用来构造覆层产品的模具和用来制造这种覆层产品的设备的制作方法

本发明涉及一种用来构造覆层产品的模具，并且涉及一种用来制造这种覆层产品的设备。

背景技术：

由人造石制成的用于墙壁的覆层产品(coating products)目前通过将各种恰当的液体混合物(通常由惰性物质(沙)、水、水泥、添加剂、着色剂、塑化剂等等组成)倾倒在合适的模具中而获得。模具典型地由聚氨酯橡胶或由类似的材料制造，如例如在文献WO2004/062866 A1中示出的那样。模具通常通过以聚氨酯橡胶覆盖一些样品天然石而获得，因此获得凹入的模子，仿造该天然石的混合物被倾倒在该凹入的模子内。通过混合物的后续硬化，获得完全类似于原始态石头的完成的产品。

模具的聚氨酯橡胶除了完美地复制要被仿造的样品的事实外，也具有从完成的产品容易地分离的能力，该完成的产品从被倾倒在该模具内的混合物而获得。这是由于模具的高的弹性可变形性，该高的弹性可变形性因此使得在可能的底切存在于产品自身中的情况下也可以容易地释放完成的产品。

脱模基本上是手动操作，并且因此是非常昂贵的。此外，完成的产品容易地脱模的能力随着时间过去而变成不利的方面，这是由于模具随着使用而失去弹性且倾向于破裂且/或变形到不再能够被使用的程度。实际上，通过破裂的或变形的模具生产的零件变得彼此不相容，产生组装困难，这是由于各个零件不再能够以预见的方式相互联接。脱模和包装完成的产品的高的劳动成本(同样是高的更换模具的成本也被添加到其上)因此导致对于人造石的常规制造设备来说巨大的生产成本。

通常为厚板状类型的完成的产品在其下表面和其外周表面中匹配模具，其下表面在被包覆的壁中被暴露，其外周表面具有正的脱模表面(见图1-3)。由于这种原因，一旦该产品已经被安装，该产品100的外周或侧壁A、B、C和D就具有外周犁沟，该外周犁沟必须被填充有密封剂并且是清楚地可见的，其美观效果很成问题。在一些情况中，也因为它还提高了安装成本，对于最终买家来说是不可接受的。

在现有技术中，已知许多模具和相关过程用来获得厚板状产品，特别地用于装饰用途的人造石，如例如文献WO 2010/069057 A1、EP2363262 A1、WO 99/25933 A1和US 2008/088063 A1中描述的那些。然而，这些文献描述用来生产从被压在金属模板内的干法浇铸混凝土开始而获得的物体的模具和过程。相反，本发明涉及用来生产石层板的模具和设备，该石层板通过将液态水泥灰浆倾倒在由具有高的可变形性的聚氨酯橡胶制成的模板或模子内而获得，以便允许最终产品后续脱模。

在用来从液体灰浆或混合物开始获得人造石的已知程序中，最终产品通过将这种液体灰浆或混合物倾倒在复制天然石的反形状的模板(例如，由也具有大量底切的岩石制成)内而获得。在现有技术下，组成模板的材料是柔性的且非常可变形的以至于在该产品已经硬化之后容易取出该产品。然而，这导致的缺点是在重复使用之后模板自身磨损和变形。在一定数量的生产循环之后，该模板由于永久的变形和磨损而变得毫无用处，这使得有必要更换它。

技术实现要素：

因此，本发明的目标是实现用来构造覆层产品的模具以及用来制造这种覆层产品的设备，该模具和设备能够以非常简单、划算且特别实用的方式解决现有技术中提及的前述缺点。

具体地说，本发明的一个目标是实现一种用来构造覆层产品的模具，该模具是特别耐用的，即，能够制造相当大量的产品而不发生变形。

本发明的另一目标是实现一种用来构造覆层产品的模具，该模具能够以精密的方式制造这种产品，以便在后续安装步骤中保证完美的联接。

本发明的另一个目标是实现一种用来制造用于建筑的覆层产品的设备，该设备是完全自动的。

根据本发明的这些目标通过制造如独立权利要求中概述的一种用来构造覆层产品的模具以及一种用来制造这种覆层产品的设备被实现。

本发明的另外特性在从属权利要求中凸显，所述从属权利要求是本说明书的组成部分。

根据本发明的用来构造覆层产品的模具为“具有反向脱模”类型并且它由三个主要部分组成，该三个主要部分在本说明书的其余部分中被描述。该三个部分相互互连以便允许覆层石料的生产，同时避免前面描述的生产和经济缺点。此外，根据本发明的“具有反向脱模”的用来构造覆层产品的模具也使得可以使得产品它们自身的工业生产过程能够得以自动化。

附图说明

根据参考所附示意图的作为例子给出的且不用于限制目的的以下描述，根据本发明的用来构造覆层产品的模具和用来制造这种覆层产品的设备的特性和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据现有技术制造的橡胶模具的立体图；

图2是图1的模具的竖向剖视图；

图3是通过图1的模具制造的典型地为人造石的覆层产品的侧视正视图；

图4是根据本发明的用来构造覆层产品的模具的剖视图，该模具被示出为处于第一操作构造；

图5是图4的模具的剖视图，该模具被示出为处于第二操作构造；

图6是图4的模具的剖视图，该模具被示出为处于第三操作构造；

图7是根据本发明的用来构造覆层产品的模具的第一部件的立体图；

图8是根据本发明的用来构造覆层产品的模具的第二部件的立体图；

图9是根据本发明的用来构造覆层产品的模具的立体图；

图10是根据本发明的用来构造覆层产品的模具的沿图9的线X-X获得的剖视图；

图11是图10的细节的详细视图；

图12是用来制造根据本发明的用来构造覆层产品的模具的部件的工具的立体图；而

图13是根据本发明的用来制造用于建筑的覆层产品的设备的从上方观察的平面图。

具体实施方式

特别地参考图4到11，根据本发明的一种用来构造覆层产品的模具被示出，整体上由附图标记10指示。模具10为“具有反向脱模”类型并且它由相分离的三个部件组成，这三个部件在本说明书的剩余部分中被描述。模具10的三个部件相互互连以便允许用于建筑的覆层产品(典型地但并非必须地由人造石100的厚板组成)的生产，避免前面已经描述的生产和成本方面的缺点。

具体地说，在其优选实施例中，模具10由下述部分组成：

-基板12，该基板由刚性的不可变形的材料制造并且设置有多个通孔14；

-模子16，该模子由弹性的且可变形的材料制造并且被构造用来将基板12包含在其中，该模子16设置有要被制造的每一个覆层产品100的前表面的反形状；以及

-成型栅格18，该成型栅格的上部部分是敞开的，由刚性的不可变形的材料制造，并且被构造用来压在模子16上方，以便限定要被制造的每一个覆层产品100的周边边缘。

模子16以人工地稳定的且不可变形的形式被制造在模具10的配置中，其中，基板12被包含在模子16自身内。此外，在基板12被包含在模子16内的模具10的配置中，这种基板12和这种模子16形成模具10的第一半部，该第一半部可以相对于模具10的第二半部相分离，该第二半部由成型栅格18构成。当成型栅格18被布置在这种模子16上以形成模具10时，由于模子16的可变形性(仅仅局部地)，在模具10的两个半部之间可以获得稳定的且没有损失的联接。

基板12优选地由具有合适厚度的金属材料(典型地为钢)制造，使得基板12自身的平面性被保证。基板12由任何尺寸制造，只要它们与手动操作并且与覆层产品100的制造设备相容即可。

通孔14可以具有任何形状和/或尺寸。优选地，这种通孔14为圆形形状的并且沿基板12的整个平表面均匀地分配。

模子16优选地由聚氨酯橡胶制造并且基板12被包含在其内，使得基板12在两个相对的侧边缘从模子16突出。基板12的相对的突出的部分用来能够通过特别的传送带而运输模具10。而模子16被构造用来在基板12下面均匀地突出，而在其上表面上它具有要被复制的石头100的部分的暴露表面的形状20。

模子16被分成多个反形状20，每一个反形状限定单个覆层产品100。模子16的划分通过称为“犁沟”的深的切口而获得。换句话说，模子16的上表面被分割成一些单个形状20，这些形状由合适的凹槽或“犁沟”22分离，该合适的凹槽或“犁沟”具有合适的宽度和长度并且以便能够通过轻的机械压缩在其中接纳成型栅格18的侧壁24。

成型栅格18可以具有任何形状和尺寸，但每一次都对应于模子16的形状和尺寸，并且特别地对应于其中获得的凹槽22的形状和尺寸。由于由侧壁24组成的其骨架的自身形状(见例如图10的剖视图)，成型栅格18实际上接合在模子16的凹槽22内。实际上，容易理解，成型栅格18一旦它通过相关凹槽11被布置在模子16上方就可以完美地接合在代表要被制造的单个覆层产品100的形状20上方。

特别地，可以注意到，在成型栅格18的侧壁24之间形成分离的碗26，该分离的碗被完美地密封(图9)，在其下面具有“暴露面”。由于反向脱模角度α(单个侧壁24以该反向脱模角度相对于竖向平面倾斜)，每一个碗26具有下表面，该下表面的尺寸相对于其对应的上表面更大。此外，由于弹性材料(以该弹性材料制造模子16)的可变形性，完美地密封每一个碗的底部。

反向脱模角度α优选地根据构成覆层产品100的人造石的厚度和类型被包括在相对于竖向平面的1°和4°之间(更优选地在2°和2.5°之间)。换句话说，通过反向脱模角度α的效果，成型栅格18的每一个侧壁24具有相对于整个模具10从顶部向着底部的尖锐的且锥形的形状，这促进从模具10取出完成的产品100。

前面描述的部件12(基板)、16(模子)和18(成型栅格)相互联接以便形成模具10，使得它总是具有相同的预定高度H，或者可以根据产品100的类型变化的高度H。模具10或相互相同的更多模具10可以用来手动或自动生产用于包覆层的人造石100。

用于手动过程和用于自动过程的使用至此描述的类型的模具10的一个或更多个覆层产品100的制造步骤可以被示出如下。

模具10在其部件12(基板)、16(模子)和18(成型栅格)已经被清洁以便去除可能的水泥残留之后通过将这种部件12(基板)、16(模子)和18(成型栅格)相互连结被组装，以便获得具有预定义高度H的组件。模子16和成型栅格18的侧壁24的暴露表面然后覆盖有分离油，以便于覆层产品100的后续脱模。

在这个阶段，在底部已经被涂有彩色的水泥灌浆剂之后，水泥混合物被倾倒入分离的碗26。水泥混合物的配方可以根据情况根据希望被复制的人造石的类型而变化。一旦该混合物已经被倾倒，模具10就经历振动步骤以便消除任何空气泡，因此获得致密的产品100。重要的是注意，在已知类型的过程中，液体灰浆在模板内直接地被机械地挤压或挤压振动而不是预见预备倾倒步骤。

在振动步骤之后，模具10通过使用特别的室被设定为静止该混合物的老化时间(该老化时间可以被加速或可以不被加速)，在该特别的室内可以存在或不存在用来升高温度的热循环。在加速老化的情况下，用来增加温度的热循环可以被执行以便在短时间上获得该混合物的硬化。

一旦必要的阻力和必需的干燥程度已经而获得，就从模具10取出产品100，首先从由基板12和模子16构成的组件分离成型栅格18(图5)。由于存在于成型栅格18自身的侧壁24上的反向脱模角度α，从由基板12和模子16构成的组件(该组件仍然支承产品100)的成型栅格18的分离可以容易地进行。

产品100的取出可以通过使模具10受到振动被促进并且它也可以通过机械脱模装置被执行，该机械脱模装置如例如图6中示出的真空杯28。从模具10被取出的产品100随后可以手动地和自动地被包装且存储。模具10(被分成两个部分，该两个部分由成型栅格18和由基板12和模子16构成的组件组成)在这个阶段被再压紧且清洁，以便准备循环地产生新的产品100。

成型栅格18必须被非常小心地处理，这是由于它由塑性材料形成，该塑性材料已经被完美地弄平滑以便实际上不粘附到用于制造产品100的基于混凝土液体的混合物。由于不粘附特性并且由于存在于成型栅格18的所有侧壁24上的反向脱模角度α的存在，这种混合物一旦它们被硬化实际上就变得以容易的方式与成型栅格18的壁分离。

现在参考图12，示出工具30，该工具用来以弹性的且可变形的材料制造模子16，其目的是相反地复制人造石100的暴露表面。相对于在用来制造人造石100的设备中循环的模具的数量，工具30以有限数量的样品被生产。

该工具30由框架构成，该框架设置有由聚甲醛树脂制成的杆，该杆通过手被组装并且通过一系列六角固定螺钉被固定以便产生栅格，该栅格由具有各种长度和宽度的空间32的多个位置组成。组成要通过产品100被仿造的样品的各种天然石被布置在空间32内。

该天然石被切割、成形、布置在对应的空间32内并且通过硅树脂被固定到工具30的框架的壁。天然石因此产生模具10的模子16的表面的反形状。

工具30的壁相对于竖向平面具有0°的倾斜，并且在顶部，它们具有锥形部分，该锥形部分也相对于竖向平面具有优选地大约16°的锐角。这种锐角存在于工具30的内壁的两侧上并且仅存在于外周壁的内侧上。沿工具30的外周边设置唇缘，该唇缘大约2mm高并且大约5mm宽。

工具30设置有气动类型的用来脱模模子16的系统。这种脱模系统由工具30的框架的壁上的孔组成，每一个空间32一个孔，该孔允许加压空气进入。此外，该框架的基部通过具有70度肖氏硬度的聚氨酯橡胶的铸件以及螺纹连接到框架自身的壁的基部的金属板被密封，以便防止加压空气从该工具30的下侧出来。因此，实际上，加压空气相对于浇铸的方向沿相反方向推模子16以便于脱模。

用于模子16的生产的聚氨酯橡胶可以属于不同的硬度等级，如例如40、55和70度肖氏。一些测试也已经使得可以评估填料的可能插入以便减小聚氨酯树脂的量，并且因此降低聚氨酯树脂的成本。在这种情况下，制备通过添加0.5-1.0mm而实现。根据脱模测试发现，该压缩空气系统通过40度肖氏的橡胶和55度肖氏的橡胶(两者都添加有特别的填料)操作良好。

适合于产生每一个单个模子16的混合物的一个典型的优选实施例预见300克被添加到其上的等于5千克的聚氨酯树脂的量。一旦树脂和该填料已经被引入容器内，它们就通过设置有搅拌器的空气钻被混合。随后为每千克树脂添加125克硬化剂，并且然后所有东西被混合大约30秒以便均匀地分配它。在这个阶段，混合物准备被浇铸。浇铸必须在可能的最短时间中并且根据基于该产品的技术规范允许的可加工的时间进行。

在制备橡胶铸件之前，形成模具10的基部及其支承结构的穿孔的基板12被搁置且居中在该工具30上。基板12实际上充当用来支承相关模子16的骨架，该模子否则可能不被支承。

基板12设置有通孔14以便允许该橡胶被浇铸并且允许它进入所有间隙。基板12搁置在存在于工具30的外周边上的唇缘上，因此相对于其它壁被举起2mm，并且因此允许树脂在一个空间32和其它空间之间经过并且完全填充工具30自身。为了防止树脂从工具30出来，穿过唇缘和基板12之间的缝隙，可以预见存在衬垫，该衬垫保证它被密封。

由于基板12必须与模子16成单个零件，如前所述充当骨架，因此树脂必须包覆它并且在基板12自身之上产生大约2mm厚度的层。由于这种目标，矩形金属包含结构被产生，在下部基部上配备有衬垫以便保证密封，该衬垫在基板12上方被搁置且居中。

在空气入口孔的表面上且在包含结构的内边缘上，涂抹薄层油脂，该薄层油脂在第一种情况中防止孔被树脂阻塞，并且在第二种情况中防止橡胶固化且焊接到衬垫上。以这种方式，衬垫自身可以用来产生多于一个模子16。在这个阶段，可以制备聚氨酯混合物并且将它倾倒在工具30中，因此获得由基板12和模具10的模子16构成的组件。

橡胶在标准环境中被留下以静止大约一天，并且一旦它固化，由基板12和模子16构成的组件就可以脱模。脱模由在工具30的脱模系统内插入加压空气组成。空气在工具30的空间32内在石头和橡胶之间产生气垫并且将模子16举起大约15/20mm。在这个阶段，操作者可以毫无困难地从工具30取出由基板12和模子16构成的组件。

通过将成型栅格18添加到由基板12和模子16构成的组件，获得完整的模具10，该完整的模具是空的并且准备浇铸。如前面描述的，成型栅格18和由基板12和模子16构成的组件之间的联接通过将成型栅格18自身接合地插入在模子16的凹槽22内而产生。

现在参考图13，这个图示出用来制造覆层产品100的设备50。该设备50首先包括第一传送带52，该第一传送带能够搬运模具10，该模具最初是空的并且然后填充有要被形成的产品100。

该设备50也包括用于模具10的涂抹站54。涂抹站54由一系列文丘里喷嘴喷雾器组成，该一系列文丘里喷嘴喷雾器绕相对于传送带52的方向垂直的水平轴线摆动，以便将一层均匀的涂料施加在构成产品100的混合物将被浇铸的模具10的每一个部分上。

用来制造人造石100的混合物被分离地制备并且它被布置在定量配料机器56内。定量配料机器56通过旋转分配装置将该混合物倾倒入模具10，该旋转分配装置设置有桨，该桨具有作用表面，该作用表面等于模具10它们自身的总表面。

旋转分配装置具有以下功能：将该材料分配到在定量配料机器56下方经过的模具10中。传送带52在定量配料机器56处设置有振动元件，该振动元件帮助模具10内的材料的分配。随后，旋转类型的平整机器58(该平整机器布置在定量配料机器56下游并且具有比模具10的总表面大的作用表面)使得到模具10中的混合物的分配均匀并且从模具10它们自身的顶部去除任何多余材料。

在这个阶段，填充有仍然呈流体状的材料的模具10被发送到收集装置60，它们从收集装置被拿走并且布置在老化室中以干燥。典型地由堆叠/拆堆装置组成的收集装置60由堆叠机组成，该堆叠机竖向地且以多组预定义的单元将模具10堆叠在具有多个列的保持架内。一旦一个列已经被填充，堆叠机就使保持架滑动到后面的列。一旦所有列已经被填充，整个保持架就被推向取出区域，在取出区域，用叉车取走它并且将它运输到老化室。

一旦模具内的产品100已被老化，保持架就从老化室被拿走并且被插在拆堆装置的入口区域中，在该入口区域，取出装置一次一个地取出模具10，因此按照相对于放置步骤的相反顺序将它们放置在第二传送带62上。该保持架进行操作使得在取出一个保持架时从收集装置60的相对侧插入另一保持架(“先进后出”程序)。

第二传送带62然后向着脱模步骤运输填充有已经被干燥的人造石100的模具10。脱模机器64包括第一成形夹具，该第一成形夹具从模具的侧边缘夹紧模具10并且举起所述模具，而第二成形夹具用来向下推石头100，在石头100仍然搁置在模子上的情况下从成型栅格18分离模子16(见图5)。

在这个阶段，带有石头100的模子16继续沿第二传送带62滑动，而成型栅格18被传递到第三传送带66上，该第三传送带是相对于这种第二传送带62是分离的并且是平行的。石头100从模子16被操作者手动地拿走，该操作者将它们布置在架子68上，它们然后从该架子被分组且包装。随后，空的模子16和成型栅格18继续在相应的传送带62和66上向着清洁站70滑动，该清洁站实际上清洁模具10的这种部件16和18。

模子16和清洁的成型栅格18被送到安装站72，在该安装站重构每一个模具10。在达到这种安装站72之前，成型栅格18穿过喷洒装置74，该喷洒装置施加一层油以便于将成型栅格18它们自身引入模子16。

在安装站72中，模子16被联接带的引导件内的活塞推动。成型栅格18在另一方面通过夹具被拿走，该夹具然后通过施加相当大的压力用来将成型栅格布置在相应的模子16上方以便促进良好的联接。在这个阶段，完整的模具10被活塞推到第一传送带52上，使得它们可以重新开始要被干燥的材料的新的涂抹和浇铸步骤。

在至此描述的设备50中，从模具拿走人造石100和用于运输的它们的后续包装的步骤被手动地执行。然而，可以预见也能够执行这些行动的自动装置。

因此，已经见到，根据本发明的用来构造覆层产品的模具和用来制造这种覆层产品的设备，实现了上文中凸显的目标。根据本发明的模具免于永久变形和磨损，这是由于，它是完全刚性的/平面的，而复制天然石的反表面构成底部，在栅格(该栅格被装配在模子上方)中获得的各种隔室内包含的液体灰浆被倾倒在该底部上。被倾倒的灰浆从不由于压力而经受压实并且不存在定量配料该材料的问题，如在另一方面发生在文献WO 2010/069057 A1中描述的模具中的：仅仅轻微的振动被施加到整个模具以使存在于液体灰浆中的可能空气泡达到表面。

每一个模具在老化循环中伴随该产品直到该产品自身完全硬化。只是随后该模具由于脱模角度以其两个半部被打开，该脱模角度具有相对于根据现有技术的柔性模板相反的侧部的倾斜。因此，该产品以非常简单的方式被取出(这是由于它仅仅搁置在其“惰性的面”上)，并且随后模具的两个部分被清洁、上油且再连结以便重复该生产循环。

该模具的上部部分(由成型栅格组成)以完美的密封接合在该凹槽内，而该模具自身的下部部分(尽管主要由弹性的且可变形的材料制造)由于穿孔钢厚板的引入而是刚性平面型的，在相互间隔的顶部承载“惰性的面”，该凹槽用来固定或联接成型栅格。

通过将一个石头和邻近的一个之间的犁沟减小到最小并且通过消除关于填充犁沟的材料的着色、宽度、精加工等等相关的缺点，该模具和相关的设备使得可以生产可以以非常精确的方式被联接的板。实际上，很清楚的是，与相同类型的壁(但具有明显的犁沟)相比，包覆有配合在一起非常好的天然石料的墙壁的外观要好得多。

这样构思的本发明的用来构造覆层产品的模具和用来制造这种覆层产品的设备在任何情况中可以经受被该发明构思涵盖的许多改进型和变体；此外，所有细节可以被技术上等同的要素取代。实际上，所用的材料以及形状和尺寸可以是根据技术要求的任何材料以及形状和尺寸。

本发明的保护范围因此由所附权利要求限定。