Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Presse für die Herstellung von keramischen Fliesenrohlingen mit einer Stempelträgerplatte, an der mehrere obere Stempel befestigt sind, die jeweils mit einem zugeordneten unteren Stempel zusammenwirken, wobei ein Stempel eines zusammenwirkenden Stempelpaares als isostatischer Stempel mit einer mit inkompressibler Flüssigkeit (Öl) gefüllten Kammer ausgebildet ist, die durch eine durch Veränderung des Drucks der inkompressiblen Flüssigkeit in ihrer Höhenposition veränderbare Stempeldeckplatte abgeschlossen und über eine druckfeste Leitung mit einer Öldruckquelle verbunden ist

Eine Presse mit diesen Merkmalen ist aus dem Dokument EP 0894587 Al bekannt. Bei dieser bekannten Presse ist die Öldruckquelle eine Ölpumpe, der ein kompliziertes System mit einem Druckspeicher, mit Manometern und mit Ventilen zugeordnet ist, die von einer elektrischen Steuerschaltung angesteuert werden. Dieses System dient dazu, ohne Erhöhung des Pressdrucks durch Überlagerung von Vibrationen des Pressstempels mit einer Vibrationsfrequenz von 10 bis 50 Druckimpulsen je Presszyklus die Presseffizienz zu erhöhen.

Ein isostatischer Pressstempel für die Herstellung keramischer Fliesenrohlinge ist auch aus dem Dokument EP 0893217 Al bekannt. Bei diesem bekannten Pressstempel ist der das Hydrauliköl enthaltende Raum innerhalb des Pressstempels in mehrere Kammern unterteilt, denen jeweils ein Drucksensor und ein Ventil zugeordnet sind, wobei durch die Ventile die Kammern wahlweise voneinander trennbar und miteinander verbindbar sind. Beim Pressvorgang sind die Kammern druckmittelseitig getrennt, und durch die den einzelnen Kammern zugeordneten Drucksensoren lässt sich die Verteilung des Granulats in der Pressform kontrollieren.

Bei der Herstellung von keramischen Fliesen ist die mittlere Dichte der gepressten Fliesenrohlinge von großer Bedeutung. Insbesondere beim Brennen der gepressten Rohlinge ist sie ein entscheidendes Kriterium für die Qualität des entstehenden Produktes. Zum Beispiel werden bei unterschiedlichen mittleren Dichten der Fliesenrohlinge die Fliesen nach dem Brennen unterschiedlich groß und müssen nach ihrer Größe (Kaliber) sortiert werden. Die Sortierung und die damit verbundene Lagerhaltung sind einerseits aufwendige Maßnahmen und verursachen außerdem zusätzliche Kosten.

Unterschiedliche mittlere Dichten der Rohlinge können insbesondere durch Fehler beim Füllen der Stempelkavitäten mit dem Gemenge, durch Maßtoleranzen der Pressformen und Pressstempel und auch durch unterschiedlich hohen Pressdruck der einzelnen Pressstempel hervorgerufen werden. Ein unterschiedlich hoher Pressdruck der einzelnen Pressstempel resultiert häufig daraus, dass sich die Stempelträgerplatte und/oder die die Stempelträgerplatte tragende Traverse unter dem hohen Pressdruck leicht durchbiegen, so dass die im mittleren Bereich der Stempelträgerplatte angeordneten Stempelpaare stärker pressen als die seitlich angeordneten Stempelpaare.

Um durch unterschiedliche mittlere Dichten der Fliesenrohlinge bedingte Fehler zu vermeiden, werden im Produktionsprozeß in bestimmten Zeitabständen die mittleren Dichten der Rohlinge bestimmt. Die Werte der mittleren Dichte werden für die Korrektur der Füllmenge in den Formen und für die Korrektur des Pressdrucks einzelner Stempel benutzt.

In der Praxis ist es bei isostatischen Stempeln bekannt, die Korrektur des Pressdrucks der Stempel in der Weise vorzunehmen, dass die Menge der inkompressiblen Flüssigkeit (zum Beispiel Hydrauliköl) in den betreffenden Stempeln durch Anschließen einer Ölpumpe erhöht wird. Während die oberen Pressstempel je nach Bauart der Presse bei einer Änderung der Ölfüllung mit Hilfe einer Ölpumpe gelegentlich in der Presse verbleiben können, müssen die unteren Pressstempel zu diesem Zweck fast immer aus der Presse herausgenommen werden. Sie befinden sich nämlich innerhalb der Pressform, und ein Zugang zu den Füllventilen, die sich auf der Unterseite der Pressstempel befinden, ist daher nur selten möglich. Für die Änderung der Ölmenge in einer oder in mehreren Pressstempeln ist es außerdem immer notwendig, die Presse anzuhalten und den Produktionsbetrieb zu unterbrechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Pressdruck eines Stempelpaares unabhängig von dem Pressdruck der anderen Stempelpaare durch Änderung der Flüssigkeitsmenge in einem isostatischen Pressstempel auf einfache Weise zu ermöglichen, ohne dass dazu die Produktion unterbrochen werden muß.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Presse der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Öldruckquelle ein mit der inkompressiblen Flüssigkeit gefüllter und mit der Kammer des isostatischen Stempels kommunizierend verbundener und mit diesem ein geschlossenes System bildender druckfester Behälter ist, und dass zur Korrektur der mittleren Dichte der gepressten Fliesenrohlinge das Volumen des mit der Flüssigkeit gefüllten Behälters veränderbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt also ein geschlossenes System aus zwei mit der Flüssigkeit gefüllten kommunizierenden Kammern mit- einer insgesamt konstant bleibenden Flüssigkeitsmenge vor. Zur Erhöhung der Flüssigkeitsmenge in der Kammer des isostatischen Stempels wird ein Teil der Flüssigkeit aus der anderen Kammer, nämlich dem druckfesten Behälter, durch Verringerung des Behältervolumens verdrängt. Umgekehrt wird, wenn der Pressdruck des betreffenden Stempelpaares verringert werden soll, die Flüssigkeitsmenge in der Kammer des isostatischen Stempels dadurch verringert, dass das Volumen des druckfesten Behälters vergrößert wird.

Zweckmäßigerweise ist der mit dem isostatischen Pressstempel kommunizierend verbundene Behälter ein durch einen beweglichen Kolben abgeschlossener Druckzylinder, in dem der Kolben verschiebbar angeordnet ist.

Vorteilhafterweise ist jedes Stempelpaar der Presse mit dieser Möglichkeit ausgerüstet, indem entweder dem oberen Pressstempel oder dem unteren Pressstempel jeweils ein eigener druckfester Flüssigkeitsbehälter zugeordnet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bestimmung der mittleren Dichte der Fliesenrohlinge durch Messung der Druck-Reaktionskräfte mit Hilfe von Drucksensoren unmittelbar in der Pressform erfolgt. Während die bisher übliche Methode zur Bestimmung der mittleren Dichte der Rohlinge zeitaufwendig ist und in dieser Zeit mehrere weitere Pressvorgänge durchgeführt werden, kann bei einer Dichtebestimmung unmittelbar in der Pressform die Korrektur des Pressdrucks unverzüglich, das heißt bereits für den nächstfolgenden Pressvorgang, vorgenommen werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die verschiebbaren Kolben in den mit den jeweils zugehörigen Pressstempeln kommunizierenden Druckbehältern mit einem steuerbaren Antrieb verbunden sind, und wenn dieser steuerbare Antrieb über eine Regelschaltung von den Signalen der Drucksensoren angesteuert wird. Auf diese Weise erfolgt unverzüglich eine automatische Korrektur des Pressdrucks, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist.

Zum Zweck der Messung der Druck-Reaktionskräfte unmittelbar in der Pressform kann beispielsweise der isostatische Pressstempel selbst zusätzlich mit geeigneten Drucksensoren versehen sein.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform für eine solche den Pressdruck automatisch korrigierende Presse besteht darin, dass bei einem zusammenwirkenden Pressstempelpaar ein Pressstempel als isostatischer Pressstempel mit veränderbarer Ölmenge ausgebildet ist, dass der andere Pressstempel ein massiver, nicht isostatischer Pressstempel ist, bei dem zwischen der Stempelgrundplatte unter der Stempeldeckplatte Drucksensoren für die Messung der Druck-Reaktionskräfte beim Pressvorgang angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt einer Presse mit einer mehrere Pressstempel umfassenden Pressform für die Herstellung keramischer Fliesenrohlinge.

Von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Presszylinder wird die Presstraverse 1 betätigt, an der der Oberstempelträger 2 befestigt ist. An dem Oberstempelträger 2 sind mehrere isostatische obere Pressstempel 3, 4 auf geeignete Weise befestigt.

Der untere Teil der Presse umfaßt den Formrahmen 6 mit den die Seitenwände der Pressformen bildenden Formhöhlungen (Kavitäten) 7, die unteren Pressstempel 8,9, die auf Stempelträgern 10 ruhen, und die Grundplatte 11, die ihrerseits auf dem Pressentisch 12 aufliegt. Durch einen nicht dargestellten Hebemechanismus werden die unteren Pressstempel 8,9 nach dem Pressvorgang angehoben, so dass dadurch die gepressten Rohlinge auf das obere Niveau des Formrahmens 6 angehoben und von den Formen entfernt werden können.

Grundsätzlich kann es sich sowohl bei den oberen Pressstempeln als auch bei den unteren Pressstempeln um isostatische Pressstempel handeln. In der Regel empfiehlt es sich jedoch, entweder nur die oberen Pressstempel oder nur die unteren Pressstempel als isostatische Pressstempel auszubilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die oberen Pressstempel 3 als isostatische Pressstempel ausgebildet. Hinter der Stempeldeckplatte 13 befindet sich die mit Hydrauliköl gefüllte Kammer 14 beziehungsweise 15. Durch Veränderung des Ölvolumens in der Kammer 14 beziehungsweise 15 kann die Stempeldeckplatte 13 in der Höhe verstellt werden.

Die Kammer 14 des Pressstempels 3 ist über eine druckfeste Leitung 18 mit einem zylinderförmigen druckfesten Behälter 19 verbunden. Das Ölvolumen in dem Behälter 19 kann durch Verschieben des Kolbens 20 verändert werden. Bei Verringerung des Ölvolumens in dem Behälter 19 führt die Verdrängung dieser Ölmenge zu einer entsprechenden Erhöhung des Ölvolumens in der Kammer 14 des Pressstempels 3, wodurch die Stempeldeckplatte 13 sich nach unten verschiebt. Die Verstellung des Kolbens 20 in dem Behälter 19 kann stufenlos über die Rändelschraube 21 erfolgen.

Der Anschluß für die Druckleitung 18 erfolgt bei dem Pressstempel 3 auf der Rückseite des Pressstempels über ein Rückschlagventil 23. Das Rückschlagventil 23 dient dazu, beim Abklemmen der Druckleitung 18 ein Austreten des Hydrauliköls aus dem Stempel zu verhindern.

Ebenso wie beim Pressstempel 3 ist die mit Hydrauliköl gefüllte Kammer 15 des isostatischen Pressstempels 4 über ein Rückschlagventil 25 und eine druckfeste Leitung 26 mit einem zylinderförmigen druckfesten Behälter 27 verbunden. In diesem Fall ist das Anschlußventil 25 an dem Pressstempel 4 seitlich angeordnet. Ob es seitlich oder an der Rückseite angeordnet wird, hängt von den übrigen konstruktiven Bedingungen der Presse ab. Mit Hilfe des Kolbens 28, der durch die Rändelschraube 29 stufenlos verschoben werden kann, wird das Ölvolumen in dem Behälter 27 verringert oder vergrößert, was zu einer entsprechenden Änderung des Ölvolumens in der Kammer 15 des Pressstempels 4 und damit zu einer Verschiebung der Deckplatte 13 des Pressstempels 4 führt.

Selbstverständlich können anstelle der oberen Pressstempel die unteren Pressstempel als isostatische Pressstempel mit den Merkmalen der Erfindung ausgebildet sein. Bei den unteren Pressstempeln ist es jedoch nicht möglich, den Anschluß an die Druckleitung seitlich vorzusehen, vielmehr muß der Anschluß dann immer auf der Rückseite angeordnet sein.

Bei dem hier beschriebenen Beispiel erfolgt die Korrektur des Pressstempels entsprechend den ermittelten Werten für die mittlere Dichte von Hand. Wie bereits erwähnt, ist es aber auch möglich, die Korrektur automatisch vorzunehmen, wenn die Bestimmung der mittleren Dichte der Fliesenrohlinge in der Weise erfolgt, wie es beispielsweise in der EP 1533109 A2 beschrieben ist.