ITMI20120614A1 - Apparato per la formatura di lastre ceramiche crude di grande formato - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda un apparato per la formatura, mediante compattazione di materiale ceramico in polvere (nel seguito, per semplicità, "polveri"), di lastre crude di grande formato, cioè di lastre che hanno dimensioni in pianta notevolmente superiori a quelle delle normali piastrelle ceramiche. Le lastre crude così ottenute devono poi essere avviate alla cottura per avere le volute lastre ceramiche finite per pavimentazioni e rivestimenti.

Come è noto agli esperti del settore, la formatura delle normali piastrelle ceramiche crude, pronte per la cottura, viene tradizionalmente ottenuta mediante apposite presse che permettono di compattare le relative polveri ceramiche in alveoli aventi in pianta le dimensioni delle piastrelle che si vogliono ottenere. Queste presse hanno una struttura molto robusta in quanto deve resistere alla forza risultante di compressione pari alla pressione specifica (forza per unità di superficie) che deve essere esercitata sulle polveri in ciascun alveolo per ottenerne il voluto compattamento moltiplicata per la superficie racchiusa negli alveoli (uno o più) pressati contemporaneamente. Pertanto, più la superficie in pianta delle piastrelle che si vogliono ottenere è grande, più grande è la forza risultante di compressione che la pressa deve esercitare, essendo allo scopo dotata di dispositivi a cilindro e stantuffo ad azionamento oleodinamico o pneumatico.

Queste presse sono macchine piuttosto complesse e costose, il cui ciclo di pressatura prevede varie fasi che richiedono adeguati tempi e ne condizionano la produzione, oltre a necessitare di dispositivi di disaerazione e di aspirazione delle polveri e di adeguati dispositivi di sicurezza.

E' già noto un impianto di formatura che prevede un apparato di precompattazione in continuo comprendente un nastro trasportatore sul quale viene caricato uno strato di spessore uniforme di polveri, strato che viene fatto passare attraverso un laminatoio a rulli con nastri per ottenerne una prima compressione e disaerazione. Lo strato così precompattato viene poi diviso longitudinalmente in una serie di manufatti o semilavorati aventi in pianta sostanzialmente le dimensioni delle piastrelle che si vogliono ottenere. Questi semilavorati vengono poi scaricati dal suddetto nastro per essere posizionati entro un corrispondente alveolo di una convenzionale pressa dotata di semistampo superiore e inferiore per completarne la compattazione e quindi la formatura, così da ottenere le piastrelle crude da avviare alla cottura.

Un tale impianto, per quanto dia buoni risultati, per il fatto stesso di prevedere una fase di precompattazione, comporta un maggior ingombro e un ciclo di produzione ancor più lungo, oltre ad un aumento dei costi sia di acquisto che di gestione rispetto ad un impianto di formatura tradìzionale.

E' pure già noto un impianto per la formatura di lastre ceramiche crude di grandi dimensioni (cioè con dimensioni in pianta decisamente maggiori (per esempio 1 m x 3 m) di quelle delle normali piastrelle ceramiche, ma di spessore ridotto (per esempio 3 mm) rispetto a queste ultime. Anche tale impianto prevede un nastro trasportatore sopra il quale sono previsti mezzi di caricamento delle polveri per formarne uno strato di spessore uniforme, e più a valle mezzi di pressatura costituiti in sostanza da un semistampo inferiore spostabile verticalmente nei due sensi per poter pressare, a seguito dell'arresto del nastro trasportatore, la corrispondente porzione di superficie del suddetto strato contro il ramo inferiore del suddetto nastro trasportatore al di sopra del quale ramo è predisposta una superficie di contrasto piana che funge da semistampo superiore .

Essendo questo impianto soprattutto destinato a produrre lastre di grandi dimensioni, il semistampo inferiore deve esercitare una forza molto elevata. Inoltre, per consentire la disaerazione delle polveri è previsto che la pressatura avvenga in più fasi, la pressatura finale essendo preceduta da alcune fasi preliminari di discesa e risalita del semistampo inferiore. Ciò evidentemente incide in modo non trascurabile sulla durata del ciclo di produzione e sui costi. In ogni caso con questo impianto non è possibile ottenere lastre di spessore analogo a quello delle normali piastrelle ceramiche. Infatti solo per lastre di spessore sottile (per esempio di 3 mm) è possibile ottenere un'accettabile disaerazione.

Uno scopo della presente invenzione consiste pertanto nel realizzare un apparato che permette di ottenere lastre ceramiche crude di grandi dimensioni in pianta ma anche aventi, se richiesto, spessore analogo a quello delle convenzionali piastrelle ceramiche.

Un altro scopo consiste nel realizzare un apparato del tipo suddetto che abbia un costo di realizzazione e di gestione decisamente minore di quello degli impianti noti.

Tali scopi vengono raggiunti grazie all'apparato secondo la rivendicazione 1, Altre caratteristiche di tale apparato sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione risulterà più facilmente comprensibile dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione esemplificativa. In tale descrizione si farà riferimento ai disegni allegati, in cui:

le figg. 1-4 sono viste schematiche in elevazione di un apparato secondo la presente invenzione, rappresentato in relative fasi del suo funzionamento;

ingrandita, nel senso della freccia 5 di fig. 1, dello stesso apparato;

la fig. 6 rappresenta schematicamente un'altra forma di realizzazione dell'apparato secondo l'invenzione, nella stessa condizione dell'apparato di fig. 2;

la fig. 7 è un ingrandimento del particolare 7 di fig. 6;

la fig. 8 è un ingrandimento del particolare 8 di fig. 7;

la fig. 9 rappresenta la forma di realizzazione di fig. 6 nella stessa condizione dell'apparato di fig. 2;

la fig. 10 è un ingrandimento del particolare 10 di fig. 9.

Nelle figg. 1-5 l'apparato secondo la presente invenzione è indicato nel suo complesso con 10 e comprende un nastro trasportatore 12 il cui senso d'avanzamento è indicato dalla freccia il. L'avanzamento del nastro trasportatore 12 permette di depositare sul suo ramo superiore 14, mediante opportuni mezzi di alimentazione, del materiale ceramico in polvere adatto per ottenere piastrelle ceramiche, per formarne uno strato 18 di spessore uniforme. Tali mezzi di alimentazione nel caso specifico comprendono una tramoggia 16. E' tuttavia il caso di far presente che le tramogge di caricamento potrebbero anche essere più di una e disposte in successione. Lo strato 18 avrà una lunghezza condizionata dalla lunghezza della lastra cruda che si vuole ottenere. Per delimitare lateralmente lo strato 18 sono previsti relativi mezzi di delimitazione e contenimento laterali, nel caso specifico due sponde 44 (mostrate solo in fig.

5 per semplicità), la cui distanza è scelta in modo da poter accogliere in modo precisa il rullo pressore 22.

Al di sotto del ramo orizzontale superiore 14 del nastro trasportatore 12 è prevista una struttura rigida 19 che definisce un piano orizzontale di riscontro 20 adiacente alla faccia inferiore del ramo superiore 14.

Il nastro trasportatore 12 è sovrastato da un rullo pressore 22 girevole attorno al suo asse 23, che è orizzontale e perpendicolare al senso di avanzamento 11 del nastro trasportatore 12. Il rullo pressore 22 è calettato su un albero 21 supportato girevolmente alle sue due estremità da mezzi di supporto che nel caso specifico comprendono cuscinetti reggispinta 26. Per spostare non solo verticalmente nei due sensi i suddetti mezzi di supporto 26, ma anche per poter premere con la voluta forza il rullo pressore 22 contro lo strato 18, in contrasto con il sottostante piano di riscontro 20, sono previsti primi mezzi di spostamento del rullo pressore 22 in verticale, comprendenti nel caso specifico illustrato una coppia di guide verticali 28 per ciascuno dei due mezzi di supporto 26, ciascuno di questi ultimi potendo essere spostato nei due sensi lungo la corrispondente coppia di guide 28 mediante relativi, convenzionali, dispositivi 29 a cilindro e stantuffo azionati in sincronismo oleodinamicamente o pneumaticamente.

Sono pure previsti secondi mezzi di spostamento del rullo pressore 22, parallelamente al senso di avanzamento 11, comprendenti nel caso specifico una slitta motorizzata 24 che si può muovere nei due sensi lungo guide orizzontali 25 fissate alla struttura 19. Le due coppie di guide verticali 28 sono fissate alla slitta 24.

La superficie del rullo pressore 22 potrà essere liscia o anche sagomata così da ottenere, ad esempio, lastre ceramiche la cui superficie presenta rilievi o sagomature, che possono anche costituire particolari disegni. Tale superficie potrà ad esempio essere di acciaio o anche di gomma vulcanizzata.

Si illustrerà ora brevemente il funzionamento dell'apparato sopra descritto, per quanto esso risulti già evidente per un esperto del settore da quanto precede.

Partendo dalla condizione in cui l'apparato 10 è rappresentato in fig. 1, si vede che il rullo pressore 22 si trova in una posizione sollevata, per cui non tocca lo strato 18 di polveri ceramiche precedentemente depositato sul ramo superiore 14 del nastro trasportatore 12 mediante la tramoggia di caricamento 16, e cioè a seguito della movimentazione per un determinato intervallo di tempo del nastro trasportatore 12.

La fase successiva è illustrata nella fig. 2, nella quale il rullo pressore 22 non solo è stato abbassato a seguito dell'azionamento dei dispositivi a cilindro e stantuffo 29, ma preme con la voluta forza contro lo strato 18 in conseguenza dell'azionamento dei dispositivi a cilindro e stantuffo 29. La compressione massima della polvere avendosi evidentemente in corrispondenza della generatrice del rullo pressore 22 che ha la minor elevazione.

Azionando il relativo motore (non mostrato per semplicità), viene ora fatta spostare la slitta 24 nel senso di avanzamento 11, per cui il rullo pressore 22, che supponiamo in questo caso sia folle, provvede alla pressatura dello strato 18, fino a trovarsi nella condizione di fig. 3. E' tuttavia da notare che il rullo pressore 22, per alcune lavorazioni, potrebbe convenientemente essere motorizzato.

A questo punto il rullo pressore 22 viene sollevato azionando opportunamente i dispositivi a cilindro e stantuffo 29 (fig. 4), per cui lo strato 18 pressato può essere allontanato azionando il nastro trasportatore 12. Come si vede dalla stessa figura, a valle di quest'ultimo è nel caso specifico prevista allo scopo una rulliera di allontanamento 30 (che non fa parte dell'apparato secondo la presente invenzione).

L'ultima fase del ciclo di produzione prevede che il rullo pressore ritorni nella posizione di fig. 1, così da poter ripetere il ciclo.

Come si vede dalle figure 1-4, lo strato 18 compattato presenta comunque almeno in corrispondenza delle sue parti di bordo anteriore e posteriore una zona, indicata rispettivamente 32 e 33 (fig. 4), non completamente compattata. Per rimediare a questo inconveniente basterà asportare tali zone con convenzionali mezzi che si può prevedere facciano parte dell'apparato secondo la presente invenzione e qui non descritti perché ben noti agli esperti del settore. Evidentemente si dovrà tenerne conto di ciò quando si decide quali dimensioni devono avere le lastre ceramiche crude da produrre. Il materiale asportato può essere riciclato .

Volendo, la suddetta operazione di asportazione potrebbe essere eseguita anche dopo la cottura .

E' importante notare che il funzionamento dell'apparato 10 può essere diverso da quello sopra descritto. In particolare, come alternativa, si può prevedere che il rullo pressore 22 pressi un nuovo strato 18 di polveri nella sua corsa di ritorno. Infatti, mentre si allontana (fig. 4) la lastra già pressata, è possibile caricare un nuovo strato 18 di polveri, per cui, riabbassando il rullo pressore 22 e facendolo ritornare nella posizione di fig. 2 è possibile ottenere una nuova lastra pressata.

Una forma di realizzazione alternativa dell'invenzione è rappresentata nelle figg. 6-10, il relativo apparato essendo stato indicato nel suo complesso con 10A. Esso si differenzia dall'apparato 10, oltre che per il fatto di avere un rullo pressore 22 motorizzato (tramite un mezzo d'azionamento 34), soprattutto per il fatto di prevedere mezzi di delimitazione e contenimento frontali e posteriori dello strato (18) di materiale ceramico in polvere che deve essere pressato. In particolare vengono utilizzati allo scopo un primo listello 36 e un secondo listello 38, entrambi schiacciabili e disposti rispettivamente in corrispondenza del lato anteriore e posteriore dello strato (18), oltre a due sponde di contenimento longitudinali (non mostrate per semplicità, ma analoghe sponde 44 dell'apparato 10) . Il primo listello 36 è in posizione fissa e il secondo listello 38 va disposto ad una distanza dal primo listello 36 pari alla lunghezza della lastra ceramica cruda che si vuole ottenere, e comunque deve essere sollevabile in modo da non ostacolare l'allontanamento della lastra cruda ottenuta. In fig. 8 è possibile vedere come è fatto il primo listello 36. In sostanza esso ha un involucro scatolare 37 (per esempio di acciaio) aperto, deformabile elasticamente e riempito di un elastomero 42, i cui due lembi liberi 40 e 41 si sovrappongono solo parzialmente quando il listello è indeformato, disponendosi invece come in fig. 8 quando l'apparato 10A è nella condizione di fig. 6. Il secondo listello 38 si differenzia dal primo listello 36 soltanto perché ha una conformazione speculare.

Un'altra differenza rispetto all'apparato 10 è che l'apparato 10A è dotato di mezzi di alimentazione della polvere ceramica che comprendono, oltre ad una tramoggia 16A, un piccolo nastro trasportatore 16B spostabile solidalmente con la tramoggia 16A tra una posizione avanzata (fig. 9) e una posizione arretrata rappresentata in fig. 6 (le frecce 13 in tale figura indicando tale possibilità di spostamento). Nella posizione avanzata è possibile, movimentando opportunamente il nastro 12, alimentare le polveri ceramiche in modo da completare lo strato di polveri 18 (fig. 9) tra i due listelli 36 e 38. Perché poi possa avvenire la pressatura dello strato 18 l'assieme tramoggia 16A deve essere portato nella sua posizione arretrata (fig. 6).

Per il resto, elementi dell'apparato 10A uguali o simili a quelli dell'apparato 10 sono stati indicati con gli stessi numeri di riferimento .

Come per l'apparato 10, anche l'apparato 10° può essere utilizzato per pressare un nuovo strato 18 di polveri nella sua corsa di ritorno.

L'apparato secondo la presente invenzione presenta numerosi vantaggi rispetto agli impianti noti. In particolare utilizza due dispositivi a cilindro e stantuffo ad azionamento oleodinamico o pneumatico di potenza decisamente minore di quella necessaria nei dispositivi di questo tipo utilizzati nelle convenzionali presse per la formatura di lastre crude di grandi dimensioni. E' questa una conseguenza del fatto che la forza risultante di compressione che si scarica sullo strato 18 da compattare riguarda una striscia di esso di larghezza molto limitata. Ciò fa sì che non vi siano nemmeno problemi di disaerazione durante la pressatura dello strato 18.

Come risulta da quanto precede, l'apparato secondo l'invenzione è inoltre molto semplice sia come struttura che come funzionamento.

Tutto ciò si traduce in minori costi di fabbricazione e di gestione rispetto a quelli che si hanno con gli impianti noti.

Si fa infine notare che, grazie all'apparato secondo la presente invenzione, la lunghezza massima delle lastre crude prodotte dall'apparato secondo la presente invenzione potrebbe essere qualsiasi (in teoria indefinita, purché venga previsto un nastro trasportatore 12 di adeguata lunghezza, assieme ad adeguati spostamenti in orizzontale del rullo pressore 22). La lunghezza massima è in pratica semplicemente imposta dalla possibilità di movimentare, trasportare e utilizzare le lastre ceramiche ottenute. In particolare con l'apparato secondo la presente invenzione si sono realizzate lastre ceramiche crude di 4 metri di lunghezza, risultato che non risulta sia mai stato ottenuto da alcuno finora.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (10; 10A) per la formatura, mediante compattazione di materiale ceramico in polvere, di lastre crude ceramiche di grande formato, comprendente: - un nastro trasportatore (12) al di sotto del cui ramo superiore (14) e in adiacenza ad esso è previsto un piano di riscontro rigido (20); - mezzi (16; 16A, 16B) di alimentazione di materiale ceramico in polvere per formare sul ramo superiore (14) del nastro trasportatore (12) uno strato (18) di tale materiale dello spessore voluto; - mezzi di contenimento laterali (44) dello strato (18); caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre: - un rullo pressore (22) ad asse (23) orizzontale e perpendicolare alla direzione di movimentazione (11) del nastro trasportatore (12); - mezzi di supporto (26) del rullo pressore (22) che ne consentono la rotazione attorno al proprio asse (23); primi mezzi di spostamento (28, 28) che consentono di spostare verticalmente i suddetti mezzi di supporto (26), ma anche di premere il rullo pressore (22) contro lo strato (18) di materiale ceramico in polvere giacente sul ramo superiore (14) del nastro trasportatore (12); - secondi mezzi di spostamento (24, 25) che consentono di spostare i suddetti mezzi di supporto (26) parallelamente alla direzione di movimentazione (11) del nastro trasportatore (12).
2. 2. Apparato (10) secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti mezzi per separare le parti anteriore e posteriore dello strato (18) che dovessero risultare non completamente pressate, di ciò tenendone conto nella definizione della lunghezza delle lastre finite crude.
3. 3. Apparato (10A) secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti mezzi (36, 38) per delimitare e contenere anteriormente e posteriormente lo strato (18) di materiale ceramico in polvere che deve essere pressato sul nastro trasportatore (12).
4. 4. Apparato (10A) secondo la rivendicazione 3, in cui i mezzi per delimitare e contenere anteriormente e posteriormente lo strato (18) di materiale ceramico in polvere che deve essere pressato comprendono un primo (36) ed un secondo (38) listello di contenimento la cui altezza è atta a ridursi, se schiacciati, allo spessore dello strato (18) una volta che esso è stato pressato dal rullo (22).
5. 5. Apparato (10; 10A) secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie del rullo pressore (22) è liscia .
6. 6. Apparato (10; 10A) secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie del rullo pressore (22) è sagomata .
7. 7. Apparato (10; 10A) secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie del rullo pressore (22) è di acciaio.
8. 8. Apparato (10; 10A) secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie del rullo pressore (22) è di gomma vulcanizzata.
9. 9. Apparato (10) secondo la rivendicazione 1, in cui il rullo pressore (22) è folle.
10. 10. Apparato (10A) secondo la rivendicazione 1, in cui il rullo pressore (22) è motorizzato (34).