DE2802652A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines formhohlraums in einem keramischen koerper bei herstellung im schlickergiessverfahren - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines formhohlraums in einem keramischen koerper bei herstellung im schlickergiessverfahrenInfo
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Description
VILLEROY & BOCH KERAMISCHE WERKE KG, D-6642 Mettlach (Saar)
'Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Formhohlraums
in einem keramischen Körper bei Herstellung im Schlickergiessverfahren"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines, insbesondere
geschlossenen oder hintergriffigen, Formhohlraums in einem keramischen Körper bei Herstellung des betreffenden Formlings im
Schlickergiessverfahren. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Schliesslich betrifft
die Erfindung Anwendungen des Verfahrens und der Vorrichtung.
Beim Schlickergiessverfahren wird ein Schlicker des aufbereiteten Rohmaterials in eine Giessform aus saugendem Gipsmaterial gefüllt.
Infolge des Aufsaugens des Wasseranteils des Schlickers durch die Giessformwandung lagert sich an dieser eine verfestigte Schicht
des Feststoffanteils des Schlickers ab. Diese bildet die Wandung
des hohlen Formlings. Der darin noch vorhandene Schlicker wird abgegossen, dann wird die Form geöffnet und der Formling entformt.
Der Formling wird nun getrocknet, in der Regel glasiert und schliesslich zu dem keramischen Körper gebrannt.
Komplizierter gestaltete Formlinge verlangen Giessformen mit Kernen,
an denen sich ebenfalls eine Feststoffschicht ablagert und
einen Teil der Wandung des Formlings bildet. Da die Ablagerung nur bis zu einer begrenzten Dicke möglich ist, verwendet man Kerne
auch zur Erzeugung einer grösseren Wandstärke; die Ablagerungen
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an der eigentlichen Formwand und am Kern verwachsen dann.
Je komplizierter allerdings der Formaufbau wird, umso schwieriger gestaltet sich an" den betreffenden Stellen das Ausgiessen des
restlichen Schlickers aus dem Inneren des Formlings. Das engt die
Möglichkeiten der Formgebungen ausserordentlich ein, zumal das Ausgiessen des Schlickers aus Fertigungsgründen nur einfache Manipulationen
erfordern darf, wie ein einmaliges blosses Kippen der Giessform. Ausserdem werden die Giessformen mechanisch kompliziert;
z.B. sind darin bewegliche Teile, sog. Gipsschieber, notwendig.
Diese schränken, da sie herausziehbar sein müssen, die Freiheit in der Hohlraumgestaltung noch insofern entscheidend ein,
als sie keine hintergriffigen Hohlräume erlauben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten der Hohlraumgestaltung in keramischen Körpern zu erweitern, insbesondere
beim Schlickergiessen, sei es reiner Hohlguss, kombinierter Hohl-Kern-Guss oder vollständiger Kernguss, auch in komplizierten
Hohlräumen Restschlicker auszuschliessen.
Erfindungsgemäss wird an der Stelle des Formhohlraums ein Kern im wesentlichen von der Gestalt des Formhohlraums in den Formling eingeformt, der der Schwindung des Formlings beim Trocknen
folgt und dann durch Erhitzung zerstört wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, den Kern durch den Brand des Formlos zu zerstören.
Der Kern kann, beispielsweise aus geschäumtem Kunststoff, wie Polystyrol, in beliebiger Gestalt hergestellt werden. Zwar bestimmt
die Wandung der Schlickergiessform weiterhin primär die Hohlraumgestalt, doch erweitert der Kern die Möglichkeiten ausserordentlich:
Erzeugt wird die den Formling bildende Masse, d.h. die Ablagerungsschicht, unverändert durch die Saugwirkung der Giessformwandung
an dieser, und zwar in einer im wesentlichen bestimmten, begrenzten
Dicke. Die Gestalt des Hohlraums ergibt sich also insoweit von
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selbst aus der Gestalt der Giessformwandung. Sie kann durch den
Kern nur in sehr engen Grenzen verändert werden, nämlich auf Kosten der ohnehin beschränkten und meist durchaus benötigten
Dicke der Ablagerungsschicht. Fallweise und stellenweise kann dies im Rahmen der Erfindung bedeutend sein, z.B., um eine Wanstärke
besonders genau einzustellen oder um an bestimmten Stellen eine zwar nur kleine, aber entscheidende Erweiterung des Hohlraums zu
erzielen, etwa an einer Kante oder Ecke, wo die Ablagerung sonst besonders dick wird, oder eine hintergriffige Hohlraumgestaltung.
Seine wesentliche Funktion hat der Kern beim Schlickergiessverfahren
aber gerade dort, wo auch ohne ihn keine den Formling bildende Ablagerungsmasse anzutreffen ist, nämlich in der Tiefe des
Hohlraums. Er eliminiert das Problem der Restschlickerentfernung aus diesem Raum, indem er von vornherein überhaupt gar keinen
Schlicker hineinlässt. Diese erfindungsgemässe Funktion des Kerns verlangt vom Prinzip her keinerlei formgebende Teilnahme an der
Bildung der Hohlraumwandfläche. Es genügt, wenn der Kern erst da anfängt, wo die Ablagerungsschicht einschliesslich einer Obergangszone
von selbst aufhört, und es könnte sogar noch ein Schlickerfilm dazwischen verbleiben, soweit die betreffende Schlickermenge
nachher bei der Trocknung des Formlings einfach mit austrocknen kann. Das unterscheidet den erfindungsgemässjbeim Schlickergiessen
angewendeten Kern von den, auch bei anderen Giessverfahren, bekannten Kernen, die immer mit ihrer Oberfläche formgebend und beim
Schlickergiessen darüberhinaus ablagerungsbildend sein sollen. Trotzdem kann man auch nach der Erfindung den Kern die einseitig
von der Giessformwandung her auf ihn zu wachsende Ablagerungsschicht begrenzen lassen, um auf der sicheren Seite zu sein, d.h.
jeden, auch geringfügigen Verbleib von Schlicker auszuschliessen.
Damit werden Hohlraumgestaltungen ermöglicht, die bisher ausgeschlossen
waren, weil der Restschlicker nicht oder nicht vollständig
hätte ausfliessen können, vor allem auch geschlosssene Hohlräume. Ferner werden hintergriffige Hohlraumgestaltungen ermöglicht,
die bisher deshalb ausgeschlossen waren, weil man den für die Bildung des Hohfaums benötigten Kern nicht hätte herausziehen
können. Daraus ergeben sich weitreichende Möglichkeiten
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für verbesserte Erzeugnisse und vereinfachte Fertigungen.
Die Verwendung von ausbrennenden Polystyrolteilen in keramischen Körpern ist an,sich seit langem bekannt aus der DE-PS 1 126 302,
der DE-AS 1 253 132, der DE-AS 1 278 322, der DE-OS 1 771526 und der DE-OS 2 421 849. Nach allen diesen bekannten Vorschlägen
dient das Polystyrol jedoch nur zur Erzeugung von Porenstrukturen verschiedenster Art und wird zu diesem Zweck in Form ungezählter
kleiner Teilchen in unkontrollierter, von selbst sich ergebender Verteilung in die Massen eingebracht, nicht als einzelner, definiert
angeordneter und gestalteter Formkern. Die Verwendung von Polystyrol für durch Hitze zerstörbare Aussparkörper an definierten
Stellen ist aus der DE-OS 1 942 215 bekannt. Dort handelt es sich jedoch um den vergleichsweise sehr einfachen und groben Anwendungsfall
der Aussparung von Löchern in dampfgehärteten Porenbetonsteinen,
und es sollen von der Oberfläche ausgehende Metalloder Holzaussparkörper ohne Änderungen des Gestaltung lediglich
zur Einsparung des Heraus Ziehens ersetzt werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Erweiterung der Hohlraumgestaltungsmöglichkeiten
in verschiedenen Beziehungen bei der keramischen Formgebung nach dem komplizierten Schlickergiessverfahren mit dem Problem der
Restschlickerentfernung, liegt der Lehre der DE-OS 1 942 215 ebenso fern wie die erfindungsgemässe Lösung, d.h. die neue Vorstellung
eines Giesskerns, dessen Oberfläche keine formgebende Funktion zu haben braucht.
Damit der Kern beimTrocknen der Schwindung des Formlinge folgt und
den Formling nicht sprengt, kann ein Kern verwendet werden, der durch seine Materialauswahl, insbesondere Auswahl der Vorschäumkörnungen,
und/oder durch Hohlraumbildung in dem Kern von vornherein oder durch nachträgliches Ausschneiden und/oder durch eine
festigkeitsverringernde Nachbehandlung, wie Kneten oder Walken, mit einer Kraft zusammendrückbar ist, die kleiner ist als die
Bruchkraft des den Kern bei der Trockenschwindung zusammendrückenden
Materials des Formlings.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
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darin, dass zur Erzeugung eines glasierten Formhohlraums die Glasurmasse auf den Kern aufgetragen wird, von dem sie dann auf
den Formling übergeht. Dafür sollte allerdings bereits beim Giessen die Ablagerungsschicht bis zu einer festen Berührung mit der
Glasurmasse an den Kern heranwachsen, damit der angelöste, wasserlösliche Leimanteil der Glasurmasse eine Haftung an der Formlingsoberfläche
herstellt. Im Trocknungsvorgang wird diese Verbindung gefestigt. Sie überdauert die Schrumpfung und den späteren Zerstörungsvorgang
des Kernes ohne schadhafte Einwirkung auf die zu glasierende Oberfläche. Zur Trennung der Glasurmasse vom Kern kann
ein diesen Vorgang förderndes Mittel auf den Kern aufgetragen werden, z.B. eine schwache Säure, vorzugsweise Zitronensaft. Das
Mittel kann ausserdem zunächst die am Material des Kerns selbst meist nicht gegebene Haftung der Gläsurmasse am Kern vermitteln.
Die eigentliche keramische Verbindung der Glasurschicht mit dem Formling vollzieht sich schliesslich beim Brand.
Auch diese neue Technik eröffnet neue Möglichkeiten. Man kann in Erwägung ziehen, sie nur oder weitgehend des Glasierens wegen anzuwenden,
also an Stellen, die den neuen Kern eigentlich gar nicht erfordern; sie kann den Ausschlag zu dessen Verwendung geben.
Andererseits ist die Erfindung jedoch an die Glasurübertragung durch den Kern nicht gebunden. Man kann den Kern auch vor dem
Brand durch eine massige Hitzebehandlung, etwa mittels Heißluft, zerstören und dann in herkömmlicher Weise die Glasur noch auftragen.
Als eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird eine Schlickergiessform vorgeschlagen, in der ein Kern mittels einer
Steckverbindung an ein Schlickergiessformteil, vorzugsweise einem Oberteil ansetzbar ist, deren Steckrichtung mit der Richtung des
Auseinandernehmens vom Schlickergiessformteil und Formling beim Entformen übereinstimmt. Die Befestigung des Kerns an der Giessform
löst sich dann beim Entfernen ohne irgendeinen zusätzlichen Arbeitsgang von selbst. Sie ist jedoch trotzdem fest genug, um den
Kern sicher gegen seine nicht unerhebliche Auftriebskraft im
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Schlicker zu halten. Die Befestigung des Kerns an einem Oberteil der Giessform verdient insofern den Vorzug, als dann die Auftriebskraft
in Schließrichtung der Steckverbindung wirkt. Vorzugsweise liegt die Steckverbindung an einer Stelle, wo die Wandung des Formlings
eine Aussparung haben muss (wie an einem Ablauf) oder haben kann, und die Teile der Steckverbindung sind durch den Kern und
das Schlickergiessformteil unmittelbar gebildet, d.h. der Bolzen am Kern und sein Steckloch in der Giessform oder umgekehrt. Da
der Kern ohnehin aus einem nachgiebigen Material besteht, erhält man so auf einfache Weise eine gute Klemmung. Ist eine Steckverbindung
an einer Stelle nötig, wo die Wandung des Formlings keine Aussparung haben soll, so kann man in dem Schlickergiessformteil
einen Stift verankern, der durch die Wandungsdicke hindurch injeine
auf ihn passende Ausnehmung des Kerns ragt; das von dem Stift in der Wandung hinterlassene Loch kann später geschlossen werden.
Einen komplizierten Kern wird man mittels dreier nicht auf einer Linie liegender Steckverbindungen befestigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung werden besonders
vorgeschlagen zur Erzeugung des Überlauf-Hohlraums eines Waschbeckens oder sonstigen Beckens, des Wasserverteilers eines
Klosetts, des hohlen Henkels und/oder der Tülle eines Hohlgeschirrteils,
hohler Extremitäten o. dgl. von Zierfiguren oder -gegenständen oder einer Verstärkung durch Ausbildung einer Hohlkammer,
insbesondere am Ansatz der Ablageplatte am Becken einer Küchenspüle. Auch für Elektroporzellan ist die Erfindung von Vorteil;
hier können nach dem neuen Verfahren kritische Garnierstellen vermieden werden.
Die Anwendungsmöglichkeiten gehen jedoch über diese Hinweise noch
weit hinaus.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei mit Zeichnungen erläuterten
Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 einen senkreichten Längsschnitt durch eine Küchenspüle, Fig. 2 eine Ansicht der Küchenspüle von unten,
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Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 durch den noch
in der Giessfonn befindlichen Formling der Küchenspüle,
Fig. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch den noch in der Giessform
befindlichen Formling einer anderen Küchenspüle.
Eine Küchenspüle 1 mit einem Becken 2 und einer Ablageplatte 3 ist an der in Fig. 1 durch den Pfeil 4 gekennzeichneten Stelle
bruchgefährdet. Um die Ablageplatte 3 zu verstärken, sind an ihrer Unterseite zwei flache Kästen 5 mit Hohlräumen angeformt. Die
Kästen 5 werden wie folgt erzeugt:
Eine aus einem Unterteil 7 und einem Oberteil 8 bestehende Schlickergiessform 9 bildet in herkömmlicher Weise mit dem Unterteil
die Oberseite und mit dem Oberteil die Unterseite des Spülenformlings
aus. Das Oberteil 8 weist zwei den Kästen 5 entsprechende Formräume 10 auf. In diesen ist jeweils ein Kern 11 aus nachgiebigem,
geschäumten Polystyrolmatetial angeordnet. Er ist an dem Oberteil 8 befestigt mittels Bolzen 12, die klemmend in Löcher 13
des Oberteils 8 eingeschoben sind bis zu einem Absatz 14; hier schliesst sich ein etwas dickerer Bolzenabschnitt 15 an, der den
Kern 11 in Abstand von der Wandung des Oberteils 8 hält. Nach Füllen und mehrmaligem Nachfüllen der Giessfonn mit Schlicker durch
einen in der Zeichnung nicht erscheinenden Einlass hindurch lagert sich infolge des Ansaugens des Schlickerwassers durch die saugende
Giessform eine verfestigte Schicht 16 des Schlickerfeststoffs an der Wandung des Unterteils 7 und des Oberteils 8 ab, die den
um den Kern 11 herum in der Giessform verbliebenen Raum im wesentlichen vollständig anfüllt, sodass kein störender Rest an
Schlicker verbleibt. Eine im vorliegenden Falle praktisch undurchführbare Restschlickerentfernung entfällt damit. Die im Material
16 des Formlings durch die Bolzenabschnitte 15 gebildeten Löcher
17 (Fig. 2) stören an der Unterseite der Spüle nicht.
Beim Abheben des Oberteils 8 von dem Unterteil 7 und dem Formling zieht sich das Loch 13 von selbst von dem Bolzen 12 ab.
Der Kern 11 verschwindet beim Brand des Formlings.
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Die Alternative, die Kästen 5 nach bekannter Technik anzugarnieren,
ist wesentlich umständlich/und teurer.
Das durch. Fig. 4 verdeutlichte Ausführungsbeispiel der Erfindung
betrifft die Herstellung einer Doppelbecken-Küchen-Spüle, und zwar
am Oberlaufschacht. Der dargestellte Schnitt ist durch die Zwischenwand
17 und die Abläufe 18 der beiden Becken gelegt.
Es wird eine Giessform aus einem Unterteil 19 und einem Oberteil 20 verwendet, zwischen denen in dem zu bildenden Oberlaufschacht
ein Kern 21 aus nachgiebigem, geschäumten Polystyrol eingesetzt ist.
Der Kern 21 ist am Oberteil 20 der Schlickergiessform wie folgt befestigt:
An den beiden Abläufen 18 füllt der Kern 21 den Zwischenraum
zwischen dem Unterteil 19 und dem Oberteil 20 jeweils in voller Höhe mit einer zylindrischen Hülse 22 aus. Die beiden Hülsen 22
sind auf dem Oberteil 20 der Giessform ausgebildete Bolzen 23 klemmend aufgesteckt. Oben an der Zwischenwand 17 ragt aus dem
Oberteil 20 der Giessform ein leicht konischer Stift 24 aus nicht rostendem Material heraus und durch die Wandungsdicke hindurch in
eine Aussparung 25 des Kerns 21, wiederum klemmend, hinein.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel, lagert sich auch hier nach Füllen und mehrmaligem Nachfüllen der Giessform eine den Formling
bildende verfestigte Schicht 26 an der Giessform ab, die den
Zwischenraum zwischen dem Unterteil 19 und dem Oberteil 20 einerseits und de« Kern 21 andererseits ohne Hinterlassung problematischen
Restschlickers ausfüllt.
Wird beim Entformen das Oberteil 20 der Giessform von dem Unterteil
19 und dem Formling abgehoben, so ziehen sich dabei die Bolzen 23 und der Stift 24 aus den Hülsen 22 bzw. der Aussparung
25 des Kerns 21 von selbst heraus. Das vom Stift 24 in der Formlingswandung 26 hinterlassene Loch 28 wird mit gleicher Masse, jedoch
von plastischer Konsistenz, verstopft und damit geschlossen.
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Einlaufschlitze 27, durch die das Wasser bei gefülltem Becken oben ausfliessen kann, werden eingeschnitten.
Beim Verschwinden des Kerns 21 im Brand überträgt sich eine vorher
auf den Kern 21 aufgebrachte Glasurschicht auf die Formlingswandung 26. Die Glasur kann mit üblicher Leimung und Viskositätseinstellung hergestellt und auf eine vorher auf den Kern aufgetragene
und angetrocknete wässrige Zitronensäurelösung durch Streichen, Tauchen o.dgl. aufgebracht und ebenfalls antrocknen
gelassen werden.
Auf diese Weise kann der vollständige Hohlraum von Überlaufschacht
und Abläufen sehr einfach erzeugt werden.
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Leerseite
Claims (12)
- PatentansprücheΓ 1 .J Verfahren zum Erzeugen eines, insbesondere geschlossenen oder hintergriffigen, Formhohlraums in einem keramischen Körper bei Herstellung des betreffenden Formlings im Schlickergiessverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des Formhohlraums ein Kern im wesentlichen von der Gestalt des Formhohlraums in den Formling eingeformt wird, der der Schwindung des Formlings beim Trocknen folgt und dann durch Erhitzung zerstört wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern durch den Brand des Formlings zerstört wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern aus einem geschäumten Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol, verwendet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern verwendet wird, der durch seine Materialauswahl, insbesondere Auswahl der Vorschäumkörnungen, und/oder durch Hohlraumbildung in dem Kern und/oder durch eine festigkeitsverringernde Nachbehandlung mit einer Kraft zusammendrückbar ist, die kleiner ist als die Bruchkraft des den Kern bei der Trockenschwindung zusammendrückenden Materials des Formlings.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines glasierten Formhohlraums die Glasurmasse auf den Kern aufgetragen wird, von dem sie dann auf den Formling übergeht.909830/0269ORIGINAL INSPECTED
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Glasurmasse ein die Ablösung der Glasurmasse von dem Kern förderndes Mittel auf den Kern aufgetragen wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als die Ablösung förderndes Mittel eine schwache Säure verwendet wird, vorzugsweise Zitronensaft.
- 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch eine Schlickergiessform (9;19;20), in der ein Kern (11;21) mittels einer Steckverbindung (12,13;22,23;24,25) an ein Schlickergiessformteil (8;20), vorzugsweise einem Oberteil ansetzbar ist, deren Steckrichtung mit der Richtung des Auseinandernehmens von Schlickergiessformteil (8;20) und Formling (16;26) beim Entformen übereinstimmt.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung an einer Stelle liegt, wo die Wandung des Formlings eine Aussparung haben muss (22,23 bzw. 18) oder kann (12,13) und die Teile (12,13;22,23) der Steckverbindung durch den Kern (17,21) und das Schlickergiessformteil (8,20) unmittelbar gebildet sind.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung an einer Stelle, wo die Wandung des Formlings keine Aussparung haben soll, mit einem in dem Schlickergiessformteil verankerten Stift (24) gebildet ist, der durch die Wandungsdicke (26) hindurch in eine auf ihn passende Ausnehmung (25) des Kerns (21) ragt, wobei das von dem Stift in der Wandung hinterlassene Loch (28) später zu schliessen ist.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (21) mittels dreier nicht auf einer Linie- 3 909830/026 9liegender Steckverbindungen (22,23;24,25) an das Schlickergiessformteil (20) ansetzbar ist.
- 12. Anwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7 und oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11 zur Erzeugung des Oberlauf-Hohlraums eines Waschbeckens, des Wasserverteilers eines Klosetts, des hohlen Henkels und/oder der Tülle eines Hohlgeschirrteils, hohler Extremitäten o. dgl. von Zierfiguren oder -gegenständen oder einer Verstärkung durch Ausbildung einer Hohlkammer, insbesondere am Ansatz der Ablageplatte am Becken einer Küchenspüle.909830/0269
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