DE19537845A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines topfartigen, mindestens eine Hinterschneidung aufweisenden Hohlkörpers aus keramischem Werkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung eines topfartigen und in seinem Mantelbereich min­ destens eine von innen nach außen verlaufende Hinter­ schneidung aufweisenden Hohlkörpers aus keramischem Werk­ stoff, bei dem zunächst in einem ersten Arbeitsgang aus einem plastischen keramischen Werkstoff ein hinter­ schneidungsfreier Vorformling hergestellt und in einem zweiten Arbeitsgang der Mantelbereich des plastischen Vorformlings nach außen gepreßt und dabei die Hinter­ schneidung geformt wird sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-PS 31 27 878 ist eine Vorrichtung zur Herstel­ lung eines topfartigen und in seinem Mantelbereich min­ destens eine von innen nach außen verlaufende Hinterschnei­ dung aufweisenden Hohlkörpers aus keramischen Werkstoff bekannt, bei der ein zunächst durch einen Preß- bzw. Stanz­ vorgang hergestellter, hinterschneidungsfreier, plastischer Vorformling in einem weiteren Arbeitsgang in seinem Mantel­ bereich mit der Hinterschneidung versehen wird. Dazu wird ein Verformungswerkzeug verwendet, welches zwei als frei­ laufende Drehkörper ausgebildete Arbeitsköpfe besitzt, die auf die Wandung des Hohlkörpers - ein Arbeitskopf von außen und ein Arbeitskopf von innen - einwirken. Bei der Einwirkung dieser Arbeitsköpfe auf den plastischen Vor­ formling wird derselbe gedreht, so daß eine umlaufende, bauchige Hinterschneidung, die auch als sogenanntes unter­ griffiges Profil bezeichnet werden kann, entsteht. Als nachteilig wird es bei dieser Vorrichtung und dein damit durchzuführenden Verfahren angesehen, daß damit keine sich nur über einen Teil des Umfanges erstreckende Hinter­ schneidungen, beispielsweise als flächenmäßig begrenzte Ornamente ausgebildete Hinterschneidungen, hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines topfartigen und in seinem Mantelbereich mindestens eine von innen nach außen ver­ laufende Hinterschneidung aufweisenden Hohlkörpers aus keramischen Werkstoff aufzuzeigen, bei dem die Hinter­ schneidung sich nicht über den gesamten Umfang des Man­ telbereiches erstrecken muß, sondern nur auch mindestens einen Teilbereich des Umfanges einnehmen kann. Damit soll es möglich sein, flächenmäßig begrenzte, muster­ artige Ausprägungen im Mantelbereich des Hohlkörpers herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vor­ geschlagen, daß der plastische Vorformling in eine mehr­ teilige schließbare, die Hinterschneidung aufweisende Form eingelegt und die Mantelfläche desselben durch ein Druck­ mittel gegen die Hinterschneidung der Form gepreßt wird.

Durch ein solches Verfahren ist es in einfacher Weise mög­ lich, beliebig ausgestaltete, von innen nach außen ver­ laufende Hinterschneidungen im Mantelbereich des Hohlkör­ pers aus keramischen Werkstoff herzustellen, die nicht unbedingt umlaufend sein müssen und die sich nur in einer begrenzten Fläche des Mantelbereiches befinden. Damit ist es möglich, im Mantelbereich des Hohlkörpers muster- bzw. ornamentartige Ausprägungen zu erzeugen, was bisher nur bei Hohlkörpern aus keramischen Werkstoff erreichbar war, die durch einen zeitaufwendigen Gießvorgang und durch die Verwendung teurer Gießformen hergestellt wurden.

Weitere Merkmale eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-12 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zwei in einer ein­ zigen Abbildung einer Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines topfartigen Hohlkörpers 1 aus keramischen Werkstoff gezeigt, der in seinem Mantelbereich 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei von innen nach außen verlaufende Hinterschneidungen 3 aufweist, die als musterartige Aus­ prägungen ausgebildet sind. Die Vorrichtung besteht aus einer Form 4, die ihrerseits aus einem Unterteil 5, einem Oberteil 6 und zwei Seitenteilen 7, 8 gebildet ist. Das Unterteil 5 ist ortsfest angeordnet und kann einen anheb­ baren Auswerf 9 besitzen. Die beiden Seitenteile 7, 8 sind mittels an sich bekannter, nicht dargestellter Antriebe zum vollständigen öffnen der Form 4 radial nach außen und zurück verschiebbar und weisen Hinterschneidungen 3 auf, die genau den Hinterschneidungen 3 des fertigen Hohlkör­ pers 2 entsprechen. Das Oberteil 6 kann nach oben wegbe­ wegt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in das Oberteil 6 mehrere Verriegelungsstifte 10 einge­ setzt, von denen in der Zeichnung jedoch nur zwei Verrie­ gelungsstifte 10 zu erkennen sind. Die Verriegelungsstif­ te 10 sind so lang ausgebildet, daß sie bei geschlossener Form 4 durch entsprechende Bohrungen 11 der Seitenteile 7, 8 ragen und sich bis in Bohrungen 12 des Unterteiles 5 erstrecken. Bei der dargestellten, geschlossenen Form 4 bewirken die Verriegelungsstifte 10, daß die beiden Sei­ tenteile 7, 8 gegen eine radiale Verschiebung gesichert sind, ohne daß dazu Spannkräfte aufgebracht werden müssen.

Das Unterteil 5, das Oberteil 6 und die beiden Seitentei­ le 7, 8 der Form 4 begrenzen einen Innenraum 13. Dieser Innenraum 13 ist nun so bemessen, daß in denselben bei ab­ gehobenem Oberteil 6 ein Vorformling 14 aus plastischem, keramischem Werkstoff eingesetzt werden kann, der durch einen Stanz- bzw. Preßvorgang hergestellt wurde und kei­ nerlei nach außen ragende Hinterschneidungen aufweist, die sein Einsetzen in den durch das Oberteil 6 freigegebenen Innenraum 13 beeinträchtigen würden. Die Wandstärke des Vorformlings 14 kann, in Abhängigkeit von dessen Größe, etwa 3 bis 20 mm betragen. Der in den Innenraum 13 ein­ gesetzte Vorformling 14 liegt weitgehend an der Wandung des Innenraumes 13 an. Lediglich im Bereich der Hinter­ schneidungen 3 ist der Vorformling 14 noch nicht mit der Wandung des Innenraumes 13 in Berührung.

Am Oberteil der Form 4 ist ein Ring 15 aus einem Dicht­ werkstoff angeordnet, der über Sicherungsstifte 16 fest im Oberteil 6 verankert ist und der beispielsweise durch einen Gieß- oder Spritzvorgang aus einem Kunststoff her­ gestellt wurde. Der Werkstoff dieses Ringes 15 muß dabei so gewählt sein, daß er von dem auf dem Vorformling 14 noch befindlichen, flüchtigen Stanzöl nicht angegriffenen wird. Die Form des Ringes 15 ist nun im dargestellten Aus­ führungsbeispiel so gewählt, daß der Ring 15 den oberen Rand des Vorformlings 14 bzw. des Hohlkörpers 2 teilweise umschließt und den Innenraum 13 gegen die beiden Seiten­ teile 7, 8 abdichtet. Schließlich ist noch im Oberteil 6 der Form 4 eine Leitung 17 vorgesehen, über die ein Druck­ mittel in den Innenraum 13 eingeleitet werden kann. Bis zu dieser Ausgestaltung stimmen die rechte und die linke Sei­ te der Zeichnung vollkommen überein.

Bei der Ausgestaltung der Form 4 gemäß der rechten Seite der Zeichnung mündet die Leitung 17 direkt in den Innen­ raum 13. Wird nun über diese Leitung 17 ein pneumatisches Druckmittel, welches in Abhängigkeit von der Wandstärke des Vorformlings 14 einen Druck von etwa 2 bis 6 bar auf­ weist, eingeleitet, hat dies zur Folge, daß der Mantelbe­ reich des Vorformlings 14, der noch nicht vollständig an der Wandung des Innenraumes 13 anliegt, nach außen gepreßt wird und jetzt im Bereich der beiden Hinterschneidungen 3 vollständig zum Anliegen kommt. Dabei wird ein Hohlkörper 2 aus keramischem Werkstoff hergestellt, der eine flächen­ mäßig begrenzte, von innen nach außen verlaufende Hinter­ schneidung 3 aufweist.

Gemäß der linken Seite der Zeichnung schließt sich an den Ring 15 eine topfartige Membran 18 an, die einstückig mit dem Ring 15 und damit aus dem gleichen Werkstoff wie der Ring 15 gefertigt ist. Diese Membran 18 weist, in Abhängig­ keit von ihrer Größe, eine Wandstärke von etwa 0,5 bis 4 mm auf und ist über den Ring 15 fest mit dem Oberteil 6 verbunden. Bedarfsweise kann die Membran 18 hohl ausgebil­ det sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die topfartige Membran 18 jedoch auf einem Kern 19, der fest mit dem Oberteil 6 der Form 4 verbunden ist und bedarfswei­ se auch einstückig mit dem Oberteil 6 gefertigt sein kann. In vorteilhafter Weise wird die topfartige Membran 18 zu­ sammen mit dem Ring 15 in einem Gieß- oder Spritzvorgang auf dem Kern 19 und dem Oberteil 6 gefertigt. Dabei kann der Boden 18a der Membran 18 über Sicherungsstifte 20 fest mit dem Kern 19 verankert sein. Der Mantelbereich 18b der Membran 18 liegt jedoch lose auf der Mantelfläche des Ker­ nes 19 an. Bedarfsweise kann in diesem Bereich ein Trenn­ mittel vorgesehen sein, welches verhindert, daß der Man­ telbereich 18b auf dem Kern 19 haftet.

Bei dieser Ausgestaltung mit einem Kern 19 mündet nun die Leitung 17 ebenfalls in den Kern 19, wobei von der Leitung 17 mindestens ein Kanal 21 radial nach außen führt. Im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kanäle 21 einge­ zeichnet. Über die Leitung 17 und die Kanäle 21 kann nun ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmittel der In­ nenseite des Mantelbereiches 18b der topfartigen Membran 18 zugeführt werden. Dieses Druckmittel führt nun dazu, daß die Membran 18 bestrebt ist, sich aufzuweiten. Dies führt dann dazu, daß der Mantelbereich des Vorformlings 14 in die vorhandenen Hinterschneidungen 3 gedrückt wird und eben­ falls ein topfartiger Hohlkörper 2 entsteht, der von innen nach außen verlaufende Hinterschneidungen 3 besitzt, die sich nur über einen winkelmäßig begrenzten Bereich der Man­ telfläche des Hohlkörpers 2 erstrecken. Sobald die Hinter­ schneidungen 3 der Seitenteile 7, 8 ausgefüllt und damit die Hinterschneidungen 3 des topfartigen Hohlkörpers 2 ge­ formt sind, wird zunächst entlüftet und der Druck im Innen­ raum 13 bzw. innerhalb der topfartigen Membran 18 abgebaut. Anschließend wird das Oberteil 6 nach oben wegbewegt. Damit verlassen die Verriegelungsstifte 10 die Bohrung 11, 12 der Seitenteile 7, 8 und des Unterteiles 4. Jetzt können die Seitenteile 7, 8 durch eine radiale Bewegung nach außen ge­ öffnet werden, so daß der fertig geformte Hohlkörper 2 ent­ nommen werden kann. Diese Entnahme kann durch den nur ange­ deuteten Auswerfer 9 unterstützt werden. Sobald der Hohl­ körper 2 entfernt wurde, kehren der Auswerfer 9 und die beiden Seitenteile 7, 8 wieder in ihre gezeichnete Ausgangs­ lage zurück und der Innenraum 13 steht zur Aufnahme eines neuen Vorformlings 14 wieder zur Verfügung, der dann in der bereits beschriebenen Weise zu einen fertigen Hohlkörper 2 mit Hinterschneidungen 3 verformt werden kann.

Wie bereits oben erwähnt, weist die Form 4 nur zwei Seiten­ teile 7, 8 auf. Die Anzahl dieser Seitenteile 7, 8 bestimmt dabei die Anzahl der Hinterschneidungen 3 des fertigen Hohlkörpers 2. Sollen mehr Hinterschneidungen 3 am Hohlkör­ per 2 vorgesehen werden, muß auch die Anzahl der radial nach außen bewegbaren Seitenteile 7, 8 erhöht werden. Die Seiten­ teile 7, 8 können gleich oder ungleich ausgebildet sein und sich über einen gleichen oder ungleichen Winkel erstrecken. Eine Verriegelung mit dem Unterteil 5 und dem Oberteil 6 ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch zweckmäßig.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines topfartigen und in sei­ nem Mantelbereich mindestens eine von innen nach außen verlaufende Hinterschneidung aufweisenden Hohlkörpers aus keramischem Werkstoff, bei dem zunächst in einem ersten Arbeitsgang aus einem plastischen keramischen Werkstoff ein hinterschneidungsfreier Vorformling her­ gestellt und in einem zweiten Arbeitsgang der Mantel­ bereich des plastischen Vorformlings nach außen gepreßt und dabei die Hinterschneidung geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der plastische Vorformling in eine mehrteilige, schließbare, die Hinterschneidung aufweisende Form ein­ gelegt und der Mantelbereich desselben durch ein Druck­ mittel gegen die Hinterschneidung der Form gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel direkt gegen die Mantelfläche des Hohlkörpers gepreßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel in eine topfartige Membran einge­ leitet und die Membran gegen die Mantelfläche des Hohl­ körpers gepreßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche durch pneumatisches Druckmittel gegen die Form gepreßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche durch ein hydraulisches Druck­ mittel gegen die Form gepreßt wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung eines topfartigen und in seinem Mantelbereich mindestens eine von innen nach außen verlaufende Hinterschneidung aufweisenden Hohl­ körpers aus keramischen Werkstoff aus einem plastischen Vorformling, insbesondere zur Durchführung des Verfah­ rens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch, eine mehrteilige, schließbare und die Hinterschneidung (3) aufweisende Form (4) mit einer den oberen Bereich eines plastischen Vorformlings (14) gegen die Form (4) abdichtenden Ring (15) und einer in den Innenraum (13) der Form (4) führenden Leitung (17) für ein die Mantel­ fläche des Vorformlings (14) gegen die Hinterschnei­ dung (3) der Form (4) zum Anliegen bringbares pneuma­ tisches oder hydraulisches Druckmittel.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (4) aus einem Unterteil (5), einem Ober­ teil (6) und mindestens zwei radial öffnungsbaren Seitenteilen (7, 8) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (7, 8) miteinander und/oder mit dem Unterteil (5) und dem Oberteil (6) verriegelbar sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) am Oberteil (6) der Form (4) ange­ ordnet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitung (17) in den freien Innen­ raum (13) der Form mündet.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Ring (15) eine topfartige Membran (18) anschließt und die Druckmittelleitung (17) innerhalb der Membran (18) mündet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die topfartige Membran (18) einen mit dem Ober­ teil (6) der Form (4) verbundenen Kern (19) um­ schließt und die Druckmittelleitung (17) über ra­ diale Kanäle (21) im Kern (19) nach außen mündet.