DE2321679A1

DE2321679A1 - Verfahren zur herstellung lederharter keramischer formlinge und arbeitsform zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2321679A1
Application number: DE19732321679
Authority: DE
Inventors: Hans Handke
Original assignee: HANDKE KERAPLAST KG HANS
Current assignee: HANDKE KERAPLAST KG HANS
Priority date: 1973-04-28
Filing date: 1973-04-28
Publication date: 1974-11-07
Also published as: DE2321679B2; DE2321679C3

Description

Verfahren zur Herstellung lederharter keramischer Formlinge und Arbeitsform zur Durchführung des Verfahrens Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung lederharter keramischer Formlinge, bei welchem die Entwässerung der keramischen Massen ohne jegliche Wärmezufuhr erfolgt, in Verbindung mit einer mehrteiligen Arbeitsform, die zur Durchführung dieser Verfahrenstechnik benötigt wird.
Die Erfindung soll dazu dienen, die Anfertigung keramischer Erzeugnisse vollautomatisch zu ermöglichen, wobei zur Produktionsdurchführung nur noch eine einzige Arbeitsform zum Einsatz kommt.
Die TIer stellung keramischer Erzeugnisse geschieht heute üblicherweise aus plastischen keramischen Massen nach dem Dreh- und Preßverfahren oder aus flüssigen keramischen Massen nach dem Gießverfahren.
Zu Entwässerung der hergestellten Formlinge findet, sofern diese überhaupt in entsprechenden Trocknern erfolgt, stets mehr oder minder stark zirkulierende lleißluft als Energieträger Verwendung.
Die Entwässerung der hergestellten Formlinge wird dabei nach drei unterschiedlichen Trocknungstechniken praktiziert, wobei einerseits eine Weißtrocknung auf den Arbeitsformen erfolgt, andererseits die Entwässerung ohne Formen vollzogen wird und schließlich eine kombinierte Methode mit Bederharttrocknung auf der Form und Weißtrocknung ohne Form gebräuchlich ist.
Infolge der schlechten ärmeleitfähi?'kflit- der- verwendeten Trocknungsluft ist der Entwässerungsvorgang immer mit einem hohen Energie- und Zeitaufwand verbunden.
Bei der Weißtrocknung von Flachgeschirr-Dreliteilen in herkömmlichen Schaukeltrocknern werden dementsprechend Trocknungszeiten von 4 - 6 Stunden benötigt; dabei sind Arbeitsformensätze mit 4000 - 6000 Formen des gleichen Modells zur Produktionsdurchfuhrung erforderlich.
Selbst die nach neuesten Erkenntnissen~gestalteten Flachgeschirr-Düsentrockner benötigen zur Lederharttro cknung innerhalb von 30 - 40 Minuten noch 800 - 1000 Arbeitsformen, wobei sich zeigt, daß kürzere Trocknungszeiten nicht möglich sind, weil infolge der zu starken Oberflächenaustrocknung dann Spannungsausbildungen in den Formlingen entstehen.
Bei der preßtechnischen Herstellung keramischer Erzeugnisse werden die Formlinge unmittelbar nach der Herstellung aus den Formen entnommen und auf entsprechenden ro-cknungsunterlagen zeitaufwendig zumeist bei Raumtemperatur oder in Kammertrocknern getrocknet.
Diese Verfahrenstechnik ist zur Herstellung qualitativ hochwertiger Erzeugnisse nicht geeignet, weil die Preßlinge einmal über Struktur- und Texturausbildungen verfügen und außerdem infolge ihres hohen Restwassergehaltes von 20 und mehr Gewichtsprozent nur sehr unstabile Formengestaltungen besitzen.
Analoge Feststellungen treffen auch für die nach dem Gießverfahren aus flüssigem Schlicker hergestellten Artikel zu, denn auch bei dieser Verfahrenstechnik erfolgt die Entformung mit Restwassergehalten von mehr als 20 Gewichtsprozent.
Die deutschen Offenlegungsschriften 2 112 734 und 2 011 909 sowie die deutsche Patentschrift 1 299 546 besc'reiben nunmehr Entwicklungen, die als sogenannte Druckgießverfahren bekanntgeworden sind.
Bei diesen Verfahren wird ein keramischer Schlicker unter Druckbeaufschlagung entwässert, wobei die beschriebenen Drücke zwischen 30 und 5C kp/cm2 liegen. Die Scherbenansatzzeiten werden dadurch im Vergleich zum herkömmlichen ochlickergießverfahren von 15 - 25 Minuten auf 1 - 5 Minuten verkürzt, die Formlinge selbst werden aber noch immer mit sehr hohen Restwassergehalten entleert und verfügen damit infolge ihrer sehr unstabilen Formengestaltung nicht über wesentliche Qualitätsmerkmale.
In der Praxis wird der Schlickerdruckguß aus diesen Gründen bis heute nicht durchgefiihrt.
Die deutschen Offenlegungsschriften 1 771 643 und 1 912 774 beschreiben erstmals eine Verfahrenstechnik, bei der plastische keramische Massen nach dem Prinzip des Spritzgießverfahrens umgeformt werden, wobei die Bederharttrocknung innerhalb von wenigen Sekunden in der Form erfolgt und durch eine kombinierte Methode, bestehend aus einem Nachdruck auf den Spritzling durch die Spritzgießmasse selbst in Verbindung mit einer HeiSluStbeaufschlagung in beheiztenArbeitsformen bewirkt wird.
Es hat sich gezeigt, daß der auf den Spritzling über die Angußdüse ausgeübte Nachdruck genau wie beim Schlickerdruckgießverfahren zu einer sehr ungleichmäßigen Entwässerung des Formlings führt. Während im Bereich des Angugses der auf den Spritzling ausgeübte Nachdruck vollständig wirksam wird, erfolgt zu den Randzonen hin ein Druckabfall, der bei einem 19 -cm-Tellef bis zu 90 % beträgt. Daraus resultiert, daß der Restwassergehalt in den Randzonen um mehr als 5 Gewichtsprozent höher liegt als im Angußbereich, sodaß bei zentral angespritzten Tellern schon überverdichtete Böden und noch immer unzureichend entwässerte Tellerfahnen entstehen.
Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, die beschriebenen Nachteile an den nach dem Druck- und Spritzgießverfahren hergestellten Formlingen zu vermeiden und eine vollständig gleichmäßige Entwässerung keramischer Erzeugnisse bis zur Lederhärte ohne jegliche Wärmezufuhr innerhalb einer Zeit von maximal 2 Sekunden zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß volumenmäßig exakt dosierte, bildsame keramische Massen über eine Düse in geschlossene mehrteilige Arbeitsformen eingebracht werden und daß nach vollendet er Formenfüllung über eine noch beweglich angeordnete FormerEälfte ein Preßdruck auf den gesamten Formling ausgeübt wird, welcher dazu führt, daß ein bestimmter Anteil des im Preßling enthaltenen Wassers abgepreßt und über das Hapillarsystem der Form abgeführt werden kann.
Konstruktionsmäßig stehen zur Anfertigung derartiger Formen, die als austauschbare Einsätze für Stahlstammwerkzeuge ausgebildet werden, sich während des Füllungsvorganges schon in geschlossenem Zustand befinden und nach erfolgter Füllung noch eine Kompression des Formlings erlauben, zwei grundsätzliche Möglichkeiten zur Verfügung.
Gemäß Zeichnung A wird mit einer sogenannten Tauchkantenkonstruktion gearbeitet, die sich besonders bei rotationssymmetrischen Teilen gut erstellen läßt.
Die Form wird nach dieser Konstruktion vor dem Füllvorgang nur so weit zusammengefahren, daß der enthaltene Formling um den Volumenanteil des abzupressenden Wassers vergröQert vorliegt. Durch die Tauchkante wird sichergestellt, daß während des FüllvorganUes die keramische Masse nicht über die Trennebene der Form entweichen kann. Nach vollendet er Formenfüllung wird die im Eingußkanal angeordnete Rückstrom sperre R geschlossen, dann wird die Form selbst durch eine Druckbeaufschlagung bis zum Anschlag der beiden Stahlstamm formenhälften zusammengefahren. Dadurch wird der gesamte Formling so gleichmäßig unter Druck gesetzt und entwässert, daß in den einzelnen Formlingszonen die Restwasseranteile in Toleranzgrenzen von + 0,2 Gewichtsprozent gehalten werden können.
Das abzupressende Wasser-wird über das Kapillarsystem der Formenhälften den vorliegenden Abflußkanälen zugeführt.
Gemäß Zeichnung B, welche die bevorzugte ausführungsform dieser Erfindung darstellt, wird die Teilungsebene der Arbeitsform mit einem elastischen, komprimierbaren Dichtungsmaterial versehen. Die Funktion der Tauchkante wird hier von den in der Formentrennebene angeordneten Dichtungselementen übernommen, wobei praktisch alle elastischen, komprimierbaren Materialien als Dichtungselemente geeignet sind.
Bestimmte Gummi qualitäten und vor allen Dingen Polyurethanelastomere finden infolge der Einfachheit ihrer An- oder Aufbringung jedoch bevorzugte Verfendung.
Es ist einerseits möglich, vorgefertigte Dichtungselemente, beispielsweise durch Verkleben auf der Formentrennebene an-'zubringen, es kann andererseits aber auch so verfahren werden, daß kalthärtende Polsourethanharze durch Gießen, Streichen, Spritzen oder Spachteln auf die Formentrennebene aufgebracht und dort durch Polyaddition ausgehärtet werden, wodurch naturgemäß mit der Formenoberfläche eine sehr stabile Verbindung entsteht.
Der Ablauf der Formenfiillung und die Entwässerung der Formlinge erfolgt in analoger Weise wie bei der Tauchkantenkonstruktion.
Bei der Herstellung von Formlingen aus Iiartporzel lanmas s en mit den beiden beschriebenen Formenkonstruktionen hat sich 2 gezeigt, daß bei einem Preßdruck von 400 kp/cm2 Formlingsoberfläche ein maximaler Restwassergehalt von 17 O,/j erreicht 2 wird, daß bei einem Druck von 800 kpZcm2 eine Entwässerung bis zu einem Restwassergehalt von 12 % erfolgt und daß eine höhere Druckbeaufschlagung keine weitere Entwässerung erbringt.
Für andere keramische Masseversätze wurden analoge Ergebnisse, allerdings mit jeweils höheren oder niedrigeren Preßdrücken erhalten.
In der Praxis führt das beschriebene Verfahren zur Ilerstellung lederharter keramischer Formlinge in Verbindung mit den gezeigten Formenkonstruktionen dazu, daß die Produktion keramischer Erzeugnisse nunmehr mit einer einzigen Arbeitsform möglich ist, daß nach dieser Verfahrenstechnik mit einer einzigen Form bis zu 12 Teile pro Minute fabriziert werden können und daß die hergestellten Erzeugnisse über ausgezeichnete Qualitätsmerkmale infolge einer möglichen strukturfreien Formgebung in Verbindung mit einer völlig gleichmäßigen und dabei ohne Spannungs ausbildungen ablaufenden Lederharttrocknung verfügen.
Mit der beschriebenen Verfe'.renstechnik ist es erstmals möglich, kerammische Erzeugnisse herzustellen, die im Brand keinerlei Deformationen mehr erleiden, soda. beispielsweise an Tellern kein Durchbiegen der Tellerböden und keine Veränderung im Neigungswinkel der Tellerfahnen mehr auftritt, dabei besteht außerdem die Möglichkeit, die Ausbildungen der Anrisse völlig unsymmetrisch im Formling anzuordnen.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche PS 1 299 546 Deutsche OS 2 011 909 Deutsche OS 2 112 734 Deutsche 08 1 771 643 Deutsche OS 1 912 774

Claims

Patent ansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung lederharter keramischer Formlinge, dadurch gekennzeichnet, d volumenmäßig exakt dosierte bildaame keramische Massen über eine Düse in geschlossene mehrteilige Arbeitsfnrmen einsebracht werden und daß die Entwässerung der hergestellten Formlinge ohne jegliche Wärmeenergiezufuhr durch einfache Druckbeaufschlagung einer noch beweglich angeordneten Formenhälfte erfolgt, wobei die Arbeitsformen über ein Kapillarsystem verfügen, welches zur Ableitung des abgepreßten Wassers geeignet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur lederharten Entwässerung der Formlinge Preßdräcke zwischen 100 und 1000 kp/cm2 Formlingsoberfläche zur Anwendung gelangen.
3. Arbeitsform zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beweglic0lkeit der Forzr,erllälfte nach erfolgter Formenfünfüllung durch eine Tauchkantenkonstruktion erreicht wird.
4. Arbeitsform zur Durchführung des Verfahrens gemäß Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beweglichkeit der Formenhälfte nach erfolgter Formenffillung durch Einbringen eines elastischen komprimierbaren Dichtungselements in die Trennebene der Form erreicht wird.
5. Arbeitsform gemäß den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückfließen der keramischen Masse während der Entwässerung durch eine Rückstromsperre verhindert wird.

L e e r s e i t e