ITMO950008A1 - Stampo con supporto isobarico per la pressatura di manufatti ceramici, in particolare piastrelle - Google Patents

Abstract

Lo stampo isobarico, volto all'ottenimento di un grado di compattazione omogenea nella piastrella (2; 2a; 2b; 2c) nel mantenimento di spessore sostanzialmente costante, anche in presenza di forti anomalie nella distribuzione delle polveri nella matrice (C) dello stampo, comprende un corpo di punzone (A; A1; B) dotato di una cavità (6) contenente una sostanza isobarica (7), detta cavità essendo delimitata verso la piastrella (2) da pressare per mezzo di una lastra (10) metallica, ancorata perifericamente ad una cornice (9) del corpo del punzone tramite viti (10a) accessibili dal retro; l'impiego avviene nella fabbricazione dei manufatti ceramici, in particolare piastrelle.

Description

Descrizione di invenzione industriale

L'invenzione concerne uno stampo con supporto isobarico per la pressatura di manufatti ceramici, in particolare piastrelle, ossia uno stampo dotato di base cedevole per la pressatura omogenea di manufatti ceramici sostanzialmente piani.

Lo stato della tecnica comprende degli stampi isobarici dotati di un corpo di punzone munito, in prossimità della sua superficie attiva destinata alla pressatura delle piastrelle, di una cavità per il contenimento di una sostanza isobarica incomprimbile, ad esempio olio; la cavità essendo delimitata verso l'esterno da una membrana elastica, irrigidita mediante una lastra fiottante spessa in materiale metallico.

Peraltro, in un tale stampo, pur essendo prospettata la risoluzione del problema volto all'ottenimento di omogeneità di compattazione della piastrella nel mantenimento di omogeneità di spessore, tuttavia sono stati rilevate talune anomalie dovute ad escursioni talora eccessive della piastra flottante nella pressatura, particolarmente in presenza di forti squilibri nel caricamento delle polveri nella matrice, che si possono tradurre in cospicue differenze di spessore tra le varie zone della piastrella.

Inoltre, l'ancoraggio della membrana alla base del punzone risulta problematico e comunque tale da non offrire la sicurezza della tenuta alla fuoriuscita del fluido incomprimibile dalla cavità quanto su di esso vengano esercitate le notevolissime pressioni sviluppantisi nella pressatura dei manufatti.

E ancora, tali stampi risultano alquanto costosi, in particolare per l’elevata qualità di lavorazione richiesta per le parti che li compongono, in particolare per la rifinitura del bordo della lastra flottante; inoltre, quando un punzone è usurato, si deve sostituire sia la membrana che la lastra flottante per la successiva rigenerazione.

Tale stato anteriore della tecnica è suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alia possibilità di eliminare gli inconvenienti sopra indicati.

Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico di trovare uno stampo per la pressatura isobarica di piastrelle ceramiche nel quale non si verifichino differenze di spessore eccessive nella pressatura delle piastrelle, pur nel mantenimento di un grado di compattazione sostanzialmente omogeneo, anche in presenza di notevoli difformità nello strato di polveri caricate nella matrice della pressa: il tutto nell'ambito di una realizzazione particolarmente semplice ed affidabile, soprattutto con riguardo ai dispositivi di tenuta.

L'invenzione risolve il problema tecnico suddetto adottando uno stampo del tipo indicato all'inizio, nel quale la cavità di contenimento della sostanza isobarica, ad esempio olio, è delimitata verso l'esterno mediante una lastra metallica, o tampone, ancorata perifericamente in modo sostanzialmente rigido, preferibilmente amovibile ad una cornice periferica esterna del supporto di base del relativo punzone.

Ciò consente di ottenere il particolare vantaggio consistente nella ottimale limitazione delle escursioni della lastra durante la pressatura: infatti la lastra è rigidamente vincolata lungo il suo bordo periferico alla relativa base di punzone, e pertanto non flette sotto carico nelle zone prossime al bordo stesso, mentre la lastra è libera di deformarsi elasticamente nelle zone intermedie, ad esempio nella sua parte centrale, adeguandosi in modo automatico alle variazioni locali di densità delle polveri caricate nella matrice.

Ciò risulta particolarmente vantaggioso in quanto si è constatato come la necessità di ottenere per le piastrelle un grado di compattazione omogeneo sia preferibile con riferimento alle zone intermedie della piastrella, risultando praticamente non influente l'ottenimento di omogeneità di pressatura nella zona prossima ai bordi.

Secondo una versione particolarmente vantaggiosa, tra il fondo della cavità e la lastra, o tampone, è interposta una guarnizione a membrana, in appoggio contro la faccia posteriore della lastra e distaccata dal fondo della cavità; detta guarnizione a membrana essendo ancorata alla zona periferica interna della cornice della relativa base di punzone.

Ciò consente di ottenere il particolare vantaggio consistente nella semplicità e rapidità di sostituzione della lastra, o tampone, quando usurata per procedere all'operazione di rigenerazione del relativo punzone, senza dover procedere allo svuotamento dell'olio dalla cavità.

Si osserva che detta guarnizione è preferibilmente costituita da materiale soffice, in modo che, qualora si verifichino anomale distribuzioni di pressione all'interno della cavità che tenderebbero a distaccare la lastra, o tampone, dalla relativa base di punzone, la guarnizione a membrana si deformi elasticamente per assorbire anomali picchi di pressione, evitando pericolose sollecitazioni sulle viti periferiche di fissaggio della lastra, o tampone.

Secondo una ulteriore versione vantaggiosa, detta sostanza isobarica è costituita da una resina elastomerica elastica, inserita in detta cavità nella camera definita tra il fondo della cavità e detta lastra ad occupare l’intero volume della camera stessa.

Ciò consente di eliminare difficoltà di tenuta, che si manifesta con l'impiego tradizionale di olio, per la fuoriuscita della sostanza isobarica dalla cavità, dal momento che la resina, quando vulcanizzata, si comporta come un corpo sostanzialmente solido.

Alcuni modi di attuare l'invenzione sono illustrati, a puro titolo esemplificativo, nelle sette tavole di disegno allegate, in cui: Figura 1 è una sezione verticale di uno stampo secondo il trovato, dotato di un punzone inferiore con base di supporto isobarica destinata alla formatura della faccia posteriore della piastrella; Figura 2 è una sezione come quella di Figura 1 , peraltro relativa alla formatura della faccia anteriore, a vista, della piastrella; Figura 3 è una sezione come quella di Figura 1 , peraltro relativa ad una variante con base di supporto della superficie attiva del punzone dotata di cavità riempita di materiale elastomerico, ad esempio resina, e priva di olio; Figura 4 è una sezione come quella di Figura 1 , peraltro relativa ad un punzone superiore con base isobarica per la formatura della faccia posteriore della piastrella; Figura 5 è una sezione verticale di uno stampo secondo secondo il trovato, peraltro in una versione con coppia di punzoni con base isobarica per la formatura di entrambe le facce della piastrella; Figura 6 è una sezione verticale di uno stampo secondo il trovato, peraltro relativa ad una variante con cavità riempita di olio e priva di materiale elastomerico; Figura 7 è un particolare, ingrandito ed interrotto, di una zona periferica dello stampo di Figura 1 , ad evidenziare il fissaggio della superficie attiva del punzone alla base; Figura 8 è una sezione parziale ed ingrandita, di una piastrella ottenuta in pressatura con uno stampo di cui alle Figure 1 , 3, 6; Figura 9 è una sezione parziale di una piastrella ottenuta con uno stampo di cui alla Figura 2, peraltro con lastra liscia; Figura 10 è una sezione parziale di una piastrella ottenuta con uno stampo di cui alla Figura 5; Figura 1 1 è una sezione verticale di uno stampo isobarico con coppia di punzoni contrapposti superiore ed inferiore, in una variante relativa all'ancoraggio della guarnizione a membrana; Figura 12 è una sezione come quella di Figura 1 , peraltro relativa ad una variante di realizzazione dell'ancoraggio della guarnizione a membrana, con parete periferica avente un tratto in sottosquadro; Figura 13 è una sezione come quella di Figura 1 , peraltro in una versione con elemento limitatore centrale di deformazione della superficie attiva del punzone; Figura 14 è la sezione XIV-XIV di Figura 1 3, peraltro in una variante con una pluralità di elementi limitatori di deformazione distribuiti a scacchiera; Figura 15 è un particolare, ingrandito, sezionato ed interrotto, di un limitatore di deformazione della lastra, o tampone, distanziato dalla faccia posteriore di detta lastra nella condizione di riposo.

Uno stampo 1 per piastrelle ceramiche 2 secondo il trovato può essere costituito da una coppia di punzoni comprendente un punzone superiore A ed un punzone inferiore B resi mobili in una direzione verticale per l'inserimento nella pressatura all'interno di una cornice periferica C delimitante il formato della piastrella 2 da pressare.

Il punzone superiore A è costituito da un corpo 3 di punzone superiore monolitico inferiormente dotato di una piastra superiore 4 di elevata rigidezza e resistenza, sostituibile quando usurata.

Il punzone inferiore B è costituito da un corpo, o base, di punzone inferiore 5, dotato di una cavità 6 definente una camera nella quale è inserito un fluido isobarico, ad esempio olio 7, perifericamente delimitata da una cornice 9 avente la faccia rivolta verso la piastrella da pressare fungente da superficie di fissaggio per il supporto amovibile ad essa di una lastra 10, o tampone, vantaggiosamente in acciaio avente spessore compreso tra circa 10 mm e circa 20 mm, preferibilmente tra 10 mm e 12 mm, tramite viti mordenti di fissaggio 10a, accessibili dal lato opposto a quello della piastrella 2 da pressare.

Allo scopo di consentire il fissaggio delle viti 10a in corrispondenza della parte più esterna del bordo della lastra 10, il corpo 5 di punzone inferiore B è vantaggiosamente dotato di un risalto anulare 10b avente ampiezza tale da consentire l’alloggiamento delle teste 10c delle viti 10a in corrispondenti sedi incassate.

L'olio 7 è confinato, nella versione di cui alle Figure 1 , 2, 4, 5, 1 1 , 12, 13 nella cavità 6 per mezzo di una guarnizione 1 1 a membrana, interposta tra il fondo della cavità stessa e distaccata da esso e la superficie interna della lastra 10, in appoggio su di essa. Il bordo periferico esterno 12 della guarnizione a membrana 1 1 è esternamente ancorato ad una corrispondente sede 13 ricavata sulla superficie interna della cornice 9.

Nella versione di cui a Figura 1 , è evidenziato come la sede 13 presenti fianchi divergenti verso la piastrella da pressare prolungantisi al di sotto del fondo della cavità 6 in una scanalatura 14 atta a migliorare la tenuta alla fuoriuscita di liquido.

La camera 6 è resa comunicante con l’esterno, per il riempimento e lo svuotamento di essa tramite olio 7, per mezzo di condotti 15 di alimentazione e 1 6 di scarico, vantaggiosamente chiusi, in esercizio, tramite tappi 17.

La lastra 10 può essere dotata, nella sua faccia rivolta verso la piastrella 2 da pressare, di una formazione di impronte 1 8, ad esempio aventi forma troncoconica oppure definenti una rete di scanalature per la formatura della faccia posteriore della piastrella, atte a favorire il trasporto della piastrella e l'ancoraggio della stessa nella posa in opera: la faccia anteriore, in vista, della piastrella 2 essendo liscia.

In alternativa, come rappresentato in Figura 2, detta rete di scanalature, o dette impronte 18 possono essere ricavate sulla superficie della piastra 4 del punzone superiore A, mentre la faccia della piastrella 2a destinata a risultare in vista viene formata dal punzone inferiore B, dotato di lastra 10 avente la superficie attiva 19 dotata di una formazione di risalti, o incavi, per la realizzazione di superfici in vista della piastrella 2a simulanti le pietre naturali, come ardesia, lavagna, porfido, o altro ancora, principalmente, ma non esclusivamente, per applicazioni da esterni.

Come rappresentato in Figura 3, la camera 6, invece di contenere l'olio 7, può essere riempita con una resina sostanzialmente isobarica 7a, atta ad uniformare le differenze di pressione locale verificantisi durante la pressatura in seguito a differenze di omogeneità di composizione delle polveri caricate nella cornice C.

In Figura 4 è rappresentato uno stampo secondo il trovato nel quale il punzone superiore A1 è costruttivamente analogo al punzone inferiore B dello stampo di Figura 1 , mentre il punzone inferiore B1 è costruttivamente analogo al punzone superiore A dello stampo di Figura 1 ; pertanto viene proposta la stessa numerazione di parti.

In Figura 5 è rappresentato uno stampo secondo il trovato nel quale il punzone superiore A1 è costruttivamente analogo al punzone superiore A1 dello stampo di Figura 4, ma con superficie attiva liscia, mentre il punzone inferiore B è costruttivamente analogo al punzone inferiore B dello stampo di Figura 1 ; pertanto viene proposta la stessa numerazione di parti.

In Figura 6 è rappresentata una variante dello stampo secondo il trovato, nel quale, in luogo della guarnizione 1 1 a membrana, viene proposta una guarnizione 20 anulare, inserita in una sede ricavata nella faccia della cornice 9 destinata al fissaggio della lastra I O; è inoltre rappresentata in tratteggio una variante costruttiva nella quale la sede per la guarnizione anulare 20 viene ricavata in corrispondenza della faccia posteriore della lastra I O.

La disposizione della sede per la guarnizione anulare 20 in corrispondenza della faccia posteriore della lastra 10 è preferibile quando la base del punzone 5 venga assoggettata ad un trattamento termico di indurimento, con conseguenti possibili deformazioni residue che renderebbero necessaria la finitura della sede stessa tramite costosa rettifica.

Le superfici attive dei punzoni A, A1 , B, B1 sono vantaggiosamente dotate di un rivestimento 21 in materiale elastomerico atto ad evitare l'adesione delle piastrelle a detti punzoni.

Si osserva come, nella flessione della lastra 10 durante la pressatura, in uno stampo come quello di cui alla Figura 1 , 3, 6, si verifichi un inarcamento della superficie ideale 21 di contenimento delle appendici di appoggio 22 della piastrella 2, tendente a sollevare il bordo posteriore della piastrella rispetto al centro della stessa, mentre la superficie anteriore 23 risulta piana, come rappresentato in Figura 8: durante la cottura in forno, raggiunta la temperatura di plasticità, le appendici 22 tendono ad assumere una configurazione piana, quale quella di appoggio offerta dai rulli del forno, con conseguente conferimento alla superficie anteriore 23, a vista, di una corrispondente gradevole e lieve bombatura. L'ottenimento di una superficie anteriore della piastrella lievemente bombato, è reso più agevole negli stampi di cui alle Figure 4, 5, come rappresentato nelle corrispondenti piastrelle 2c, 2d, di cui alla Figure 9, 10.

Infatti, nella piastrella 2c la superficie anteriore 23 si presenta già lievemente bombata al termine della pressatura, per l'adozione della lastra 10 dal lato della formatura della faccia stessa, mentre, nella piastrella 2d, si ottengono, al termine della pressatura, due lievi bombature contrapposte, delle quali quella inferiore destinata a scomparire nella cottura, come già spiegato, per effetto dell'adeguamento alla superficie di appoggio dei rulli.

In ogni caso la differenza massima di spessore della piastrella tra i bordi, più sottili, e la parte centrale, più spessa, è indicativamente dell'ordine di pochi decimi di millimetro.

La superficie interna della cornice 9, può presentare anche conformazione sostanzialmente cilindrica 24, o prismatica, o intermedia tra esse, con sede inferiore 25 in sottosquadro (Figura 12) per un migliore ancoraggio della guarnizione 1 1 di tenuta.

In Figura 13 è illustrato come, per limitare eventuali eccessive deformazioni della lastra 10 nella pressatura, particolarmente con i maggiori formati, è previsto, spiccante dal fondo della cavità 6, un puntone centrale 26, o una formazione di puntoni, ad esempio distribuiti a scacchiera. Come evidenziato in Figura 15, l'estremità di detti puntoni 26 rivolta verso la lastra 10 può essere anche distanziata dalla faccia posteriore della lastra stessa, per consentire una certa deformazione sotto carico.

Tra detta lastra, o tampone, e detta estremità può essere inserito uno strato 27 di resina per l'assorbimento della deformazione della lastra stessa.

Nell'attuazione pratica i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi, potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Stampo con supporto isobarico per la pressatura di manufatti ceramici, in particolare piastrelle, comprendente un corpo di punzone (A; Al ; B) munito, in prossimità della sua superficie attiva destinata alia pressatura delle piastrelle, di una cavità (6) per il contenimento di una sostanza isobarica (7) incomprimbile, la cavità (6) essendo delimitata verso l'esterno da un elemento pressatore deformabile elasticamente avente sviluppo sostanzialmente piano, caratterizzato da ciò, che detto elemento pressatore è costituito da una lastra metallica (10) ancorata perifericamente in modo sostanzialmente rigido ad una cornice periferica esterna (9) del supporto di base del relativo punzone.
2. 2. Stampo, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato da ciò, che detta lastra (10) è ancorata a detta cornice tramite viti mordenti (10a) accessibili dal lato del punzone (A; Al ; B) opposto alla faccia attiva di pressatura.
3. 3. Stampo, secondo una una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che tra il fondo della cavità (6) e detta lastra (10) è interposta una guarnizione a membrana (1 1 ), in appoggio contro la faccia posteriore delia lastra (10) e distaccata dal fondo della cavità (6); detta guarnizione a membrana (1 1 ) essendo ancorata alla zona periferica interna della cornice (9) della relativa base di punzone (A; A1 ; B).
4. 4. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che detta guarnizione a membrana (1 1 ) è costituita da materiale soffice.
5. 5. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che detta sostanza isobarica è costituita da una resina elastomerica elastica.
6. 6. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che detta resina elastomerica occupa sostanzialmente l'intero volume di detta cavità (6).
7. 7. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che tra detta cornice (9) e detta lastra (4) è interposta una guarnizione anulare (20) inserita in una corrispondente sede periferica.
8. 8. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che ciascun bordo interno della cornice (9) destinato all'aggrappaggio ad esso della guarnizione a membrana (1 1 ) giace su una superficie sostanzialmente ortogonale alla superficie attiva di pressatura del relativo punzone (A; Al ; B).
9. 9. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che ciascun bordo interno della cornice (9) destinato all'aggrappaggio ad esso della guarnizione a membrana (1 1 ) giace su una superficie divergente verso la superficie attiva di pressatura del relativo punzone (A; A1 ; B).
10. 10. Stampo, secondo una delle rivendicazioni 8, oppure 9, caratterizzato da ciò, che il bordo più interno di detta cornice (9) è dotato di una sede (14), ribassata rispetto al fondo della cavità (6), per l'ancoraggio in essa del corrispondente bordo interno di detta guarnizione (1 1 ) a membrana.
11. 1 1 . Stampo, secondo una delle rivendicazioni 8, oppure 9, caratterizzato da ciò, che il bordo più interno di detta cornice (9) è dotato di una sede (25) in sottosquadro per l'ancoraggio in essa del corrispondente bordo interno di detta guarnizione (1 1 ) a membrana.
12. 12. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che detto punzone (A; A1 ; B) è dotato, in corrispondenza della parte opposta alla superficie attiva di pressatura, di un risalto anulare (10b) avente ampiezza tale da consentire l'alloggiamento delle teste (10c) delle viti ( 10a) in corrispondenti sedi incassate.
13. 13. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che dal fondo di detta cavità (6) si eleva almeno un puntone (26) limitatore della deformazione della lastra (10) nella pressatura.
14. 14. Stampo, secondo la rivendicazione 13, caratterizzato da ciò, che tra l'estremità superiore di detto almeno un puntone (26) e la superficie interna di detta membrana (10) è interposto uno strato di resina elastica (27).
15. 15. Stampo, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato da ciò, che detto strato di resina elastica (27) forma parte integrante con detta guarnizione a membrana (1 1 ).
16. 16. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che la faccia attiva di detta lastra (10) è dotata di impronte (18) per la formatura della faccia posteriore della piastrella (2; 2b; 2c; 2d).
17. 17. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che la faccia attiva di detta lastra (10) è dotata di una formazione (19) di risalti e/o incavi per la formatura della faccia anteriore della piastrella.
18. 18. Stampo, secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò, che detta lastra (10) presenta uno spessore compreso tra circa 10 mm e circa 20 mm, preferibilmente compreso tra 10 mm e 12 mm.