 12 hinaus könnten je nach Anzahl der im
Dekor gewünschten verschiedenen Farben weitere Auftragseinrichtungen zum Auftragen
von Echtfarben vorgesehen sein.
Mit Hilfe von vier Auftragseinrichtungen wäre ferner ein Farbdruck mit beliebig vielen Farbtönen
durch Farbmischung möglich, wobei z.B. Tonermaterialien mit den Farben Cyan,
Magenta und Gelb und Schwarz verwendet werden könnten.
Mit Hilfe der Steuerung 22, in der aufzutragende Bildmuster digital speicherbar sind, kann
unter zeilen- und punktweiser Abtastung der Auftragswalzen 14,15 programmgesteuert ein
gewünschtes Ladungsbild auf den Walzenoberflächen erzeugt werden. Das durch die
Tonerentwicklungseinrichtungen 17,18 übertragene Tonermaterial haftet dann entsprechend
dem erzeugten Ladungsbild an den Walzenoberflächen an, und es wird ein entsprechendes
Farbmuster auf die Materialbahn 9 übertragen.
Anstelle einer programmgesteuerten Erzeugung von Ladungsbildern könnte auch eine elektrofotografische
Erzeugung solcher Ladungsbilder durch optische Abbildung von Bildvorlagen
auf die Walzenoberfläche wie in einer Kopiervorrichtung erfolgen.
Neben der Steuerung der Bildmustererzeugung kann die Steuereinrichtung 22 auch zur
Steuerung der Dicke des Materialauftrags dienen, indem über die Steuereinrichtung die
Materialdicke bestimmende Parameter der Auftragseinheiten 11 bis 13, insbesondere die
Ausgangsladung auf den Auftragswalzen 14 bis 15, eingestellt werden.
Durch die Auftragseinheit 13 wird abschließend ein Glasurmaterial gleichmäßig auf die
Materialbahn 9 aufgetragen.
Da die Aufzeichnung von Dekormustern auf die Auftragswalzen programmgesteuert über
die Steuereinrichtung 22 anhand digital gespeicherter Muster erfolgt, läßt sich die Vorrichtung
mit geringem Aufwand an unterschiedliche Produktionsaufgaben anpassen.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für auf eine Materialbahn aufgedruckte Echtfarben-Fliesendekormuster,
die mit Hilfe von drei hintereinander angeordneten, den Einheiten 11 und 12 entsprechenden
Auftragseinheiten hergestellt wurden. Bei 23 bis 24 sind die Achsen der Auftragswalzen
der genannten drei Auftragseinheiten angeordnet.
Durch die der Walzeinrichtung nächstliegende Auftragseinrichtung bei 23 wird zunächst ein
Teilmuster 26 vielfach in einer ersten Farbe auf eine Materialbahn 9' aufgedruckt. Durch die
Auftragseinrichtung bei 24 erfolgt ein Aufdruck von Teilmustern 27 in einer zweiten Farbe und
durch die Auftragseinrichtung bei 25 schließlich ein Aufdruck von Teilmustern 28 in einer dritten
Farbe.
Entsprechend aus den Teilmustern 26 bis 28 vielfach gebildeten Fliesendekormustern kann
die Materialbahn 9' in brennfertige Fliesenrohlinge zerschnitten werden.
Während in dem Beispiel von Fig. 3 eine Vielzahl von übereinstimmenden Fliesendekormustern
auf die Materialbahn 9' aufgedruckt wird, erfolgt bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Aufdruck eines zusammenhängenden Motivs, das sich über die
gesamte Breite einer Materialbahn 9'' erstreckt, wobei die Materialbahn 9'' dann in Fliesenrohlinge
zur Herstellung von Fliesensätzen, aus denen sich das gezeigte Motiv mosaikartig
zusammensetzen läßt, zerschnitten werden kann.
Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, besteht das dort gezeigte Motiv aus vier Echtfarbteilmustern, die
durch vier Auftragseinrichtungen mit Auftragswalzen bei 29, 30, 31 und 32 auf die Materialbahn
9'' aufgetragen werden. Durch die Auftragswalze bei 29 wird ein das Blattwerk eines
Baumes wiedergebendes Teilmuster 33, durch die Auftragswalze bei 30 der Stamm 34 des
Baumes, durch die Auftragswalze bei 31 ein Untergrund und durch die Auftragswalze bei 32
ein Hintergrund des Bildmotivs aufgedruckt.