DE1471408B2 - Method for producing rigid molded articles with a cellular structure, in particular components - Google Patents
Method for producing rigid molded articles with a cellular structure, in particular componentsInfo
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Description
die unteren Schichten nicht in der gleichen Weise zusammengedrückt werden wie die oberen. Das gleiche tritt bei Hitzeanwendung ein. Wenn die in Formen eingebrachte Masse von oben mit Hitze behandelt wird, so bildet sich an der Oberfläche, wie bereits erwähnt, eine gasundurchlässige Haut. Die nächste Schicht unterhalb dieser Haut bläht dann zwar auf, sie bildet jedoch gleichzeitig eine Isolierschicht, welche verhindert, daß die von oben zugeführte Hitze zu den weiter unten liegenden Schichten vordringt, so daß auch diese aufblähen können. Auch in diesem Fall entsteht also keine gleichförmige aufgeblähte zellenförmige Struktur.the lower layers are not compressed in the same way will be like the above. The same occurs with the application of heat. When the in forms If the mass that is introduced is treated with heat from above, it forms on the surface, as already mentioned, a gas impermeable skin. The next layer underneath this skin then puffs up, it but at the same time forms an insulating layer which prevents the heat supplied from above from reaching the layers further down penetrates, so that these too can expand. In this case, too So there is no uniform, expanded cellular structure.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsnach unten, ohne daß ihr geradliniger Fallweg durch Turbulenz gestört wird und ohne daß die Teilchen in Berührung mit den Seitenwänden der Ofenkammer kommen.An expedient development of the invention down without its straight fall path through Turbulence is disturbed and without the particles in contact with the side walls of the furnace chamber come.
Dir Ofen ist am Ende offen und auf Stützen 9 aufgesetzt, durch die eine Sammelvorrichtung für die aus dem Ofen herabfallenden, behandelten Teilchen in Form einss Förderbandes 11 hindurchgeführt ist, dessen Breite dem Durchmesser des Ofens entspricht. Auf dem Förderband können Formen zum Herstellen von Bausteinen oder Bauplatten aus den sich in den Formen sammelnden Teilchen angeordnet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Förderband selbst als Form ausgebildet und hierzu gemäßThe furnace is open at the end and on supports 9 placed, through which a collection device for the falling from the furnace, treated particles in Form einss conveyor belt 11 is passed, the width of which corresponds to the diameter of the furnace. On the conveyor belt, molds for the production of building blocks or building panels from the in the Forms collecting particles be arranged. In the illustrated embodiment, the conveyor belt even designed as a shape and according to this
gemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß bei der 15 F i g. 2 mit Seitenwänden 12 versehen, zwischen denenaccording to the method can consist in that in the 15 F i g. 2 provided with side walls 12, between which
Ablagerung der aufgeblähten Teilchen auf der sich bewegenden Fläche Bewehrungsglieder in die von den hohlen Teilchen gebildete Masse eingebettet werden. Dadurch wird den Formkörpern eine zusätzliche Steifigkeit verliehen, die ihre Verwendung als Bauelemente noch zusätzlich attraktiv macht.Deposition of the bloated particles on the moving surface of the reinforcing members hollow particles formed mass are embedded. This gives the moldings an additional one Granted rigidity, which makes their use as structural elements even more attractive.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung als Beispiel dargestellten Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on the embodiment shown as an example in the drawing a device for carrying out the method described. In the drawing shows
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung, .F i g. 1 shows a vertical section through the device,.
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 undF i g. 2 shows a section along line 2-2 in FIG. 1 and
sich die durch die Erhitzung im Ofen aufgeblähten Teilchen sammeln können. Das Förderband läuft über Rollen 13, von denen eine zum Antreiben des Förderbandes dient; diese Rolle kann mit Hilfe eines Motors mit veränderlicher Drehzahl angetrieben werden. Der obere Strang des Förderbandes wird von einem Tisch 14 getragen.The particles that have expanded due to the heating in the oven can collect. The conveyor belt overflows Rollers 13, one of which is used to drive the conveyor belt; this role can be done with the help of a motor be driven with variable speed. The top strand of the conveyor belt is off a table 14 worn.
Zum Verdichten des oder der sich aus den sammelnden Teilchen bildenden Formkörper kann unmittelbar über dem Förderband 11 eine Walze 15 nahe dem Ofen angeordnet sein. Ferner kann zum Einbetten von Bewehrungsstäben oder -drähten in die Formkörper an dem in der Laufrichtung hinteren Ende des Förderbandes ein Gestell 16 mit einer Trommel 17 angeordnetIn order to compress the shaped body or bodies formed from the collecting particles, it is possible directly Above the conveyor belt 11 a roller 15 can be arranged near the furnace. Furthermore, for embedding Reinforcing rods or wires in the moldings at the rear end of the conveyor belt in the running direction a frame 16 with a drum 17 is arranged
Fig. 3 ein gemäß der Erfindung hergestelltes 30 sein, auf die z.B. mehrere Bewehrungsdrähte 18 inFig. 3 can be a 30 made in accordance with the invention to which, for example, several reinforcing wires 18 in
Bauelement in schaubildlicher Ansicht. nebeneinanderliegenden Windungen aufgewickelt sind.Component in perspective view. adjacent turns are wound.
Die dargestellte Einrichtung weist einen turmf örmi- Beim Betrieb der Einrichtung können diese Drähte 18The device shown has a tower-shaped configuration. When the device is in operation, these wires 18
gen Ofen 1 mit einer aufrechtstehenden, zylindrischen von der Trommel 17 nach Maßgabe der Bildung dergene furnace 1 with an upright, cylindrical from the drum 17 in accordance with the formation of the
Ofenkammer 2 auf, die in ihrem unteren Teil hinter Formkörper abgezogen und zwischen den Seiten-Oven chamber 2, which is withdrawn in its lower part behind molded body and between the side
einem durchbrochenen Einbau 4 aus feuerfestem Ma- 35 wänden 12 in das Material der Formkörper eingebettetan openwork installation 4 made of fireproof Ma- 35 walls 12 embedded in the material of the molded body
terial mit mehreren, in den Seitenwandungen des werden, um die Bewehrungseinlagen 18 nach F i g. 3 Ofens angeordneten, becherförmigen Strahlungsbrennern 3 versehen ist. Den Brennern 3 wird ein brennbares Gemisch aus Gas und Luft zugeführt, so daß siematerial with several, in the side walls of the reinforcement layers 18 according to F i g. 3 Oven arranged, cup-shaped radiant burners 3 is provided. The burners 3 will be a combustible one Mixture of gas and air supplied so that they
bei ihrem Betrieb strahlende Wärme erzeugen, die dem 40 werden.generate radiant heat during their operation, which will turn 40.
zu bilden. In der gleichen Weise kann an Stelle einzelner Drähte auch ein vorgefertigter Bewehrungsstreifen aus einem Drahtgewebe in die Formkörper eingebettetto build. In the same way, a prefabricated reinforcement strip can be used instead of individual wires from a wire mesh embedded in the molded body
durchbrochenen Einbau 4 und der Mitte der Ofenkammer zugeführt wird. Der durchbrochene Einbau 4 verhindert dabei, daß die brennenden Gase direkt in den von dem Einbau umschlossenen Teil der Ofen-Das zur Bildung der Formkörper gemäß der Erfindung verwendete Rohmaterial kann beliebiger Art sein, es muß aber die Fähigkeit aufweisen, sich beim Erhitzen auf sein? Schmelztemperatur aufzublähenperforated installation 4 and the middle of the furnace chamber is fed. The openwork installation 4 prevents the burning gases from entering the part of the furnace that is enclosed by the installation The raw material used to form the molded bodies according to the invention can be of any type be, but it must have the ability to be on when heated? To inflate melting temperature
kammer gelangen, wird aber beim Betrieb der Brenner- 45 bzw. zu quellen. Dieses Aufblähen erfolgt auf Grundreach chamber, but will swell during operation of the burner 45 or. This bloating takes place on the ground
weißglühend und führt der Ofenkammer Strahlungswärme zu. Die heißen Verbrennungsgase steigen in der Ofenkammer bei minimaler Turbulenz nach oben und . passieren mehrere Kanäle 5, die in einer oberhalb des Ofens angeordneten Vorwärmkammer 6 münden. Zwischen der Vorwärmkammer und dem oberen Ende der Ofenkammer 2 befindet sich eine Vorrichtung zum geregelten Zuführen der zu behandelnden Teilchen. Diese Vorrichtung weist einen konischen Verschlußkörper 7 auf, der am oberen Ende der Ofenkammer 2 konzentrisch zu dieser angebracht ist. Unmittelbar über dem Verschlußkörper 7 ist gleichachsig zu diesem eine axial bewegbare Hülse 8 am unteren Ende der Vorwärmkammer 6 angeordnet. Wenn die Hülse 8, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der größte Durchmesser des konischen Verschlußkörpers 7, wie in F i g. 1 gezeigt, auf dem Verschlußkörper 7 aufsitzt, können keine Teilchen aus der Zuführungskammer 6 in den Ofen gelangen. Wenn die Hülse 8 jedoch nach oben bewegt wird, fließt ein ringförmiger Teilchenstrom über den Verschlußkörper hinweg, und die Teilchen fallen in freiem und sanftem Fall senkrecht durch die relativ ruhige Atmosphäre der Ofenkammer des Freiwerdens von CO2 oder anderer Gass aus dem Material während der Erhitzung. Zur Verwendung sind insbesondere alle natürlichen Tone sowie Gemische von Materialien geeignet, wie sie bei der Erzeugung von Glas verwendet werden. Ein bevorzugtes Gemisch, das im wesentlichen auch bei der Herstellung von Glas verwendet wird und aus dem sich durch das Verfahren nach der Erfindung Formkörper hoher Festigkeit herstellen lassen, kann z. B. folgende Zusammensetzung haben:incandescent and supplies the furnace chamber with radiant heat. The hot combustion gases rise in the furnace chamber with minimal turbulence and. pass several channels 5 which open into a preheating chamber 6 arranged above the furnace. A device for the controlled supply of the particles to be treated is located between the preheating chamber and the upper end of the furnace chamber 2. This device has a conical closure body 7 which is attached to the upper end of the furnace chamber 2 concentrically to the latter. An axially movable sleeve 8 is arranged at the lower end of the preheating chamber 6 directly above the closure body 7, coaxially with it. When the sleeve 8, the diameter of which is slightly smaller than the largest diameter of the conical closure body 7, as in FIG. 1, seated on the closure body 7, no particles can get from the feed chamber 6 into the furnace. When the sleeve 8 is moved upwards, however, an annular stream of particles flows over the closure body and the particles freely and gently fall vertically through the relatively calm atmosphere of the furnace chamber of the release of CO 2 or other gas from the material during heating . All natural clays and mixtures of materials such as are used in the production of glass are particularly suitable for use. A preferred mixture, which is essentially also used in the production of glass and from which molded articles of high strength can be produced by the method according to the invention, can, for. B. have the following composition:
5555
60 Kalk und/oder Magnesia 8 bis 25 Gewichtsprozent 60 lime and / or magnesia 8 to 25 percent by weight
Tonerde 12 bis 25 GewichtsprozentAlumina 12 to 25 percent by weight
Silica RestSilica rest
Die rohe Charge enthält Kalk und Magnesia mindestens teilweise in Form von Carbonaten. Der Schmelzbereich dieses Materials liegt zwischen etwa 1150 und etwa 15500C.The raw batch contains lime and magnesia at least partially in the form of carbonates. The melting range of this material is between about 1150 and about 1550 ° C.
Das Rohmaterial, das, wie bereits erwähnt, auch aus Ton bestehen kann, braucht lediglich in der Weise vorbereitet zu werden, daß aus ihm durch AnfeuchtungThe raw material, which, as already mentioned, can also consist of clay, only needs in that way be prepared to get that out of it by wetting it
und gründliches Durchmischen seiner Bestandteile eine plastische Masse gebildet wird, die dann in kleine Teilchen von gleichmäßiger Größe und Form zerkle.'nert wird. Die Teilchen, die eine Länge von ttwa 1,6 bis 3,2 mm und einen Durchmesser vcn etwa 0,8 mm haben kennen, werden dann getrocknet und befinden sich nunmehr in dem Zustand, in welchem sie gemäß der Erfindung behandelt werden kennen. Hierzu werden sie in solcher Menge in die Vorwärmkammer 6 eingebracht, daß die Hülse 8 während des Ofenbetriebes ständig gefüllt gehalten werden kann. Durch die in der Ofenkammer 2 aufsteigenden und über die Kanäle 5 in die Vorwärmkammer gelangenden heißen Verbrennungsgase werden die Teilchen auf eine Temperatur vorgewärmt, die etwas unter derjenigen Temperatur liegt, bei der die Oberfläche der Teilchen klebrig wird. Zwar ist das Vorwärmen nicht unbedingt erforderlich, doch ermöglicht es eine rationellere Brennstoffaumutzung.and thorough mixing of its components a plastic mass is formed, which is then broken down into small particles of uniform size and shape. The particles that have a length of about 1.6 to 3.2 mm and a diameter of about 0.8 mm are then dried and located know themselves now in the state in which they are treated according to the invention. To do this will be they are introduced into the preheating chamber 6 in such an amount that the sleeve 8 during operation of the furnace can be kept filled at all times. By ascending in the furnace chamber 2 and over the Channels 5 entering the preheating chamber hot combustion gases are the particles to a temperature preheated, which is slightly below that temperature at which the surface of the particles becomes sticky. Although preheating is not absolutely necessary, it allows a more rational one Fuel usage.
Wenn die Hülse 8 nach oben bewegt wird, fällt ein ringförmiger Strom vcn Teilchen in sanftem, freiem Fall durch die Ofenkammer 2 hindurch herab. Hierbei werden die Teilchen, bis sie in den Bereich des durchbrochenen Einbaus 4 kommen, durch die aufsteigenden Verbrennungsgase und im Bereich des Einbaus 4 durch Strahlungswärme bis über ihre Schmelztemperatur, die etwa bei 1150 bis etwa 15500C liegen kann, erhitzt, so daß sich innerhalb der Teilchen Gas bildet, durch das die Teilchen zu hohlen, gewöhnlich kugelförmigen Körpein aufgebläht werden. Die Größe der entstehenden kugelförmigen Körper richtet sich in gewissem Ausmaß nach der Zeit, während der sich die Teilchen oberhalb der Schmelztemperatur befinden, wobei die Abmessungen der Kügelchen mit Verlängerung dieser Zeit zunehmen. Da jedoch die Teilchen des Ausgangsmaterials urspri'nglich im ■ wesentlichen die gleiche Form und Größe besitzen und da sie zum Herabfallen innerhalb des Ofens die gleiche Zeit benötigen, werden auch die Kügelchen im wesentlichen gleich groß sein.When the sleeve 8 is moved upward, an annular stream of particles falls down through the furnace chamber 2 in a gentle, free fall. Here, the particles, until they come into the area of the perforated installation 4, are heated by the rising combustion gases and in the area of the installation 4 by radiant heat to above their melting temperature, which can be about 1150 to about 1550 ° C., so that forms gas within the particles by which the particles are inflated into hollow, usually spherical bodies. The size of the resulting spherical bodies depends to some extent on the time during which the particles are above the melting temperature, the dimensions of the spheres increasing as this time increases. However, since the particles of the starting material originally have essentially the same shape and size and since they require the same time to fall down inside the furnace, the spheres will also be essentially of the same size.
Die Kügelchen fallen auf das Förderband 11 oder eine von diesem mitgeführte Form und werden gesammelt, wobei sich die Dicke der entstehenden Schicht nach der Laufgeschwindigkeit des Förderbandes richtet. Da die Oberfläche der Kügelchen noch klebrig ist, wenn die Kügelchen auf das Förderband auftreffen, werden sie miteinander verklebt oder verschmolzen, so daß eine Platte oder Tafel aus zellenförmigem, agglomeriertem Material mit einer glänzenden oder glasähnlichen Oberfläche entsteht, das nicht porös ist und kern Wasser absorbiert.The beads fall onto the conveyor belt 11 or a form carried along by this and are collected, whereby the thickness of the resulting layer depends on the running speed of the conveyor belt. Since the surface of the beads is still sticky when the beads hit the conveyor belt, they are glued or fused together, so that a plate or sheet of cellular, agglomerated Material with a shiny or glass-like surface is created that is not porous and core absorbs water.
Die so hergestellten Platten haben gewöhnlich ein spezifisches Gewicht von etwa 0,29 bis etwa 0,56 g/cm3, was sich jeweils nach dem verwendeten Rohmaterial richtet. Die Dichte der Platten kann durch Ausübung von Druck z. B. mittels der bereits erwähnten Walze 15 vergrößert werden, die so nahe am Ofen angeordnet ist, daß die Abkühlung des Materials noch nicht bis zum Erreichen des starren Zustandes fortgeschritten ist.The panels produced in this way usually have a specific gravity of about 0.29 to about 0.56 g / cm 3 , which depends in each case on the raw material used. The density of the plates can be adjusted by applying pressure e.g. B. can be increased by means of the aforementioned roller 15, which is arranged so close to the furnace that the cooling of the material has not yet progressed to reaching the rigid state.
Die Glätte der Unterseite der Platten richtet sich nach der Oberfläche des Förderbandes. Die Oberseite ist glänzend und zeigt ein gefälliges Koinmuster, dasThe smoothness of the underside of the plates depends on the surface of the conveyor belt. The top is shiny and shows a pleasing Koin pattern that
ίο durch die Kügelchen gebildet wird. Trotzdem ist die Oberfläche lückenlos ausgebildet. Wenn eine zusammenhängende Platte hergestellt wird, kann diese mit Hilfe von zum Schneiden von Mauerwerk gebräuchlichen Werkzeugen in Einzelplatten jeder gewünschten Größe und Form geschnitten werden. Die Schnittflächen zeigen, wie in Fig. 3 bei 19 angedeutet, eine Vielzahl von Vertiefungen, die durch die durchgeschnittenen Kügelchen gebildet werden. Da das Innere der Kügelchen ebenfalls glatt bzw. glänzend ist und die Poren oder Zellen gegenseitig abgeschlossen sind, ist eine soche Schnittfläche ebenso wasserdicht wie eine bei der Herstellung der Platte entstandene £ Fläche. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, das Förderband vor dem Sammeln der Kügelchen mit einem körnigen Material wie Sand od. dgl. zu bestreuen. Wenn dies geschieht, verkleben sich die Kügelchen mit den Sandkörnern, so daß eine rauhe Oberfläche entsteht, an der z. B. ein Verputzmörtel gut haftet.ίο is formed by the globules. Nevertheless, the surface is seamless. When a continuous panel is made, it can be cut into individual panels of any desired size and shape using tools commonly used for cutting masonry. As indicated at 19 in FIG. 3, the cut surfaces show a multiplicity of depressions which are formed by the cut beads. Since the interior of the beads or is glossy also smooth and the pores or cells are sealed against each other, a soche sectional area is as watertight as a formed during the manufacture of the plate £ surface. In some cases it may be desirable to sprinkle the conveyor belt with a granular material such as sand or the like before collecting the beads. When this happens, the beads stick together with the grains of sand, so that a rough surface is formed, on which z. B. a plastering mortar adheres well.
Gewöhnlich wird das Material auf dem Förderband 11 in Form einer Platte mit einer Dicke zwischen etwa 50 und etwa 75 mm gesammelt, da eine solche Dicke für die meisten Verwendungszwecke ausreicht. Wenn Platten bzw. Formkörper mit größerer Dicke gebildet werden sollen, so kennen mehrere der auf dem Förderband gebildeten Platten bis zur gewünschten Dicke aufeinandergeschichtet werden, wobei die Platten mittels eines Klebstoffes oder Kittes miteinander verbunden werden kennen. Im allgemeinen wird dann die glasierte Oberfläche der Platten vor dem Aufeinanderschichten beseitigt. Nach dem Entfernen der glasierten Oberfläche nimmt das zellenförmige Gefüge das Bindemittel in hervorragender Weise an. , Bei der Herstellung eines aus Schichten zusammen- ' gesetzten Formkörpers können gegebenenfalls zusätzliche Bewehrungseinlagen zwischen den Platten angeordnet werden. Diese Bewehrungseinlagen sowie die Bewehrungseinlagen im Material der Platten selbst können gegebenenfalls vorgespannt werden. Wenn das Material der Platten bzw. das dieses verbindende Bindemittel erhärtet ist, hält es die Bewehrungseinlagen unter Spannung. Ferner können die einzelnen Platten oder aber geschichteten Platten z/B. in einen Rahmen aus Metall eingekittet werden.Usually the material on the conveyor belt 11 is in the form of a plate with a thickness between about 50 and about 75 mm collected, since such a thickness is sufficient for most uses. if Plates or moldings with a greater thickness are to be formed, so know several of the on the conveyor belt formed panels are stacked to the desired thickness, the panels be connected to one another by means of an adhesive or putty. In general, the glazed surface of the panels removed before stacking. After removing the glazed On the surface, the cellular structure takes away the binding agent in an excellent way. 'In making one made up of layers-' If necessary, additional reinforcement inserts can be arranged between the plates will. These reinforcement inserts as well as the reinforcement inserts in the material of the panels themselves can be preloaded if necessary. If the material of the plates or that connecting them Once the binder has hardened, it will keep the reinforcement layers under tension. Furthermore, the individual plates or layered panels z / B. cemented into a frame made of metal.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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1961
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