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"Vorrichtung zur Herstellung von Keramikwaren im Schlicker-GieBverfahren"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Keramikwaren im Sehlicker-Gießverfahren
mit zwei übereinanderliegenden Bahneng auf denen die Gießformen auf verfahrbaren
Plattförmen mechanisch und schrittweise bewegt werden, wobei auf der oberen Bahn
verschiedene Arbeitsstationen durchlaufen werden und auf der unteren Bahn die entleerten
formen; ilber eine Trockenkammer in die Ausgangsstation. zurückkehren.
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Beim Schlicker-Gießverfahren wird bekanntlich eine flüssige Porzellanmasse,
der sogenannte Schlicker, in eine aus Gips bestehende dickwandige Form gegossen.
Infolge der Saugfähigkeit der Gipsform wird dem Sehlicker in der Nähe der Innenwand
der Form Wasser entzogen, so daß sich der Schlicker in Wandnähe verfestigt. Nachdem
sich eire der späteren Wandstärke des Werkstückes entsprechende Schichtdicke gebildet
hat, wird der restliche flüssige Schicker ausgegossen. Die Zeit vom Einfüllen
des
flüssigen Schlickers bis zum Ausgießen wird Anzugsseit genannt. Nach dem Ausgießen
wird während der sogenannter# Standzeit die Schicht infolge weiteren Flüssigkeitsentzuges
so fest, daß der gegossene Gegenstand durch Auseinandernehmen der Form dieser entnommen
und dann der weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann. Infolge ihrer grossen
Wanddicke können die Gipsformen en sich soviel Wasser aufnehmen, daß mehrere Güsse
hintereinander ohne Zwischentrocknung der Formen vorgenommen werden können. Mit
zunehmender Feuchtigkeit der Form verlängert sich jedoch die Anzugszeit, so daß
das Verhältnis zwischen Anzugszeit und Wanddicke nicht gleich bleibt. Die Folge
davon ist, daß sich die Wandstärken ändern und die Ware in ihrer Güte ungleichmässig
wird. Ausserdem benötigen mehrfach verwendete Gipsformen eine sehr lange Trockungszeit,
so daß zur Wahrung des gleichmässigen Arbeitsablaufes sehr viele Formen erforderlich
sind.
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Durch die österreichische Patentschrift 123 106 ist eine Vorrichtung
bekannt geworden, die die Formen nach jedem Arbeitsgang trocknet. Die Formen ruhen
auf Laufbrettern, die durch Nachschieben weiterer Laufbretter von Hand auf einer
Rollenbahn bewegt werden. Eine genaue Einhaltung bestimmter Taktzeiten ist hier
nicht möglich,-weil der Vorschub von der an jeder Arbeitsstation individuell benötigten
Arbeitszeit bestimmt wird. Auch-, ist es bei dieser bekannten' Vorrichtung nicht-
möglich.,. .
rotierende Formen zu verwenden. Solche Formen werden
aber dann. gebraucht, wenn grosse rotationssymmetrische Werkstücke hergestellt werden
sollen und wenn es auf eine besondere Dichtheit der Wendung ankommt. Auch ist bei
dieser Vorrichtung zum Teil schwere-Handarbeit erforderlich; zum Rücktransport in
die Ausgangsstation müssen die Formen von der Rollenbahn, auf der sie während der
Bearbeitung weiterbewegt werden, heruntergenommen und auf das untere Förderband,
das die Formen durch eine Trockenvorrichtung führt, aufgesetzt werden. Insbesondere
bei schwereren Gußformen ist dieser Vorgang umständlich und erfordert einen zusätzlichen
Einsatz menschlicher Arbeitskraft; ausserdem besteht die Gefahr, daß bei diesem
Umsetzen die leicht zerbrechlichen Formen beschädigt werden.
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Aus der US-Patentschrift 2.642.644 sind rotierende Einzelformen bekannt;
eine Riemenscheibe der Formspindel bewegt sich am ortsfesten Riemen vorbei. Da diese
Formen mittels Förderketten kontinuierlich weiterbewegt werden, ist es nicht möglich,
mit dieser bekannten Vorrichtung schwere Gipsformen zu transportieren.
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In der US-Patentschrift 2.294.476 wird eine Vorrichtung zum,Gießen
keramischer Gegenstände beschrieben, bei der die an Laufgehängen angebrachten Formen
nach Art eines Kreislaufes durch verschiedene Stationen geführt werden. Dazu gehören
auch mehrere Trockuungsstationen, in denen
entweder die gefüllten
Formen oder aber auch die entleerten Formen zum späteren Gebrauch wieder getrocknet
werden können. Diese Vorrichtung besitzt jedoch einen erheblichen Nachteil: Sie
kann nur in einer Ebene aufgebaut werden und nicht -wie es die Erfindung vorschlägtübereinander;
der Platzbedarf dieser bekannten Vorrichtung ist demzufolge sehr groß, und sie benötigt
ausserdem eine sehr aufwendige, fahrbare Gießstelle.
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Die Erfindung vermeidet die aufgezeigten Mängel und Nachteile durch
die Kombination folgender Merkmale: a) die Plattformen befinden sich auf aneinandergekuppelten
Schienenwagen; b) der schrittweise Vorschub der Wagen erfolgt selbsttätig und stets
mit dem gleichen Takt; c) an den Enden der Bahnen sind Hebe- und Senkeinrichtungen
für die Wagen vorgesehen, welche selbsttätig und mit demselben Takt wie der Vorschub
der Wagen arbeiten und die beiden Bahnen zu einem von den Wagen gleichmässig und
schrittweise durchlaufenen Kreislauf miteinander verbinden.
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Die neue Vorrichtung hat einmal den Vorteil, dass sie mit einem relativ
geringen Platz auskommt und dass sie eine sehr rationelle Arbeitsweise erlaubt;
zum anderen gewährleistet sie einen stets gleichbleibenden Trockungsgrad der Formen
an der Gießstelle, so daß auch die für eine
bestimmte Wandstärke
erforderliche Anzugszeit immer gleich ist. Dadurch wird erreicht, daß durch Festlegung
einer bestimmten Anzugszeit auch immer gleiche Wandstärken erzielt
werden, so daß sich der gesamte Gießvorgang ohne Schwierigkeit automatisieren lässt.
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Da auch der Trockunungsvorgang immer gleich lange Zeiten in Anspruch
nimmt, kann dieser beim automatischen Durchlauf durch eine Trockenkammer durchgeführt
werden. Bei diesem Trocknungsvorgang können die Formen auf eine bestimmte Temperatur
angewärmt und im, so vorgewärmten Zustand mit dem Schlicker gefüllt werden, wodurch
die Anzugszeiten noch kürzer werden. Wegen der gleichbleibenden Taktzeiten für die
einzelnen Vorgänge kann das erfindungsgemässe Ärbeitsverfahren derart ausgeführt
werden, da! die Gipsformen einen Kreislauf ausführen, in dessen Verlauf die Werkstücke
gegossen und ausgenommen, sowie die . Formen getrocknet werden.
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Insbesondere bei der Herstellung größerer Gußstücke hat es sieh als
vorteilhaft erwiesen, die Formen während des Gießvorganges in Roration zu versetzen,
um eine@gleichmäßige Verteilung der Porzellanmasse im Gießschlicker zu erreichen.
Zur Lösung des zweiten Teiles der Erfindungsaufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen,bei
der die Gießformen schrittweise zwei Bahnen durchlaufen, deren eine oberhalb der
anderen angeordnet ist, wobei eine Trockenkammer eine der Bahnen, vorzugsweise die
unten liegende, umgibt. Bei dieser Vorrichtung ist der Platzbedarf infolge der zweistöckigen
Anordnung wesentlich geringer als bei einem Plattenband oder einem Karussel.
Zum
Transport der Gießformen können zu einem Gießband zusammengestellte auf Schienen
laufende Wagen dienen, wobei der Zug schrittweise um je eine Wagenlänge weiterbewegbar
ist. Auf solchen Wagen können auch große und schwere Formen transportiert werden.
An den Endstationen der beiden Bahnen sind Hebevorrichtungen vorgesehen, mit denen
die Wagen von der einen auf die andere Bahn anhebbar bzw. absenkbar sind. Hierbei
können die Wagen durch den Heb- bzw. Senkvorgang entkuppelt und gekuppelt werden.
Um das Heben und Senken der Wagen zu ermöglichen, sind die Schienen der oberen Laufbahn
an den Endstationen so weit nach aussen verschiebbar, daß die Wagen zwischen den
Schienen hindurchbewegbar sind.
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Für sämtliche Bewegungen, also für die schrittweise Weiterbewegung
des Wagenzuges, das Heben und Senken der Wagen und das Ausschwenken der Schienen
können Hydraulikzylinder dienen, die durch eine Steuereinrichtung entsprechend den
für die Herstellung der jeweiligen Ware erforderlichen Taktzeiten automatisch betätigbar
sind.
Die Wagenkupplungen können eine an einem Ende der Wagen angebrachte
waagerecht liegende Öse aufweisen, in die ein am anderen Ende des anschliessenden
Wagens befestigter senkrecht stehender Doppelkonus einführbar ist. Damit auch in
denjenigen Fällen, in denen beim Heben und Senken eines Wagens die vertikalen Mittelachsen
von Kupplungskonus und Kupplungsöse nicht zusammenfallen, eine Kupplung sichergestellt
ist, können erfindungsgemäß in den Endstationen an den Schienen Ausgleichseinrichtungen
vorgesehen sein, vermittels derer durch Verschiebung des zu kuppelnden Wagens beim
",tlanggleiten des Kupplungskonus an der Kupplungsöse die Wegdifferenz zwischen
den zu Beginn des Kupplungsvorganges auseinanderfallenden Mittelachsen der Kupplungsteile
ausgeglichen werden kann.
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Für eine Vorrichtung mittels der ein Rotieren der Formen möglich ist,
wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, daß auf jedem Wagen zum Aufsetzen der Gießformen
mehrere Spindeln mit Tragplatte angeordnet sind, die durch eine vorzugsweise unterhalb
der Wagenplattform angeordnete Antriebseinrichtung, z.B. einen um die Antriebsscheiben
aller
Spindeln eines Wagens gelegten Treibriemen antreibbar sind, wobei beim Urreiohen
einer Püllstatien eine der Spindeln mit einer rotierenden Reibscheibe koppelbar
ist. Für den Abfluß des Schlickers beim Ausgießen nach Ablauf der Anzugszeit können
zu beiden Seiten des oberen Bandes Rinnen vorgesehen sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch dargestellt. Es
zeigen: _ Figur 1 eine teilweise aufgeschnittene
Seitenansicht der Vorrichtung, Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, . Figur
3 eine Draufsicht auf die Ausschwenkvorrichtung für die 1;'chienen, ' .. . : _ Figur
4 einen Längsschnitt durch die Ausgleichseinrichtung, Figur 5 eine Seitenansicht
der Kupplung zur Verbindung der einzelnen Wagen und Figur 6 eine Draufsicht auf
die Kupplung.
Die gesamte Vorrichtung wird von einem Gestell 1
getragen dessen seitliche Stützen in Figur 1 zu erkennen sind. An diesem Gestell
sind zwei Laufbahnen vorgesehen, wobei die untere Laufbahn 2 längs des Bodens der
Werkhalle verläuft und die obere Laufbahn 3 über der Laufbahn 2 vom Gestell 1 getragen
wird. Die Laufbahnen werden durch jeweils zwei parallel zueinander verlegte Schienen
4 gebildet. Auf den Schienen laufen Wagen 5, die auf jeder der Laufbahnen 2 und
3 zu einem Zug zusammengekuppelt sind. Auf jedem der Wagen 5 sind sechs Spindeln
6 angeordnet, die oben eine Tragplatte zum Aufsetzen der dickwandigeh, aus Gips
bestehenden Formen 7 tragen. Wie am zweitletzten irlagen rechts (vgl. Figur 2) angedeutet
ist, sind die einzelnen Spindeln 6 durch einen Treibriemen oder eine Kette 8 derart
miteinander verbunden, daB beim Antrieb einer Spindel alle anderen Spindeln mitrotieren.
Hierzu sind an der Wagenunterseite Antriebsscheiben 9 angeordnet, wobei der Treibriemen
die beiden mittleren Antriebsscheiben 9 von innen berührt um einen gewissen Umschlingungawinkel
und damit eine sichere Mitnahme dieser Scheiben zu erreichen. Eine der Spindeln
6 trägt ausser der
Antriebsscheibe 9 noch eine Reibscheibe 10,
die in der Gießstation mit einer motorisch angetriebenen Reibscheibe 11 gekuppelt
wird, so daß nach dieser Kupplung sämtliche Spindeln 6 rotieren.
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Die einzelnen Wagen 5 werden an der insgesamt mit 12 bezeichneten
rechten Endstation von der unteren Bahn 2 auf die obere Bahn 3 gehoben und an der
insgesamt mit 13 bezeichneten linken Endstation von der oberen Bahn 3 auf. die untere
Bahn 2 abgesenkt. Hierzu sind in den Boden eingelassene Hydraulikzylinder 14 bzw.
15 vorgesehen. Um das Anheben bzw. Absenken zu ermöglichen sind in den Endstationen
12 bzw. 13 die Schienen 4 der oberen Laufbahn 3 so weit nach aussen verschiebbar,
daß die Wagen 5 zwischen den ausgeschwenkten Schienen 4 hindurchbewegbar sind. Die
Ausschwenkvorrichtung ist in Figur 3-in gegenüber den Figuren 1 und 2 vergrösserter
Zeichnung dargestellt. Die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders 16 verschwenkt
bei der Verstellung zwei ortsfest gelagerte Hebel 17, die mit ihren freien Enden
an Schubstangen 18 angelenkt sind. Die Schubstangen 18 sind mit am Gestell 1 gelagerten
Winkelhebeln 19 verbunden an deren freien Schenkeln die ausschwenkbaren Schienenstücke
4' angeordnet sind. Damit der
| Yerstellmechanismus 16, 17, 18, 19-den Durchgang der . |
| Wagen 5 nicht behindert, liegt er unterhalb des Bodens, |
| so daß im Drehpunkt der Winkelhebel-19 senkrecht stehende |
| Wellen 20 erforderlich sind. |
| Mit den in den Endstationen 12 und 13 an den Schienen |
| vorgesehenen Ausgleichseinrichtungen 21.sollen kleinere |
| Zängenvetscniebungen beim Kuppelnder Wagen ausgeglichen |
| werden.°Zü diesem Zwecke-besitzt, wie-aus Figur 4 ersieht-, |
| lich, jede-Ausgleichseinrichtung.einen Teil 22, der,auf |
| Lagernadeln 23 leicht verschiebbar gelagert ist. Im |
| Teil 22 befindet ==sich ein Bolzen 24; auf den Federn .25 |
| aufgesehöben'sind, die,-sich einerseits am Teil 22,und |
| andererseits@an-einem Lager@26 abstützen. Wirkt auf das |
| verschiebbare>Teil=22 keine-Kraft in Bewegungsrichtung, so |
| halten `eli-e Federn-25 .das-Teil 22 in Ruhelage. Wird nun
der |
| in den; EnüstationenA2, 13 angehobene :bzw. gesenkte, -Wagen |
| mit 'den Lager-böcken.-auf das Teil 22, aufgesetzt, so kann |
| aufgrund'd'er leichten Y.erschiebbarkei4; des Teiles
22 auf |
| dem Nadelläger- -23 eine Wegdifferenz- ausgeglichen. werden, |
| die- erförderlieh'.iet, Fdamit; -bei .etwaigem.Auseinanderfallen |
| der ver-@#lkä.'len ,Mittelachsen von Zupplungskonus 28 und |
| Kupplürigsklaiie - 27_=#zu -.Beginn dea- I£upplul#gsYOrganges
durch |
| ihitlänggleiteh@-d4s,-Kupplungskonus .ain Innenrand ,der Kupp- |
| lungsklaue der zu kuppelnde Wagen so weit verschoben bzw. |
| mitgenommen wird bis die Mittelachsen der Kupplungsteile |
| 27,28 zusammenfallen. Nachdqm die Kupplung des Wagens |
beendet ist, bewegt sich das Teil 22 der Ausgleichseinrichtung
unter dem EinfluB der Federkraft 25 wieder in die Ruhelage zurück. Ohne die durch
die Ausgleichseinrichtung vermittelte leichte Verschiebbarkeit des zu kuppelnden
Wagens könnten die Kupplungsteile nicht ineinandergreifen. Der Wagen würde. vielmehr
aufgrund der sich seiner Verschiebung entgegenstellenden starken Reibung angehoben
werden.
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Die in Figur 5 und 6 dargestellte Kupplung kuppelt beim Heben und
Senken der Wagen selbsttätig. Sie besteht aus einer am einen Wagen 5 befestigten
waagerecht liegenden. Öse 27 und einem am anschliessenden Wagen befestigten Doppelkonus
28. Beim Anheben in der Endstation 12 wird der Konus 28 selbsttätig in die Öse 27
eingeführt. Für den Durchgang der Konusbefestigung 29 ist die Öse 27 bei
30 aufgeschnitten. Infolge der konischen Gestalt des Kupplungsstückes 28 und in
Verbindung mit der in Figur 4 gezeigten Ausgleichseinrichtung 21 ist die Kupplung
auch möglich wenn die Wagen 5 während des'Kupplungsvorganges nicht genau aufeinander
ausgerichtet sind.
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Zur Weiterbewegung der Wagenzüge auf den Bahnen 2 und 3 dienen Hydraulikzylinder
31 und 32, welche die Züge bei. einem Hub um eine Wagenlänge weiterbewegen. Hierbei
stoßen an den Kolbenstangen der Zylinder vorgesehene Mitnehmer 33 und 34. an Anschläge
35 und 36 der Wagen 5.
längs der oberen Laufbahn 3 ist eine Füllstation
37 angeordnet, in der die Formen 7 mit Schlicker gefüllt werden. Weiterhin befinden
sich neben der oberen Laufbahn Rinnen 3$ in denen der aus den Formen ausgegossene
Schlicker ablaufen kann.. Die untere Laufbahn 2 ist von einer Trockenkammer 39 umgeben,
die mit Isolierplatten verkleidet ist und mit Warmluft oder elektrisch beheizt wird.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Ist ein Wagen 5 am . rechten Ende
der Trockenkammer 39 angelangt, so wird durch eine automatische Steuerung der Zylinder
14 unter Druck gesetzt und damit seine Kolbenstange ausgefahren,wodurch der Wagen
nach oben gehoben wird, nachdem vorher die Schienenstücke 4' durch den-Zylinder
16 ebenfalls automatisch ausgeschwenkt wurden. Nachdem der Zylinder 14 seinen Hubvoll
ausgeführt hat schwenken die Schienenstücke 4' wieder nach innen-und der'angehobene
Wagen 5 wird 'nach einer kleinen Äbsenküng auf die obere Laufbahn 3 aufgesetzt,
Wobei der Wagen selbsttätig mit"dem oberen Zug gekuppelt wird. Nach einer Verschiebungsdes
oberen Wagenzuges durch' den. Zylinder 32 gelangt der Wagen zur Füllstation 37 in
der die Reibscheibe 1a auto-matise4 mit der Reibscheibe 11 gepppli4, wird, wodurch
sämtliche Formen. 7 in Rotation voirsetzt_,wer(.en" Durch, die Trocknung in, der
Trockenkammer
haben die Formen 7 in der Füllstation eine bestimmte
günstige Temperatur. Nach dem Füllvorgang wird der Wagen mit dem gesamten Zug weiterverschoben.
Nach Ablauf der Anzugszeit wird der Schlicker in eine der Rinnen 38 entleert und
nach dem Ablauf der Standzeit das Werkstück der Form entnommen. Während dieser Vorgänge
gelangt der betrachtete Wagen an das linke Ende der oberen Laufbahn 3 und wird dort
durch den Zylinder 15 von den Schienenstücken 4' etwas abgehoben, so daß diese ausgeschwenkt
werden können und anschliessend der Wagen auf die untere Laufbahn abgesetzt werden
kann, wo er wieder mit dem unteren Zug gekuppelt wird. Der Transport des Zuges durch
die Trockenkammer 39 wird durch den Hydraulikzylinder 31 besorgt. Die Laufzeit durch
die Trockenkammer ist durch eine automatische Steuerung so eingestellt, daß nach
vollständigem Durchlaufen die Formen getrocknet sind und die richtige Vorwärmtemperatur
besitzen.
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über der oberen Laufbahn 3 kann zuzüglich zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein weiterer Trockenkanal angeordnet werden, weicher zugleich den Transport zum
Glühofen übernehmen kann.
Um den einzelnen Formensatz möglichst
klein zu halten, können auf der Gießvorrichtung auch zwei verschiedene Formensätze
eingesetzt werden, wenn es sich um Teile mit gleicher Wandstärke handelt. Zweckmässig
sind zwei Anlagen nebeneinander angeordnet. Diese können dann@so betrieben werden,
daß während der Standzeit in der einen Anlage in der anderen Anlage gegossen wird.