[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung abgewinkelter
Formkörper, insbesondere Winkelriemchen, die aus einer keramischen Grundmasse geformt
und gebrannt werden.
[0002] Es ist gebräuchlich, Wände und insbesondere Außenfassaden von Häusern mit Klinkerriemchen
zu verkleiden, um der Fassade ein aus ganzen Steinen gemauertes Aussehen zu verleihen.
An Fassadenecken wird diese Optik gestört, wenn einfache Klinkerriemchen verwendet
werden, da dort deren geringe Dicke von nur ca. 1 cm erkennbar ist. Zwar ist es möglich,
zwei Winkelriemchen passend auf Gerung zuzuschneiden, jedoch ist dies aufwendig und
bleibt bei genauerem Hinsehen als Verkleidung erkennbar. Daher haben sich für die
Verkleidung von Fassadenecken zunehmend Winkelriemchen, deren einer Schenkel der Länge
und deren anderer Schenkel der Breite eines zu imitierenden Steines entspricht, durchgesetzt.
[0003] Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von derartigen Winkelriemchen
ist stets ein sogenannter Stütz- oder Trägerstein notwendig. Es wird dabei ein Formstrang
mit rechteckigem Querschnitt aus einer Strangpresse gepreßt, bei dem an der Oberseite
und einer Seitenfläche eine Trennlinie zwischen dem Stützstein und dem späterem Winkelriemchen
vorgesehen wird, indem zwischen Stützstein und Winkelriemchen mehrere Spalte ausgebildet
sind. Zwischen diesen Spalten ist das Winkelriemchen mit dem Stützstein über schmale
Stege verbunden, die später als Sollbruchstellen dienen. Der so geformte Strang wird
dann in einzelne Rechteckblöcke abgeteilt, deren Breite der späteren Höhe der Winkelriemchen
entspricht. Diese Blöcke werden getrocknet und anschließend gebrannt. Nach dem Brand
kann durch Anschlagen des gebrannten Blockes ein Bruch der Sollbruchstellen verursacht
werden, wodurch sich das Winkelriemchen von dem Stützstein löst. Alternativ ist es
möglich, keine Spalte und Stege vorzusehen, sondern das Winkelriemchen nach dem Brand
von dem Stützstein abzusägen. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, das Winkelriemchen
unmittelbar beim Preßvorgang durch einen Schneiddraht vom Stützstein loszuschneiden.
Auch bei diesem Verfahren liegt jedoch das Winkelriemchen zur Stabilisierung bis nach
dem Brand ganzflächig am Stützstein an und kann nach dem Brennen mit geringem Kraftaufwand
von dem Stützstein abgenommen werden.
[0004] Alle vorgenannten Verfahren haben den Nachteil, daß durch den Stützstein eine erhebliche
Menge an verlorenem Material verpreßt, transportiert, getrocknet und gebrannt werden
muß. Die verlorene Materialmenge ist dabei etwa sechs mal so groß, wie das für das
Winkelriemchen tatsächlich benötigte Material. Auch geht durch den Stützstein im Ofen
viel Brennraum verloren. Da der Stützstein mitaufgeheizt und gebrannt werden muß,
jedoch nach Abnehmen des Winkelriemchens nur noch verwertbar ist, indem er zu Ziegelbruch
zermahlen wird, entfällt ein Großteil der benötigten Energie auf die verlorene Materialmenge.
[0005] Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, mit denen auf einfache und wirtschaftliche Weise abgewinkelte Formkörper,
insbesondere Winkelriemchen, ohne die Verwendung eines Stützsteins hergestellt werden
können.
[0006] Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
[0007] Da die Grundmasse durch eine Strangpresse mit einem geeigneten Mundstück direkt zu
einem abgewinkelten Formstrang gepreßt wird, der bereits im wesentlichen die Form
des zu fertigenden abgewinkelten Formkörpers aufweist, und durch die paßgerechte Unterstützung
dieses Formstrangs während seines Weitertransportes ist es möglich, auf den Stützstein
zu verzichten und dennoch die gewünschte abgewinkelte Form des Formstrangs bzw. des
Formkörpers zu erhalten, ohne daß es vor dem Brennen zu unerwünschten Verformungen
kommt. So wird bei der Herstellung der abgewinkelten Formköper eine erhebliche Menge
von Material und Energie eingespart, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit der Herstellung
abgewinkelter Formkörper beträchtlich erhöht.
[0008] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das im folgenden erläutert
wird; es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht der Vorrichtung für die Herstellung abgewinkelter Formkörper,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus der Richtung II in Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Auflageblock mit Formstrang und Prägewalzen,
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf eine aus zwei Brenngruppen mit je vier Formkörperrohlingen gebildete
Rechteckgruppe und
- Fig. 5
- einen aus mehreren Rechteckgruppen gebildeten turmartigen Stapel von Formkörperrohlingen.
[0009] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist eine Strangpresse 1 mit einem
Mundstück 2 auf, durch das eine keramische Grundmasse, insbesondere Ton oder Lehm,
zu einem abgewinkelten Formstrang 3 gepreßt wird, dessen Querschnitt 4 (siehe Fig.
3) bis auf geringfügige Schrumpfungen während des Brandes im wesentlichen bereits
dem Querschnitt des fertigen abgewinkelten Formkörpers entspricht. Im folgenden wird
der Formstrang 3 von einem Transportmittel 5 aufgenommen, das der unterseitigen Form
des Formstrangs 3 entsprechende Auflagen aufweist die den Formstrang 3 paßgerecht
unterstützen und abstützen, so daß der Formstrang 3 beim Weitertransport nicht deformiert
oder verbogen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen die Auflagen des
Transportmittels 5 aus einzelnen voneinander getrennten Auflageblöcken 6 mit einem
im wesentlichen dreieckigen Querschnitt. Ein solcher Auflageblock 6 ist in Fig. 3
dargestellt. Lediglich die obere Spitze des Auflageblockes 6 ist abgeflacht, wodurch
die Haftreibung zwischen Auflageblock 6 und Formstrang 3 vermindert und ein Ablösen
des Formstrangs 3 von den Auflageblöcken 6 erleichtert wird. Eine Vielzahl von Auflageblöcken
6 ist miteinander zu einem Transportband 7 nach Art eines Förderbandes verbunden.
Dadurch wird unterhalb des Formstrangs 3 eine nahezu durchgängige, der Form des Formstrangs
3 angepaßte Auflage ausgebildet und gleichzeitig die für ein Endlosfördermittel erforderliche
Flexibilität an den beiden Wendepunkten 8 des Transportmittels 5 gewährleistet.
[0010] Oberhalb des Transportmittels 5 an der mit der Bezugsziffer 9 gekennzeichneten Position
ist eine in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellte Einrichtung zur Oberflächenbehandlung
des Formstrangs 3 angeordnet, die aus einer Einrichtung zum Aufstreuen von Granulatmaterial
und einer Prägeeinrichtung 10 besteht. Mit der Einrichtung zum Aufstreuen von Granulatmaterial
wird insbesondere Sand auf die später die Außenseite der Formkörper bildende Oberfläche
des Formstrangs 3 aufgestreut. Das Granulatmaterial bleibt auf der noch feuchten Oberfläche
des Formstrangs 3 haften oder wird ggf. in diese hineingedrückt. Durch Verfestigung
der Grundmasse während des Brandes werden die Granulatpartikel fest in die Oberfläche
eingebunden und verleihen dem fertigen Formkörper je nach Art und Farbe des verwendeten
Granulatmaterials eine mehr oder minder grobe Oberflächenoptik und ggf. Färbung.
[0011] An die Einrichtung zum Aufstreuen von Granulatmaterial schließt sich die in Fig.
3 dargestellte Prägeeinrichtung 10 an, die zwei an einer Halterung 11 drehbar gelagerte
Prägewalzen 12 aufweist. Die Prägewalzen 12 sind zueinander in dem der Abwinkelung
des Formstrangs 3 entsprechenden Winkel angeordnet und werden auf die Oberfläche des
Formstrangs 3 aufgedrückt. Dadurch prägt sich die strukturierte bzw. genarbte Oberfläche
der Prägewalzen 12 in die Oberfläche des Formstrangs 3 ein und verleitet diesem eine
entsprechende Struktur und dem Formkörper die gewünschte ggf. rustikale Optik. Zusätzlich
dienen die Prägewalzen 12 dazu, das aufgestreute Granulatmaterial in die Oberfläche
des Formstrangs 3 hineinzudrücken. Die Prägewalzen 12 können wie dargestellt frei
drehbar gelagert sein, so daß die Weiterbewegung des Formstrangs 3 die Drehung der
Prägewalzen 12 verursacht. Es ist jedoch auch möglich, die Prägewalzen 12 selbständig
anzutreiben. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch bei der an sich bekannten
Prägung bzw. Benarbung der Formstrangoberfläche Vorteile, da die der Form des Formstrangs
3 entsprechende Auflage wesentlich stabiler als ein noch feuchter und daher deformierbarer
Stützstein ist und insoweit durch die Prägewalzen 12 höhere Drücke ausgeübt werden
können, wodurch eine tiefere Prägung möglich wird.
[0012] Nach dem Transportband 7 schließen sich zwei Transportwalzen 13 an, die ebenfalls
über dem Formstrang 3 angepaßte Auflagen verfügen. Über die Transportwalzen 13 wird
der Formstrang 3 der Trennunterlage einer Trenneinrichtung 14 zugeführt, die vom Formstrang
3 Formkörperrohlinge 15 abtrennt. Die Trennunterlage verfügt wie auch das Transportmittel
5 über abgewinkelte, der unterseitigen Form des Formstrangs 3 entsprechende Auflagen,
die bei der dargestellten Ausführungsform durch vier Spalten voneinander beabstandet
sind, in denen vier Schneiddrähte 16 durch den Formstrang 3 zu dessen Zerteilung hindurchgeführt
werden können. Eine derartige Trenneinrichtung 14 geringer Baugröße zum gleichzeitigen
Abtrennen von nur wenigen Formkörperrohlingen 15 (hier vier) ist vorteilhaft, da sie
schnell und leicht ausgewechselt werden kann. Eine Anpassung an andere Formkörper
oder eine Variierung des Schnittabstandes ist daher leichter möglich als bei den bekannten
Schneideharfen.
[0013] Bei der dargestellten Ausführungsform sind das Transportmittel 5 und die Trennunterlage
verschiedene Elemente. Die Trennunterlage kann jedoch auch durch Teile des Transportmittels
gebildet werden. Dazu eignet sich bevorzugt die Ausführung mit voneinander getrennten
Auflageblöcken 6, da dann die durch Schneiddrähte 16 ausgebildeten Schneidmittel zwischen
diesen Auflageblöcken 6 durch den Formstrang 3 hindurchbewegt werden können. Eine
so ausgestaltete Vorrichtung muß lediglich über eine Synchronisierungseinrichtung
verfügen, die sicherstellt, daß von der Trenneinrichtung 14 nur dann eine Schneidbewegung
durchgeführt wird, wenn die jeweils die Trennunterlage bildenden Auflageblöcke 6 so
angeordnet sind, daß die Schneiddrähte 16 in die Spalten zwischen zwei Auflageblöcken
6 eintauchen können.
[0014] An die Trenneinrichtung 14 schließt sich eine als Wendekreuz 17 ausgebildete Wendeeinrichtung
an, die die Formkörperrohlinge 15 um 90° dreht und auf der Seite auf einem als Förderband
18 ausgebildeten weiteren Transportmittel ablegt. Dieses Förderband 18 ist eben und
nicht mehr entsprechend der Unterseite der Formkörperrohlinge 15 ausgebildet. Diese
haben jedoch in der auf der Seite abgelegten Position eine ausreichende Eigenstabilität
um sich nicht zu verformen. Auf dem Förderband 18 werden mehrere Formkörperrohlinge
15, vorzugsweise vier bis sechs Stück, zu Brenngruppen 19 ineinergeschachtelt gruppiert,
indem das Förderband 18 zunächst taktweise bei jedem gewendeten Ablegen eines Formkörperrohlings
15 durch das Wendekreuz 17 nur um die Wandstärke des Formkörperrohlings 15 fortbewegt
wird und erst nach Erreichen einer vorgegebenen Anzahl ineinandergeschachtelter Formkörperrohlinge
15 um eine größere Wegstrecke verfahren wird, um die erhaltene Brenngruppe 19 von
der nächsten noch zu bildenden Brenngruppe 19 zu beabstanden. Die Formkörperrohlinge
15 einer Brenngruppe 19 stützen sich gegenseitig und tragen so zur Stabilisierung
und Formbeständigkeit bei.
[0015] Die Vorrichtung kann über eine nicht dargestellte Nachrichteinrichtung verfügen,
die vorzugsweise hinter der Trenneinrichtung 14 oder dem Wendekreuz 17 anzuordnen
ist und die Form der Formkörperrohlinge 15 überprüft und diese ggf. falls erforderlich
nachrichtet bzw. kalibriert, so daß die Formkörperrohlinge eine möglichst optimierte
Form aufweisen und wenig Ausschuß produziert wird.
[0016] Von dem Förderband 18 werden die Brenngruppen 19 mittels einer automatischen Umsetzeinrichtung
20 vorzugsweise direkt auf einen Ofenwagen 21 transportiert, wobei jeweils zwei Brenngruppen
19 zueinander um 180° verdreht zu Rechteckgruppen 22 zusammengesetzt werden. Dazu
werden vorzugsweise sogenannte Setzroboter verwendet, da diese flexibel dem Anwendungsfall
anpaßbar, im Greifdruck einstellbar und sehr präzise sind. Eine so gebildete Rechteckgruppe
22 ist in Fig. 4 in einer Draufsicht dargestellt. Wenn die erste Lage des Ofenwagens
21 auf diese Weise gefüllt wurde, werden anschließend von der Umsetzeinrichtung 20
weitere Brenngruppen 19 ebenfalls zu Rechteckgruppen 22 zusammengesetzt um 90° gegenüber
den darunterliegenden Rechteckgruppen 22 verdreht auf diese zu turmartigen Stapeln
23 aufgesetzt. Ein solcher Stapel 23 ist in Fig. 5 dargestellt. Neben einer wesentlich
höheren Packungsdichte als bei den vorbekannten Herstellungsverfahren mit Stützstein
bietet diese Anordnung der Formkörperrohlinge 15 eine hohe Stabilität und führt zu
guter Maßhaltigkeit der Formkörper nach dem Brennvorgang. Durch das verdrehte Aufeinandersetzen
der Rechteckgruppen 22 werden zudem Öffnungen 24 in den turmartigen Stapeln 23 gebildet,
die für eine gute Luftzirkulation und gleichmäßiges Aufheizen beim Brennvorgang sorgen.
Die spezielle Gruppierung der Formkörperrohlinge hat ferner den Vorteil, daß sich
beispielsweise durch Oxidation erzielte Brennfarben gleichmäßig über beide Schenkel
des Formkörpers erstrecken, da diese bis auf den äußersten Formkörper jeder Brenngruppe
19 jeweils durch die Unterseite des benachbarten Formkörpers abgedeckt werden. Dies
ist ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber den vorbekannten Herstellungsverfahren
mit Stützstein, da durch das Aufeinanderstapeln der Stützsteine mit Winkelriemchen
jeweils nur der eine Schenkel von dem darauf stehenden Stützstein bedeckt wird, während
der andere Schenkel frei der Ofenatmosphäre ausgesetzt ist und so eine andere Färbung
als der bedeckte Schenkel erhält.
[0017] Nach dem Gruppieren und Aufstapeln der Formkörperrohlinge 15 auf dem Ofenwagen 21
werden die Formkörperrohlinge 15 getrocknet und gebrannt. Dies geschieht vorzugsweise
dadurch, daß der Ofenwagen 21 durch einen Tunnelofen mit vorgeschalteter Trocknungsstufe
geleitet wird, wobei sich kontinuierlich an die Trocknung der Brennvorgang anschließt.
Als weitere Trocknungsvariante können die auf dem Förderband 18 gebildeten Brenngruppen
19 gemäß dem bekannten Stand der Technik auf Trocknungslatten oder Trocknungspaletten
in Trockenkammern getrocknet und erst nach dem Trocknungsprozess mittels den bereits
beschriebenen Setzrobotern von den Latten abgegriffen und in der beschriebenen Art
und Weise auf einen Tunnelofenwagen gesetzt werden.
[0018] Da die erhaltenen abgewinkelten Formkörper nicht mehr von einem Stützstein gelöst
werden müssen, kann auch das Abnehmen von dem Ofenwagen 21 automatisch von Entstapelungsrobotern
durchgeführt werden, die die fertigen abgewinkelten Formkörper direkt einer Verpackungsanlage
zuführen können. Selbstverständlich kann aber auch vor der Verpackung eine manuelle
oder maschinelle Sortierung der abgewinkelten Formkörper erfolgen.
1. Verfahren zur Herstellung von aus einer keramischen Grundmasse geformten und gebrannten,
abgewinkelten Formkörpern, insbesondere von Winkelriemchen,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- die Grundmasse wird zu einem abgewinkelten Formstrang (3) gepreßt, dessen Querschnitt
(4) im wesentlichen dem des fertigen abgewinkelten Formkörpers entspricht;
- der Formstrang (3) wird von einem Transportmittel (5) an der Unterseite des Formstrangs
(3) paßgerecht unterstützt aufgenommen und zu einer Trenneinrichtung (14) transportiert;
- vom Formstrang (3) werden Formkörperrohlinge (15) abgetrennt;
- die Formkörperrohlinge (15) werden getrocknet und anschließend zu fertigen Formkörpern
gebrannt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstrang (3) eine Oberflächenbehandlung erfährt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Formstrangs (3) zumindest teilweise mit Granulatmaterial,
insbesondere Sand bestreut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Formstrangs (3) zumindest teilweise geprägt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Formkörperrohlinge (15) gewendet und an ein weiteres, ebenes
Transportmittel (18) übergeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörperrohlinge (15) vor dem Trocknen gerichtet und/oder nachkalibriert
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörperrohlinge (15) automatisch auf einen Ofenwagen (21) oder dergleichen
transportiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Brand jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Formkörperrohlingen (15) durch
Ineinanderschachteln zu Brenngruppen (19) zusammengefaßt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Brenngruppen (19) durch Verdrehung der einen Brenngruppe (19) um 180°
gegenüber der anderen Brenngruppe (19) zu Rechteckgruppen (22) zusammengesetzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rechteckgruppen (22) jeweils zueinander um 90° verdreht zu turmartigen
Stapeln (23) aufeinandergesetzt werden.
11. Vorrichtung für die Herstellung aus einer keramischen Grundmasse geformter und gebrannter,
abgewinkelter Formkörper, insbesondere Winkelriemchen und insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Strangpresse (1) zum Pressen
eines Formstrangs (3), einem Transportmittel (5) , einer Trenneinrichtung (14) mit
Trennunterlage zum Abtrennen von Formkörperrohlingen (15) von dem Formstrang (3) und
einem Brennofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpresse (1) ein Mundstück (2) aufweist, dessen die Strangform bestimmende
Öffnung im wesentlichen dem Querschnitt durch einen fertigen abgewinkelten Formkörper
entspricht, und das Transportmittel (5) und die Trennunterlage abgewinkelte, der unterseitigen
Form des Formstranges (3) entsprechende Auflagen aufweisen, die den Formstrang (3)
abstützen und unterstützen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennunterlage durch Teile des Transportmittels (5) gebildet wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen aus voneinander getrennten Auflageblöcken (6) mit im wesentlichen
dreieckigen Querschnitten bestehen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, das die Trenneinrichtung (14) wenigstens ein Schneidmittel aufweist, das durch den
Formstrang (3) hindurch zwischen zwei Auflageblöcken (6) bewegbar angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Auflageblöcke (6) miteinander zu einem Transportband (7)
verbunden sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufstreuen von Granulatmaterial, insbesondere Sand auf den Formstrang
(3).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Prägeeinrichtung (10), die auf die äußere Oberfläche des Formstrangs (3) einwirkt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeeinrichtung (10) zumindest zwei Prägewalzen (12) aufweist, die zueinander
in einem der Abwinklung des Formstrangs (3) entsprechenden Winkel angeordnet sind
und Druck auf den Formstrang (3) ausüben.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet durch eine Nachrichteinrichtung zum Nachrichten bzw. Kalibrieren der Formkörperrohlinge
(15).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, gekennzeichnet durch eine Wendeeinrichtung, die die Formkörperrohlinge (15) um ca. 90° gewendet auf der
Seite ablegt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum ineinandergeschachtelten Gruppieren der Formkörperrohlinge (15)
zu Brenngruppen (19) und eine Umsetzeinrichtung aufweist, die die Brenngruppen (19)
auf einem Ofenwagen (21) oder dergleichen absetzt.
22. Vorrichtung nach Ansprüche 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Gruppieren der Formkörperrohlinge (15) durch ein taktweise und/oder
mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreibbares Förderband (18) gebildet werden.