ES2205378T3 - Metodo y dispositivo para conformar en seco articulos de loza en general, particularmente platos. - Google Patents

Abstract

EN UN METODO PARA LA FORMACION EN SECO DE VAJILLAS A TRAVES DE MOLDES ISOSTATICOS, QUE CONSISTE EN COMPACTAR EL POLVO EN UN MOLDE ISOSTATICO, SOMETIENDO AL POLVO A UNOS IMPULSOS DE PRESION CONTIGUOS MIENTRAS SE EJERCE LA PRESION DE COMPACTACION. LA PRENSA SE COMPONE DE UN MOLDE ISOSTATICO (6), UN TROQUEL (5) Y UNA BASE (6) CON UNA MEMBRANA (67). HAY UNOS ELEMENTOS PARA ALIMENTAR UN LIQUIDO HIDRAULICO SOBRE LA PARTE POSTERIOR DE LA MEMBRANA (67) PARA PRESIONAR ISOSTATICAMENTE EL POLVO EN EL MOLDE. EL ELEMENTO DE ALIMENTACION DEL LIQUIDO HIDRAULICO A PRESION COMPRENDE UNA FUENTE DE LIQUIDO HIDRAULICO CONECTADA A LA PARTE POSTERIOR DE LA MEMBRANA (67) A TRAVES DE UNA VALVULA DISTRIBUIDORA (15) DISPUESTA PARA QUE MUEVA Y CONECTE LA PARTE POSTERIOR DE LA MEMBRANA (67) A LA FUENTE DE LIQUIDO Y AL PUNTO DE DESCARGA ALTERNATIVAMENTE. LA VALVULA DISTRIBUIDORA (15) OSCILA ENTRE ESTAS DOS POSICIONES Y GENERA UNOS IMPULSOS DE PRESION A LA PARTE POSTERIOR DE LA MEMBRANA.

Description

Método y dispositivo para conformar en seco artículos de loza en general, particularmente platos.

La invención se refiere a la fabricación de platos y artículos de loza de cerámica fina, tal como porcelana, y en particular a los llamados métodos y dispositivos isostáticos.

El método isostático para compactar polvos en seco utiliza los denominados moldes isostáticos en los cuales una base tiene la forma de un lado del plato, contra el cual se apoya una membrana elastomérica de grosor sustancialmente constante, fijada herméticamente en sentido perimetral.

La base del molde se sitúa delante de un troquel movible de la misma forma que el otro lado del plato.

Las diversas etapas en la conformación del plato en bruto, es decir, preparado para su cocción en un horno adecuado, comprenden disponer una capa de polvo de cerámica blando sobre la base, mover el troquel hacia la base hasta que cierre el compartimento formado entre la base y el troquel sin ejercer presión sustancial sobre el polvo, y suministrar un líquido presurizado sobre la parte trasera de la membrana elastomérica que cubre la base, con la consiguiente elevación de la membrana desde la base sobre la que se apoya, y la compresión del material para conseguir la compactación requerida para conformar el plato.

La retirada subsiguiente del troquel hace accesible el plato para su retirada, después de lo cual se repite el ciclo.

En la técnica conocida el proceso básico anteriormente descrito puede experimentar diversas modificaciones en términos del método de suministrar el polvo, el método de retirar el plato, la colocación del molde con su eje horizontal o vertical, el método de fijar la membrana, etc.

Sin embargo, las etapas del ciclo antes descritas son comunes a todos los métodos isostáticos conocidos y, por tanto, se tomarán como el punto de partida al describir esta invención.

El documento DD139109 describe un método y un aparato para conformar en seco artículos de loza por medio de moldes isostáticos que tienen un troquel configurado como uno de los dos lados del artículo de loza, una base configurada como el otro lado del artículo de vajilla, y una membrana que tiene la misma forma que el troquel, que se apoya sobre éste y que está herméticamente fijada al mismo en sentido perimetral, y medios para mover el troquel hacia la base y medios para suministrar un líquido hidráulico sobre la parte trasera de la membrana cuando el troquel está situado contra la base para definir una cámara de conformado, con la consiguiente elevación de la membrana desde el troquel sobre el cual se apoya, y la compresión del material para conseguir la compactación requerida para formar el artículo de loza, en donde se somete la base a vibraciones.

El documento JP 63030199 describe un método de prensado por presión isotrópica en el que la presión de compactación es proporcionada por un generador de presión y mantenida mientras se genera pulsación accionando un cilindro a través de un motor eléctrico.

El método según la JP 63030199 consigue una compactación mejorada de material en la que los medios de generación de pulsación son diferentes y están separados de los medios de generación de presión.

Con las mejoras en la tecnología de materiales y el incremento creciente en las dimensiones de los objetos a ser conformados, se requieren presiones de conformado cada vez mayores con el consiguiente incremento en las dimensiones y capacidad de las prensas.

El objeto de esta invención es conseguir una compactación del material adecuada para los requerimientos tecnológicos modernos mientras se mantiene relativamente baja la presión del líquido que acciona la membrana, y, por tanto, se mantienen así fuerzas de tensión bajas sobre la estructura de la prensa y una capacidad requerida baja del generador de líquido hidráulico presurizado.

Este objeto se consigue según las características de las reivindicaciones 1 a 3.

Se ha encontrado que los impulsos de presión a los que se somete la membrana aumentan el efecto de densificación del polvo en comparación con la densificación obtenida a la misma presión por el método tradicional.

El número de impulsos de presión a imponer sobre la membrana es conveniente menor de 50 por ciclo, habiéndose encontrado que, después de un cierto número de impulsos, tiene lugar un efecto de saturación de forma que la compactación no se sigue incrementando sustancialmente.

El número de impulsos de presión puede también descontrolarse si los impulsos son generados por un vibrador o por un generador de ultrasonidos en contacto con el líquido hidráulico.

Se ha encontrado también que el efecto de los impulsos de presión aumenta en función de la presión de base aplicada, en el sentido de que mientras para presión baja, del orden de 100 bar, la compactación aumenta una cierta cantidad, para presiones de base más altas el incremento en la compactación es comparativamente mucho mayor.

Los méritos y características de la invención resultarán más evidentes a partir de la descripción dada a continuación con referencia a las figuras de los dibujos que se acompañan, los cuales muestran una realización preferida de la misma a modo de ejemplo no limitativo.

La figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo para conformar platos a partir de material seco en forma de polvo.

La figura 2 muestra el dispositivo de la figura 1 en una etapa subsiguiente del ciclo.

La figura 3 muestra el dispositivo de la figura 1 en una etapa subsiguiente del ciclo.

La figura 4 muestra el dispositivo de la figura 1 en una etapa subsiguiente del ciclo.

La figura 5 muestra diagramas de la presión de compactación a la que se somete el polvo dentro del molde de la prensa de las figuras 1 a 4.

Las figuras muestran el cilindro de prensa hidráulica principal 1 dentro del cual se desliza un pistón 2, a cuyo vástago 3 está fijado el miembro transversal movible 4.

El cilindro hidráulico 1 está conectado por encima y por debajo del pistón 2 a una fuente de líquido hidráulico presurizado y a una descarga, respectivamente, y viceversa, por la válvula distribuidora 12 y los tubos 121 y 122.

Entre la fuente de aceite presurizado 13 y la válvula distribuidora 12 hay una válvula de presión máxima 14.

El miembro transversal movible 4 lleva en su parte inferior un troquel de acero 5 cubierto con una membrana de caucho 51.

Por debajo del troquel 5 está situado el molde isostático 6 rígido con la bancada 7 de la prensa.

El molde 6 comprende una parte inferior 61 que tiene una región central deprimida 62 desde la cual se extiende un conducto 63 que se abre externamente para el líquido de accionamiento hidráulico del molde.

A la parte inferior 61 se conecta rígidamente la parte superior 64 provista de conductos pasantes 65 que se abren hacia la región central deprimida 62.

Un bastidor exterior 66 bloquea herméticamente una membrana 67 de un elastómero tal como caucho que se apoya sobre la superficie superior de la parte superior 64 del molde.

El conducto 63 está conectado a una fuente 16 de líquido hidráulico presurizado.

Aguas abajo de la fuente 16 hay una válvula de presión máxima 18 de regulación ajustable, y una servoválvula 15 que puede funcionar como una válvula distribuidora o como un generador de pulsación hidráulica, oscilando en este último caso entre la posición de suministro y la posición de descarga.

El dispositivo anteriormente descrito funciona como sigue.

Cuando el dispositivo está en la posición de espera entre un ciclo y el siguiente, adopta la configuración mostrada en la figura 1 y está preparada para comenzar el ciclo.

Una vez recibido el polvo, se cierra el molde para adoptar la configuración mostrada en la figura 2, en la que el polvo es sometido únicamente a la presión muy ligera debida al cierre del molde.

El polvo se comprime en la etapa mostrada en la figura 3, en la que la válvula distribuidora 12 es alimentada como en la figura 2, permitiendo la válvula distribuidora 8 que el líquido hidráulico presurizado ocupe el espacio de debajo de la membrana para ejercer una presión de base sobre la membrana y a través de ésta sobre el polvo.

Al alcanzar la presión de la base, se acciona el generador de impulsos 10 para descargar cíclicamente el tubo de suministro de líquido y volver a cerrarlo inmediatamente después, con acción repetida, para someter a la membrana 67 y con ella al polvo contenido en el molde a un ciclo de impulsos próximos entre sí, similares a vibraciones.

Alternativamente, puede accionarse la corredera programada y magnéticamente controlada de la válvula distribuidora 12.

La presión del líquido suministrado por la fuente está entre 100 y 400 bar, estando la frecuencia de impulsos entre 1 y 50 Hz.

Al terminar la etapa de densificación del polvo, se pone el dispositivo en la configuración de la figura 4, en la que se extrae el objeto, tal como un plato, formado por el polvo comprimido.

El generador de impulsos hidráulicos puede adoptar la forma de otros dispositivos, tales como una válvula distribuidora giratoria accionada adecuadamente por un actuador hidráulico o un motor eléctrico o hidráulico de velocidad y posición ajustables, que conecta alternativamente el conducto de suministro 63 para la cámara detrás de la membrana a una fuente de presión hidráulica y a una descarga.

El ciclo de pulsación puede variar en términos de frecuencia, número e intensidad de los impulsos y la forma de la onda de presión, que puede adoptar una de las formas mostradas en la figura 5.

Claims (7)

1. Método para conformar en seco artículos de loza por medio de un molde isostático que tiene un troquel (5) configurado como uno de los dos lados del artículo de loza, una base (64) configurada como el otro lado del artículo de loza, y una membrana (67) que tiene la misma forma que la base (64), que se apoya sobre la base (64) y que está fijada herméticamente a la misma en sentido perimetral, estando previstos medios para mover el troquel (5) hacia la base y medios (13, 63, 65) para suministrar un líquido hidráulico sobre la parte trasera de la membrana (67) cuando el troquel (5) está situado contra la base (64) para definir una cámara de conformado, caracterizado por disponer una capa de polvo de cerámica blando sobre la base (64), mover el troquel (5) hacia la base (64) hasta que cierre el compartimento formado entre la base (64) y el troquel (5) sin ejercer presión sustancial sobre el polvo, y suministrar un líquido presurizado sobre la parte trasera de la membrana elastomérica (67) que cubre la base (64), con la consiguiente elevación de la membrana (67) de la base sobre la que se apoya, y la compresión del material para conseguir la compactación requerida para conformar el artículo de loza, siendo sometido el polvo mientras se ejerce presión de compactación a impulsos de presión próximos entre sí a través de una válvula distribuidora (12) dispuesta para conectar la parte trasera de la membrana alternativamente a la fuente y a una descarga.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque los impulsos de presión son de un número discreto.

3. Dispositivo para conformar en seco artículos de loza, que comprende un molde isostático que tiene un troquel (5) configurado como uno de los dos lados del artículo de loza, una base (64) configurada como el otro lado del artículo de loza, en el que una cámara de conformado está completamente definida por dicho troquel situado contra dicha base, y una membrana (67) que tiene la misma forma que la base (64) que se apoya sobre la base (64) y está herméticamente fijada a la misma en sentido perimetral, estando previstos medios para mover el troquel (5) hacia la base (64) y medios (13, 63, 65) para suministrar un líquido hidráulico sobre la parte trasera de la membrana (67) cuando el troquel (5) está situado contra la base (64), para definir la cámara de conformado, caracterizado porque los medios (13, 63, 65) de suministro de líquido hidráulico presurizado comprenden una fuente de líquido hidráulico conectada a la parte trasera de la membrana (67) a través de una válvula distribuidora (12) dispuesta para conectar dicha parte trasera alternativamente a la fuente y a una descarga, oscilando entre estas posiciones de forma que se generen impulsos de presión aplicados a la parte trasera de la membrana (67) a la manera de una pulsación.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha válvula distribuidora (12) es una servoválvula del tipo de corredera controlada por medios programados adecuados.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha válvula distribuidora (12) es una válvula distribuidora giratoria accionada a velocidad y posición ajustables.

6. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende una fuente de vibración situada en contacto con el líquido hidráulico a fin de generar impulsos de presión aplicados a la parte trasera de la membrana a la manera de una pulsación.

7. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende una fuente de ultrasonidos situada en contacto con el líquido hidráulico.