Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Platten aus Schaumkeramik

Abstract

 In einem Verfahren zum fortlaufenden Formen von Platten aus einer geschäumten keramischen Formmasse (22), welche in einem Mischer (10) aus einem tonhaltigen Schlicker, aus einem Schaum und ggfs. aus Zusatzstoffen gebildet wird und sich aus einem am Mischer (10) vorgesehenen Auslaß (21) in Formen (4) ergießt, werden die Formen (4) mittels eines unterhalb des Auslasses (21) laufenden Förderbandes (3) gebildet, indem die beiden längsverlaufenden Ränder (32,33) des Förderbandes (3) auf einer Strecke, die vor dem Auslaß (21) beginnt und mit Abstand vom Auslaß (21) hinter diesem endet, aufgerichtet und durch zwischen die hochgestellten Ränder (32,33) eingeklemmte, lose Trennwände (6) auf Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Trennwände(6) mindestens so hoch sind wie die zu gießenden Platten .

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Platten aus Schaumkeramik, insbesondere mit der Herstellung von Schaumziegeln. Schaumkeramik wird dadurch hergestellt, daß man einen tonhaltigen Schlicker, einen Schaum und ggfs. Zusatzstoffe miteinander mischt und auf diese Weise eine geschäumte Formmasse von cremiger Konsistenz bildet, welche man in eine Form gießt, trocknet und brennt. Als Schaumbildner kommen Proteine und Tenside infrage, welche mit Wasser aufgeschäumt werden. Schaumerzeuger, die die Herstellung solcher Schäume erlauben, sind bekannt.

[0002] Schaumkeramik hat ein größeres Porenvolumen und daher eine bessere Wärmedämmfähigkeit als eine poröse Keramik, die dadurch gebildet wird, daß in das zu brennende Tonmaterial Blähstoffe wie z.B. Polystyrol, Sägemehl, Strohhäcksel, Zellulose oder dergleichen eingemischt werden; während diese blähenden Bestandteile, die als Zusatzstoffe auch in Schaumkeramik eingesetzt werden können, vor dem Brennen stabil sind, und es ohne weiteres erlauben, aus der tonhaltigen Formmasse, in der sie sich befinden, plastische Formlinge zu bilden, die sich vom Formvorgang bis zum Brennvorgang hinreichend formstabil verhalten, ist das bei geschäumten Formmassen, die Tensidschaum oder Proteinschaum enthalten, nicht ohne weiteres der Fall, weil der Schaum nicht stabil ist, sondern dazu neigt, zu zerfallen. Man versucht deshalb, die geschäumte Formmasse durch Zusatzstoffe zu stabilisieren, welche durch eine chemische Reaktion zu einem die Form stabilisierenden Abbinden der Formmasse führen. Stabilisierende Zusätze sind z.B. Gipsmehl, Portlandzement, Tonerdeschmelzzement, Kieselsäuresol und Gips. Weiterhin ist es bekannt, als Bestandteil der geschäumten Formmasse Magerungsmittel zu verwenden, z.B. gemahlenen Schaumkeramikabfall.

[0003] Der Trocknungsprozeß der gegossenen Formlinge ist eine entscheidende Verfahrensstufe bei der Herstellung von Schaumkeramik. Im Trocknungsprozeß sollen die stabilisierenden und zu einem gewissen Abbinden der Formmasse führenden Zusätze die ursprünglich cremige Formmasse versteifen und dadurch hinreichend formstabil machen, bevor es zum Zerfallen des Schaumes durch Verdunsten des in ihm befindlichen Wassers kommt. Beim anschließenden Trocknungsvorgang bleiben die vom Schaum gebildeten Poren dann in der Formmasse erhalten. Beim abschließenden keramischen Brand (Sintern) wird die Formmasse in an sich bekannter Weise verdichtet und verfestigt, unter gleichzeitigem Zersetzen der ggfs. zusätzlich in der Formmasse enthaltenen Blähstoffe wie Polystyrol, Sägemehl und Strohhäcksel.

[0004] Trotz des Einsatzes von schaumstabilisierenden Zusatzstoffen läßt sich ein Zerfallen des Schaums in den noch feuchten Formlingen nicht vollständig vermeiden, weil bis zur Stabilisierung der Formlinge eine gewisse Zeitspanne vergeht, so daß es schwierig ist, allein durch Gießen exakt maßhaltige Formlinge zu erhalten; dazu werden die gebrannten Formkörper auf das gewünschte Maß gesägt oder gefräst.

[0005] Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag soll für das fortlaufende Formen eines Strangs aus einer geschäumten keramischen Formmasse eine Vorrichtung verwendet werden, welche aus einer endlosen Wanne und aus einem Mischer besteht, in welchem eine Mischung aus einem tonhaltigen Schlicker, aus einem Schaum und gegebenenfalls aus Zusatzstoffen gebildet wird, wobei der Mischer einen Auslaß hat, aus welchem sich die Formmasse in die endlose Wanne ergießt, die einen Boden und zwei Seitenwände hat und aus endlosen Förderbändern gebildet ist, die synchron antreibbar sind. Mittels der Förderbänder wird der sich aus dem Mischer in die endlose Wanne ergießende Strang fortlaufend abgeführt und in der endlosen Wanne so lange gefördert, bis er hinreichend steif und formstabil geworden ist, so daß der Strang zerteilt und in herkömmlicher Weise getrocknet und gebrannt werden kann.

[0006] Nach einem anderen unveröffentlichten Vorschlag werden als Formen Kästen aus gelochtem, nicht rostendem Stahlblech verwendet, welche mit saugfähigem Papier ausgekleidet werden, um ein Festhaften der Formmasse an den Lochblechen zu verhindern. Diese Lösung ist aufwendig, denn sie erfordert das Auskleiden jeder einzelnen Form, das Entformen, das Reinigen der Formen und das Rückführen der Formen.

[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiteren Weg aufzuzeigen, wie man Platten aus Schaumkeramik herstellen kann.

[0008] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0009] Erfindungsgemäß werden für das Formen von Platten aus einer geschäumten keramischen Formmasse keine gesonderten Formen verwendet, vielmehr werden die Formen für einzelne Platten mit Hilfe eines einzigen Förderbandes gebildet, indem dieses an seinen Rändern hochgestellt wird, wobei die Ränder Trennwände zwischen sich einklemmen, die in regelmäßigen Abständen lose auf das Förderband zwischen die aufzurichtenden Ränder bzw. Randstreifen des Förderbandes gestellt werden. Zweckmäßigerweise wird die Höhe der Trennwände so gewählt, daß sie mit der Höhe der zu gießenden Formlinge übereinstimmen, vermehrt um ein nach Erfahrungswerten gebildetes Übermaß, welches die erwartete Abnahme der Höhe der Formlinge infolge von Schaumzerfall angibt.

[0010] Die Erfindung ermöglicht eine außerordentlich preiswerte Fertigung: Ein Förderband wird ohnehin benötigt; Formen, deren Bevorratung, Reinigung, Auskleidung und Rückführung werden vermieden. Die erfindungsgemäß benötigten Trennwände lassen sich preiswert herstellen, raumsparend bevorraten und einfach handhaben. Sie können im Prinzip von Hand zwischen die aufgerichteten Randstreifen des Förderbandes eingefügt werden, doch läßt sich dieser Arbeitsgang ohne weiteres auch mit Hilfe eines maschinellen Einlegers automatisieren.

[0011] Die Länge der Strecke, auf welcher das Förderband hochgestellte Ränder haben muß, richtet sich danach, wie schnell das Förderband läuft und welche Zeit benötigt wird, damit die schaumhaltige Formmasse durch Abbinden so steif geworden ist, daß sie der Stützung durch die hochgestellten Ränder und/oder die dazwischen stehenden Trennwände nicht mehr bedarf. Die Zeit, die dafür benötigt wird, kann durch die eingangs genannten, stabilisierend wirkenden Zusätze verringert werden.

[0012] Die Trennwände werden vorzugsweise taktweise aus einem Magazin auf das Förderband gestellt und das Förderband synchron dazu taktweise bewegt.

[0013] Dadurch, daß die Formen lediglich dadurch gebildet werden, daß einzelne Trennwände auf dem Förderband angeordnet werden, folgen die Formen ununterbrochen aufeinander. Die Formmasse kann deshalb kontinuierlich in die Formen eingefüllt werden, auch über die Trennwände hinweg, ohne daß dabei etwas von der Formmasse verlorengeht. Ein kontinuierliches Füllen der Formen ist selbst dann möglich, wenn der Förderer taktweise bewegt wird, um ihn mit einer taktweise arbeitenden Auflegevorrichtung für die Trennwände zu synchronisieren. Insbesondere bei taktweisem Arbeiten kann die Formmasse vom Mischer aber auch taktweise abgegeben werden, in dosierten Mengen, die nach Erfahrungswerten genau darauf abgestimmt sind, daß unter Berücksichtigung eines eintretenden Schaumzerfalls die gebrannten Schaumkeramikplatten die gewünschte Höhe haben (die Länge und die Breite werden ohnehin durch den Abstand der Randstreifen des Förderbandes und den Abstand der Trennwände bestimmt). Es ist aber auch möglich, das Förderband während des Dosierens der Formmasse weiterzubewegen. In diesem Fall läßt man den Dosiervorgang jedesmal beginnen, wenn eine Trennwand den Auslaß des Mischers soeben passiert hat, und man stoppt den Dosiervorgang, bevor die folgende Trennwand den Auslaß erreicht, so daß sichergestellt ist, daß sich der Auslaß während des gesamten Dosiervorganges ausschließlich über ein und derselben Form befindet.

[0014] Die Trennwände können entfernt werden, sobald die Formmasse hinreichend steif geworden ist. Um das Entfernen zu erleichtern, können die Trennwände oder wenigsten ihre Oberflächen mit Vorteil aus einem hydrophoben Werkstoff bestehen. An der Stelle des Förderbandes, an welcher die Trennwände entfernt werden, können die Randstreifen des Förderbandes in die waagerechte Lage überführt werden, falls das gewünscht ist. Spätestens dicht vor dem auslaufseitigen Ende des Förderbandes sollen die Randstreifen aus ihrer aufgerichteten Lage zurückgeführt werden, so daß das Förderband dort über die auch an jenem Ende vorgesehene Umlenkwalze herumgeführt werden kann. Das Freilegen der Seitenflächen der Formlinge fördert deren Trocknung und erleichtert das Überführen der Formlinge vom Förderband auf andere Fördermittel oder auf Paletten.

[0015] Als Mischer kann ein Vertikalmischer verwendet werden, der einen konischen Mischbehälter hat, in welchem sich ein Rührwerk mit vertikaler Achse befindet. In diesen Mischer können von oben her ein tonhaltiger Schlicker und der benötigte Schaum eingegeben werden; im unteren Bereich des Mischers können die den Schaum stabilisierenden Zusätze zugeführt werden. Der Auslaß eines solchen Mischers befindet sich an der unteren Spitze des konischen Mischbehälters und ist zweckmäßigerweise durch einen Schieber verschließbar.

[0016] Eine andere Möglichkeit besteht darin, zum Mischen eine Förderschnecke zu verwenden, welche in einem Gehäuse gelagert ist, das an seinem einen Ende einen Aufgabeschacht für den Tonschlicker hat und diesen zu einem sich um die Welle der Förderschecke, aber schneller als diese drehenden Rührer fördert und den Schaum mit dem Tonschlicker vermischt, welcher zwischen dem Aufgabeschacht und dem Rührer durch eine im Gehäuse der Förderschnecke vorgesehene Speiseöffnung in das Gehäuse eingespeist wird. In diesem Bereich zwischen dem Aufgabeschacht und dem Rührer können durch eine weitere Speiseöffnung ein oder mehrere stabilisierende und das Abbinden beschleunigende Zusätze in das Gehäuse der Förderschnecke eingeleitet werden. Am anderen, dem Aufgabeschacht gegenüberliegenden Ende des Schneckengehäuses befindet sich eine Mündung, aus welcher die Mischung zwangsweise herausgefördert wird. Das Arbeiten mit einer waagerechten Förderschnecke hat den Vorteil, daß auf die schaumhaltige Mischung ein nur geringer Druck ausgeübt wird; ein höherer Druck würde den Zerfall des Schaumes begünstigen.

[0017] Der benötigte Schaum kann von einem handelsüblichen Schaumgenerator erzeugt werden, welcher einen flüssigen Schaumbildner mit Preßluft aufschäumt.

[0018] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.

Figur 1

zeigt einen mit einer Förderschnecke ausgestatteten Mischer über einem Waagerechtförderer in einem vertikalen Längsschnitt,

Figur 2

zeigt das hintere Ende des Waagerechtförderers in der Draufsicht,

Figur 3

zeigt das hintere Ende des Waagerechtförderers in einer Seitenansicht, und

Figur 4

zeigt den Schnitt IV-IV gemäß Figur 3 durch den Waagerechtförderer.

[0019] Figur 1 zeigt einen Waagerechtförderer 2 mit einem endlosen Förderband 3, auf welchem eine regelmäßige Folge von Trennwänden 6 steht, welche eine ununterbrochene Folge von Formen 4 bilden, welche sich in Richtung des Pfeils 8 bewegen. Das Untertrum 3a des Förderbandes wird durch Rollen 9 gestützt und gespannt, siehe auch Figur 3, welche das hintere Ende des Waagerechtförderers zeigt. Dort wird das Förderband 3 mittels einer Umlenkwalze 7 von unten nach oben umgelenkt. Das Obertrum 3b verläuft nicht zur Gänze in einer waagerechten Ebene, sondern liegt nur mit einem mittleren Streifen 30 auf einer ebenen Stützfläche 31, wohingegen zwei Randstreifen 32 und 33 durch zwei Gruppen von seitlichen Stützelementen 34 und 35 aufgerichtet werden, so daß sie senkrecht stehen (siehe Figuren 2 bis 4). Jede Gruppe der seitliche Stützelemente 34 und 35 besteht aus einer Folge von Rollen mit lotrechter Achse. An ihrer Stelle könnten auch Gleitflächen als Stützelemente vorgesehen sein. Die aufgerichteten Randstreifen werden in ihrerer senkrechten Stellung stabilisiert durch Trennwände 6, welche lose zwischen die hochgestellten Randstreifen 32 und 33 gestellt worden sind und zwischen diesen durch Klemmung festgehalten werden. Die Trennwände 6 werden vorzugsweise zwischen der Umlenkwalze 7 und den ihr nächstliegenden Stützrollen 34 und 35 mittels einer automatisch arbeitenden Auflegevorrichtung zugeführt, aufgestellt und dann zwischen den ersten beiden Rollen 34 und 35 geklemmt.

[0020] Das Obertrum 3b bildet auf diese Weise in Kombination mit den Trennwänden 6 hinreichend stabile, nach oben offene "Formkästen" 5, in welche eine schaumhaltige Formmasse gegossen werden kann. Zu diesem Zweck ist über dem Waagerechtförderer 2 auf einem Ständer 1 ein mit einer Förderschnecke 12 arbeitender Mischer 10 mit waagerechter Scheckenwelle 12a angeordnet, welche in einem Schneckengehäuse 11 gelagert und von einem Elektromotor 15 antreibbar ist, welcher sich am hinteren Ende des Gehäuses 11 befindet. Das vom Elektromotor 15 entfernte Ende der Schneckenwelle 12a ist in einer koaxial dazu angeordneten Hohlwelle 13 gelagert, welche am vorderen Ende des Gehäuses 11 gelagert und durch einen dort angebrachten zweiten Elektromotor 14 mit höherer Drehzahl als die Schneckenwelle 12a antreibbar ist. Die Hohlwelle 13 trägt Rührarme 13a. Im hinteren Bereich des Schneckengehäuses 11 ist ein relativ langer, nach oben offener Aufgabeschacht 16 vorgesehen, in welchen sich ein Tonschlicker ergießt, welcher durch ein Förderband 17 herangefördert wird. In dem an den Aufgabeschacht 16 anschließenden, nach oben geschlossenen Abschnitt des Gehäuses 11 befinden sich ein erster Anschlußstutzen 19, durch welchen ein oder mehrere das Abbinden fördernde und/oder Schaum stabilisierende Zusätze in den Tonschlicker eingeleitet werden können, und ein zweiter Anschlußstutzen 20, durch welchen ein von einem nicht dargestellten Schaumerzeuger gelieferter Schaum eingespeist werden kann.Diese Bestandteile werden von der Förderschnecke 12 den Rührarmen 13a zugeführt, durch diese zu einer schaumigen Formmasse 22 vermischt, welche aus einem Auslaß 21 austritt und die Formen 4 fortlaufend randvoll füllt. Eine gleichmäßig randvolle Füllung kann durch einen am Mundstück 23 des Auslasses vorgesehenen Abstreifer gewährleistet werden. Die Höhe der Formen 4 ist in erster Linie durch die Höhe der Trennwände 6 so bestimmt, daß die Formlinge nach einem bis zur Stabilisierung eintretenden Schaumzerfall die gewünschte Höhe haben.

Ansprüche

1. Verfahren zum fortlaufenden Formen von Platten aus einer geschäumten keramischen Formmasse (22), welche in einem Mischer (10) aus einem tonhaltigen Schlicker, aus einem Schaum und ggfs. aus Zusatzstoffen gebildet wird und sich aus einem am Mischer (10) vorgesehenen Auslaß (21) in Formen (4) ergießt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (4) mittels eines unterhalb des Auslasses (21) laufenden Förderbandes (2) gebildet werden, indem die beiden längsverlaufenden Ränder (32, 33) des Förderbandes (2) auf einer Strecke, die vor dem Auslaß (21) beginnt und mit Abstand vom Auslaß (21) hinter diesem endet, aufgerichtet und durch zwischen die hochgestellten Ränder eingeklemmte, lose Trennwände (6) auf Abstand voneinander gehalten werden, wobei die Trennwände(6) mindestens so hoch sind wie die zu gießenden Platten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Strecke und die Geschwindigkeit des Förderbandes (2) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Formlinge am Ende der Strecke soweit abgebunden sind, daß die Trennwände (6) herausgezogen und die Ränder (32, 33) des Förderbandes (3) wieder flachgelegt werden können und die Formlinge beim Weitertransport ihre Gestalt beibehalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (6) taktweise aus einem Magazin auf das Förderband (3) gestellt werden und das Förderband (3) synchron dazu taktweise bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schaumhaltige Formmasse (22) synchron zur taktweisen Bewegung des Förderbandes (3) taktweise in vorgewählten Mengen in die durch die Trennwände (6) abgeteilten Formen (4) dosiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (2) während des Dosierens der Formmasse (22) bewegt wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Mischer (10) mit einem oder mehreren Einlaßöffnungen (16, 19, 20) für die miteinander zu vermischenden Bestandteile und mit einem Auslaß (21), unter welchem ein waagerecht laufendes Förderband (3) angeordnet ist, dessen Obertrum (3b) durch drei Gruppen von Stützelementen (31, 34, 35) unterstützt ist, von welchen eine mittlere Stützeinrichtung (31) das Obertrum (3b) in einem mittleren Streifen (30) unterstützt, wohingegen zwei seitlich angeordnete Gruppen von Stützelementen (34, 35) zwei Randstreifen (32, 33) des Obertrums (3b) unterstützen und sie auf einem Teil der Länge des Obertrums (3b) aufrichten, wobei die aufgerichteten Randstreifen (32, 33) lose Trennwände (6) zwischen sich einklemmen und der Auslaß (21) über dem Abschnitt des Obertrums (3b) angeordnet ist, in welchem die Randstreifen (32,33) aufgerichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (34,35) Rollen oder Walzen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente für die beiden Randstreifen (32,33) des Förderbands durch Gleitflächen gebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der quer zur Förderrichtung (8) gemessene Abstand der seitlichen Gruppen von Stützelementen (34, 35) veränderlich ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Stützelemente (34, 35) in den beiden äußeren Gruppen einzeln aufrichtbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Förderrichtung (8) vor dem Auslaß (21) eine mit dem Förderbandantrieb synchronisierte Auflegevorrichtung für die Trennwände (6) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (6) oder wenigstens ihre Oberfläche aus einem hydrophoben Werkstoff bestehen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (10) eine Förderschnecke (12) hat, welche mit waagerechter Schneckenwelle (12a) in einem Gehäuse (11), welches an seinem hinteren Ende einen Aufgabeschacht (16) und an seinem vorderen Ende den Auslaß (21) hat, angeordnet, durch einen am hinteren Ende des Gehäuses (11) vorgesehenen Motor (15) antreibbar und mit ihrem vorderen Ende in einer Hohlwelle (13) gelagert ist, welche ihrerseits am vorderen Ende des Gehäuses (11) gelagert, durch einen dort vorgesehenen Motor (14) antreibbar ist und im Gehäuse (11) einen Rührer (13a) hat.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (13) mit höherer Drehzahl antreibbar ist als die Schneckenwelle (12a).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) im Bereich zwischen dem Aufgabeschacht (16) und dem Auslaß (21) eine Speiseöffnung (20) zum Einspeisen von Schaum hat.

Zeichnung