ES2339939T3 - Propcedimiento e instalacion para la formacion de losas o azulejos de ceramica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la formación de azulejos de cerámica utilizando materiales cerámicos en polvo, caracterizado porque comprende las etapas de funcionamiento siguientes: a. depositar sobre una cinta transportadora (2) una capa de polvos continua (100), asociándose unos medios (60) a dicha cinta (2) para la retención lateral de los polvos, b. presionar dichos polvos para obtener un artículo coherente de polvos compactados haciendo avanzar dicha cinta (2) a través de una estación de prensado (3) del tipo continuo, c. controlar la fuerza ejercida sobre los polvos (100) durante el prensado, utilizando unos medios de placa (16, 35).
Description
Procedimiento e instalación para la formación de
losas o azulejos de cerámica.
La presente invención se refiere en general a un
procedimiento para la fabricación de azulejos o losas de cerámica,
y en particular a un procedimiento para la formación de dichas losas
y la instalación respectiva para su aplicación.
Son conocidos procedimientos para la formación
de azulejos de cerámica que consisten en depositar una capa
continua de polvos sobre una cinta flexible con la que se asocian
las paredes para retener lateralmente dichos polvos. A
continuación, se hace avanzar la cinta en la que se crea dicha capa
de polvos a través de una estación de prensado de un tipo continuo,
que compacta los polvos en la cinta flexible para obtener un
artículo coherente de polvos compactados. Al finalizar la
compactación, el artículo se divide en piezas en tosco y
posiblemente se somete a un segundo prensado. Este procedimiento se
describe en detalle en la solicitud de patente nº RE2002A000035 a
nombre del mismo solicitante, a cuyo texto se deberá hacer
referencia para una información más completa.
Según la técnica conocida descrita en dicha
solicitud de patente, la estación de prensado generalmente comprende
tanto unos medios de compactación de polvo, en la forma de rodillos
o cintas compactadoras, como medios para controlar la expansión del
material al finalizar dicha compactación. En ambos casos, dichos
medios de compactación y dichos medios de control de la expansión
se pueden regular en altura para permitir que el grosor del artículo
varíe.
La regulación de la altura de los medios de
compactación asegura la planaridad del artículo, así como una razón
de compactación constante en la dirección transversal, pero no
ofrece seguridad con respecto a las características mecánicas del
artículo, que son una función de la presión máxima con la que los
medios de compactación actúan sobre los polvos.
A este respecto, puede suceder que el grosor de
la tira de polvos depositados en la cinta varíe tanto en la
dirección transversal como en la dirección longitudinal, bien por
motivos estéticos o debido a defectos de carga, o que, para el
mismo grosor, los polvos presenten una distribución del tamaño de
partículas u otras características físicas distintas en la
dirección transversal y, así, se compacten en un grado diferente en
la dirección transversal.
Todo esto significa que las características
mecánicas del artículo compactado pueden variar tanto en la
dirección transversal como en la longitudinal hasta que dichos
valores alcanzados no garanticen la coherencia mecánica del
artículo, provocando grietas y desconchones, resultando
inutilizable.
El objetivo de la presente invención es superar
las desventajas de la técnica conocida dentro del marco de una
solución sencilla y racional.
La patente US nº 3.991.149 da a conocer un
procedimiento para la fabricación de artículos de cerámica y en
particular se refiere a mejoras en la fabricación de sustratos
cerámicos planos delgados mediante el proceso de colado en cinta.
Los artículos cerámicos a los que hace referencia dicho documento
son artículos de cerámica delgados y planos desarrollados para
cumplir los requisitos de condensadores dieléctricos y de sustratos
de circuitos microelectrónicos y semiconductores, entre otros
usos.
Se utiliza un rodillo para suavizar variaciones
de grosor de la suspensión de moldeado, siendo la situación y la
presión ejercida por el rodillo elementos críticos de dicho
dispositivo anterior.
En dicho dispositivo anterior el valor de la
fuerza predeterminada resulta crítico para un funcionamiento
exitoso del procedimiento. La fuerza debe ser suficiente como para
redistribuir la superficie de la capa en contacto con el rodillo en
una línea recta, pero no tan grande como para romper la capa
superficial.
Este dispositivo no resuelve problemas
específicos de la compresión del polvo cerámico.
Específicamente, después de compactar los polvos
tiene lugar una expansión de éstos que se debe controlar para
evitar defectos en el producto final resultante y el dispositivo
anterior no posee medios para controlar la fuerza en la suspensión
de moldeado después de la compactación.
La invención consigue dicho objetivo
proporcionando un procedimiento para la formación de azulejos de
cerámica según las reivindicaciones 1 y 9.
Según una forma de realización preferida del
procedimiento mencionado anteriormente, la etapa de prensado de
polvo comprende tanto la compactación de dichos polvos, como el
control de la expansión de dichos polvos después de la
compactación. De acuerdo con la invención, la fuerza ejercida sobre
dichos polvos durante el prensado se puede controlar bien sólo
durante la compactación del polvo, o sólo durante el control de la
expansión del polvo, o durante ambas etapas.
También se debería observar que la instalación
según la invención se puede utilizar tanto para obtener un artículo
completamente compactado, como para obtener un artículo
precompactado que se deba someter posteriormente a un segundo
prensado. La invención también incluye una instalación para la
aplicación del procedimiento mencionado anteriormente. Dicha
instalación comprende una cinta transportadora en la que se crea una
tira de material en polvo continua y que está concebida para hacer
avanzar dicha tira por una estación de prensado provista de unos
medios para retener lateralmente el material en dicha cinta,
asociándose medios con dicha estación de prensado para controlar la
fuerza ejercida sobre dichos polvos.
De acuerdo con la invención, dicha estación de
prensado comprende unos medios de compactación que permiten la
compactación continua de los polvos en la cinta que avanza a través
de la estación, con la que dichos medios de control están
asociados.
Dichos medios de compactación continua pueden
presentar bien la forma de un rodillo de compactación o de una
cinta de compactación.
De acuerdo con una variante preferida de la
invención, dicha estación de prensado también comprende, aguas
abajo de dichos medios de compactación continua, un dispositivo para
controlar la expansión del material después de la compactación.
Los medios para controlar la fuerza ejercida en
los polvos comprenden una unidad de control para por lo menos una
unidad de cilindro-pistón hidráulica con la que
están asociados los medios de compactación de polvo o dicho
dispositivo para controlar la expansión del material después de la
compactación.
En una variante de la invención, dichos medios
de expansión comprenden una placa flexible con la que se asocia una
pluralidad de unidades de cilindro-pistón
controladas por dicha unidad de control. De acuerdo con la
invención, dichas unidades de cilindro-pistón se
pueden disponer en varias hileras paralelas para permitir que la
fuerza ejercida sobre los polvos también sea controlada a lo largo
de la dirección de avance de los mismos.
En las reivindicaciones se definen otras
características de la invención.
Para poner más claramente de manifiesto las
modalidades de funcionamiento del procedimiento de la invención y
de las características constructivas y los méritos de los medios
respectivos para su aplicación, a continuación se hará referencia a
las figuras de los dibujos adjuntos, que representan a título de
ejemplo una forma de realización preferida específica de la
instalación para la aplicación del procedimiento descrito
anteriormente.
La figura 1 es una sección lateral esquemática
de la instalación de la invención.
La figura 2 es una vista ampliada de un detalle
de la invención.
La figura 3 es la sección
III-III de la figura 1
La figura 4 es la sección IV-IV
de la figura 2.
La figura 5 es una vista ampliada de un detalle
de una variante de la invención.
La figura 6 es una sección transversal
esquemática de la figura 5.
La figura 7 representa un detalle ampliado de la
figura 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Dichas figuras representan la instalación 1, que
comprende una cinta transportadora inferior motorizada 2 en la que
se deposita una tira continua 100 de polvos por medio de
dispositivos usuales de un tipo ya conocido, por lo que no se
muestran.
La cinta pasa por una estación de prensado 3,
cuyo objetivo es compactar los polvos de la tira 100 para obtener
un artículo, de una forma sustancialmente paralelepípeda, de un
material coherente.
Según el grado de prensado al que se sometan los
polvos de la cinta, el artículo puede formar el azulejo final, o
una losa precompactada que a continuación se deberá someter a un
segundo prensado.
El artículo de puede decorar si se requiere y
después dividir en piezas en tosco con unas dimensiones adecuadas
dependiendo del tamaño del producto final que se va a obtener. La
estación de prensado 3 comprende una primera zona de compactación
de polvo 30, aguas abajo de la cual se encuentra una segunda zona 31
en la que se descomprime el artículo formado en la zona de
compactación 30.
La zona de compactación de polvo 30 comprende
dos dispositivos compactadores motorizados superpuestos 4 y 5,
estando uno de ellos dispuesto debajo de la cinta 2 y el otro sobre
la misma, a una distancia de dicha cinta 2 que se puede regular
dependiendo del grosor de la tira de polvo que se va a compactar y
de la presión a la que se lleva a cabo el prensado.
Cada uno de los compactadores 4 y 5 está
provisto de un rodillo motorizado y de un rodillo de giro libre,
indicados respectivamente con los números de referencia 40, 41 y 50,
51, por los que pasa una banda 42, 52 respectiva. Entre cada par de
rodillos 40, 41 y 50, 51 se dispone una mesa de rodillos 43 y 53
constituida por una pluralidad de rodillos de giro libre, cuyo
objetivo es mantener las bandas 42 y 52 presionadas para compactar
la tira de material en polvo. En la forma de realización
representada, la mesa de rodillos 53 está inclinada en la dirección
de avance de la cinta 2, de manera que la compactación de los polvos
de la tira sea gradual.
Aguas abajo de las mesas de rodillos 43 y 53
están previstos dos rodillos opuestos 6 y 7, de los que el rodillo
6 está dispuesto debajo de la banda 42, mientras que el rodillo 7
está dispuesto sobre la banda 43 y presiona esta última contra la
tira de polvo 100 que avanza en la cinta 2.
Haciendo referencia a la figura 4, se puede
apreciar que el rodillo 7 está asociado con dos unidades de
cilindro-pistón hidráulicas 8 y 9 soportadas por un
marco 10 y dispuestas para transmitir una fuerza controlada al
rodillo 7, con el fin de regular la presión que dicho rodillo
ejerce sobre la tira de polvo 100. Para ello, las unidades de
cilindro-pistón 8 y 9 están conectadas mediante un
circuito hidráulico 11 a una unidad de control 12, que comprende
una bomba 13 para suministrar un fluido, típicamente aceite, a
presión, una válvula de regulación de presión 14 provista de un
transductor de presión en retroalimentación, y de un manómetro de
presión 15 que mide la presión en el circuito de alimentación de
las unidades de cilindro-pistón.
El rodillo 7 separa la zona de compactación 30
para la tira de polvos 100 de la zona de descompresión 31 posterior
en la que la tira de polvos 100 se expande de un modo controlado
para evitar el agrietamiento en el artículo compactado.
En la forma de realización ilustrada (figuras 2
y 3) dicha zona de descompresión 31 comprende dos placas
superpuestas 16 y 17, de las que la placa inferior 17 está
dispuesta debajo de la cinta 2 y la placa superior 16 está dispuesta
sobre la cinta 2, en contacto con la banda 52. La placa inferior 17
es fija y horizontal, mientras que la placa 16 se soporta en una
pieza transversal 18 mediante unidades de
cilindro-pistón 19 que permiten la regulación de la
fuerza ejercida por la placa sobre los polvos.
Tal como se puede apreciar a partir de las
figuras, la placa 16 también puede girar en las unidades de
cilindro-pistón, de manera que se puede inclinar
hacia la cinta 2 para permitir que la tira compactada de polvos se
expanda con una gradiente de deformación muy pequeña compatible con
las características intrínsecas de los polvos.
Las unidades de cilindro-pistón
19 están conectadas por medio de un circuito hidráulico 21 a una
unidad de control 20 idéntica a la unidad de control 12
representada en la figura 4.
La estación de prensado comprende asimismo unos
medios de retención del polvo laterales, que en la forma de
realización ilustrada son en forma de dos correas deformables
paralelas 60 asociadas con el dispositivo compactador 5.
A este respecto, cada una de las dos correas
pasa parcialmente por el dispositivo compactador 5 y por ruedas
desviadoras 101, 102 y 103. Se deberá observar que las ruedas
desviadoras presentan una distancia de separación que se puede
regular, para que puedan variar la dimensión de la tira de polvos
compactados en la dirección perpendicular con respecto a la
dirección de avance de la cinta de acuerdo con el formato que se va
a obtener.
De acuerdo con una variante de la invención
ilustrada en las figuras 5, 6 y 7, la zona de descompresión 31
comprende un cuerpo fijo 32 que soporta una placa flexible 35 a
través de las unidades de cilindro-pistón
hidráulicas 36.
En detalle, cada una de las unidades de
cilindro-pistón comprende un cilindro constituido
por una cavidad 320 dispuesta en el cuerpo 32, en cuyo interior se
desliza un pistón 321 cuya base está fijada a la placa flexible 35.
Dicha placa 35 se fija mediante tornillos 37, recibiéndose cada uno
de los mismos en una pieza de manguito 38 insertada en un orificio
39 en la placa 35. Tal como se puede apreciar en la figura, dicha
pieza de manguito 38 es sustancialmente menor que el orificio 39, de
manera que la placa puede experimentar pequeños movimientos de giro
con respecto al cuerpo de soporte 32. En la práctica, el plano en el
que se encuentra la placa durante el funcionamiento de la
instalación depende de la inclinación de la banda 52.
La totalidad de las cavidades 320 están
conectadas a un circuito hidráulico 49 conectado a una unidad de
control 20.
A partir de la descripción anterior se pone de
manifiesto que, ventajosamente, la placa 35 se comporta como un
compensador isostático para distribuir la fuerza uniformemente sobre
los polvos tanto en la dirección transversal como en la dirección
longitudinal.
Claims (19)
1. Procedimiento para la formación de azulejos
de cerámica utilizando materiales cerámicos en polvo,
caracterizado porque comprende las etapas de funcionamiento
siguientes:
- a.
- depositar sobre una cinta transportadora (2) una capa de polvos continua (100), asociándose unos medios (60) a dicha cinta (2) para la retención lateral de los polvos,
- b.
- presionar dichos polvos para obtener un artículo coherente de polvos compactados haciendo avanzar dicha cinta (2) a través de una estación de prensado (3) del tipo continuo,
- c.
- controlar la fuerza ejercida sobre los polvos (100) durante el prensado, utilizando unos medios de placa (16, 35).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el prensado de dichos polvos (100)
comprende tanto la compactación de dichos polvos (100), como la
expansión controlada de dichos polvos (100) después de la
compactación.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el control de la fuerza ejercida sobre
los polvos (100) durante el prensado está asociado con la etapa de
compactación del polvo.
4. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el control de la fuerza ejercida sobre
los polvos durante el prensado está asociado con la etapa de
expansión del polvo.
5. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el control de la fuerza ejercida sobre
los polvos durante el prensado está asociado tanto con la etapa de
compactación del polvo como con la etapa de expansión del
polvo.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la compactación del polvo en la estación
de prensado es progresiva en la dirección de avance del polvo.
7. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el artículo o las piezas en tosco así
obtenidas están sometidos a un segundo prensado.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el control de expansión del material
tiene lugar por lo menos en la dirección perpendicular a la
superficie del artículo de mayores dimensiones.
9. Instalación (1) para la formación de azulejos
o losas de cerámica utilizando materiales de polvos cerámicos, que
comprende una cinta transportadora (2) en la que se crea una tira
continua de material en forma de polvo y que está dispuesta para
hacer avanzar dicha tira a través de una estación de prensado
continua (3) que permite la compactación de la tira de polvo en
dicha cinta para obtener un artículo coherente de polvos
compactados, asociándose unos medios (60) con dicha estación de
prensado para retener lateralmente el material en dicha cinta,
caracterizada porque dicha estación de prensado (3) está
provista de unos medios de placa (16, 35) para controlar la fuerza
ejercida sobre dichos polvos.
10. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dicha estación de prensado (3) comprende
una primera zona en la que se compactan los polvos (100) y una
segunda zona en la que se descomprimen los polvos (100).
11. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios para controlar la fuerza
ejercida sobre los polvos (100) están asociados con dicha primera
zona de compactación.
12. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios para controlar la fuerza
ejercida sobre los polvos (100) están asociados con dicha segunda
zona de descompresión de polvo.
13. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios para controlar la fuerza
ejercida sobre los polvos están asociados tanto con dicha primera
zona de compactación como con dicha segunda zona de descompresión
de polvos.
14. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios para controlar la fuerza
ejercida sobre los polvos comprenden una unidad (12) para controlar
por lo menos una unidad de cilindro-pistón
hidráulica (8) con la que están asociados dichos medios de
compactación de polvos.
15. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios de compactación comprenden
por lo menos un rodillo compactador.
16. Instalación según la reivindicación 9,
caracterizada porque dichos medios para controlar la fuerza
ejercida sobre los polvos comprenden una unidad para controlar por
lo menos una unidad de cilindro-pistón hidráulica
con la que está asociado dicho dispositivo para controlar la
expansión de los polvos compactados.
17. Instalación según la reivindicación 16,
caracterizada porque dicho dispositivo para controlar la
expansión del polvo comprende por lo menos una placa (17).
18. Instalación según la reivindicación 16,
caracterizada porque dicho dispositivo para controlar la
expansión de los polvos compactados comprende una placa (17)
asociada con una pluralidad de unidades de
cilindro-pistón hidráulicas paralelas (19)
dispuestas en varias hileras.
19. Instalación según las reivindicaciones 14 y
16, caracterizada porque dicha unidad de control (12) para
por lo menos una unidad de cilindro-pistón comprende
por lo menos una bomba (13) para suministrar un fluido presurizado,
y una válvula (14) para la regulación de la presión de dicho
fluido.
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