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DE10112439A1 - Device for producing ceramic masses by extrusion has insert protruding beyond nozzle end in flow direction, insulated surface processing tool at distance from nozzle end - Google Patents

Device for producing ceramic masses by extrusion has insert protruding beyond nozzle end in flow direction, insulated surface processing tool at distance from nozzle end

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Publication number
DE10112439A1
DE10112439A1 DE2001112439 DE10112439A DE10112439A1 DE 10112439 A1 DE10112439 A1 DE 10112439A1 DE 2001112439 DE2001112439 DE 2001112439 DE 10112439 A DE10112439 A DE 10112439A DE 10112439 A1 DE10112439 A1 DE 10112439A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
insert
distance
nozzle end
voltage source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001112439
Other languages
German (de)
Inventor
Oleg L Kulikov
Klaus Hornung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2001112439 priority Critical patent/DE10112439A1/en
Publication of DE10112439A1 publication Critical patent/DE10112439A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/08Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/12Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein one or more rollers exert pressure on the material
    • B28B3/126Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein one or more rollers exert pressure on the material on material passing directly between the co-operating rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/2618Extrusion dies using lubricating means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

The device has a nozzle for forming a ceramic mass and at least one insert, between which the mass is forced, and a voltage source with opposed poles connected to two mutually isolated elements. An insert protrudes beyond the nozzle end in the flow direction. At least one insulated surface processing tool is arranged at a distance from the nozzle end. The tool and insert are connected to opposite poles of a voltage source. The device has a nozzle for forming a ceramic mass to be fed to it and at least one insert fixed in the nozzle, between which the mass is forced, and a voltage source whose opposed poles are connected to two mutually isolated elements. At least one insert protrudes beyond the end of the nozzle in the flow direction by a distance not less than twice the minimal gap between insert and the interior contour of the nozzle. At least one insulated surface processing tool is arranged at a distance from the nozzle end between the former distance and twice the gap width. The tool and insert are connected to opposite poles of a voltage source.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Produktion keramischer Produkte durch Extrusion und im besonderen bezieht sie sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Produkten mit einer bearbeiteten äußeren Oberfläche.The invention relates to a device for the production of ceramic products Extrusion and in particular it relates to an apparatus for producing ceramic products with a machined outer surface.

Stand der TechnikState of the art

Die moderne Ziegelindustrie benutzt Automaten zur Produktion von Ziegeln und keramischen Hohlkörpern. Keramische Ziegel von der Form eines Parallelepipedes mit einem Muster auf den Außenflächen werden oft hergestellt. Dieses Muster kann rein dekorativen Charakter haben oder es kann dazu dienen, den Halt von aufgebrachtem Putz zu verbessern. Dazu können Rollen oder andere Werkzeuge, wie Förderbänder verwendet werden (siehe die Beschreibungen zu den US Patenten No. 3790326, B 29 D 7/02, 1974; No. 4108586, B 28 B 3/12, 1978; No. 4147491, B 28 B 11/08, 1979), aber es sind auch spezielle Messer und Bürsten im Gebrauch (siehe die Beschreibungen zu den USSR Patenten No. 1208496, B 28 B 11/08, 1984). Der Nachteil dieser bekannten Methoden zur Oberflächenbearbeitung liegt darin, daß das keramische Material oft an den jeweiligen Werkzeugen klebt.The modern brick industry uses machines to produce bricks and ceramics Hollow bodies. Ceramic tile in the shape of a parallelepiped with a pattern on it the exterior surfaces are often made. This pattern can be purely decorative or it can serve to improve the hold of applied plaster. To Rolls or other tools such as conveyor belts can be used (see the Descriptions of U.S. Patent No. 3790326, B 29 D 7/02, 1974; No. 4108586, B 28 B 3/12, 1978; No. 4147491, B 28 B 11/08, 1979), but there are also special knives and Brushes in use (see the descriptions of USSR Patents No. 1208496, B 28 B  11/08, 1984). The disadvantage of these known methods for surface processing lies in that the ceramic material often sticks to the respective tools.

Es gab Versuche, dieses Kleben durch Verwendung von Teflon- oder Gummiüberzügen zu verhindern (siehe die Beschreibung zu USSR Patent No. 159441, B 28 B 11/08, 1969). Der Nachteil dabei ist aber, daß diese Überzüge sich schnell abnützen durch im Ton enthaltene scharfkantige Bestandteile (z. B. Quartz- oder andere Gesteinspartikel).Attempts have been made to this gluing by using Teflon or rubber coatings prevent (see the description of USSR Patent No. 159441, B 28 B 11/08, 1969). The The disadvantage, however, is that these coatings wear out quickly due to the clay sharp-edged components (e.g. quartz or other rock particles).

Es gab weiterhin Versuche, die Werkzeuge mit Mineralöl zu schmieren oder sie mit Quarzsand oder anderen Stäuben zu bedecken (siehe die Beschreibung zu US Patent No. 4068922, B 28 B 11/00, 1978). Dabei treten jedoch Probleme auf an scharfen Kanten der Werkzeuge, an denen die Überzüge abreißen und sich wieder ein Verkleben einstellt.There have also been attempts to lubricate the tools with mineral oil or with them To cover quartz sand or other dusts (see the description of US Patent No. 4068922, B 28 B 11/00, 1978). However, problems occur on sharp edges of the Tools on which the covers tear off and stick again.

Von den bisherigen Erfindungen ist EP No. 244714, B 28 B 3/26, 1987 in Bezug auf die von uns vorgestellte Erfindung die am nächsten liegende. Dort wird eine Düse mit Einsätzen verwendet. Mindestens zwei Komponenten (z. B. die Düse und der Einsatz) sind voneinander elektrisch isoliert und sie sind mit den Elektroden einer Gleichspannungsquelle (DC-Quelle) entgegengesetzter Polarität verbunden. Damit wird der Vorgang der Elektroosmose in Gang gesetzt, was zur Bildung von Flüssigkeitsfilmen führt, welche an kritischen Stellen Abnutzung durch Schmierung verhindert. Das Verdienst dieser Erfindung liegt in einer Reduzierung der Reibung und damit der Abnutzung der Düse.Of the previous inventions, EP No. 244714, B 28 B 3/26, 1987 with respect to that of invention presented to us the closest. There is a nozzle with inserts used. At least two components (e.g. the nozzle and the insert) are from each other electrically isolated and they are connected to the electrodes of a direct voltage source (DC source) opposite polarity connected. With this, the process of electro-osmosis starts set, which leads to the formation of liquid films, which at critical points Wear prevented by lubrication. The merit of this invention lies in one Reduction of friction and thus wear of the nozzle.

Der Nachteil aller beschriebenen bestehenden Lösungen liegt in der Unmöglichkeit, feinstrukturierte Außenflächen zu produzieren. Bei der elektroosmotischen Technik kann es zur Bildung von Kapillarkanälen oder Rissen auf den Außenflächen kommen. Die Ursache für dieses Phänomen ist eine Instabilität des Diffusionsflusses von Wasser unter osmotischem Druck. Falls sich das Material länger als τ = d2/χ im elektrischen Felde befindet, wobei d der Abstand zwischen den Elektroden (in mm) und χ der Diffusionskoeffizient (in Einheiten von mm2/sec) sind, verursacht der osmotische Druck die Bildung von mit Wasser gefüllten Hohlräumen. Eine Abschätzung ergibt einen Wert für τ von ungefähr 10 sec. Zusätzlich wird das Wachstum dieser Hohlräume durch das Strecken des Materials beim Düsenaustritt begünstigt. Diese Hohlräume verursachen Risse im Endprodukt und dessen Festigkeit ist dadurch herabgesetzt.The disadvantage of all the existing solutions described is the impossibility of producing finely structured outer surfaces. With electroosmotic technology, capillary channels or cracks can form on the outer surfaces. The cause of this phenomenon is an instability of the diffusion flow of water under osmotic pressure. If the material is in the electric field longer than τ = d 2 / χ, where d is the distance between the electrodes (in mm) and χ is the diffusion coefficient (in units of mm 2 / sec), the osmotic pressure causes the formation of cavities filled with water. An estimate gives a value for τ of approximately 10 seconds. In addition, the growth of these cavities is promoted by the stretching of the material at the nozzle outlet. These cavities cause cracks in the end product and its strength is reduced.

Der hier vorgestellten gegenwärtigen Erfindung liegt der Anspruch zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Produkten höherer Festigkeit und mit strukturierten Außenflächen zu schaffen.The present invention presented here is based on the claim, a Device for the production of ceramic products of higher strength and with to create structured outer surfaces.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, bei dem eine Düse verwendet wird mit mindestens einem in der Düse befestigten Einsatz, wobei mindestens einer der Einsätze über das Düsenende hinaus in Strömungsrichtung bis zu einer Entfernung L hervorsteht, wobei L nicht kleiner als 2T ist und T die minimale Spaltbreite zwischen Einsatz und Düseninnenkontur ist, und daß mindestens ein Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung in einem Abstande M in Strömungsrichtung vom Düsenende positioniert ist, wobei der Wert von M zwischen 2T bis L + 2T liegt, und dieses Werkzeug aus elektrisch leitendem Material gefertigt ist und von dem Einsatz elektrisch isoliert ist und Werkzeug und Einsatz an die entgegengesetzte Pole einer Spannungsquelle angeschlossen sind.The object is achieved by a device in which a nozzle is used at least one insert fastened in the nozzle, at least one of the inserts over the nozzle end protrudes in the flow direction up to a distance L, where L is not less than 2T and T is the minimum gap width between insert and Is the inner contour of the nozzle, and that at least one tool for surface machining in a distance M in the direction of flow from the nozzle end, the value of M is between 2T to L + 2T, and this tool made of electrically conductive material is manufactured and is electrically insulated from the insert and tool and insert to the opposite poles of a voltage source are connected.

Bei einer Ausführung der Erfindung sind die angelegten Spannungen regulierbar, Wert und Polarität der Spannung können zeitlich konstant sein oder sich in einem bestimmten zeitlichen Rhythmus ändern. In an embodiment of the invention, the voltages applied are adjustable, value and The polarity of the voltage can be constant over time or in a certain time Change rhythm.  

Bei einer Ausführung der Erfindung hat derjenige Teil des Einsatzes, der hervorsteht einen konstanten Querschnitt.In an embodiment of the invention, the part of the insert that protrudes has one constant cross section.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist die Spannungsquelle eine Gleichspannungsquelle, der vorstehende Einsatz die Anode und das erwähnte Werkzeug die Kathode.In another embodiment of the invention, the voltage source is one DC voltage source, the above use the anode and the tool mentioned Cathode.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das erwähnte Werkzeug eine Rolle aus Metall. In a further embodiment of the invention, the tool mentioned is a roll Metal.  

BeispieleExamples Beispiel 1example 1

Dieses Beispiel zeigt eine prinzipielle Ausführungsmöglichkeit der vorgeschlagenen Vorrichtung.This example shows a possible principle of the proposed Contraption.

Sie ist in Fig. 1 in schematischer Weise dargestellt. I ist der Düsenkörper, 2 das Mundstück. Der Einsatz 3 ist mechanisch im Inneren des Düsenkörpers befestigt und er steht über das Düsenende bis zu einem Abstand L in Strömungsrichtung vor. Die Rollen 4 zur Oberflächenbearbeitung befinden sich in einem Abstande M vom Düsenende. Hier sind zwei Werkzeuge zur Außenbearbeitung gezeigt: Eine Metallrolle 4 im Abstande M vom Düsendende zur Oberflächenstrukturierung und ein Messer 6 im Abstande S vom Einsatzende zum Abschneiden des Produktes. Die Kathode der Spannungsquelle 8 (mit "-" bezeichnet) ist mit der Düse 2, den Rollen 4 und dem Messer 6 verbunden. Die Anode ("+") ist mit dem Einsatz 3 verbunden. Der Einsatz 3 ist von 1, 2, 4 und 6 elektrisch isoliert. Regelwiderstände R, R1 und R2 dienen der Stromregulierung und zur Aufrechterhaltung eines Potentials von 5 bis 50 Volt zwischen 2, 4, 6 einerseits und 3 andererseits.It is shown in a schematic manner in FIG. 1. I is the nozzle body, 2 the mouthpiece. The insert 3 is mechanically fastened in the interior of the nozzle body and it projects beyond the nozzle end up to a distance L in the flow direction. The rollers 4 for surface processing are located at a distance M from the nozzle end. Two tools for external machining are shown here: a metal roller 4 at a distance M from the nozzle end for surface structuring and a knife 6 at a distance S from the insert end for cutting off the product. The cathode of the voltage source 8 (labeled "-") is connected to the nozzle 2 , the rollers 4 and the knife 6 . The anode ("+") is connected to insert 3 . Insert 3 is electrically isolated from 1, 2, 4 and 6. Variable resistors R, R1 and R2 are used to regulate the current and to maintain a potential of 5 to 50 volts between 2, 4, 6 on the one hand and 3 on the other hand.

Wirkungsweiseoperation

Das nasse keramische Material wird von links nach rechts durch das Düsenmundstück gedrückt (siehe Pfeil in Fig. 1), die Düse 2 und der Einsatz 3 wirken dabei als Führung. Nach dem Düsenaustritt wird diese Führung nur von dem Einsatz 3 besorgt. Die Rollen 4 drehen sich durch Reibung am Material und drücken in seine Oberfläche ein Muster ein oder sie formen weiterhin die äußere Gestalt des Produktes. Das Abschneidemesser 6 wird durch einen zusätzlichen Motor angetrieben und es trennt beispielsweise einzelne Ziegel von dem Strang ab. Durch das Material fließt ein elektrischer Strom. Sein Wert wird durch die Regelwiderstände R, R1 und R2 so eingestellt, daß das Messer 6, die Rollen 4 und die Düse 2 auf negativem Potential (5 bis 50 Volt) relativ zum Einsatz sind. Zum Messer 6 fließt ein Strom, solange es mit dem Material in Kontakt ist. Diejenigen Teile, die auf negativem Potential sind, werden von einer Wasserschicht geschmiert, wodurch die Reibung zwischen ihnen und dem Material reduziert wird. Die Oberflächenbearbeitung, z. B. das Eindrücken einen tiefen Reliefs komprimiert die Oberflächenschicht und trägt dazu bei, eventuell vorhandene Hohlräume im Material zu schließen. Der Einsatz erzeugt Reibung, die das Material komprimiert, so daß es zu einer Unterdrückung der Bildung von Hohlräumen kommt, die ansonsten bei der Passage des Düsenendes oder der Oberflächen- Bearbeitungswerkzeuge (Förderbänder oder Rollen) eventuell entstehen können. Die Werkzeuge sind aber nur kurze Zeit in Kontakt mit dem nassen keramischen Material, viel kürzer als die Diffusionszeit τ. Aus diesen Gründen kommt es im Gegensatz zu der oben zitierten nächstliegenden bisherigen Erfindung zu keiner Bildung von Kapillarhohlräumen an den erwähnten Werkzeugen.The wet ceramic material is pressed from left to right through the nozzle mouthpiece (see arrow in Fig. 1), the nozzle 2 and the insert 3 act as a guide. After the nozzle exit, this guide is only taken care of by insert 3 . The rollers 4 rotate due to friction on the material and press a pattern into its surface or they continue to form the outer shape of the product. The cutting knife 6 is driven by an additional motor and it cuts individual bricks from the strand, for example. An electrical current flows through the material. Its value is set by the control resistors R, R1 and R2 so that the knife 6 , the rollers 4 and the nozzle 2 are at a negative potential (5 to 50 volts) relative to the application. A current flows to the knife 6 as long as it is in contact with the material. Those parts that are at negative potential are lubricated by a layer of water, reducing the friction between them and the material. The surface treatment, e.g. B. the impression of a deep relief compresses the surface layer and helps to close any voids in the material. The insert creates friction, which compresses the material, so that there is a suppression of the formation of cavities, which may otherwise arise when passing through the nozzle end or the surface processing tools (conveyor belts or rollers). However, the tools are only in contact with the wet ceramic material for a short time, much shorter than the diffusion time τ. For these reasons, in contrast to the closest previous invention cited above, there is no formation of capillary cavities on the tools mentioned.

Die Vorrichtung erlaubt so die Anbringung einer Struktur auf den Außenflächen des Extrudates, außerdem wird durch den langen Einsatz die Qualität desselben verbessert, da der Einsatz die Bildung von Oberflächenrissen weitgehend unterdrückt. The device thus allows the attachment of a structure on the outer surfaces of the Extrudates, moreover, the quality of the same is improved by the long use, since the Use largely suppressed the formation of surface cracks.  

VergleichsbeispielComparative example

Hier wird von Versuchsergebnisse berichtet, die mit einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik erzielt wurden.Test results are reported here, which were carried out using a device from the prior art of technology have been achieved.

Es wurde eine keramische Mischung mit folgender chemischen Zusammensetzung (in Gewichtsprozenten) verwendet: SiO2: 70.4%, Al2O3 + TiO2: 14.2%, Fe2O3 + FeO: 4.9%, CaO: 0.8%, MgO: 1.7%, SO3: 0.1%, Na2O + K2O: 3.5%, Materialschwund beim Erhitzen (Glühverlust): 4%. Wassergehalt ca. 20%. Die Experimente wurden mit einer kleinen Schraubenpresse von 35 mm Durchmesser durchgeführt. Das Schema der verwendeten Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt und es entspricht vom Grundprinzip her der aus der Literatur bekannten bisherigen Anordnung. Das keramische Material wurde durch die Düse mit Eintrittsdurchmesser 42 mm gedrückt und sodann durch eine konische Düse mit zylindrischem Querschnitt gedrückt (Konuswinkel 5 Grad zur Achse). Der Düsenaustritt wies einen Durchmesser von 22 mm auf. Es kam ein Einsatz 3a zur Anwendung, der innerhalb der Düse mechanisch befestigt war. Er bestand aus einem zylindrischen Dorn mit Durchmesser 6 mm. Der Einsatz und die Düse waren aus Stahl, waren voneinander elektrisch isoliert und mit einer Spannungsquelle 8a verbunden. Der Strom der Quelle wurde mit dem Regelwiderstand R geregelt. Der Einsatz endete genau im Austrittsquerschnitt der Düse. Die Extrusionsgeschwindigkeit war zwischen 1 und 10 mm/sec. Ein Verbinden des Einsatzes 3a mit der Anode und der Düse mit der Kathode der Spannungsquelle führte zu einer Verminderung der zur Extrusion notwendigen Leistung, hervorgerufen durch eine Verminderung der Reibung am Extrusionszylinder und an der Düse. Die Oberfläche zeigt jedoch zahlreiche Hohlräume von 1 mm Größe und mehr. Die Hohlräume waren langgestreckt in Richtung senkrecht zur Strömungsachse. Dies deutete auf eine Streckung der Oberflächenschicht hin. Schnelles Trocknen ergab wesentlich mehr Oberflächenrisse als bei Proben, die ohne elektrisches Feld hergestellt wurden. Es ergibt sich also, daß die Verwendung eines kurzen Einsatzes zusammen mit einem elektrischen Feld zur Ausbildung von zahlreichen Oberflächendefekten führt.A ceramic mixture with the following chemical composition (in percent by weight) was used: SiO 2 : 70.4%, Al 2 O 3 + TiO 2 : 14.2%, Fe 2 O 3 + FeO: 4.9%, CaO: 0.8%, MgO: 1.7 %, SO 3 : 0.1%, Na 2 O + K 2 O: 3.5%, material loss when heated (loss on ignition): 4%. Water content about 20%. The experiments were carried out with a small screw press with a diameter of 35 mm. The diagram of the device used is shown in Fig. 2 and it corresponds in principle to the previous arrangement known from the literature. The ceramic material was pressed through the nozzle with an inlet diameter of 42 mm and then pressed through a conical nozzle with a cylindrical cross-section (cone angle 5 degrees to the axis). The nozzle outlet had a diameter of 22 mm. There was an insert 3 a for application which was attached inside the nozzle mechanically. It consisted of a cylindrical mandrel with a diameter of 6 mm. The insert and the nozzle were made of steel, were electrically insulated from one another and connected to a voltage source 8 a. The current of the source was regulated with the control resistor R. The application ended exactly in the outlet cross section of the nozzle. The extrusion speed was between 1 and 10 mm / sec. Bonding of the insert 3 a with the anode and the cathode of the nozzle with the voltage source resulted in a reduction of the necessary power to the extrusion caused by a reduction in the friction at the extrusion barrel and at the die. However, the surface shows numerous cavities of 1 mm in size and more. The cavities were elongated in the direction perpendicular to the flow axis. This indicated an extension of the surface layer. Rapid drying resulted in significantly more surface cracks than samples that were produced without an electric field. It follows that the use of a short insert together with an electric field leads to the formation of numerous surface defects.

Beispiel 2Example 2

Dieses Beispiel berichtet über Versuchsergebnisse, die mit einer Version der hier vorgeschlagenen Erfindung an einer großen Industriepresse erzielt wurden.This example reports experimental results using a version of the here proposed invention were achieved on a large industrial press.

Es wurde eine keramische Mischung derselben chemischen Zusammensetzung verwendet, wie im obigen Vergleichsbeispiel, jedoch etwas Sägemehl beigemischt. Das Schema der Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Das nasse Material wurde durch den konischen Teil des Extrusionszylinders 1 und eine konvergente Düse 2 (5 Grad Konuswinkel zur Achse) in Pfeilrichtung gedrückt. Der Durchmesser des Preßzylinders war 400 mm. Die Düse hatte eine rechteckige Öffnung von 124 × 275 mm. Im Teil 1 war der Einsatz in der Nähe der Achse mechanisch befestigt. Der Einsatz bestand aus einem Streifen 120 × 4 mm war so lang, daß er über die Düsenöffnung in Strömungsrichtung um bis zu 1200 mm vorstand. Das entspricht 20 × T, wobei T die minimale Spaltgröße zwischen Einsatz und Düsenwand darstellt (60 mm). In einer Entfernung M (ungefähr 1000 mm) von der Düsenöffnung war als Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung eine Stahlrolle mit strukturierter Oberfläche plaziert. Sie hatte einen Durchmesser von 200 mm. Ein Abschneidemesser befand sich bei Position 1400 mm von der Düsenöffnung. Es wurde von einem Motor angetrieben um von dem Strang Stücke abzuschneiden. Die Rolle war vom Einsatz elektrisch isoliert und mit der Kathode der Gleichspannungsquelle 8b verbunden. Der Einsatz lag auf Masse und war mit der Anode der Quelle verbunden. Der Widerstand R diente zur Strombegrenzung. Die Extrusionsgeschwindigkeit betrug ungefähr 200 mm/sec. Die Rollen prägten tiefe Muster in die Außenfläche des Produktes ein (ca. 8 mm tief). Der Ton haftete nicht an dem Roller. Sobald jedoch die Spannung ausgeschaltet wurde, bildete sich ein 2 bis 5 mm dicker Tonbelag auf der Rolle. Der Ton klebte an hervorstehenden Kanten der Rolle auch in dem Fall, daß sie (in Abwesenheit von elektrischem Strom) mit Mineralöl geschmiert wurde. Der Produktionsprozess musste sogar angehalten werden. Nach Wiedereinschalten der Spannung löste sich der Belag von der Rolle. Ziegel, die mit dieser Vorrichtung produziert wurden, hatten weniger Oberflächenrisse, als solche, die mit konventioneller Technik hergestellt wurden.A ceramic mixture of the same chemical composition was used as in the comparative example above, but a little sawdust was added. The scheme of the arrangement is shown in Fig. 3. The wet material was pressed in the direction of the arrow through the conical part of the extrusion cylinder 1 and a convergent nozzle 2 (5 degree cone angle to the axis). The diameter of the press cylinder was 400 mm. The nozzle had a rectangular opening of 124 x 275 mm. In part 1 the insert was mechanically fastened near the axis. The insert consisted of a strip 120 × 4 mm long enough to protrude up to 1200 mm over the nozzle opening in the direction of flow. This corresponds to 20 × T, where T represents the minimum gap size between insert and nozzle wall (60 mm). A steel roller with a structured surface was placed at a distance M (approximately 1000 mm) from the nozzle opening as a surface treatment tool. It had a diameter of 200 mm. A cutting knife was located at 1400 mm from the nozzle opening. It was powered by a motor to cut pieces off the strand. The role was electrically isolated from the insert and connected to the cathode of the DC voltage source 8 b. The insert was on ground and was connected to the anode of the source. The resistor R was used to limit the current. The extrusion speed was approximately 200 mm / sec. The rolls embossed deep patterns into the outer surface of the product (approx. 8 mm deep). The sound did not adhere to the scooter. However, as soon as the voltage was switched off, a 2 to 5 mm thick clay coating formed on the roll. The clay stuck to protruding edges of the roll even if it was lubricated with mineral oil (in the absence of electrical current). The production process even had to be stopped. After the voltage was switched on again, the covering came off the roll. Bricks produced with this device had fewer surface cracks than those made with conventional technology.

Eine Abnahme von Oberflächendefekten wurde insbesondere beobachtet, wenn der Einsatz um mehr als 2T über das Düsenende vorstand. Diese Abnahme führen wir auf eine Kompression des Materials durch Verzögerung infolge Reibung am hervorstehenden Einsatz zurück. A decrease in surface defects has been observed particularly when used protruding more than 2T above the nozzle end. We carry out this decrease on one Compression of the material due to deceleration due to friction on the protruding insert back.  

Diskussion der Ergebnissediscussion of the results

Es kann festgestellt werden, daß bei der bisherigen Technik ("Vergleichsbeispiel") die Zahl der Risse zunimmt, während sie bei der hier vorgeschlagenen Vorrichtung (Beispiele 1 und 2) im Vergleich zu dem bisherigen know-how abnimmt. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Oberflächenqualität und die Möglichkeit, mit Metallrollen in die Oberfläche tiefe Strukturen einzuprägen. Die vorgeschlagene Erfindung erlaubt die Unterdrückung des Klebens des nassen keramischen Materials an Werkzeugen (z. B. Rollen) zur Oberflächenbearbeitung. Zusätzlich komprimiert Reibung an dem hervorstehenden Einsatz die Oberflächenschicht des Produktes, was zu einer Reduzierung von Hohlräumen führt.It can be stated that in the previous technique ("comparative example") the number the cracks increase while they are in the device proposed here (Examples 1 and 2) decreases compared to the previous know-how. This means a significant one Improve the surface quality and the possibility of using metal rollers in the surface to imprint deep structures. The proposed invention allows the suppression of Glue the wet ceramic material to tools (e.g. rollers) Surface treatment. In addition, friction on the protruding insert compresses the surface layer of the product, which leads to a reduction in voids.

Zahlreiche Modifikationen in der Ausführung der Erfindung sind denkbar. So ist es möglich andere Werkzeuge, als eine Rolle zur Oberflächenbearbeitung zu verwenden. Wesentlich ist aber bei der vorliegenden Erfindung, daß mindestens einer der Einsätze über das Düsenende herausragt. Es ist durchaus auch möglich, daß mehrere Einsätze voneinander und vom Düsenkörper elektrisch isoliert sind und daß mit geeigneten Spannungsketten an diese einzelnen Elemente unterschiedliche Spannungen angelegt werden. Numerous modifications in the implementation of the invention are conceivable. So it is possible other tools than to use a roller for surface finishing. Is essential but in the present invention that at least one of the inserts is over the nozzle end protrudes. It is also quite possible that several missions from each other and from Nozzle bodies are electrically insulated and that with suitable voltage chains on them different voltages are applied to individual elements.  

Literaturliterature

1. US 3 790 326, B 29 D 7/02, 1974
2. US 4 108 586, B 28 B 3/12, 1978
3. US 4 147 491, B 28 B 11/08, 1979
4. SU 1 208 496, B 28 B 11/08, 1984
5. SU 159 441, B 28 B 11/08, 1969
6. US 4 068 922, B 28 B 11/00, 1978
7. EP 244 714, B 28 B 3/26, 1987
1. US 3,790,326, B 29 D 7/02, 1974
2. US 4 108 586, B 28 B 3/12, 1978
3. US 4 147 491, B 28 B 11/08, 1979
4. SU 1 208 496, B 28 B 11/08, 1984
5. SU 159 441, B 28 B 11/08, 1969
6. US 4,068,922, B 28 B 11/00, 1978
7. EP 244 714, B 28 B 3/26, 1987

Abbildungenpictures

Fig. 1 Schema der Vorrichtung (Beispiel 1) Fig. 1 Scheme of the device (Example 1)

Fig. 2 Ausführungsbeispiel für die bisherige Anordnung (Vergleichsbeispiel) Fig. 2 embodiment for the previous arrangement (comparative example)

Fig. 3 Ausführungsbeispiel für die vorgeschlagene Vorrichtung (Beispiel 2) Fig. 3 embodiment of the proposed device (Example 2)

Claims (5)

1. Vorrichtung bestehend aus einer Düse zur Formung einer dieser zugeführten keramischen Masse, sowie mindestens einem Einsatz, der in der Düse befestigt ist zwischen denen die keramische Masse hindurchgedrückt wird, sowie einer Spannungsquelle, deren entgegengesetzte Pole mit zwei Elementen der Vorrichtung verbunden sind, welche voneinander elektrisch isoliert sind dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Einsätze über das Düsenende hinaus in Strömungsrichtung bis zu einer Entfernung L hervorsteht, wobei L nicht kleiner als 2T ist und T die minimale Spaltbreite zwischen Einsatz und Düseninnenkontur ist, daß mindestens ein Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung in einem Abstande M in Strömungsrichtung vom Düsenende positioniert ist, wobei der Wert von M zwischen 2T bis L + 2T liegt und dieses Werkzeug aus elektrisch leitendem Material gefertigt und von dem Einsatz elektrisch isoliert ist und Werkzeug und Einsatz an entgegengesetzte Pole einer Spannungsquelle angeschlossen sind. 1. Device consisting of a nozzle for forming a ceramic mass supplied to this, and at least one insert which is fixed in the nozzle between which the ceramic mass is pressed, and a voltage source, the opposite poles of which are connected to two elements of the device, which Electrically insulated from one another are characterized in that at least one of the inserts protrudes beyond the nozzle end in the direction of flow up to a distance L, where L is not less than 2T and T is the minimum gap width between the insert and the inner contour of the nozzle that at least one tool for surface machining in a distance M is positioned in the direction of flow from the nozzle end, the value of M is between 2T to L + 2T and this tool is made of electrically conductive material and is electrically insulated from the insert and the tool and insert are connected to opposite poles of a voltage source are loose. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegten Spannungen regulierbar sind, wodurch Wert und/oder Polarität der Spannung zeitlich konstant sein oder sich zeitlich ändern können.2. Device according to claim 1, characterized, that the applied voltages are adjustable, which means that the value and / or polarity of the Voltage can be constant over time or can change over time. 3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil des Einsatzes, der vorsteht einen konstanten Querschnitt aufweist.3. Device according to one or more of claims 1 to 2, characterized, that the part of the insert that protrudes has a constant cross section. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Spannungsquelle um eine Gleichspannungsquelle handelt und der Einsatz mit der Anode und das erwähnte Werkzeug mit der Kathode verbunden sind. 4. The device according to one or more of claims 1 to 3, characterized, that the voltage source is a DC voltage source and the Use with the anode and the tool mentioned are connected to the cathode.   5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Werkzeug zur Oberflächenbearbeitung eine Metallrolle ist.5. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized, that the surface treatment tool mentioned is a metal roller.
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