DE2335392A1

DE2335392A1 - Verfahren und vorrichtung zur abformung feinteiliger feststoffe in waessriger suspension durch druckfiltration in geformten filtern

Info

Publication number: DE2335392A1
Application number: DE19732335392
Authority: DE
Inventors: Herbert Will
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-12
Filing date: 1973-07-12
Publication date: 1975-01-30

Description

2335332

Dr. Günther WiU 61 Darmstadt, den 9. 7. 1973

Zimmerstrasse 11

Verfahren und Vorrichtung zur Abformung feinteiliger Feststoffe in wässriger Suspension durch Druckfiltration in geformten Filtern

Das Verfahren der Abformung von feinteiligen Feststoffsuspensionen durch Filtration ist bekannt. Seit längerem bemüht man sich, dieses Verfahren auch in der keramischen Formtechnik einzusetzen und den so bezeichneten Druckguß anstelle der mehr oder weniger handwerklichen Methode der Wasserabsorption in Gipsformen zu ersetzen. Das an sich einfache und einleuchtende Verfahren, flüssige Feststoffe durch Filtration unter hohem Druck zu verfestigen und zu formen, erwies sich als wesentlich komplizierter in der praktischen Durchführung. Dabei stand zunächst als Schwierigkeit das hierzu erforderliche Filtermaterial im Vordergrund, das einen hohen Druck aushalten und eine ausgesprochen feinkörnige Oberfläche aufweisen mußte. Es zeigte sich, daß die Abformung unter Druckfiltration an sich weniger problematisch war, für die Entformung des Formlinge wurde jedoch kein geeignetes Konzept gefunden.

Die unter Druck in geschlossener Filterform hergestellten Formlinge ließen sich nicht beliebig und sicher reproduzierbar, insbesondere von dem bewegten Formteil, lösen. Das Problem besteht insbesondere bei sehr feinteiligen Massen wie auch den keramischen darin, daß der so hergestellte Formling nur eine geringe Festigkeit besitzt. Beim Abdrücken des fertigen Formlings löst er sich häufig oder meistens nur an einer Stelle und bleibt im übrigen an der Formoberfläche kleben. Über die offene Stelle kann der zur Ablösung aufgewendete Druck sich ausgleichen und es ist nicht mehr

409885/0665

möglich, über die Gesamtfläche einen einheitlichen Ablösungsdruck asu entwickeln. Statt dessen strömt das Wasser nach, das den Formling aufweicht.

Weder durch laufendes Absaugen des Wassers während der Druckgießzeit (= Zeitraum, in dem die Feststoffsuspension unter Druck steht und filtriert wird), noch mit einer wassergefüllten Form das Filtrationswasser wird im Überlauf aus der Form abgelassen -, noch mit Umlaufsystemen, bei welchen das Wasser mit Vakuum und Preßluft über Kanäle in Strömung gebracht und abgeleitet wird, konnte eine Besserung erzielt werden. Die Lösung des Problems schien aussichtslos, so daß das Verfahren vielerorts als undurchführbar aufgegeben wurde. Die Erfindung hat die Aufgabe, die bestehenden Nachteile zu beheben.

Es wird von der bis dahin sicher nicht ausreichend in Betracht gezogenen Überlegung ausgegangen, daß erstens der gebildete Formling, der unter Druck von 20 - 60 atü an die Filteroberflächen gepreßt ist, nur dann einwandfrei gelöst werden kann, wenn sich ein gleichmäßiges Druckpolster zur Lösung aufbauen kann.

Zweitens um ein Nachlaufen des in der Form noch vorhandenen Filtrationewas se rs zu vermeiden, das in jedem Fall unter Druck steht,¹ wenn der Formling abgelöst wird, muß über eine oder mehrere Stellen des Formteils das Wasser so weit abgesaugt werden, daß sich ein zur gleichmäßigen Ablösung der Form noch notwendiges Luftkissen aufbauen kann und Wasser nicht abgedrückt wird.

409885/0665

2335332

Drittens hat sich herausgestellt, daß selbst dann, wenn die Formteile unter Preßluft stehen, ein zu schnelles Öffnen der Presse zum Abreißen des Formlings führt. D.h., wenn die Preßluft mit der Geschwindigkeit, mit der die Presse abhebt, nicht in ihrer Wirkungsweise in Übereinstimmung gebracht wird, so entsteht bei zu schnellem Abheben ein Vakuum über dem Formling, das diesen auseinanderreißt. Durch die folgenden Verfahren und Vorrichtungen werden die Aufgaben, die sich die Erfindung gestellt hat, gelöst und ein einwandfreies Ablösen des Formlings gewährleistet.

Das Vorgehen nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß während und/oder nach Ausbildung des Formlings durch Druckfiltration der Feststoffsuspension die Formteile unter Preßluft gesetzt werden und die Presse nur so weit geöffnet wird, daß das Filtrationswasser zumindest teilweise durch den Öffnungsspalt über den Formrand entweichen kann und der Formling sich gleichzeitig von der Formoberfläche löst;' nach Ablaufen des Waseers wird der Formling durch Vakuum an den abzuhebenden Presseteil angesaugt, die Presse wird geöffnet und der Formling mit einem leichten Preßluftstoß abgelöst und entnommen.

Dieses Vorgehen erwies sich als außerordentlich vorteilhaft. Ein Ankleben des Formlings an der Form war nicht mehr zu beobachten. Die Vorlösung bei fast geschlossener Forin ermöglichte außerdem ein völlig trockenes Ablösen. Erstaunlicherweise führte das über den Formling bei fast geschlossener Form abströmende Wasser zu keinen Veränderungen auf der Oberfläche. Das in dem gleichen Zeitraum ablaufende Filtrationswasser unmittelbar über dem Formling führt zur Bildung eines luftgefüllten Raumes in der Form, der sich rund um den Formrand herum

A09885/066B

erstreckt, über den der 'Lösungsdruck sich ohne Wasserablauf auf den Formling übertragen kann.

In besonderen Fällen ist es möglich, nach einer Variante des Verfahrens das Wasser zumindest teilweise während der Druckgießzeit und/oder nach Abschluß derselben über gebildete Kanäle noch bei geschlossener Form vorweg abzusaugen.

Zu ähnlichen Ergebnissen kommt man, nachdem die Erstablösunp von dem feststehenden Formteil kaum Schwierigkeiten bereitet, wenn die Presse sehr langsam abgehoben wird (ca. 1-2 mm/sei) und vor Ablösung des Formlings von dem vollends abgehobenen Presseteil an den Formling eine Zweitform herangeführt wird, die den Formling so abstützt, daß der gleiche Vorgang, wie er bereits beschrieben ist, mit völlig geöffneter Presse vonstatten gehen kann (s. Skizze 2.O.). Die an die Form herangeführte Stütze kann gleichzeitig auch dazu verwendet werden, den Formteil aus der Presse zu transportieren.

Um das Wasser,'das beim Vorlösungsvorgang abströmt, abzufangen, ist es günstig, eine rund um die Form führende Auskehlung, über die das Wasser abgeleitet werden kann, in den Formrand einzulassen. Zur Abdichtung wird eine Überlappung in den Formrand F 1 und F 2, die auch aus einer eingeklappten Dichtung bestehen kann, eingearbeitet (s. Skizze S ).

Zur Verdeutlichung des Vorgehens und der Maßnahmen sollen die im folgenden beschriebene Skizzen dienen. Dargestellt sind (Skizze4_fl) mit F 1 und F 2 e>in Formenpaar - selbstverständlich können nach der Erfindung auch mehrteilige Formen für den

409885/066B

Druckguß verwendet werden -, wie es üblicherweise beim Druckgießen hergestellt wird. Dieses besteht aus einem porösen Kern (a) und einem abdichtenden umgebenden Mantel (b). Zwischen dem porösen Kern der beiden Formteile wird der Formhohlraum (c) gebildet, in den die Feststoffsuspension über die Zuleitung (d) eingelassen und unter Druck gesetzt wird. Über die Zuleitung (e) und die in die Form oder in die aufgesetzte Platte eingebrachten Aussparungen (f) wird der Form Vakuum oder Preßluft zugeführt. Es können weiterhin auch in Höhe des Formlinge zusätzliche Kanäle am Rand oder über dem Formling (g) oder in der Formwandung eine ringförmige Aussparung (h) eingelassen sein, über die ebenfalls durch Zuleitung (i) Preßluft bzw. Vakuum den Formteilen zugeführt werden kann.

I bisher Nach Schließen der Formteile wurde in den Formhohlraum die Feststoffsuspension eingelassen und unter Druck gesetzt, nach ausreichender Entwässerung wurde die Form geöffnet, während der Druckgießzeit wurde normalerweise das Wasser über die Kanäle (f) und (e) abgesaugt. Nach ausreichender Entwässerung des Formlings wurde die Presse geöffnet, wobei in dem stehenden Formteil Preßluft, in dem abhebenden Vakuum erzeugt wurde, so daß der Formling von diesem mitgenommen wurde. Nach völligem Öffnen der Presse wurde durch Preßluft dieser abgelöst.

Nach der Erfindung wird, _VOr dem Öffnen der presse, zunächst Hie Presse nur entspannt oder um zehntel bis einige Millimeter gelüftet, die Formen werden oben und unten gleichzeitig oder nacheinander unter Preßluft gesetzt, das Wasser entweicht über die Form hinweg durch den Öffnungsspalt (s. Skizze 2. ). Der

409885/0665

Formling ist bereits vorgelöst und wird nun durch das im abhebenden Teil erzeugte Vakuum angesaugt und beim Öffnen der Presse mitgenommen. Durch die erfolgte Vorlösung des Formlinge hängt der Formling nur noch leicht durch das Vakuum gehalten am Formteil und kann mit einem schwachen Preßluftstoß abgedrückt werden.

Nach einer weiteren Variante des Verfahrens wird zunächst der Formling, wie vorher bereits erwähnt, von dem feststehenden Formteil mit Preßluft gelöst und von dem abhebenden Teil mitgenommen. Die Presse wird ganz geöffnet und es wird ein zusätzlicher Formteil eingeführt (s. Skizze^ K ),' der dem unteren Formteil in etwa entspricht,' jedoch Aussparungen enthalten kann, dieser setzt sich unter das mit Vakuum festgehaltene Formteil und unterstützt den Formling,* während über die Form Preßluft gedrückt und entwässert wird. Wenn erforderlich wird das Formteil mit Vakuum nochmals kurz angezogen, um eventuelle Unebenheiten auf der Oberfläche auszugleichen und wird dann auf die darunterstehende Stütze abgedrückt. Die Stütze kann gleichzeitig den Transport des Formlinge aus der Presse übernehmen.

Das mit der Erfindung vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtungen können für jedes Material, das sich in Feststoffsuspension durch Filtration verformen läßt,' mit Erfolg verwendet werden. Hierzu gehören beispielsweise auch fasrige Materialien aus Zellulose, Holzschliff, Papiermasse, Glas, Asbest,¹ Steinwolle, textile Kunststoffasern oder pülverförmige Produkte," z. B. aus Quarz,' Metalloxyden u. a. m.

409885/0665

Das Verfahren läßt sich auch bei der Verarbeitung von plastischen Fe st stoff suspensionen einsetzen, die verpreßt werden und unter Preßdruck gleichzeitig Flüssigkeiten in eine poröse Form'abgeben, wie dies z.B. beim Rammpre ssen von keramischen Formmassen der Fall ist.

Das vorauf geschilderte Verfahren betrifft zunächst die Herstellung von Vollgußteilen.

Bei der Anwendung dieses Verfahrens für Hohlgußformteile wird bekanntlich der Schlicker wie beim Vollguß in die Form eingeführt und nach Ausbildung einer ausreichenden Wandstärke des Formlings der flüssige Rest entleert. Dieses an sich bekannte Verfahren kann auch im maschinellen Druckguß eingesetzt werden. Hier hat sich jedoch gezeigt,¹ daß bei der Vorlösung der entleerte Formling durch die von außen einwirkende Preßluft eingedrückt werden kann, wenn nicht durch Gegendruck von innen her ein Ausgleich stattfindet.

409885/U66S

Claims

Iy Verfahren zur Herstellung von Form teilen aus flüssigen und pastenform igen Feststoffsuspensionen durch Filtration unter Druck/ dadurch gekennzeichnet, daß

während und/oder nach Ausbildung des Formlinge die Filti-rform unter Druck gesetzt wird und der Formling durch gerinnfugiges Öffnen der Presse abgestützt vorgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Formlinge bei der Lösung aus der Form nach Öffnen der Presse eine zusätzlich herangeführte Form verwendet wird, in die der Formling nach vollzogener Vorlösung abgedrückt wi rd, die gegebenenfalls auch den Transport des Formlinge aus der Presse übernimmt.
3. Vorrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in die Schließfläche des Formrandes eine rund um die Form laufende Öffnung eingelassen wird,' über die während der Vorlösung des Formlings das Wasser abgeleitet werden kann und die Abdichtung durch eine Überlappung der Formteile erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß die Abdichtung durch eine in den Formrand eingelegte flexible Dichtung vorgenommen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

um den Formhohlraum und gegebenenfalls über diesem Kanäle eingelassen werden, über die während der Druckgießzeit bei geschlossener Form ein Teil des Filtrationswassers durch Vakuum und gegebenenfalls Preßluft abgeleitet wird.

409885/U665