Opis patentowy opublikowano: 15.03.1982 109865 CZYTELNIA Ur fii-...iij te»t*WM*--'i| Int. Cl.2 B28B 3/22 Twórca wynalazku: Gunter Schulz Uprawniony z patentu: VEB Ziegelwerke Magdeburg, Heyrothsberge (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób formowania pólwyrobów z mas plastycznych i urzadzenie do formowania wyrobów z mas plastycznych Prtzaclmiioftem wynala2ikiu jeat siposób fcirimclwainia pólwyrobów z mas plastycznych, zwlaszcza pu¬ staków z imas ceramicznych. Przedmiotem wyna¬ lazku jest równiez urzadzenie do formowania pu¬ staków z mas ceramicznych przy uzyciu pras sli¬ makowych.Wedlug znanych dotychczas .sposobów formowa¬ nia pólwyrobów z mas ceramicznych przy uzyciu pras slimakowych, mase dostarcza sie do cylindra ze slimakiem prasy i tloczy sie ja za pomoca dwu- lub kilkuzwojowych czlonów wyporowych slima¬ ka przenoszacego te mase do glowicy stanowiacej przejscie miedzy slimakiem a wylotniikiem. Po¬ wstajace cisnienie powoduje sprezenie masy ce¬ ramicznej w glowicy prasy i formowanie w za¬ dane wymiary przy wyplywaniu tej masy cera¬ micznej przez wylotnik. (Plaul: Technologie der Grobkeramik, tom 1 VEB Verlag fuer Bauwesen, Berlin, 1973 str 178 kol. 2 wiersz 20 do str 181 kol. 2).Na formowana plastycznie mase ceramiczna dzia¬ laja w glowicy prasy sily osiowe, powodujace cis¬ nienie tloczenia, oraz sily niepoosiowe powodu¬ jace sprezanie masy ceramicznej.Sily niepoosiowe, jako wypadkowe sil stycz¬ nych i sil osiowych dzialaja na obwodzie formo¬ wanej plastycznie masy i sa skierowane do wne¬ trza, odwrotnie niz sily osiowe, jako rezultat zbiez¬ nosci scianek glowicy i scianek wylotnika, Dzia¬ lanie sil niepoosiowyeh mozna zwiekszyc . przez wydluzenie odleglosci pomiedzy otworem wejscio¬ wym i wyjsciowym glowicy i wylotnika i/lub przez wzrastajaca dodatnio róznice pomiedzy ofl wodami i/lulb przekrojami otworu wejsciowego 5 i wyjsciowego glowicy i wylotnika.Przekrój wejscia glowicy jest równy przekro¬ jowi poprzecznemu cylindra ze slimakiem, nato¬ miast przekrój wyjscia glowicy jest mniejszy od przekroju wejscia i dla formowania plastycznego 10 cegiel jest uksztaltowany jako prostokatny (Pels Leusden: Die Fonmgebung auf Strangpressen, Zie- geleitechnisches Jahrbuch 1975, Bauverlag GmBH Wieisfoadan und BanMn, stir. 274 uisitejp 2 dk str. 275).Przekrój wyjscia zamkniety Jest plyta podstawo- 15 wa, na której zamontowany jest wylotnik i pod¬ parcie rdzeni do formowania pustej przestrzeni i jest tak duzy, ze przez wymienianie plyty pod¬ stawowej mozna wytwarzac pólfabrykaty o roz¬ nych wymiarach przy wykorzystaniu tej samej 20 Eiowicy.Widoczne natychmiast na wychodzacym pasmie masy braki, takie jak szorstkosc powierzchni i nie- calkowiicdie uformowane lub naderwane kiraiwedizie, mozna zlikwidowac przez zwiekszenie podcisnie- 25 nia w prasie slimakowej i/lub przez zredukowa¬ nie sil tarcia pomiedzy glina a sciankami wylot- niika za pomoca warstewki wody.Jednakze równiez braki, które sa spowodowane przez formowanie, wystepuja dopiero w kolejno 3{) nastepujacym procesie suszenia, polaczonym ze 109 865 ly3 109 865 skurczem pólfabrykatów, lub tez w procesie wy¬ palania-, gdzie równiez ma miejsce skurcz pól¬ fabrykatów. Braki te uwidaczniaja sie przez spe¬ kania, które oprócz znacznego obnizenia wytrzy¬ malosci, moga nawet spowodowac calkowite zni¬ szczenie wyrobów.Typowym dla tcgó rodzaju braków wynikaja¬ cych z formowania plastycznego jest ksztalt pek¬ niec i miejsce ich wystepowania. Tak wiec wyste¬ puja pejkniecia w czesci srodkowej pólfabryka¬ tów, zwlaszcza w przypadku cegly pelnej, które biegna osiowo i maja ksztalt litery S, okreslane w literaturze facjiowej jako spekania — S, spo¬ wodowane zbyt malym cisnieniem w glowicy pra¬ sy, które nie wystarcza do spojenia ze soba w glo¬ wicy masy ceramicznej rozdrobnionej przez se¬ gmenty wyporowe slimaka (Haase: Keramik, wy¬ danie 3 niezmienione, VEB Deutscher Verlag fuer Groiirtdisrtol^ir^iuiStirie Lai|pzig, 1970, sta". 87 wiensiz 26—30). Powstawanie pekniec w czesci srodkowej pólfabrykatów, zwlaszcza w przypadku pustaków ceramicznych, takich jak pustak stropowy, dziu¬ rawka podluzna, diztiiurajwka poprzeczna, które wy¬ stepuja takize osiowo w mostkach lub w we¬ zlach pólwyrobów, czesto jednak nie dochodza do powierzchni cietych pólfabrykatów i posiadaja najwieksza szerokosc w czesci srodkowej, jest w literaturze fachowej interpretowane w rozmaity sposób.Przyczyne powstawania tych pekniec przypisuje sie takze naprezeniom cieplnym w okresie nagrze¬ wania podczas procesu wypalania, albo jako wy¬ nik róznego chloniecia wody w procesie suszenia i wystepujace okresowo wskutek tego naprezenie skurczowe na pólfabrykacie, które powoduja róz¬ nice skurczu.Jednakze w literaturze fachowej sa równiez wzmianka, ze przyczyny powstawania tego rodzaju pejkniec nie zostaly jeszcze wyjasnione. (Pels Leus- den; Weber: Vorajussetoingesn fur Verfcrueiriniung- • sfreie Trocknung von Grosablock- und Plankezie- gel, Die Ziegelindustrie, zeszyt 7, 1975, str. 255 kol. 1 usteflp 3, str. 260 kol. 2 cyfra 1 do str. 261 kol. 1 cyfra 4).Znane sa z literatury fachowej i z opisów pa- temtoiwytoh srodki, majace na celu zlikwidowanie opisanych braków za pomoca specjalnego uksztal¬ towania, takiego jak zmieniony kat nachylenia i zróznicowane dlugosci scianek glowicy, wylot- nika i rdzeni, lub za pomoca specjalnych elemen¬ tów wbudowanych, jak sztywne lub regulowane hamulce lub blachy prowadzace (Pels Leusden: Die Formgebung auf Strangpressen, Ziegel — eitechnisches Ja'hrbuch 1975, Bauverlag GmbH WiefiSbaden-Berlin, str. 293^-397, Tilieimiiiecki opis pa¬ tentowy nr 935712 i niemiecki opis patentowy nr 8515673.Poniewaz dzialanie tych srodków okazuje sie czesto niewystarczajace dla zlikwidowania opisa¬ nych braków, istnieje ininy zespól srodków sluzacych do zmniejszenia skumozu przez dóda<- wanie domieszek (Hilker:. Behandlug trocken- emptfitidiicheir RiohsitolEfe, Die ZiiegelAniusifcrie, Batu- verlag GmbH Wiesbaden, str. 338—345). W przy¬ padkach kiedy zastosowanie obu grup srodków nie daje zadowalajacego rezultatu, pozostaje jedynie zmiana sortymentu produkowanych wyrobów lub kontynuowanie produkcji w oparciu o, inny spo¬ sób formowania plastycznego.Celem wynalazku jest taki sposób prowadzenia procesu formowania plastycznego, zeby napreza¬ nie sprezyste masy ceramicznej nastepowalo w jednym kierunku, w celu utrzymania mozliwie niewielkich róznic pomiedzy zmianami wydluzenia sprezystego w pólfabrykacie, aby zmniejszyc lub uniknac powstawania pekniec na pólfabrykatach, podczas kurczenia sie w procesie suszenia i wy¬ palania.Znanym jest zjawisko, ze surowce ceramiczne w stanie plastycznym wykazuja wlasciwosci spre¬ zyste i dzieki temu sa w stanie, przy dzialaniu sil ponizej granicy plastycznosci, przejmowac poten¬ cjalna energie, która przy przekroczeniu granicy plastycznosci zostaje zachowana, a po zaniknieciu dzialajacych sil przy przekroczonej granicy pla¬ stycznosci wyzwala sie w postaci wydluzenia spre¬ zystego.Przekonano sie, ze róznice w skurczu, wystepu¬ jace w pólfabrykacie i powodujace powstawanie pekniec oraz prowadzace do zniszczenia pólfabry¬ katu, sa wynikiem sprezystych zmian dlugosci spo¬ wodowanych naprezeniami rozciagajacymi i scis¬ kajacymi, których wartosci bezwzgledne diodaja stie do siebie.Obszary pólfabrykatu* ulegajace podczas formo¬ wania wydluzeniu, wykazuja skurcz wiekszy o wielkosc wydluzenia sprezystego, podczas gdy ob¬ szary pólfabrykatu, które podczas formowania ule¬ gly odksztalceniu przy sciskaniu, wykazuja skurcz mniejszy o wielkosc sciskania sprezystego. Prze¬ konano sie równiez, ze podczas formowania pla¬ stycznego pustaków z masy ceramicznej, wydlu¬ zenia wystepujace w wezlach materialu byly wy¬ wolane przez sily wypadkowe bedace wynikiem róznic cisnien tloczenia miedzy znajdujacymi sie naprzeciw siebie obszarami powierzchni a obsza¬ rami wezlów.Zadaniem technicznym wynalazku jest taki spo¬ sób prowadzenia procesu formowania plastycz¬ nego, aby zmniejszyc lub calkowicie zlikwidowac róznice pomiedzy sprezystymi zmianami dlugosci, w celu zapewnienia równomiernego skurczu w róz¬ nych miejscach pólfabrykatu.Wedlug wynalazku zmniejsza sie róznice pomie¬ dzy sprezystymi zmianami dlugosci miedzy sciska¬ nymi obszarami na obwodzie pólfabrykatu a wy¬ dluzanymi olbszairaimii w jego czesci srodkowej ptrzez to, ze zmniejsza sie sily dzialajace nieipoosiowo na obwicldiziie masy ceramicznej, a takze zmienia sie kierunek ich linii dzialania w obszarze formo¬ wanych krawedzi pólfabrykatu tak, ze nie sa one skierowane przeciwnie do dzialajacych poosiowo sil i powoduja powstawanie wydluzenia na obwo¬ dzie pólfabrykatów.Technicznie wymagania te realizuje sie dzieki temu, ze mase ceramiczna w obszarze przeplywu laminarnego form-uje sie plastycznie z przekroju o mniejszym obwodzie, odpowiadajacym wymia¬ rom pólfabrykatu. Róznice pomiedzy dlugoscia obwodów najezy przyjmowac rzedu wielkosci wy- 10 15 20 25 35 40 49 50 55 605 109 865 6 dluzenia sprezystego formowanej masy, aby przy zadanych wymiarach pólfabrykatu uzyskac wy¬ magane naprezenie na obwodzie.Dla uzyskania zmiany kierunku linii dzialania sil niepoosiowych w obszarach krawedzi pólfabry¬ katu, korzystnym jest wyibrac przekrój poprzecz¬ ny mniejszego olbwoldu jako przekrój eliptyczny.Charakterystycznymi dla sposobu formowania we¬ dlug wynalazku mas ceramicznych sa naciski w narzedziach do formowania plastycznego, które nie sprezaja .formowanej masy, lecz utrzymuja ja w zakresie jej granicy plastycznosci.Urzadzenie do realizacji sposobu wedlug wy¬ nalazku sklada sie z plyty podstawowej z osio¬ wym otworem, w który wchodzi zamykajac sie z nim scisle plaszcz narzedzia do formowania pla- stycznegO', zamocowanego na plycie podstawowej.Narzedzie to jest tak uksztaltowane, ze przekrój otworu ,na wlocie glowicy zmienia sie w sposób ciagly na Odcinku drogi formowania w przekrój pólfalbrykatu na wylocie wylotnika. Otwór cylin¬ dra ze slimakiem prasy jest zamkniety plyta pod¬ stawowa, tak, ze pomiedzy zwojami wyporowymi slimaka a plyta podstawowa nie moga powstawac zadne laminarne obszary przeplywu formowanej masy. Tloczona przez slimak masa przechodzi przez otwór glowicy na odcinek drogi formowania i zostaje poddana cisnieniu w kierunku osiowym na skutek oporów wylotnika.Wskutek wystepowania sil wypadkowych, któ¬ rych linie dzialania sa skierowane z czesci srod¬ kowej formowanej masy ku jej obwodowi, for¬ mowana masa przyjmuje przekroje poprzeczne od¬ cinka drogi formowania i wydluza sie na obwo¬ dzie w sposób zalozony. W ten sposób wydluzenie sprezyste, wystepujace ma 'Obwodzie pólfabrykatów osiaga wartosci odpowiadajace naprezeniu sprezy¬ stemu na granicy plastycznosci formowanej masy.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do formowania mas pla¬ stycznych w przekroju poosiowym, fig. 2 — odci¬ nek formowanego przedmiotu w widoku perspek¬ tywicznym, fig. 3 — eliptyczny wlot i prostokatny wylot narzedzia do formowania plastycznego, a fig. 4, 5 i 6 narzedzie do formowania plastycznego w przekroju poosiowym wedlug linii A—A, B—B, i C—C na fig. 3.Urzadizenie do realizacji sipopobu wedihug wy¬ nalazku sklada sie z plyty 1, w otworze której osadzony jest plaszcz czesci narzedzia do plastycz¬ nego formowania.Narzedzie do formowania plastycznego, sklada¬ jace sie z glowicy formujacej 2 i wylotnika 3 po¬ laczone jest z plyta podstawowa 1 w sposób roz¬ laczny. Przekrój otworu wlotowego e glowicy 2 jest korzystnie uksztaltowany jako eliptyczny, któ¬ rego obwód jest mniejszy o wielkosc zadanego wydluzenia sprezystego od obwodu przekroju oitworoi wyfLatiowego a wyftofonika 3. Korzystnymi jest uksztaltowac eliptyczny otwór wlotowy e tak, aby róznica pomiedzy mala osia elipsy i szerokoscia otworu wylotowego a byla równa róznicy' pomie¬ dzy duza osia elipsy i dlugoscia otworu wyloto¬ wego a wylotnika 3.Na fig. 2 pokazano przeibieg odcinka drogi for¬ mowania, który jest tak uksztaltowany, ze masa, która ma byc formowana plastycznie, formuje sie bezstopniowo przy stalym wydluzaniu sie obwodu z przekroju e w zadany przekrój a pólfabrykatu.Na fig. 3 pokazano szkicowo obwody przekroju wlotu e i przekroju wylotu a narzedzia do for¬ mowania plastycznego. Przekroje A—A, B—B i C-^C narzedzia formujacego przedstawione na fig. 4, 5 i 6 'uwydatniaja róznice w slbosunku do spotykanych powszechnie narzedzi do formowa¬ nia.W przypadku produkcji cegiel, nie posiadajacych dziurkowanych przekrojów, narzedzie do formo¬ wania plastycznego traktuje sie w sposób analo¬ giczny, z uwzglednieniem mniejszego naprezenia wydluzajacego w jego czesci srodkowej.Sposób wedlug wynalazku dotyczy szczególnie formowania plastycznego pustaków z mas cera¬ micznych, takich jak inp. cegly diziiurawki poprzecz¬ nej, cegly dziurawki podluznej i pustaków stropo¬ wych. Sposób ten mozna równiez wykorzystac do formowania z mas ceramicznych rur lufo innych wyroibów wewnatrz pustych.Sposób formowania mas ceramicznych wedlug wynalazku przynosi nastepujace korzysci: oszczed¬ nosc energii podczas formowania plastycznego na skutek zmniejszonych cisnien w narzedziu do for¬ mowania, obnizenie procentu braków w kolejno nastepujacym procesie suszenia i wypalania wsku¬ tek zmniejszonych róznic skurczu pólfalbrykatów, skrócenie czasu procesu suszenia i wypalania pól¬ fabrykatów, zwiekszenie wytrzymalosci i odpor¬ nosci na dzialanie mrozu gotowych wyrobów na skutek struktury o ubogiej teksturze, mozliwosc produkowania wyroibów o znacznie wiekszych wy¬ miarach. PL