Vorrichtung für die Herstellung von Keramikrohlingen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von Keramikrohlingen, insbesondere Fliesenrohlingen, mit einer Walzeinrichtung (1) zum Erzeugen einer in die Keramikrohlinge zerteilbaren Materialbahn (9) sowie ein entsprechendes Verfahren für die Herstellung von Keramikrohlingen. Erfindungsgemäß ist der Walzeinrichtung (1) eine wenigstens eine Auftragswalze (11-13) umfassende Einrichtung zum Aufbringen von Dekor- oder/und Glasurmasse auf die Materialbahn (9) nachgeordnet. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die gewalzte Bahn (9) über eine Walze Dekor- oder/und Glasurmaterial aufgetragen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von Keramikrohlingen, insbesondere Fliesenrohlingen, mit einer Walzeinrichtung zum Erzeugen einer in die Keramikrohlinge zerteilbaren Materialbahn, sowie ein entsprechendes Verfahren für die Herstellung von Keramikrohlingen.

[0002] Es ist bekannt, zur Herstellung plattenförmiger Keramikrohlinge ein Preßwalzverfahren anzuwenden, bei dem das Ausgangsmaterial in einen Walzenspalt gedrückt und ferner durch den Walzenspalt bildende Walzen ein Preßdruck auf das dem Walzenspalt zugeförderte Material ausgeübt wird.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der Anwendung eines Walzverfahrens bei der Herstellung von Keramikteilen, insbesondere von Fliesen, die Fertigungseffizienz weiter zu erhöhen.

[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, in welcher der Walzeinrichtung eine wenigstens eine Auftragswalze umfassende Einrichtung zum Aufbringen von Dekor- oder/und Glasurmasse auf die Materialbahn nachgeordnet ist.

[0005] Gemäß dieser Erfindungslösung wird die Erzeugung einer Keramikmaterialbahn durch Walzen sinnvoll durch einen Walzenauftrag von Dekor- bzw. Glasurmasse auf die Materialbahn ergänzt. In einem einzigen Arbeitsgang wird so ein Vorprodukt erzeugt, das bereits alle Bestandteile der daraus herzustellenden Keramikrohlinge enthält. Die mit Dekor- oder/und Glasurmasse beschichtete Materialbahn kann in brennfertige Fliesenrohlinge zerschnitten werden.

[0006] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist über die Auftragswalze ein an der Walzenoberfläche anhaftendes, durch Dekor- oder Glasurmasse gebildetes Muster auf die Materialbahn übertragbar. Insbesondere können durch die Auftragswalze gleichzeitig mehrere übereinstimmende oder/und verschiedene Muster auf die Materialbahn übertragen werden, wobei sich die Muster jeweils über Flächenbereiche erstrecken, die zum Ausschnitt von z.B. Fliesen vorgesehen sind. Andererseits könnte sich aber auch ein einziges Bildmotiv über die gesamte Breite der Materialbahn erstrecken, so daß aus der Materialbahn Rohlinge für Fliesensätze ausgeschnitten werden können, aus denen sich das Bildmotiv mosaikartig zusammensetzen läßt.

[0007] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können zum aufeinanderfolgenden Auftragen von Teilmustern mehrere Auftragswalzen hintereinander angeordnet sein. Durch mehrere Auftragswalzen können zur Bildung mehrfarbiger Muster verschiedene Farben aufgetragen werden, wobei an den Auftrag von Echtfarben aber auch an die Erzeugung von Mischfarben durch Auftrag von Teilmustern in mehreren Grundfarben zu denken ist.

[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haftet die Dekor- oder/und Glasurmasse an der Oberfläche der Auftragswalze oder/und einer die Masse auf die Auftragswalze übertragenden Entwicklerwalze elektrostatisch oder magnetostatisch an. Insbesondere ist die Anhaftung der Masse auf der Walzenoberfläche entsprechend gewünschten Massemustern örtlich begrenzbar, was in bekannter Weise durch eine fotoleitende Walzenoberfläche erreicht werden kann. Zur Erzeugung eines dem gewünschten Auftragsmuster entsprechenden Ladungsmusters auf der Walzenoberfläche, an der dann begrenzt auf das gebildete Ladungsmuster Dekormaterial anhaftet, kann die Walzenoberfläche belichtet werden, wobei einerseits die Möglichkeit besteht, wie in einem Kopierer eine Belichtung unter optischer Abbildung eines Vorlagemusters auf die Walzenoberfläche vorzunehmen. Alternativ kann programmgesteuert unter zeilen- oder/und punktweiser Abtastung der Walzenoberfläche mit einem modulierten Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, ein digital gespeichertes Bildmuster auf die Walzenoberfläche gezeichnet werden. Vor allem bei programmgesteuerter Aufzeichnung digital gespeicherter Muster kann z.B. eine Fliesenfertigungseinrichtung bei Produktwechsel mit sehr geringem Aufwand umgestellt werden, indem lediglich gewünschte Dekormuster in eine Steuereinrichtung eingespeichert oder aus einer Anzahl bereits gespeicherter Muster ausgewählt werden.

[0009] Die Musteraufzeichnung auf der Walzenoberfläche kann kontinuierlich derart erfolgen, daß in Vorschubrichtung ein endloses Muster auf die Materialbahn übertragen wird.

[0010] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schichtdicke der auf die Materialbahn über die Auftragswalze aufzubringenden Dekor- bzw. Glasurmasse steuerbar, wozu die für die Anhaftung an der Oberfläche der Auftragswalze maßgebenden Parameter entsprechend einzustellen sind. Eine solche Einstellung erfolgt im Rahmen der Vorbereitung einer Fertigungsanlage für ein bestimmtes Produkt.

[0011] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Walzeinrichtung zur Verarbeitung eines nicht plastischen Ausgangsmaterials vorgesehen, wobei vor allem ein Sprühgranulat in Betracht kommt.

[0012] Zweckmäßig weist bei Verwendung solcher nicht plastischer Ausgangsmaterialien die Walzeinrichtung eine das Ausgangsmaterial in den Walzenspalt pressende Verdichtungseinrichtung auf, welche zusätzlich zum Druck der Walzeneinrichtung einen Preßdruck auf das Ausgangsmaterial ausübt. Eine solche Verdichtungseinrichtung kann z.B. durch ein an den Walzenspalt angesetztes Gehäuse, in welchem Förderschnecken angeordnet sind, gebildet sein.

[0013] Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht,

Fig. 2

die Vorrichtung von Fig. 1 in einer Draufsicht,

Fig. 3

ein Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftragbares Dekormuster, und

Fig. 4

ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auftragbares Dekormuster.

[0014] Mit dem Bezugszeichen 1 ist in den Fig. 1 und 2 eine Walzeinrichtung bezeichnet, welche Walzen 2 und 3 aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt 4 gebildet ist. In Walzrichtung vor dem Walzenspalt ist eine Verdichtereinrichtung 5 angeordnet. Die Verdichtereinrichtung 5 weist ein Gehäuse 6 mit Einlaßöffnungen 7 für Keramikmaterial auf. Das Gehäuse 6 reicht an seinem den Walzen 2 und 3 zugewandten Ende bis an die Walzen 2 und 3 heran, wobei enge, für das in das Gehäuse 6 eingefüllte Keramikmaterial undurchlässige Stoßfugen gebildet sind.

[0015] In dem Gehäuse 6 sind Verdichterschnecken 8 angeordnet, welche das in die Einlaßöffnungen 7 eingefüllte Keramikmaterial unter Verdichtung dem Walzenspalt 4 zufördern.

[0016] Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine durch die Walzeinrichtung 1 erzeugte Materialbahn bezeichnet, welche durch ein entsprechend der Walzendrehung bewegtes Transportband 10 abgestützt ist. Über der dem Transportband 10 gegenüberliegenden Oberseite der Materialbahn 9 sind Auftragseinheiten 11 und 12 zum Aufbringen von Farbmaterial sowie eine Auftragseinrichtung 13 zum Aufbringen von Glasurmaterial auf die Materialbahn 9 angeordnet.

[0017] Die Auftragseinheiten 11 bis 13 weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Auftragswalzen 14 bis 16 auf, an denen das Farb- bzw. Glasurmaterial vor der Übertragung auf die Materialbahn 9 elektrostatisch anhaftet.

[0018] Entsprechend einem gewünschten Farbmuster auf der Materialbahn kann auf den Walzen 14 und 15, deren Oberfläche fotoleitend ist, mit Hilfe einer nicht gezeigten Laserabtasteinrichtung durch einen modulierten Laserstrahl ein dem zu erzeugenden Farbmuster entsprechendes Ladungsmuster aufgezeichnet werden.

[0019] Die lediglich zum Auftragen von Glasurmaterial vorgesehene Auftragseinrichtung 13 weist keine solche Laserabtasteinrichtung auf.

[0020] Bei den Auftragswalzen 14 bis 16 sind ferner jeweils nicht gezeigte Einrichtungen zum gleichmäßigen Laden der fotoleitenden Walzenoberfläche, eine Übertragungsladeeinrichtung zum Ablösen an der Walzenoberfläche anhaftenden Farb- bzw. Glasurmaterials und zum Übertragen auf die Materialbahn 9, eine Reinigungsklinge zum Entfernen nach der Übertragung verbliebenen Materials von der Walzenoberfläche, eine Löschlampe zum Entfernen verbliebener elektrischer Ladungen von der Walzenoberfläche und eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Materialauftragsdicke auf der Walzenoberfläche vorgesehen.

[0021] Mit den Bezugszeichen 17 bis 19 sind Farb- bzw. Glasurmaterial auf die Auftragswalzen 14 bis 16 übertragende Tonereinrichtungen bezeichnet, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils eine Entwicklerwalze 20 und einen Tonermaterialbehälter 21 aufweisen.

[0022] Die Auftragseinheiten 11 bis 13 stehen in Verbindung mit einer einen Computer umfassenden Steuereinrichtung 22, über welche neben der Aufzeichnung von Ladungsmustern die Dicke des Auftrags von Farb- bzw. Glasurmaterial auf den Auftragswalzen 14 bis 16 und damit die Auftragsdicke des auf die Materialbahn 9 aufgetragenen Materials gesteuert werden kann.

[0023] Bei den Entwicklerwalzen 20 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um insbesondere mit Eisenspänen belegte Magnetwalzen, an denen magnetisierbares Farb- bzw. Glasurmaterial aus den Tonermaterialbehältern 21 anhaftet.

[0024] Im folgenden soll die Funktionsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung erläutert werden.

[0025] Die den Walzen 2 und 3 vorgeordnete Verdichtereinrichtung 5 erlaubt es, in der Walzeinrichtung 1 nichtpastöse Keramikmaterialien in Granulatform zu verarbeiten. Insbesondere kann ein Sprühgranulat verwendet werden, das durch die Einlaßöffnungen 7 in das Gehäuse 6 eingefüllt wird. Das Sprühgranulat kann sowohl aus einer Steinzeug- als auch einer Steingutmasse bestehen.

[0026] Um eine über die Breite der Walzeinrichtung 1 möglichst gleichmäßige Materialzufuhr zu erreichen, sind mehrere Einlaßöffnungen 7 am Gehäuse 6 vorgesehen.

[0027] Das über die Einlaßöffnungen 7 eingefüllte Keramikmaterial wird mit Hilfe der Förderschnecken 8 dem Walzenspalt 4 zugeführt, wobei eine geeignete Verdichtung des Keramikmaterials derart erreicht wird, daß sich aus dem nichtpastösen Material mit Hilfe der Walzen 2 und 3 die Materialbahn 9 in der zur Weiterverarbeitung erforderlichen Stabilität herstellen läßt.

[0028] Das Gehäuse 6 der Verdichtereinrichtung 5 ist an seiner den Walzen 2 und 3 zugewandten Seite durch die Walzen dicht abgeschlossen, so daß es nicht zum Austritt und zu Verlusten von Keramikmaterial vor dem Walzenspalt 4 kommen kann.

[0029] Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11 wird ein erstes Teilmuster auf die Materialbahn 9 aufgetragen, wobei in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Auftragseinrichtung 11 ein Echtfarbauftrag erfolgt. Mit Hilfe der Auftragseinrichtung 12 wird ein zweites durch Echtfarbe gebildetes Teilmuster aufgetragen.

[0030] Zum Beispiel könnte im vorliegenden Fall auf die Materialbahn 9 eine Vielzahl von jeweils zwei Echtfarben aufweisenden Fliesendekormustern aufgedruckt werden, wobei die Materialbahn 9 dann entsprechend dem Aufdruck in eine Vielzahl von Fliesenrohlingen zu zerschneiden ist.

[0031] Über die zwei gezeigten Auftragseinheiten 11 und 12 hinaus könnten je nach Anzahl der im Dekor gewünschten verschiedenen Farben weitere Auftragseinrichtungen zum Auftragen von Echtfarben vorgesehen sein.

[0032] Mit Hilfe von vier Auftragseinrichtungen wäre ferner ein Farbdruck mit beliebig vielen Farbtönen durch Farbmischung möglich, wobei z.B. Tonermaterialien mit den Farben Cyan, Magenta und Gelb und Schwarz verwendet werden könnten.

[0033] Mit Hilfe der Steuerung 22, in der aufzutragende Bildmuster digital speicherbar sind, kann unter zeilen- und punktweiser Abtastung der Auftragswalzen 14,15 programmgesteuert ein gewünschtes Ladungsbild auf den Walzenoberflächen erzeugt werden. Das durch die Tonerentwicklungseinrichtungen 17,18 übertragene Tonermaterial haftet dann entsprechend dem erzeugten Ladungsbild an den Walzenoberflächen an, und es wird ein entsprechendes Farbmuster auf die Materialbahn 9 übertragen.

[0034] Anstelle einer programmgesteuerten Erzeugung von Ladungsbildern könnte auch eine elektrofotografische Erzeugung solcher Ladungsbilder durch optische Abbildung von Bildvorlagen auf die Walzenoberfläche wie in einer Kopiervorrichtung erfolgen.

[0035] Neben der Steuerung der Bildmustererzeugung kann die Steuereinrichtung 22 auch zur Steuerung der Dicke des Materialauftrags dienen, indem über die Steuereinrichtung die Materialdicke bestimmende Parameter der Auftragseinheiten 11 bis 13, insbesondere die Ausgangsladung auf den Auftragswalzen 14 bis 15, eingestellt werden.

[0036] Durch die Auftragseinheit 13 wird abschließend ein Glasurmaterial gleichmäßig auf die Materialbahn 9 aufgetragen.

[0037] Da die Aufzeichnung von Dekormustern auf die Auftragswalzen programmgesteuert über die Steuereinrichtung 22 anhand digital gespeicherter Muster erfolgt, läßt sich die Vorrichtung mit geringem Aufwand an unterschiedliche Produktionsaufgaben anpassen.

[0038] Fig. 3 zeigt ein Beispiel für auf eine Materialbahn aufgedruckte Echtfarben-Fliesendekormuster, die mit Hilfe von drei hintereinander angeordneten, den Einheiten 11 und 12 entsprechenden Auftragseinheiten hergestellt wurden. Bei 23 bis 24 sind die Achsen der Auftragswalzen der genannten drei Auftragseinheiten angeordnet.

[0039] Durch die der Walzeinrichtung nächstliegende Auftragseinrichtung bei 23 wird zunächst ein Teilmuster 26 vielfach in einer ersten Farbe auf eine Materialbahn 9' aufgedruckt. Durch die Auftragseinrichtung bei 24 erfolgt ein Aufdruck von Teilmustern 27 in einer zweiten Farbe und durch die Auftragseinrichtung bei 25 schließlich ein Aufdruck von Teilmustern 28 in einer dritten Farbe.

[0040] Entsprechend aus den Teilmustern 26 bis 28 vielfach gebildeten Fliesendekormustern kann die Materialbahn 9' in brennfertige Fliesenrohlinge zerschnitten werden.

[0041] Während in dem Beispiel von Fig. 3 eine Vielzahl von übereinstimmenden Fliesendekormustern auf die Materialbahn 9' aufgedruckt wird, erfolgt bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Aufdruck eines zusammenhängenden Motivs, das sich über die gesamte Breite einer Materialbahn 9'' erstreckt, wobei die Materialbahn 9'' dann in Fliesenrohlinge zur Herstellung von Fliesensätzen, aus denen sich das gezeigte Motiv mosaikartig zusammensetzen läßt, zerschnitten werden kann.

[0042] Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, besteht das dort gezeigte Motiv aus vier Echtfarbteilmustern, die durch vier Auftragseinrichtungen mit Auftragswalzen bei 29, 30, 31 und 32 auf die Materialbahn 9'' aufgetragen werden. Durch die Auftragswalze bei 29 wird ein das Blattwerk eines Baumes wiedergebendes Teilmuster 33, durch die Auftragswalze bei 30 der Stamm 34 des Baumes, durch die Auftragswalze bei 31 ein Untergrund und durch die Auftragswalze bei 32 ein Hintergrund des Bildmotivs aufgedruckt.

Ansprüche

1. Vorrichtung für die Herstellung von Keramikrohlingen, insbesondere Fliesenrohlingen, mit einer Walzeinrichtung (1) zum Erzeugen einer in die Keramikrohlinge zerteilbaren Materialbahn (9),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzeinrichtung eine wenigstens eine Auftragswalze (4-16) umfassende Einrichtung (11-19) zum Aufbringen von Dekor- oder/und Glasurmasse auf die Materialbahn (9) nachgeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß über die Auftragswalze (14,15) ein an der Walzenoberfläche anhaftendes, durch Dekor- oder Glasurmasse gebildetes Muster auf die Materialbahn übertragbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich ein zusammenhängendes Muster über die gesamte Breite der Materialbahn (9'') erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Auftragswalze gleichzeitig mehrere übereinstimmende oder/und verschiedene Muster auf die Materialbahn (9') übertragbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum aufeinanderfolgenden Auftragen von Teilmustern mehrere Auftragswalzen (14,15) hintereinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dekor- oder Glasurmasse an der Oberfläche der Auftragswalze (14-16) elektrostatisch oder magnetostatisch anhaftet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anhaftung der Masse auf der Walzenoberfläche entsprechend gewünschten Auftragsmustern örtlich begrenzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenoberfläche fotoleitend ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenoberfläche zur Begrenzung der Anhaftung belichtbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenoberfläche zur Begrenzung der Anhaftung zeilen- oder/und punktweise abtastbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenoberfläche mit einem Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, abtastbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzenoberfläche entsprechend einer elektronisch, insbesondere digital, gespeicherten Mustervorlage abtastbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anhaftung durch optische Abbildung einer Mustervorlage auf die Walzenoberfläche begrenzbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der auf die Materialbahn über die Auftragswalze (14-16) aufzubringenden Masse steuerbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzeinrichtung (1) zur Verarbeitung eines nichtplastischen Ausgangsmaterials vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzeinrichtung (1) zur Verarbeitung eines Granulats, insbesondere Sprühgranulats, vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzeinrichtung (1) eine das Ausgangsmaterial in den Walzenspalt (4) pressende Verdichtungseinrichtung (5) umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdichtungseinrichtung wenigstens eine Förderschnecke (8) aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Materialbahn (9) zu übertragende Dekor- oder/und Glasurmasse auf die Auftragswalze über eine Entwicklerwalze (20), an der die Dekor- oder/und Glasurmasse magnetostatisch oder elektrostatisch anhaftet, übertragbar ist.

20. Verfahren zur Herstellung von Keramikrohlingen, insbesondere von Fliesenrohlingen, bei dem ein Keramikausgangsmaterial einem Walzenspalt zugeführt, zu einer Bahn gewalzt und aus der gewalzten Bahn die Keramikrohlinge hergestellt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die gewalzte Bahn über eine Walze ein Dekor- oder/und Glasurmaterial aufgetragen wird.

Zeichnung