DE1784519C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tonrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren zum Herstellen von Tonrohren, bei dem eine Tonmasse mit einem derartig niedrigen Feuchtigkeitsgehalt verdichtet wird, daß bereits durch das Verdichten steife Rohre mit heim Trocknen geringer Linearkontraklion erreichbar sind. Die Linearkontraklion soll dabei regelmäßig kleiner als I ¹Vu sein.

Kin derartiges Verfahren ist als isostatisches oder hydrostatisches Pressen von Tonrohren bekannt (vgl. auch »Berichte der Deutschen keramischen Gesellschaft«, 1%7, Heft 3, S. 94 ff.). Hierbei wird die Tonmasse mit geringem Feuchtigkeitsgehalt auf einem Dom unter Zuhilfenahme einer elastischen Hülse verdichtet, auf deren Außenseite ein entsprechender Druck durch Einführen eines Druckmediums zwischen die Hülse und ein sie umgehendes starres Gehäuse ausgeübt wird. Die Qualität der nach diesem Verfahren hergestellten Tonrohre laut jedoch in bezug auf die Festigkeit der gebrannten Tonrohre und ilas endgültige Aussehen derselben noch zu wünschen Übrig

Im übrigen sind Verfahren zum Herstellen von 'Inmohrcü bekannt, bei denen die Tonmasse zunächst in einen Zwischenraum /wischen einem Kern und einem Mantel /u Tonrohren gepreßt und dann aufgeschoben wird (vgl. deutsche Patentschrift KMU)Il und Iran/osische Patentschrift 3f)l 577). Da hei diesen bekannten Verfahren der Preßdruck an ilen Stirnseiten der herzustellenden Toiirohre aufgebracht wird, können Lufteinschliisse und andere Unjileichmalligkeiten im Gefiige der Tonmasse nicht vollständig beseitigt weiden.

Der Hrfindung liivt dalu-i d:j AuLjbe zugrunde, cm Verfahren zum Herstellen ve η Tonrohren anzusehen, mit dem sich Tonrohre auf eis..ache Weise herstellen lassen, die hohen Qualitätsansprüchen genügen.

Die Aufgabe wird dadurch gelost, daß die verdichtete Tonmasse mit einem Druck von über 7u kp.'cm- cxtrudicrt wird Durch den Druck von über 7ukpcni- wird erreicht, daf5 auch bei geringem f-'euchiigkeitsgehalt der Tonmasse die einzelnen Parlikehi in ausreichendem Maß plastifiziert werden, so dall sie sich einwandfrei extrudieren lassen und nach »'er Kxtiusion fest aneinander haften. Dadurch wird tlen Rohren bereits vor dem Trocknen und Brennen ein höheres Maß an Steifigkeit, innerer Homogenität und äußerer Oberflächengüte vermittelt als bei den nach Herkömmlichen Verfahren hergestellten Rohren, so daß eine Nachbehandlung überflüssig ist.

l-iir die weitere Ausgestaltung der Hrfindung bestehen meliiere Möglichkeiten, Entweder kann zum Verdichten der Tonmasse eine Patri/e in eine vertikal angeordnete Kammer hineingezogen oder hini inj'.eiiruckt und die Tonmasse anschließend aus dem Bereich der stärksten Verdichtung extrudiert werden, oder es kann aber auch so gearbeitet werden, daß zum Verdichten und anschließenden Extrudieren der Tonmasse das untere Ende einer vertikal angeordneten Kammer gegen den zwischen der eine Matrize darstellenden Kammerwand und einer gegenüber der Matrize feststehenden Patrize gebildeten Auslaß verschoben wird. Die Qualität der Rohre kann außerdem noch dadurch verbessert werden, daß vor dem Verdichten der Tonmasse die in der Kammer befindliche I.lift abgesaugt wird. Dabei kanu das Absaugen der I.till noch wählend des Vcrdichtiingsvoiganges lniiiit'M'l/l würden

Eine Vorrichtung zum Durchführen des c-ingangs beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize als verbreiterter Kopf eines senkrecht bewegbaren Kolbens und die Matrize als innere Wandung eines beiderseits offenen, die Kammer umgebenden Hohlzylinders ausgebildet ist, daß der Kolben von seinem verbreiterten Kopf aus durch eine öffnung in einem das untere Ende des Hohlzylinders verschließenden Stopfen hindurchgeht und daß ein

ίο Antriebsmittel zum Heben und Senken des Kolbens, Antriebsmittel zum Heben und Senken des ."lohlzylinders unabhängig vom Kolben sowie Vorrichtungen zum Einspeisen der Tonmasse in die zwischen Kolben und Hohlzylinder ausgebildete Kammer und zum Abtrennen des extruMierten Rohrs angeordnet sind. Die erfindungsgemäß so ausgebildete Vorrichtung ist einfach aufgebaut und läßt sich ohne weiteres unmittelbar mit der Hand oder mit entsprechenden Schaltungsinitteln auch automatisch steuern.

ao Bei einer weiteren Ausgestaltung ist die Unterseite des verbreiterten Kopfes des Kolbens abgeschrägt Damit wird gleichsam eine Düse geschaffen, durch die die Tonmasse während der Extrusion hindurclitritt. Die Antriebsmittel für den Kolben und den Hohlzylinder können als hydraulische Druckböcke ausgebildet sein, an deren unteren Enden angreifen und auch unterhalb angeordnet sein. Dadurch kann der Raum über dem Hohlzylinder für die Vorrichtung zum Einspeisen der Tonmasse frei bleiben, ferner auch für die Trennvorrichtung und für die zur Entnahme der abgetrennten extrudieren Rohre erforderlichen Anordnungen. Allerdings kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß ein an dem Kolben v;mi oben her abgreifender zusätzlicher Druckbock angeo;dnet ist, der lösbar mit dem verbreiterten Kopf des Kolbens verbunden ist. Immer sollte die Höhe der Vorrichtung zum Einspeisen der Tonmasse test sein.

Um auch Rohre unterschiedlicher ^änge herstellen zu können, bzw. um unterschiedlich große Tonmengen in die Kammer einfüllen zu können, kann dei Stopfen unabhängig vom Kolben und Hohlzylindei auf- und abbewegbar sein. Ebenso kann die Trennvorrichtung auf- und abbewegbar sein. Um eine Dcwegung des Stopfens zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn eine Antriebseinrichtung angeordnet ist Diese sollte aus mindestens einem hydraulischer Druckbock bestehen.

Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Kolber oder sein verbreiterter Kopf gegen einen anderen mii anderem Durchmesser ^hzw. der Kopf gegen einer außermittig liegenden Kopf austauschbar ist, urr Rohre mit verschiedenen Innendurchmessern bzw Wanddicken herstellen zu können. In diesem FaI wird nach dem Abdecken der Kammer durch der Kopf der den Hoden der Kammer bildende Stopfei hochgedrückt, um die Tonmasse zu verdichten um einen Rohrbogen zu extrudieren, der sich durch dii verschiedenen Extrusionsgeschwindigkeitcn infolgi der unterschiedlichen Breite des Ringspaites zwischet dem verbreiterten Kopf des Kolbens und dem Hohl zylinder ergibt. Es ist jedoch zweckmäßig, wenn Mit tcl zur Arretierung des Stopfens in einer cingestelltci Position vorhanden sind, um den Stopfen in diese Position während des normalen Exlrusionsvorgangc zu halten. Schließlich kann zum Absaugen der Ltif aus der Kammer eine an einen Saugbehältcr oder ui eine Säugpumpe angeschlossene Kappe auf den obc

ren Rand des I Joh|zy|i|iders abdichtend aulgeselzl sein. Damit ergibt sich clic Möglichkeil, vor und während der Extrusion Luft aus der verdichteten Tonmasse abzusaugen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausfüllt ungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Schnitt einer Vorrichtung zum Herstellen von Tonrohren in der Ebene der Linie I-I in Fig. 2, i»

F i g. 2 einen Schnitt in der Ebene der Linie H-H in Fig. I,

F i g. 3 einen Schnitt durch F i g. 2 in tier Ebene der Linie 111-1II, bei dem sich jedoch einige Teile in einer anderen Betriebslage befinden als in Fig. 1,

F i g. 4 und 5 den oberen Teil der F i g. 3 in etwas vergrößertem Maßstab in einander folgenden Arbeitspositionen und

F i g. 6 ebenfalls den oberen Teil der F i g. 3 mit finer Zusatzeinrichtung zum Absaugen der Luft aus einer in der Vorrichtung befindlichen Charge.

Ein Rahmengestell 1 trägt eine Führung 2 für einen Hohlzylinder 3, dessen unteres Ende übei ein Querhaupt 4 mit zwei doppeltwirkenden hydraulischen >5 Druckbacken 5 verbunden ist, die auf Untersätzen 6 auf der Grundplatte 7 eines Traggestelles montiert sind. Etwas kürzere Untersätze 8 tragen als Antriebseinrichtung 9 zwei weitere doppeltwirkende hydraulische Druckböcke, welche über ein Querhaupt 10 mit dem unteren Ende eines zylindrischen Stopfens 11 verbunden sind, der abdichtend im Hohlzylinder 3 verschiebbar ist. Ein Kolben 12 eines weiteren doppeltwirkenden hydraulischen Druckbockes 13, der direkt auf der Grundplatte 7 montiert ist, ragt durch eine Bohrung des zylindrischen Stopfens Il hindurch und trägt am oberen Ende als Patrize 14 einen verbreiterten Kopf mit angefaster oder abgeschrägter Unterseite 15.

Wie F i g. 3 zeigt, wird entsprechend der Chargenmenge das obere Ende des Hohlzylinders 3 über das obere Ende des Stopfens 11 angehoben, so daß eine ringförmige Kammer 16 ausgebildet wird, in welche nach Anheben der Patrize 14 des Kolbens 12 über tlas obere Ende des Hohlzylinders 3 die Tonmasse mit geringem Feuchtigkeitsgehalt über eine Vorrichtung 17 eingefüllt wird. Nach dem Einfüllen der Charge wird die Patrize 14 in den Hohlzylinder 3 hineingezogen, um die Charge zu einer festen Masse zu verdichten und bei weilerer Hineinbewegung in den Hohlzylinder 3 diese feste Masse durch den Ringspalt zwischen der Patrize 14 und der Zylinderwantlting zu extrudieren, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der Hohlzylinder 3 kann während der Extrusion kontinuierlich abgesenkt werden, um eine konstanle Höhendifferenz zwischen der Oberkante des Hnhlzylinders 3 und der Oberkante der Patrize 14 aufrechtzuerhalten.

Wenn die Extrusion abgeschlossen ist, was durch das Zusammenfallen eines Merkzeichens 18 auf dem Kolben 12 (s. Fig. 1) mit dem Null-Strich einer Skala 19, die vom Querhaupt 10 herabhängt, angezeigt wird, wird der Hohlzylinder 3 so weit abgesenkt, daß die gesamte Länge des cxt< udicrten Rohrs 20 über der Patrize 14 frei liegt, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist. Diese 'r'ohrlänge wird dann von dem nichtcxlruilierten Tonbiock 21, der an der Patrize klebenbleibt, abgetrennt. In Fig. 6 ist eine zylindrische Kappe 22 iluigestellt, welche allerdings auch lindere geeignete Formen haben kann, die im einen Saugheluilter oder eine Säugpumpe angeschlossen werden kann und auf den Ilohl/ylinder3 nach dessen Füllung aufgesetzt wird und über welche Luft aus der Charge vor deren Verdichtung abgesaugt werden kann. Anschließend wird die Kappe 22 entfernt, so dall die Gesamtlänge des Rohrs 20 extrudieit werden kann, wie soeben beschrieben.

Nach dem Abtrennen des extrudieren Rohrs .10 von dem niehtextrudierlen Tonblock 21 wird tier Hohlzylinder 3 wieder in seine Ausgangsposition (Fig. 3) angehoben und der Kolben 12 so weit hochgedrückt, bis die Patrize 14 wieder frei über tier Oberkante des Hohlzylinders 3 liegt. Der Tonblocl. 21 wird nicht entfernt, sondern die Patrize 14 ausreichend angehohen, um genügend Platz zu lassen. daß die Charge in die Kammer 16 eingefüllt werden kann.

Bei der Herstellung ties nächsten und tlei nachfolgenden Rohre wird die Toncharge über ilen gesamten'Querschnitt der Kammer 16 durch den übe! den Tonblock 21 ausgeübten Di ick verfestigt, wobei dieser Tonbloek 21 auch eine gleichmäßigere Druckverteilung über den gesamten Querschnitt \or tier Extrusion hervorruft, so daß die Konsistenz des /weilen Pohrs und der nachfolgenden Rohre wesentlich besser ist als die des ersten Rohrs 20, welches im Anfangsstadium der Extrusion aus weniger \erdiehtetem Ton besteht, da im Ringspalt ein geringerer Anfangsdruck herrscht. Infolgedessen wird jeweils das erste Rohr 20, beispielsweise tlas im AnschhiH an eine Säuberung der Patrize 14 hergestellte erste Rohr 20, am besten wieder zerschlagen, während spä ter nur wenig oder praktisch überhaupt kein Abfall entsteht, da der an der Patrize 14 nach jedem Extrusionstaki hängengebliebene Tonblock 21 für das nachfolgende Rohr 20 sviederverwendet wird.

Die abgeschrägte Unterseite 15 der Patrize 14 erleichtert das Extrudieren, ohne daß dadurch die Erzeugung eines hohen Druckes zur Verfestigung der nachfolgenden Charge beeinträchtigt würde.

Eint: vom Querhaupt 4 herabhängende Skala 23 (Fig. 1) wirkt mit einem Zeiger 24 auf dem Quer· haupt 19 zusammen, um den Füllstand der Kammer 16 anzuzeigen, welche gemäß Fig. 3 von oben her gefüllt wird. Andererseits kann naturgemäß der Fülltrichter mit einer Meßeinrichtung versehen «-ein. um die einzufüllende Charge entsprechend zu steuern. Das Abtrennen des extrudieren Rohrs 20 \on dem mHitextrudierten Tonblock 21 .vird durch eine Trennvorrichtung 25 vorgenommen, welche um tlas Rohr 20 herumgeführt wird und dabei die Rohrwandung durchschneidet oder auch lediglich einritzt, um einen leichten und sauberen Bruch /u ergeben, wenn das Rohr 20 mit de^r Hand oder durch nicht dargestellte (Jbertragevorrichtungcn angehoben wird. In der Zeichnung ist zwar weder der Antrieb noch die Lagerung dieser Trennvorrichtung 25 dargestellt. doch durfte sich dies erübrigen, da dies ebenso wie der Einfülltrichter und die Übertragevorrichtungen jedem Fachmann bekannt ist.

Die beschriebene Vorrichtung läßt sich mit der Hand steuern (.der auch automatisch mit nicht da: gestellten Grenzschaltern, welche die mechanischen Bewegungen festlegen und durch nicht dargestellte Relaisschalter in entsprechender Zeitfolge ein- und ausgeschaltet werden.

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Tonrohren. bei dem eine Tonmasse mit einem derart niedrigen Feuchtigkeitsgehalt verdichtet wird, daß bereits durch das Verdichten steife Rohre mit beim Trocknen geringer Lincarkontraktion erreichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Tonmasse mit einem Druck von über 70 kp/cm² extrudiert wird.

2. VerfaTiren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdichten der Tonmasse eine Patrize (14) in eine vertikal angeordnete Kammer (16) hineingezogen oder hineingedrückt wird und daß die Tonmasse anschließend aus dem Bereich der stärksten Verdichtung extrudiert wird.

3. Verfahren η;ι·. h Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdichten und anschließenden Extrudieren der Tonmasse das untere ao Ende einer vertikal angeordneten Kammer (16) gegen den zwischen der eine Matrize darstellenden Kammerwand und einer gegenüber der Matrize feststehenden Patrize (14) gebildeten Auslaß verschoben wird. »5

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verdichten derTonmnsse die in der Kammer (16) befindliche Luft abgesaugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gckennzeichnet, daß das Absaugen der Luft noch während des Verdichtungsvorganges fortgesetzt wird.

(1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize (14) als verbreiterter Kopf eines senkrecht bewegbaren Kolbens (12) und die Matrize als innere Wandung eines beiderseits offenen, die Kammer (16) umgebenden Hohlzylindcrs (3) ausgebildet ist, daß der «o Kolben (12) von seinem verbreiterten Kopf aus durch eine öffnung in einem das untere Ende des Hohlzylinders (3) verschließenden Stopfen (11) hindurchgeht und daß ein Antriebsmittel zum Heben und Senken des Kolbens (12), Antriebsmittel zum Heben und Senken des Hohlzylinders (3) unabhängig vom Kolben sowie Vorrichtungen zum Einspeisen der Tonmasse in die zwischen Kolben (12) und Hohlzylinder (3) ausgebildete Kammer (16) und zum Abtrennen des cxtrudierten Rohrs (20) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (15) des verbreiterten Kopfes des Kolbens (12) abgeschrägt ist.

R. Vorrichtung nach Anspruch 6 oiler 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel füi den Kolben (12) und den Hohlzylinder (3) al« hydraulische Druckböcke (13 bzw. 5) ausgebildel sind, an deren unteren Enden angreifen und aucli unterhalb angeordnet sind.

^l). Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Kolben (12) von oben her angreifender zusätzlicher Druckbock ungeordnet ist. der lösbar mit <Km verbreiterten Kopf des Kolbens verbunden isi.

10. Vorrichtung nach Anspruch ^{K dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Druckbock durch eine Zapfen- oder Steckverbindung mil dem verbreiterten Kopf des Kolbens (12) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ί bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Vorrichtung (17) zum Einspeisen der Tonmassc fest ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche C bis H, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen

(11) unabhängig vom Kolben und Hohlzvlindet (3) auf- und abbewegbar ist.

13. Verrichtung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (25] auf- und abbewegbar ist.

!4. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13. dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung dc< Stopfens (11) eine Antriebseinrichtung (9) angeordnet ist.

• 5. Vorrichtung nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) aus mindestens einem hydraulischen Druckbock bestehi.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben

(12) oder sein verbreiterter Kopf gegen einen anderen mit anderem Durchmesser bzw. der Kopl gegen einen außermittig liegenden Kopf austauschbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch Mittel zur Arretierung des Stopfens (11) in einer eingestellter Position.

18. Vorrichtung nach einem der Anspruch. 6 bis 17. dadurch gekennzeichnet, daß zum Absaugen der Luft aus der Kammer (16) eine ar einen Saugbehälter oder eine Saugpumpe angeschlossene Kappe (22) auf den oberen Rand de? Hohizylinders (3) abdichtend aufgesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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