DE19547775C1 - Vorrichtung zur Herstellung von Muffenrohr-Formlingen und unter Verwendung der Vorrichtung hergestellter Muffenrohr-Formling - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Muffenrohr- Formlingen aus einer keramischen Formmasse durch isostatisches Pressen, bei der innerhalb eines hohlzylindrischen Drucktopfes ein Formhohlraum für die zu pressende Formmasse zwischen einem in Axialrichtung ausziehbaren Innenkern und einer konzentrisch hierzu angeordneten gummielastischen Membran vorgesehen ist, die stirnsei­ tig eingespannt ist und mit dem Drucktopf eine von einer hydraulischen Druckquelle beaufschlagbare Druckkammer abgrenzt, wobei der Innen­ kern mit einem den Muffenbereich des Muffenrohrs bildenden Formring versehen ist, der einen im Durchmesser reduzierten Endbereich zur Bil­ dung von zwei konzentrischen, jedoch in Axialrichtung beabstandeten Stirnflächen aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen unter Ver­ wendung der Vorrichtung hergestellten Muffenrohr-Formling.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-AS 14 59 330 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Vorrichtung dient zum isostati­ schen Pressen von Muffenrohr-Formlingen. Die bekannte Vorrichtung weist einen hohlzylindrischen Rohrkörper, einen Formhohlraum, eine druckbeaufschlagbare gummielastische Membran und an ihrem Stirn­ ende eine ringförmige Hülse zur Bildung des Muffenbereichs auf. Im Muffenbereich, insbesondere an der Schulter des Muffenbereichs, kön­ nen wegen der großen Wanddickenunterschiede beim isostatischen Verpressen Mikrorisse auftreten.

Aus der DE 28 25 611 C2 ist eine Vorrichtung zum isostatischen Pres­ sen von Nut-Federrohren bekannt. Diese Vorrichtung weist einen In­ nenkern mit einem bodenseitigen Ring auf sowie eine druckbeauf­ schlagte Membran. Zur Bildung der Feder und Nut der Rohrformlinge sind ringförmige Einlagen aus Gummi oder Kunststoff vorgesehen. Die­ se ringförmigen Einlagen haben die Aufgabe, den von der elastischen Membran ausgehenden Druck in einen Keil des Formhohlraums zu übertragen, der nicht unmittelbar der elastischen Membran ausgesetzt ist. Dies hat zur Folge, daß auch die Formmasse, die sich in der dem Innenkern benachbarten Ausnehmung zur Bildung einer Feder befindet, durch den Preßvorgang ausreichend gut verdichtet wird.

Aus der DE 44 07 299 C1 ist eine weitere Vorrichtung zum isostati­ schen Pressen von Nut-Feder-Rohren bekannt. Als Formgebungsele­ mente sind bei dieser Vorrichtung Stahlringe vorgesehen.

Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Auf­ gabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzu­ stellen, bei der im Muffenbereich des isostatisch gepreßten Formlings keine Risse auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Vorrichtung zur Herstel­ lung von Muffenrohr-Formlingen aus einer keramischen Formmasse durch isostatisches Pressen die Merkmale des Anspruchs 1 vorgese­ hen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist wenigstens eine der Stirnflächen des Formrings eine Oberfläche aus einem elastischen Kunststoff auf. Der elastische Kunststoff, bei dem es sich vorteilhaf­ terweise um einen hochmolekularen Kunststoff handelt, wirkt trotz seiner Elastizität beim isostatischen Pressen formgebend. Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Entlüftung des Formhohl­ raums vorgesehen. Hierbei wird abhängig vom Preßdruck eine mit dem Formhohlraum kommunizierende Entlüftungsbohrung freigegeben oder verschlossen. Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung wird ein Druckausgleich erst ab einem bestimmten Schwell­ wert für den Preßdruck vorgenommen. Durch die vorstehend aufge­ führten Maßnahmen ist die Gefahr einer Rißbildung im Muffenbereich des Formlings stark verringert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eig­ net sich insbesondere zur Herstellung großformatiger Muffenrohr- Formlinge von etwa 100 bis 1.500 mm Durchmesser.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Endbereich des Formrings eine Beschichtung aus einem elastischen Kunststoff auf. Indem nicht nur die Stirnflächen des Formrings, sondern dessen ge­ samter Endbereich eine Beschichtung aus einem elastischen Kunststoff aufweist, wird die Gefahr von Rißbildungen bei den Muffenrohr- Formlingen weiter verringert.

In anderer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Endbereich des Formrings mit einer Hülse aus einem elastischen Kunststoff aus­ gebildet. Neben einer Verringerung der Rißbildungsgefahr kann der Endbereich des Formrings bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung durch einfaches Austauschen der Hülse aus elastischem Kunststoff anderen Formen angepaßt werden. Auch muß bei eventuellem Ver­ schleiß des Kunststoffs nicht der gesamte Formring ausgetauscht wer­ den, sondern es reicht, nur eine neue Hülse einzusetzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die gummielastische Membran einen an dem Formring anliegenden Bereich auf.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenkern rohrför­ mig ausgebildet.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Der im Patentanspruch 9 beanspruchte Muffenrohr-Formling zeichnet sich auf Grund der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu seiner Herstellung durch einen rißfreien Muffenbereich aus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine auf die wesentlichen Bestandteile beschränkte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Preßvorrich­ tung;

Fig. 2 eine Detailvergrößerung der Darstellung der Fig. 1 mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä­ ßen Formrings;

Fig. 3 die schematische Schnittdarstellung eines zweiten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formrings;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Formrings;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formrings; und

Fig. 6 eine Ansicht des Formrings der Fig. 5 gemäß der Schnittlinie VI-VI.

Fig. 1 zeigt eine vereinfacht wiedergegebene erfindungsgemäße Vor­ richtung zur Herstellung eines Muffenrohr-Formlings. Die Vorrichtung umfaßt einen im wesentlichen hohlzylindrischen Drucktopf 11, dessen unterer Bereich 3 verbreitert ausgebildet ist und vertikale Bohrungen 4 aufweist, die zum Festlegen der Vorrichtung beispielsweise auf einem Untertisch (nicht dargestellt) dienen. Im Innern des Drucktopfes 11 ist koaxial ein Innenkern 13 vorgesehen, der in Axialrichtung ausziehbar ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Innen­ kern 13 zusammen mit einem Unterstempel 5, auf welchem er aufliegt, absenkbar. Der Unterstempel 5 kann beispielsweise als Mutter ausge­ bildet sein, in welche der Innenkern 13 mit einem in seinem unteren Bereich vorgesehenen Außengewinde einschraubbar ist.

Am oberen Abschluß der zylindrischen Formaußenwand 2 ist ein Ober­ stempel 15 vorgesehen, der auf den Drucktopf 11 absenkbar ist.

Zwischen dem Drucktopf 11 und dem Innenkern 13 ist konzentrisch eine gummielastische Membran 14 angeordnet, die mittels Membran­ halterungen 7, 8 gehalten ist. Zusammen mit dem Innenkern 13 schließt die gummielastische Membran 14 einen Formhohlraum 1 2 ein, in dessen unterem Bereich ein Formring 20 eingebracht ist, der über ein zwischengelegtes Distanzstück 9 auf dem Unterstempel 5 aufliegt. Der Formring 20 weist einen im Durchmesser reduzierten Endbereich 21 auf, der in der Darstellung der Fig. 1 oben liegt. Dieser Endbereich 21 dient zur Bildung von zwei konzentrischen, jedoch in Axialrichtung beabstandeten Stirnflächen 22a, 22b (vgl. auch Fig. 2 bis 4).

Die gummielastische Membran 14 grenzt mit dem Drucktopf 11 eine Druckkammer 16 ab. In dieser Druckkammer 16 ist ein zylindrischer Einsatz 10 vorgesehen, an welchem die gummielastische Membran 14 anliegt und der eine Vielzahl von Radialbohrungen 18 aufweist. Mittels einer (nicht dargestellten) hydraulischen Druckquelle wird die Druck­ kammer 16 mit Druck beaufschlagt. Zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer 16 sind in dem Drucktopf 11 Radialbohrungen 19a, 19b vorgesehen, wobei die in der Zeichnung der Fig. 1 untere Radialboh­ rung 19a der Ölzuführung dient, während die obere Radialbohrung 19b der Ölabführung dient. Über die Radialbohrungen 18 des Einsatzes 10 wird der Druck auf die gummielastische Membran 14 geleitet, die in Richtung des Innenkerns 13 ausgelenkt wird und dadurch in den Form­ hohlraum 12 eingefüllte Formmasse komprimiert und verdichtet, so daß ein Muffenrohr-Formling 40 entsteht.

Die Darstellung der Fig. 1 und 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrich­ tung nach dem isostatischen Pressen, d. h. die gummielastische Mem­ bran 14 befindet sich in ihrem nicht druckbeaufschlagten Ruhezustand und der im Formhohlraum 12 befindliche Muffenrohr-Formling 40 ist fertig gepreßt. Der Muffenrohr-Formling 40 wird dem hohlzylindrischen Drucktopf 11 entnommen, indem der Innenkern 13 zusammen mit dem Unterstempel 5 und dem darauf aufliegenden Formring 20 abgesenkt wird.

Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Formrings 20 ist in Fig. 2 eine Detailvergrößerung gemäß dem strichpunktierten Aus­ schnitt der Fig. 1 dargestellt. Darin sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 ist deutlich der im Durch­ messer reduzierte Endbereich 21 des Formrings 20 erkennbar. Durch die Reduzierung des Durchmessers dieses Endbereichs 21 werden zwei konzentrische, jedoch in Axialrichtung beabstandete Stirnflächen 22a, 22b gebildet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung mit absenkbarem Innenkern 13 als Standflächen für den Muffenrohr-Formling 40 dienen. Erfindungsgemäß weist we­ nigstens die obere Stirnfläche 22a des Formrings 20 im Bereich der Schulter 41 des Muffenrohr-Formlings 40 eine Oberfläche 24 aus ei­ nem elastischen Kunststoff auf. Im in Fig. 2 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel weisen beide konzentrischen Stirnflächen 22a, 22b Oberflächen 24 aus elastischem Kunststoff auf. Durch diese Maßnah­ me treten erfindungsgemäß im Bereich der Schulter 41 des Muffen­ rohr-Formlings 40 keine Mikrorisse auf.

Bei dem elastischen Kunststoff für die Stirnflächen 22 des Formrings 20 handelt es sich insbesondere um einen hochmolekularen Kunststoff, beispielsweise Polyamid 6.6.

Des weiteren ist im Bereich der oberen Stirnfläche 22a des Formrings 20 am inneren Durchmesser des Formrings 20 ein elastisch ausgebilde­ ter Ringansatz 23 vorgesehen. Dieser liegt an einer leicht abgerundeten Kante des Innenkerns 13 an. Auf gleicher Höhe mit dem elastisch aus­ gebildeten Ringansatz 23 weist der Innenkern 13 eine radiale Entlüf­ tungsbohrung 17 auf, so daß der Ringansatz 23 den Verbindungsweg zwischen einem Innenraum 6 des Drucktopfes 11 und dem Formhohl­ raum 12 über die Entlüftungsbohrung 17 abdichtet.

Abhängig vom vorherrschenden Preßdruck im Formhohlraum 12 gibt der Ringansatz 23 die Entlüftungsbohrung 17 frei oder verschließt sie, so daß der innenkernseitige Druck auf den Formling 40 ausgeglichen werden kann.

Fig. 3 zeigt in der Fig. 2 entsprechender Darstellung als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Formring 20, dessen im Durchmesser reduzierter Endbereich 21 eine Beschichtung 25 aus ela­ stischem Kunststoff aufweist. Somit besteht der gesamte den Muffen­ bereich des Muffenrohr-Formlings 40 formende Endbereich 21 aus ela­ stischem Kunststoff, so daß die Rißbildungsgefahr weiter verringert wird.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Formrings 20 ist entsprechend in Fig. 4 dargestellt, wobei in diesem Ausführungs­ beispiel der Endbereich 21 des Formrings 20 mit einer Hülse 26 verse­ hen ist, die zu anderer Formgebung im Muffenbereich ausgetauscht werden kann.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein viertes Ausführungsbei­ spiel eines Formrings 20, der erfindungsgemäß einen im Durchmesser reduzierten Endbereich 21 zur Bildung von zwei konzentrischen, jedoch in Axialrichtung beabstandeten Stirnflächen 22a, 22b aufweist, wobei der gesamte Formring 20 aus einem elastischen Kunststoff besteht.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Formring 20 der Fig. 5 gemäß der Schnittlinie VI-VI. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 6 nur eine Hälfte des Formrings 20 gezeigt. Zur weiteren besseren Ent­ lüftung des Formhohlraums 12 weist der Formring 20 entlang seines äußeren Durchmessers axial verlaufende Entlüftungsnuten 27 auf. Bei den Entlüftungsnuten 27 handelt es sich um regelmäßig entlang des Ringumfangs verteilte axial verlaufende Abflachungen der Formring­ mantelfläche. Zur besseren Veranschaulichung ist die äußere Mantel­ fläche des Formrings 20 an den Stellen der Abflachungen gestrichelt dargestellt (vgl. auch Fig. 5). Durch die axial verlaufenden Entlü­ ftungsnuten 27 ist der Formhohlraum 12 nach dem isostatischen Pres­ sen entlüftbar.

Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel han­ delt es sich um das bevorzugte Ausführungsbeispiel.

Zusätzlich oder anstelle der beschriebenen axial verlaufenden Entlüf­ tungsnuten 27 am äußeren Durchmesser des Formrings 20 können auch axial verlaufende Entlüftungsnuten am inneren Durchmesser des Formrings 20 vorgesehen werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Muffenrohr-Formlingen aus einer keramischen Formmasse durch isostatisches Pressen, bei der in­ nerhalb eines hohlzylindrischen Drucktopfes (11) ein Formhohl­ raum (12) für die zu pressende Formmasse zwischen einem in Axialrichtung ausziehbaren Innenkern (13) und einer konzen­ trisch hierzu angeordneten gummielastischen Membran (14) vor­ gesehen ist, die stirnseitig eingespannt ist und mit dem Druck­ topf (11) eine von einer hydraulischen Druckquelle beaufschlag­ bare Druckkammer (16) abgrenzt, wobei der Innenkern (13) mit einem den Muffenbereich (41) des Muffenrohrs (40) mit zwei konzentrischen, jedoch in Axialrichtung beabstandeten Stirnflä­ chen (22a, 22b) bildenden Formring (20) versehen ist, der einen im Durchmesser reduzierten Endbereich (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die den Muffenbereich (41) des Muffenrohrs (40) formende Stirnfläche (22a) des Endbereichs (21) des Formrings (20) eine Oberfläche aus einem elastischen Kunststoff aufweist und der Endbereich (21) des Formrings (20) stirnseitig einen elastisch ausgebildeten Ringansatz (23) auf­ weist, der abhängig vom Preßdruck mindestens eine an dem In­ nenkern (30) vorgesehene, mit dem Formhohlraum (12) kom­ munizierende Entlüftungsbohrung (17) freigibt oder verschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (21) des Formrings (20) eine Beschichtung (25) aus einem elastischen Kunststoff aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Formring (20) aus einem elastischen Kunststoff be­ steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (21) des Formrings (20) mit einer Hülse (26) aus ei­ nem elastischen Kunststoff ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gummielastische Membran (14) einen an dem Formring (20) anliegenden Bereich aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenkern (13) rohrförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Formring (20) mit in Axialrichtung verlaufen­ den Entlüftungsnuten versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elastische Kunststoff ein hochmolekularer Kunststoff ist.

9. Muffenrohr-Formling, hergestellt unter Verwendung einer Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.