DE2758588C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus keramischem Material - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Behältern, wie Gärtöpfen od.dgL, mit Boden, zylindrischem Mantel und Randwulst aus plastischer keramischer Masse. Gegenstand der Erfindung ist zugleich eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Im Rahmen der Erfindung bezeichnet keramisches Material in erster Linie Steingut und Steinzeug; daraus gebildete Behälter finden vielfältige Anwendung im hauswirtEchaftiichen und im industriellen Bereich. Im übrigen läßt die Erfindung sich grundsätzlich auch bei Behältern aus anderen Materialien anwenden, soweit diese nur zur Formung der Behälter in einem plastischen Zustand vorliegen und anschließend — beispielsweise durch Trocknen, Brennen usw. — erhärten.

Nach bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung werden die Behälter insgesamt einstückig hergestellt, und zwar üblicherweise durch Drehen auf der Töpferscheibe. Das gilt insbesondere für mit einem Wasserrand versehene Gärtöpfe, auf deren Herstellung die Erfindung sich insbesondere bezieht. Die verhältnismäßig komplizierte Gestaltung des Randwulstes solcher Behälter läßt sich bisher in der Praxis nicht anders als auf der Töpferscheibe realisieren. Diese Arbeitsweise ist aber sehr zeitaufwendig und kann nur von erfahrenen und dementsprechend kostspieligen Fachkräften ausgeführt werden. Sie führt gleichwohl in erheblichem Maße zu Ausschuß.

Ferner ist bekannt (vgl. DE-OS 26Ql 715), bei der Herstellung von Behältern aus keramischem Material, die allerdings keinen Randwulst aufweisen, so vorzugehen, daß die plastische Masse mittels einer Strangpresse in einen geschlossenen Formraum eingebracht wird. Dabei wird der Behälterboden einstückig unmittelbar an den zylinderförmigen Behältermantel angepreßt. Es handelt sich hierbei um kein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung. Das einstückige Anpressen des Bodens erfordert eine relaiiv aufwendige Gestaltung und Bewegungssteuerung der Form.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erläuterten Gattung anzugeben, das in kostengünstiger und weitgehend mechanisierter Weise zu Behaltern von hoher Qualität, insbesondere von guter Maßhaltigkeit führt. Zugleich besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung anzuheben.

Die vorstehend dargelegte Aufgabe der frfindung wird in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch gelöst, daß die Masse mit einer Strangpresse in einen umschlossenen Formraum engebracht und dort der Randwulst gepreßt wird, daß anschließend der Mantel durch weiteres Strangpressen einstückig an den Randwulst angeformt und dabei der Randwulst aus dem geöffneten Formraum entfernt wird und daß nach Abtrennen des Mantels in vorbestimmter Länge der Boden angesetzt wird. — Die zum Behälter zu formende Masse wird erfindungsgemäß in einem quasi kontinuierlichen Ablauf aus einer an sich üblichen Einrichtung — beispielsweise einer mit einer Schnecke arbeitenden Rohrpresse — bereitgestellt und während des ganzen Ablaufs durch den eine Ringdüse bildenden Austrilt der Strangpresse zugeführt. Dabei ist der mit der Ringdüse auf der Schneckenpresse abgewandten Seile in Verbin= dung stehende FOrmraurri für den Randwulst zunächst geschlossen. Ist der Randwulst durch die Ringdüse hindurch geformt, so wird der Formraum geöffnet und unter weiterer Materialzufuhr durch die Ringdüse wird nun der Behältermantel stranggepreßt, wobei der Randwulst sich entsprechend aus dem Formraum

entfernt Hat der Mantel seine vorbestimmte Länge erreicht, wird er abgetrennt, und schließlich wird in einem separaten Arbeitsgang ein unabhängig von dem beschriebenen Ablauf vorgefertigter Boden aufgesetzt Die üblichen keramischen Massen lassen sich ohne weiteres so anmachen, daß sie sich extrudieren lassen und gleichwohl die erforderliche Steifigkeit besitzen. In diesem Zustand, d. h, vor Trocknung bzw. Brand, ergibt sich auch ohne weiteres ein einwandfreier Verbund des nachträglich an den Mantel angesetzten Bodens. to

Es ist an sich bekannt (vgl. US-PS 25 44 254), keramische Muffenrohre, v/ie sie beispielsweise für Kanalisationen verwendet werden, dadurch herzustellen, daß zunächst die Muffe geformt und anschließend die Rohrlänge mittels einer Rohrpresse extrudiert wird. Das hat jedoch auf die Weiterentwicklung von Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung keinen Einfluß nehmen können, weil der Randwulst — insbesondere wenn er mit Wasserrand ausgeröstet ist und seitlich angepreßte Handgriffe aufweist — eines Behälters ganz andere technologist Probleme mit sich bringt als eine Rohrmuffe.

Wie bereits angedeutet, bezieht die Erfindung sich insbesondere auf die Herstellung von Gäriopfen mit Wasserrand, die vorzugsweise seitlich am Randwulst angespreßte Handgriffe aufweisen, weil dabei die herkömmliche Arbeitsweise auf besondere Schwierig keiten stößt. In dieser Hinsicht zu bevorzugen ist eine Ausführungsfoitn des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der beim Pressen des Randwulstes am Wasserrand in den Randwulst eingespreßt und/oder die Handgriffe an den Randwulst angepreßt werden. Es empfiehl! sich den Randwulst, wenn er während des Strangpressens des Behältermantels aus dem geöffneten Formraum entfernt wird, mit kontrollierter Geschwindigkeit zu führen. Die Führungsgeschwindigkeit wird dabei vorzugsweise nach Maßgabe des Massedurchsat/es durch die Ringdüse und/oder den Betriebsparametern des Schneckenextruders gesteuert.

Die erfindungsgemäß zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Rohrstrangpresse mit angeschlosse nem. aus Kalibrierkern und Kalibrierring bestehendem Preß und Kalibrierwerk/eug. durch ein dem Preß- und Kalibrierwerkzeug nachgeschaltetes, aus Innenform *ϊ und Außenform bestehendes und durch eine in Preßrichtung längsverschiebbare Stirnplatte abschließ bares Formwerkzeug für den Randwulst sowie durch eine Trenneinrichtung. Um — bezogen auf den Behälterumfang — gleichmäßige Arbeitsbedingungen zu erhalten, empfiehlt es sich. Preß- und Kalibrierwerkzeug und Formwerkzeug koaxial und mit vertikaler Längsachse anzuordnen. Während des Pressens des Randwulstes ist der Formraum zwischen Innen- und Außenform durch die Stirnplatte abgeschlossen, nach Fertigstellung des Randwulstes wird die Stirnplatte entfernt, so daß während des anschließenden Strangpressens des Behältermantels der Randwulst aus dem geöffneten Formraum heraustritt. Pabei wird der Randwulst durch die in Rohrpreßrichtung längsver schiebbare Stirnplatte geführt.

Wenn der Innendurchmesser des Randwulstes kleiner ist als die lichte Weite des Behältermantels, so bestehen offensichtlich gar keine Probleme, weil der Mantel sich ohne weiteres über das Inhenwerkzeüg hinwegführen läßt- Die beschriebene Arbeitsweise läßt sich aber auch bei gegenüber dem Innendurchmesser des Randwulstes kleinerer lichter Weitd des Behältermantels ausführen, wenn das zum Pressen des Randwulstes vorgesehene Innenwerkzeug einzieh- und ausspreizbar ausgebildet ist

Bei einer insbesondere für die Herstellung von Gärtöpfen mit Wasserrand vorgesehenen Ausführungsform trägt die Stirnplaute einen entgegen der Strangpreßrichtung vorstehenden (also in den Formraum hineinragenden), einen Wasserrand in den Randwulst einformenden Formring. Ferner empfiehlt es sich, die Gärtöpfe mit seitlich an den Randwulst angeformten Handgriffen zu versehen. Das kann mit einer Außenform erreicht werden, die Formtaschen zur Formung der Handgriffe aufweist In jedem Fall empfiehlt es sich mit Rücksicht auf einen störungsfreien und reproduzierbaren Arbeitsablauf, die Stirnplatten an einer in Strangpreßrichtung mittels zumindest einer hydraulischen Zylinderkolbenanordnung längsverstellbaren Bühne anzuordnen. Unter Umständen kann es sich darüber hinaus empfehlen, die Stirnplatte bzw. die Bühne an Säulen zu führen.

In fertigungstechnischer Hinsich, besonders vorteilhaft ist es, Stirnplatte und/oder F^rmnng lösbar anzuordnen. Damit besteht zunächst die Möglichkeit, in einfacher Weise zwischen verschiedenen Ausfü^rungsformen von Randwulst bzw. Wasserrand zu wechseln. Weite, wird damit die Möglichkeit geschaffen. Stirnplatte bzw. Formring als Träger bei der anschließenden Manipulation der fertiggepreßten Behälter-Rohlinge zu verwenden.

In einer zu bevorzugenden Ausfünrungsform sind Kalibrierkern und Kalibrierring austrittsseitig als Innenform bzw. Außenform für den Randwulst ausgebildet. Das bedeutet, daß das Preß- und Kalibrierwerkzeug unmittelbar in das Formwerkzeug für den Randwulst übergeht. Beide bilden zusammen einen Satz von lediglich zwei zugeordneten Werkzeugteilen, so daß in einfacher Weise und mit geringem Aufwand zwischen verschiedenen Ausführungsformen und Dimensionierungen gewechselt werden kann.

Das Trennwerkzeug, mit dem der Behältermantel in vorbestimmter Länge abgetrennt werden kann, ist vorzugsweise unmittelbar unter dem Formwerkzeug angeordnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung naher erläutert: Es zeigt

Fig. I einen Gärtopf mit Wasserrand im Schnitt.

F i g. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung des Gegenstands der F i g. 1 in Seitenansicht.

Fig.} einen Ausschnitt des Gegenstands der F i g. 2 in vergrößerter Derstellung,

F i g. 4 in schernatischer Darstellung eine erste Funktionsstellung der Vorrichtung gemäß F i g. 2 und

F ι g. 5 eine andere Funktionsstellung der Vorrichtung gemäß F i g. 2.

Die F i g. 1 zeigt einen Behälter aus keramischem Material, nämlich einen sog. Gärtopf 1, der einen Boden 2, einen zylindrischen Mantel 3 und einen Randwulst 4 aufweist. In den Randwulst 4 ist ein Wasserrand 5 in Form einer nach oben offenen Rinne eingeformt Ferner sind seitlich an der Unterseite des Randwulstes 4 vier diametral gegenüberliegende Handgriffe Ab₁ angeformt. Im Gebrauch liegt ein auf den Gärtopf 1 aufgesetzter (nicht dargestellter) Deckel mit seinem Rand im Wasserfand 5, der seinerseits mit Wasser gefüllt ist, so daß ein luftdichter Verschluß resultiert. Derartige Gärtöpfe bestehen aus Steinzeug oder Steingut.

Nachfolgend wird die Formung der plastischen Masse

zürn Gärlopl¹ im einzelnen erläutert.

Die in F ί g. 2 schematisch in Seilenansicht dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus keramischem Material besteht in der Hauptsache aus einer Rohrstrangpresse 6, die im wesentlichen aus einer Schneckenpresse 7 mit angeschlossenem Press- und Kalibrierwerkzeug 8 (das nachfolgend im einzelnen erläutert wird) aufgebaut ist. Die Rohrstrangpresse 6 ist auf Trägern 9 montiert. Ein teilweise fertiggepreßter Gäi'topf 1 ragt nach unten aus der Rohrstrangpresse 6 heraus und ist durch eine Stirnplatte 10 mit aufgesetztem!, in der F i g. 2 jedoch nicht erkennbarem Formring 11 abgestützt. Die Stirnplatte 10 ist in Rohrpreßrichtung längsverstellbar. Sie ist dazu auf einer Bühne 12 angeordnet, die mittels einer hydraulischen Zylinderkolbenanordnung 13 auf- und abwärts verstellt werden kann. Die hydraulische Zylinderkolbenanordnung 13 ihrerseits ist suf linieren TrM"**¹*" ^^ mnntiprf oip gesamte Anordnung ist so getroffen, daß die gemeinsame Längsachse von Rohrstrangpresse 6, Preß- und Kalibrierwerkzeug 8, Stirnplatte 10 mit Formring 11 und hydraulischer Zylinderkolbenanordnung 13 vertikal verläuft. Im übrigen ist unmittelbar unterhalb des Preßuncl Kalibrierwerkzeugs 8 ein (nur schematisch dargestelltes) Trennwerkzeug 15 angeordnet, das in üblicher Weise mit einem Trenndraht 16 arbeitet.

Die Fig. J zeigt im einzelnen den Aufbau des Preßündl Kaübrieirwerkzeugs 8. Man erkennt zunächst einen durch einen Kernhalter 17 gehaltenen Kalibrierkern 18 und einen am Gehäuse der Rohrstrangpresse 6 befestigten Kalibrierring 19. Ein Ringspalt 20 zwischen Kalibrierkern 18 und Kalibrierring 19 ist mit der zu verarbeitenden plastischen Masse 21 gefüllt. Der Kalibrierkern 18 geht austrittsseitig unmittelbar in eine Innenform 22 des Formwerkzeugs 23 für den Randwulst 4 über, entsprechend geht der Kalibrierring 19 in eine Außenform 24 über. Damit besteht der ganze Werkzeugsatz aus insgesamt zwei einander zugeordneten Formteilen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Formwerkzeug 23 einen Randwulst 4 von annähernd V-förmigem Querschnitt. Zur Erzielung des Wasserrandes 5 ist ein Formring 11 vorgesehen, der in das Formwerkzeug 23 hineinragt Und auf der Slirnplatie 10 montiert ist. Weiter ist zu erkennen, daß die Außenform 24 Formtaschen 24a zur Formung der Handgriffe Aa aufweist Die F i g. 3 zeigt das Formwerkzeug 23 in geschlossenem Zustand, in dem die Stirnplatte 10 an der Unterseite des Formwerkzeugs 23 anliegt Und den Formraum für den Randwulst 4 im wesentlichen schließt. Der Formraum wird jedoch nicht vollständig geschlossen, vielmehr sind Durchlässe freigelassen, um eine vollständige zuverlässige Füllung zu gewährleisten. Die Stirnplatte 10 ist über Stützen 25 auf einem Trüger 26 montiert, der seinerseits bei geschlossenem Formwerkzeug 23 über ein Distanzstück 27 gegen die Innenform 22 gepreßt wird. Damit wird eine genaue Positionierung des Formrings 11 gewährleistet.

Die Fig.4 und 5 zeigen zwei Phasen der Herstellung eines Gärtopfes 1. In der F i g. 4 ist die plastische Masse 21 durch die Ringdüse 20 hindurch in den geschlossenen, den Randwulst 4 bildenden Formrautn eingeführt. Der Formraum ist gefüllt, und die plastische Masse 21 wird unter dem Druck, der sich unter Berücksichtigung der an der abschließenden Stirnplatte 10 verbleibenden Durchlässe — aufbaut, komprimiert. In dieser Phase wird zunächst der Randwulst 4 geformt Anschließend wird die Stirnplatte 10 in Rohrpreßrichtung, das heißt also nach unten, verschoben, was in Fig.5 dargestellt ist. Der ausgeformte Randwulst 4 folgt der Stirnplatte 10 entsprechend, wobei aus der Schneckenpresse 7.

plastisches Material 21 nachgelieferi wird, das durch die Ringdüse 20 hindurchtritt und dabei zum Behältermantel 3 stranggepreßt und gleichzeitig kalibriert wird. Die Abwärtsbewegung der Stirnplatte 10 wird nach Maßgabe der Betriebsbedingungen der Schneckenpresse 7, das heißt im Ergebnis also entsprechend der Zufuhr des plastischen Materials 21 gesteuert.

Ist die vorbestimmte Länge des Behältermantels 3 erreicht, so wird dieser mit dem Trennwerkzeug 15 abgetrennt In einem weiteren, nicht dargestellten Schritt wird schließlich der separat vorgefertigte Boden 2 angesetzt, anschließend wird der vollständig geformte Oanopf i getrocknet und gebrannt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

97 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Behältern, wie Gärtöpfen od. dgl., mit Boden, zylindrischem Mantel qnd Randwulst aus plastischer keramischer Masse, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit einer Strangpresse in einen umschlossenen Formraum eingebracht und dort der Randwulst (4) gepreßt wird, daß anschließend der Mantel (3) durch weiteres Strangpressen einstückig an den Randwulst (4) angeformt und dabei der Randwulst (4) aus dem geöffneten Formraum entfernt wird und daß nach Abtrennen des Mantels (3) in vorbestimmter Länge der Boden (2) angesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von ^]S Behältern mit Wasserrand und/oder mit unterhalb des Randwulstes angeformten Griffen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Pressen des Randwulstes

(4) der Wasserrand (5) in den Randwulst (4) eingepreS; und/oder die Handgriffe (4a) an den Randwulst (4) angepreßt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Strangpressen des Mantels (3) der Randwulst (4) mit kontrollierter Geschwindigkeit geführt wird. 2^s

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Rohrstrangpresse (6) mit angeschlossenem, aus Kaiibrierkern (12) und Kalibrierring (19) bestehendem Preß- und Kalibrierwerkzeug (8), ^M durch ein dem Preß- und Kalibrierwerkzeug (8) nachgeschaltetes, aus Innenform (22) und Außenform (24) bestehendts und oiirch eine in Preßrichtung längsverschiebbaie Stirnplatte (10) abschließbares Formwerkzeug (23) fü den Randwulst (4) ^J5 sowie durch eine Trenneinrichtung (15).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die .Stirnplatte (10) einen entgegen der Strangpreßrichtung vorstehenden, einen Wasserrand

(5) in den Randwulst (4) einformenden Formring (11) trägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenform (24) Formta sehen (24a) zur Formung von Handgriffen (4a) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (10) an einer in Rohrpreßrichtung mittels mindestens einer hydraulischen Zylinderkolbenanordnung (11) längsverstellbaren Bühne (12) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (10) und/oder der Formring(II) lösbar angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierkern (18) ">"> und der Kalibrierring (19) austrittseitig als Innenform (22) bzw. Außenform (24) für den Randwulst (4) ausgebildet sind

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (15) unmittelbar unter dem Formwerkzeug (23) angeordnet ist