DD156955A1

DD156955A1 - FORM FOR THE PRESSURE FILTER CASTING OF CERAMIC OBJECTS

Info

Publication number: DD156955A1
Application number: DD22689181A
Authority: DD
Inventors: Gunther Grigarczik
Original assignee: Gunther Grigarczik
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1982-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrteilige Form aus poroesem Material. Ziel der Erfindung ist es, gegenueber dem bisherigen Druckgiessen die Scherbenbildungszeit weiter zu verringern, die Dichte des Scherbens zu erhoehen, die Abschwindzeit zu verkuerzen sowie die Ruecktrocknung der Form einzusparen. Erfindungsgemaess ist die Form so gestaltet, dass eine relativ duennwandige poroese Formeinlage (2) von einer in der Geometrie dieser angepassten, grob poroesen oder siebfoermigen, mechanisch hochfesten Traegerform (1) dicht umschlossen ist. Diese Form kann zum Druckfiltergiessen sowohl von Hohlkoerpern als auch von Vollgusskoerpern eingesetzt werden.The invention relates to a multi-part mold made of porous material. The aim of the invention is, compared to the previous die casting, to further reduce the cullet formation time, to increase the density of the cullet, to shorten the culling time, and to reduce the re-drying of the cube. According to the invention, the mold is designed such that a relatively thin-walled porous mold insert (2) is tightly enclosed by a coarsely porous or sieve-like, mechanically strong carrier mold (1) which is adapted in geometry. This form can be used for pressure filter casting of both hollow bodies and Vollgusskoerpern.

Description

P 739P 739

B28B, Ί/2δ 19.12.198οB28B, Ί / 2δ 19.12.198ο

Form zum Druckfiltergießen keramischer GegenständeMold for pressure filter casting of ceramic objects

Anwendungsgebiet der Erfindung .Appli cation s art.

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrteilige Form aus porösem Material zum Druckfiltergießen keramischer ^egen~ stände, die sowohl für Hohl- als auch für Yollguß geeignet ist« Besonders ist die Erfindung für die Fälle gedacht, in denen starkwandige Scherben in kurzer Zeit gebildet werden sollen*The invention relates to a multi-part mold made of porous material for pressure filter casting ceramic ^ egen ~ states, which is suitable for both hollow and for Yollguß «The invention is particularly intended for the cases in which thick-walled shards are to be formed in a short time *

Charakteristik der bekannten tj_chnis_ch_ejl kögun^en Keramische Gegenstände mit größeren Abmessungen und komplexen Formen werden meist über Gießverfahren 'hergestellt. Hierbei wird eine Ker-amik-Wass er-Suspension (Schlicker) unter Zusatz von Verflüssigern ±_n eine trockene Gipsform gegossen. Der Gips nimmt durch die Kapillarwirkung Wasser auf, so daß sich die keramische Masse als Scherben absetzt. Erfolgt das Gießen unter Druck, so spricht man. vom Druckgießen, Dadurch erreicht man eine schnellere Formgebung und verbesserte Eigenschaften der Formlinge. Zur Aufnahme des Wassers ist jedoch eine entsprechend starkwandige Gipsform notwendig*Characteristics of the known tj_chnis_ch_ejl kögun ^ s Ceramic articles with larger dimensions and complex shapes are usually produced by casting. Here, a Ker-amik Wass er suspension (slurry) is poured with the addition of liquefiers ± _n a dry plaster mold. The gypsum absorbs water through the capillary action, so that the ceramic mass settles as a piece of broken glass. If the casting under pressure, so you speak. from die casting, this achieves a faster shaping and improved properties of the moldings. For receiving the water, however, a correspondingly thick-walled plaster mold is necessary *

-9.JAN.198i -üt) /Wi^,-9.JAN.198i -üt) / Wi ^,

Die Scherbenbildung, die Abschwindung des Scherbens und die Rücktrocknung der-Form erfordern insbesondere bei starkwandigen Scherben einen hohen Zeitaufwand, so daß zur Mechanisierung des Verfahrens ein erheblicher technischer Aufwand mit- großem Platzbedarf und Energieverbrauch notwendig ist» Die geringe mechanische Festigkeit des Gipses erlaubt jedoch nur Brücke bis zu 0,4 MPa, Verglichen mit dem höheren technischen Aufwand ist die maximale Verringerung der Scherbenbildungszeit um 60 '% noch zu gering* Man hat deshalb auch versucht, andere Formenmaterialien wie Kunsthar-ze₅ Kunstharz-Tonerde oder Sinterbronze einzusetzen (Keramische Zeitschrift 25. (1973) S. 597 bis 599). Schwierig keiten ergaben sich hier beim Loslösen der Formlinge von den Formen« Lediglich beim Gips klebten die Formlinge nicht an den Formen an» Zur leichtern Entformimg ist deshalb häufig ein besonderes Gegendrucksystem vorgesehen worden (DE-AS 12 99 546).The fragmentation, the loss of the cullet and the re-drying of the form require a lot of time, especially in thick-walled cullet, so that the mechanization of the process a considerable technical effort with- large space requirements and energy consumption is necessary. "The low mechanical strength of the gypsum but only allows Bridge up to 0.4 MPa, Compared with the higher technical complexity, the maximum reduction of the body formation time by 60 '% is still too low * Therefore, attempts have also been made to use other mold materials such as Kunsthar-ze ₅ synthetic clay or sintered bronze (Keramische Zeitschrift 25. (1973) p. 597 to 599). Difficulties resulted here in releasing the moldings from the molds "Only in the case of gypsum moldings did not adhere to the molds" For easier demolding is therefore often a special back pressure system has been provided (DE-AS 12 99 546).

ZJeI_{1 ti}der_ri ErfindungZJeI _{1 ti} the _ri invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Scherbenbildungszeit gegenüber dem bisherigen Druckgießen weiter zu verringern, die Dichte des Scherbens zu erhöhen, die Abschwindzeit zu verkürzen sowie die Rücktrocknung der Form einzusparen,The aim of the invention is to further reduce the cullet formation time compared to the previous die-casting, to increase the density of the cullet, to shorten the downtime and to save the re-drying of the mold,

Darlegung des JleB^ens Presentation of the Jubilee

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrteilige Form aus porösem Material zum Druckfiltergießen keramischer Gegenstände zu entwickeln, die ein schnelles Abführen des Wassers aus der Schlickersuspension ermöglicht. Erfindungsgemäß ist deshalb eine relativ dünnwandige poröse Formeinlage von einer in der Geometrie dieser angepaßten, grob porösen oder siebförmigen, mechanisch hochfesten Trägerform dicht umschlossen*The invention has for its object to develop a multi-part mold made of porous material for pressure filter casting ceramic objects, which allows a quick removal of water from the slurry slurry. Therefore, according to the invention, a relatively thin-walled porous insert liner is tightly enclosed by a coarsely porous or sieve-shaped, mechanically high-strength carrier form adapted in the geometry of this

Geeignete Werkstoffe für die Trägerform sind Stahlguß, Aluminiumguß oder Plastwerkstoffe· mit offenen oder geschlossenen Poren, wobei die Trägerform die groben Konturen der zu .Suitable materials for the carrier form are cast steel, aluminum casting or plastic materials · with open or closed pores, wherein the carrier form the coarse contours of.

gießenden Porzellanform besitzen muß und zwischen dem Innenraum dieser Trägerform und der Urform des zu gießenden Porzellankörpers ein Zwischenraum von 5 bis 10 mm verbleiben muß« Die Trägerform ist zum Entformen des gegossenen Porzellankörpers mehrteilig ausgeführt und siebförmig mit Bohrungen vorteilhaft im Abstand von TO bis 20 mm versehen (Bohrungen 2 bis 4 £nni) emust have casting porcelain mold and between the interior of this carrier form and the original form of the porcelain body to be cast a gap of 5 to 10 mm must remain «The carrier form is designed to demold the cast porcelain body in several parts and provided with holes advantageously in the distance of TO to 20 mm (Holes 2 to 4 pounds) e

Bei der Herstellung der Form wird die Urform in die Formhälften der Trägerform eingehängt und der verbleibende Zwischenraum von 5 >bis 10 mm. mit einem porösen Material als Formeinlage ausgegossen» Dazu eignet sich besonders Gips» Dabei ist zu beachten, daß das Porenvolumen und die Stärke der porösen Schicht über den gesamten Umfang der Form gleichmäßig ist ( ί 0,5 mm).In the production of the mold, the master mold is hung in the mold halves of the carrier mold and the remaining gap of 5> to 10 mm. poured with a porous material as a mold insert »Gypsum is particularly suitable for this purpose. It should be noted that the pore volume and the thickness of the porous layer are uniform over the entire circumference of the mold (ί 0.5 mm).

Die -FoMihälften v/erden verspannt und mit Dichtungen abgedichtet«, Durch die hohe Dr-uckbe auflagung beim Gießen entstehen große Kräfte. Der Einguß sollte gleichzeitig als Ausguß des Schlickers genutzt werden. Er muß sich demzufolge am tiefsten Punkt der Form befinden, -The -FoMihälften v / erden braced and sealed with gaskets «, Due to the high pressure-Aufbeung when casting large forces. The sprue should also be used as a spout of sludge. He must therefore be at the lowest point of the form,

Die Schlickersuspension wird mit hohBm Druck in die Form gedruckt, so daß die sich darin befindliche Luft durch die Poren des Gipses und die Bohrungen im Trägermaterial entweichte -The slip slurry is pressed into the mold at high pressure so that the air therein escapes through the pores of the gypsum and the holes in the substrate,

Die Formeinlage aus porösem Material wirkt als Filter, durch den das Wasser hindurchgedrückt wird» Über die Bohrungen im Trägermaterial entweicht Wasser, wobei in kurzer Zeit ein starkwandiger Scherben gebildet wird* Da die Innenfläche des " Scherben relativ feucht bleibt, wird nach dem Ablassen des Restsclilickers der Innenraum der Form mit Druckluft beauflagt, die die Feuchtigkeit des Scherbens durch weiteres Verdrängen des Wassers entscheidend reduziert und die Dichte des Scherbens erhöht* ^achdem der Scherbenbildungsprozeß abgeschlossen ist_s wird die Ein- und Ausgußöffnung freigegeben. Durch diese Öffnung wird der Scherben mit Warmluft konzentriert von innen ausgetrocknet, um den Abschwindungsprozeß von der porösen, mit V/asser angereicherten Filterschicht entscheidend zu beschleunigen bis die erforderlicheThe mold insert made of porous material acts as a filter, through which the water is forced through. »Water escapes through the holes in the substrate, forming a thick-walled body in a short time. * Since the inner surface of the body remains relatively moist, it will become dusty after the remainder of the body has been drained the interior of the mold beauflagt with compressed air, which significantly reduced the moisture of the ceramic body by further displacement of the water and the density of the ceramic body increases * ^ fter the body formation process is completed _s is released the input and pouring through this opening of the body with warm air. concentrated from the inside out, in order to decisively accelerate the dwindling process from the porous, V / ae enriched filter layer to the required

Standfestigkeit zum Üntformen erreicht ist. Danach ist ein schnelles Lösen von der porösen Schicht erforderlich, um zu verhindern, daß rückläufig Wasser in den Scherben dringt. Da die poröse Einlage nicht getrocknet werden muß, kann die Form nach dem Entformprozeß sofort für den nächsten Abguß genutzt werden* Obwohl die Bohrungen der 'Trägerform in relativ großem Abstand- (20 mm) voneinander angebracht sind, bildet sich durch die Verteilung innerhalb der porösen Schicht ein gleichmäßiger Scherben aus* Die Verwendung von Gips als poröse Filterschicht bietet den Vorteil, daß sich die Filterschicht leicht anfertigen und der Scher-ben ohne Schwierigkeiten von der Gipsschicht lösen läßt. Bei mehreren Abgüssen ist zu erwarten, daß sich die Poren der Filterschicht mit feinsten Schlickerbestandteilen zusetzen* In diesem Fall muß die poröse Filterschicht ausgewechselt werden« Bei Gips ist das leicht möglich, in dem die Trägerform mit der eingelegten Filterschicht in eine Trockenkammer gelegt wird, die so hoch temperiert ist (100 C), daß dem Gips das Kristallwasser entzogen wird» Damit wird die Festigkeit des Gipses entscheidend verringert« Er löst sich leicht von der Trägerform ab und die Filterschicht kann erneuert werden. Die mehrteilige Ausführung der- Form und deren Herstellung gestatten.es, auch komplizierte geometrische Körper zu realisieren.Stability is achieved for Üntformen. Thereafter, rapid release from the porous layer is required to prevent water from retrogradely penetrating the shards. Since the porous insert does not have to be dried, the mold can be used immediately after the demolding process for the next casting. Although the holes of the 'carrier form are mounted at a relatively large distance (20 mm) from each other, the distribution forms within the porous Layer of a uniform shard * The use of gypsum as a porous filter layer has the advantage that the filter layer is easy to make and the shearing ben can be easily solved by the plaster layer. In the case of several casts, it is to be expected that the pores of the filter layer will become clogged with the finest slip components. * In this case, the porous filter layer must be replaced. "In the case of gypsum, this is easily possible by placing the carrier mold with the inserted filter layer in a drying chamber temperature is high (100 C), that the water of crystallization is removed from the gypsum. »This significantly reduces the strength of the gypsum.« It dissolves slightly from the carrier form and the filter layer can be renewed. The multi-part execution of the form and its manufacture permit. To realize even complex geometric body.

Ausführungsbeispielembodiment

An Hand einer Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden* Die Figur zeigt die mehrteilige Form im Schnitt.With reference to a drawing, the invention will be explained in more detail * The figure shows the multi-part shape in section.

Zur Fertigung von Heißwasserspeicherkesseln mit 10 Liter-Fassungsvermögen' dient eine dreiteilige Form, deren Formeinlage 2 ca, 8 mm stark ist und aus Hartgips besteht, gie Formeinlage 2 wird von der'Trägerform 1 aus verschäumtem Polyuretan (hart) dicht umschlossen. Ee können aber auch andere Trägerwerkstoffe wie Stahlguß oder Aluminiumguß eingesetzt werden. Da in den zuletzt genannten Fällen der Trägerwerkstoff nicht porös wäre, muß die gesamte Ober-For the production of hot water storage boilers with 10 liter capacity 'serves a three-part mold, the mold insert 2 is about 8 mm thick and made of hard plaster, gie mold insert 2 is surrounded by der'Trägerform 1 of foamed polyuretan (hard) tight. Ee but also other carrier materials such as cast steel or cast aluminum can be used. Since in the latter cases the carrier material would not be porous, the entire upper

fläche der Trägerform mit einem Lochdurchmesser 2 bis 4 »im im Abstand von 3 bis 15 mm je nach Filterdicke durchbohrt werden, .surface of the support form with a hole diameter of 2 to 4 »in a distance of 3 to 15 mm, depending on the filter thickness.

Zur Herstellung der Formeinlage 2 wi-rd die Mutterform, die . den Konturen des gewünschten Scherbens 3 entspricht, symmetrisch mit Distanzstücken in die Trägerformhälften ein- . gehängt, so daß ein.gleichmäßiger Abstand zur Trägerform'1 verbleibt. Dieser Hohlraum wird anschließend mit Hartgips ausgegossen. Auf diese Weise erhält man eine gleichmäßige Formeinlage 2«For the production of the mold insert 2 wi-rd the mother mold, the. the contours of the desired cullet 3 corresponds symmetrically with spacers in the carrier mold halves. hanged, so that ein.gleichmäßiger distance to Trägersträger'1 remains. This cavity is then poured out with hard plaster. In this way you get a uniform shape insert 2 «

lach dem Entfernen der Mutterform und einer kurzen Aushärtezeit für die Formeinlage, kann die Form zum Druckfiltergießen keramischer Gegenstände verwendet werden. Beide Trägerformhälften werden durch einen Hydraulikzylinder geschlossen. Dabei steht.eine Trägerformhälfte fest am Grundrahmen der Maschine bzw, eines Gießkarusells, die zweite ist so schwenkbar angeordnet, daß im geöffneten Zustand der gegossene Körper leicht zu entfernen ist. Das Abdichten erfolgt durch eine Ringdichtung aus Gummi·»· Der dritte Teil der Form schließt die zylindrische Öffnung 4 an der tiefsten Stelle der Form, welche gleichzeitig die spätere öffnung des Keißwasserspeicherkessels darstellt und durch die sowohl der Gießschlicker als auch die weiteren Medien, wie Druckluft und Warmluft in den Innenraum der Form gelangen. Dieser dritte Formteil besteht aus einem kegelförmigen Rohr, welches durch Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder in die verspannte Form hineingedrückt und somit durch einen in der Form befindlichen Gummiring abgedichtet wird. Diese Öffnung 4 dient sowohl als Einguß als auch als Ausguß für den Schlicker, der nicht zur Scherbenbildung' benötigt wird. Er befindet sich deshalb.am tiefsten Punkt der Form. Bereits bei einem Druck von 1,2 MPa, realisiert mit einer- Membranpumpe $ wird innerhalb von 6 Minuten eine Scherbenstärke von 1 2 mm erreicht, ohne daß dem Schlicker 'ein Verflüssigungsmittel zugegeben werden muß. Gesintert ergibt dies eine Scherbenstärke von ca. 10 mm. Nach dem Ab-After removing the mother mold and a short cure time for the mold insert, the mold can be used for pressure filter casting of ceramic articles. Both carrier mold halves are closed by a hydraulic cylinder. It stands. A carrier mold half fixed to the base frame of the machine or, a Gießkarusells, the second is arranged so pivotable that in the open state of the cast body is easy to remove. The third part of the mold closes the cylindrical opening 4 at the lowest point of the mold, which at the same time represents the later opening of the water-holding tank and through both the casting slip and the other media, such as compressed air and get hot air into the interior of the mold. This third molded part consists of a conical tube, which is pressed by hydraulic or pneumatic cylinder in the clamped form and thus sealed by a rubber ring in the mold. This opening 4 serves both as a sprue and as a spout for the slip, which is not 'needed for shards'. He is therefore at the lowest point of the form. Already at a pressure of 1.2 MPa, realized with a diaphragm pump $, a body thickness of 1 2 mm is achieved within 6 minutes, without the liquor having to be added to a liquefying agent. Sintered, this results in a body thickness of about 10 mm. After the

lassen erfolgt die bereits beschriebene Beauflagung dea Innenraumes 5 der Form mit Druckluft zur weiteren Reduzierung des Feuchtegehaltes des Scherbens 3 und zur Erhöhung der Scherbendichte. Wach Abschluß des Scherbenbildungsprozesses erfolgt die Freigabe der Öffnung 4 und das Austrocknen des Scherbens 3 mit Warmluft bis die er-' forderliche Standfestigkeit zum Entformen erreicht ist. Danach läßt sich der Scherben 3 ohne Schwierigkeiten schnell von der Formeinlage 2 lösen und die Form kann sofort wieder für den nächsten Abguß benutzt werden· Nach dieser Methode lassen-sich aber nicht nur Hohlkörper, sondern auch Vollgußkörper, ζ «Β« Vollkernporzellane, herstellen, . .let the previously described Beauflagung dea interior 5 of the mold with compressed air to further reduce the moisture content of the cullet 3 and to increase the shear density. Wach conclusion of the cullet forming process, the release of the opening 4 and the drying out of the cullet 3 with warm air until the 'required stability is achieved for demolding. Thereafter, the broken piece 3 can easily be released from the mold insert 2 without difficulty and the mold can be used again immediately for the next casting · According to this method, not only hollow bodies but also solid bodies, ζ "Β" solid-core porcelains, can be produced. , ,

Claims

ErfindUQgsanspruch

Multi-part form of porous material for Druckfiltergießkeramischer objects, characterized in that a relatively thin-walled porous Pormeinlage (2) of a matched in the geometry of this coarsely porous or sieve-shaped, mechanically high-strength carrier form (1) is tightly enclosed.

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