DE3018138C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug zum Herstellen keramischer
Formlinge, insbesondere Teller, aus pulver- oder granulatförmiger
Masse mit
- - einem ersten Formteil, das eine zu einer Seite des Formlings, insbesondere zur Tellerunterseite, komplementäre erste Formfläche sowie mindestens einen von dieser zur Rückseite des ersten Form teils führenden Kanal aufweist,
- - einem zweiten Formteil, das eine zur entgegengesetzten Seite des Formlings, insbesondere zur Telleroberseite, komplementäre zweite Formfläche aufweist,
- - einem topfförmigen Formteilhalter, der eine das erste Formteil umschließende zylindrische Innenwand, einen Boden sowie einen Druckmittelanschluß aufweist und zum Öffnen und Schließen des Preßwerkzeugs sowie zum Pressen der Masse zusammen mit dem ersten Formteil in bezug auf das zweite Formteil axial bewegbar ist,
- - einer Membran, die einen am Formteilhalter befestigten, den Außendurchmesser des zu pressenden Formlings bestimmenden Randwulst aufweist und wahlweise durch Unterdruck an die erste Formfläche ansaugbar oder durch ein über den Druckmittelanschluß zugeführtes Druckmittel von der ersten Formfläche wegdrückbar ist, und
- - einem Zwischenraum zwischen dem Boden des Formteilhalters und der Rückseite des ersten Formteils, in dem der Unter- bzw. Über druck ebenfalls wirksam ist.
Es ist ein Preßwerkzeug dieser Gattung bekannt (DE-AS 26 27 160),
bei dem der Außendurchmesser des als Abstützung für die Membran
ausgebildeten ersten Formteils erheblich größer als der Innen
durchmesser des Randwulstes der Membran ist, der den Außendurch
messer des zu pressenden Formlings bestimmt. Das erste Formteil be
steht aus einem am Boden des topfförmigen Formteilhalters festge
schraubten ringförmigen Einsatz und einem in diesem Einsatz axial
verschiebbar geführten Mittelteil, das durch eine Feder zur
Membran hin vorgespannt ist. In der Füllstellung des bekannten
Preßwerkzeugs (Fig. 4 der DE-AS 26 27 160) liegt die Membran nur
an dem verschiebbaren Mittelteil an und ist durch dieses vom
größeren Teil der am ringförmigen Einsatz ausgebildeten Form
fläche abgehoben. Es besteht allerdings die Möglichkeit, an
dem Druckmittelanschluß, der am Boden des Formteilhalters aus
gebildet ist, einen Unterdruck anzulegen, der sich dann im ge
samten Innenraum des topfförmigen Formteilhalters ausbreitet
und dadurch die Membran an den ringförmigen Einsatz ansaugt,
wobei gleichzeitig das verschiebbare Mittelteil durch den auf
die Membran einwirkenden Unterdruck zurückgezogen wird.
Der zum Ansaugen der Membran erforderliche Unterdruck im topf
förmigen Formteilhalter muß bei dem bekannten Preßwerkzeug
mit einer von diesem getrennten Vakuumpumpe erzeugt werden,
wobei verhältnismäßig große Räume evakuiert werden müssen, was
entweder eine hohe Pumpenleistung oder einen erheblichen Zeit
aufwand erfordert. Außerdem ist es bei dem bekannten Preßwerk
zeug schwierig, den gepreßten Formling zu entnehmen, da die
Membran im entspannten Zustand dieselbe Form und Lage hat wie
in der Preßendstellung, so daß vor allem flache tellerförmige
Formlinge die Tendenz haben, sich am Randwulst der Membran zu
verklemmen, sobald sie nach Aufhebung des Preßdruckes expan
dieren; bei einem Tellerdurchmesser von beispielsweise 300 mm
bedeutet ein Prozent Expansion schon einen Durchmesserzuwachs
von 3 mm.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerk
zeug der eingangs beschriebenen Gattung derart zu gestalten,
daß sich einerseits der zum Ansaugen der Membran an die Form
fläche des ersten Formteils erforderliche Unterdruck mit ge
ringem Aufwand und rasch erzeugen läßt und andererseits der
gepreßte Formling leicht entnehmen läßt.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- - der Außendurchmesser des ersten Formteils geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes der Membran,
- - das erste Formteil als Ganzes samt seinem mindestens einen Kanal in bezug auf den Formteilhalter kolbenartig verschiebbar ist und
- - dem ersten Formteil ein Formteilantrieb zugeordnet ist, der beim Öffnen des Preßwerkzeugs das erste Formteil vom Boden des Formteilhalters weg vorschiebt und dadurch im Zwischenraum zwischen diesem und dem Boden des Formteilhalters einen Unterdruck erzeugt, durch den die Membran während des Entnehmers des gepreßten Formlings und während des anschließenden Einfüllens keramischer Masse an der gesamten Formfläche des vorgeschobenen ersten Formteils anliegend ge halten wird.
Dadurch, daß der Außendurchmesser des ersten Formteils gering
fügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes der
Membran, wird die Membran beim Vorschieben des ersten Form
teils im Bereich unmittelbar innerhalb des Randwulstes umge
stülpt, so daß der Rand des Formlings vom Randwulst der Membran
freikommt, ehe er sich dort verklemmen kann. Die gesamte übrige
Fläche der Membran wird beim Öffnen des Preßwerkzeugs an die
Formfläche des insgesamt kolbenartig verformbaren ersten Form
teils angesaugt, so daß der Formling nicht durch elastische
Rückstellkräfte der Membran belastet wird, durch die er be
schädigt werden könnte. Der Formteilantrieb ist im Prinzip von
beliebiger Art und jedenfalls weniger aufwendig als eine Vakuum
pumpe. Besonders geeignet ist als Formteilantrieb eine Kolben
zylindereinheit, die von derselben Druckmittelquelle gespeist
werden kann, die für das Wegdrücken der Membran, also zum
hydrostatischen Pressen des Formlings, ohnehin erforderlich
ist. Der zum Ansaugen der Membran an die erste Formfläche er
forderliche Unterdruck ergibt sich durch das Verschieben des
insgesamt kolbenartig ausgebildeten ersten Formteils von
selbst, wenn die Druckmittelzufuhr von der Druckmittelquelle
in der ohnehin erforderlichen Weise, z. B. mittels eines Drei
wegeventils, abgesperrt wird, ehe das Preßwerkzeug geöffnet
wird.
Insgesamt wird also durch die Erfindung der Aufwand für das
Betreiben eines gattungsgemäßen Preßwerkzeugs wie auch die
Bruchgefahr für die gepreßten Formlinge erheblich vermindert.
Bei dem erfindungsgemäßen Preßwerkzeug ist das erste Formteil
vorzugsweise so ausgebildet, daß der Außendurchmesser der
ersten Formfläche um das Zwei- bis Sechsfache der Dicke des
äußeren Randes des gepreßten Formlings kleiner als der Innen
durchmesser des Randwulstes der Membran ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt eines Preßwerkzeugs
in seiner Entnahmestellung,
Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt in der Füllstellung,
Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt in der Preßendstellung,
Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt in einer Zwischenstellung
beim Öffnen des Preßwerkzeugs, und
Fig. 5 den Teilschnitt V-V in Fig. 1 in größerem Maßstab.
Das dargestellte Preßwerkzeug hat die Aufgabe, bei jedem
Hub einer nicht dargestellten Presse, in die es eingebaut
ist, aus pulver- oder granulatförmiger keramischer Masse 10
einen Formling 10′ - im dargestellten Beispiel handelt es sich
um einen Suppenteller - zu pressen. Das Preßwerkzeug besteht
aus zwei Werkzeugteilen 12 und 14, die im wesentlichen symme
trisch zu einer gemeinsamen waagerechten Achse A gestaltet
sind. Die Achse A ist zugleich Symmetrieachse des Formlings
10′ und bezeichnet die Richtung der Hubbewegungen der zugehörigen
Presse.
Das in Fig. 1 bis 4 rechts dargestellte Werkzeugteil 12 hat einen
topfförmigen Formteilhalter 16 mit einer zylindrischen Innen
wand 18 und einem Boden 20. An der zylindrischen Innenwand 18
ist ein erstes Formteil 22 kolbenartig längs der Achse A ver
schiebbar geführt. Ferner gehört zum Werkzeugteil 12 eine Membran
24 mit einem verdickten Randwulst 26 sowie ein mit dem Formteil
halter 16 verschraubter Klemmring 28, der den Randwulst 26 fest
klemmt.
Das erste Formteil 22 besteht aus zwei zusammengeschraubten schei
benartigen Körpern 30 und 32, von denen der erste Körper 30 eine
zur Unterseite des Formlings 10′ komplementäre erste Formfläche
34 aufweist. Durch beide Körper 30 und 32 erstrecken sich achs
parallele Kanäle 36 hindurch, die durch zwischen den Körpern 30
und 32 ausgebildete Verteilerkanäle 38 miteinander verbunden
sind und die erste Formfläche 34 mit einem Zwischenraum 40 zwi
schen dem ersten Formteil 22 und dem Boden 20 verbinden. Die Ka
näle 36 sind außerdem durch radiale Kanäle 42, von denen nur
einer dargestellt ist, mit einer Ringnut 44 am äußeren Umfang des
Körpers 32 verbunden; diese Ringnut hat ständig Verbindung mit
einem Druckmittelanschluß 46 am Formteilhalter 16.
Das erste Formteil 22 ist mit Schiebesitz in den Formteilhalter
16 eingepaßt; somit hat der Körper 30 einen Außendurchmesser, der
mit dem Durchmesser der Innenwand 18 praktisch übereinstimmt.
Dieser Außendurchmesser ist nur geringfügig kleiner als der
Innendurchmesser des Randwulstes 26, der den Außendurchmesser
des Formlings 10′ bestimmt. Im dargestellten Beispiel ist der
Außendurchmesser des Körpers 30 und damit der Durchmesser der
ersten Formfläche 34 um etwa das Vierfache der Dicke des
äußeren Randes des gepreßten Formlings 10′ kleiner als der
Innendurchmesser des Randwulstes 26.
In den Boden 20 ist ein Formteilantrieb 50 eingelassen, der
im dargestellten Beispiel von einer handelsüblichen hydrau
lischen Kolbenzylindereinheit gebildet ist. Dieser Formteil
antrieb 50 läßt sich über einen Kanal 52 in einer Grundplatte
54, mit welcher der Boden 20 verschraubt ist, mit Drucköl ver
sorgen und ist unter Einwirkung dieses Drucköls imstande, das
Formteil 22 längs der Achse A vom Boden 20 weg zu verschieben.
Das Werkzeugteil 14 weist ein zweites Formteil 60 auf, an dem
eine die Oberseite des gepreßten Formlings 62 bestimmende
zweite Formfläche 62 ausgebildet ist. Das zweite Formteil 60
ist über einen mit ihm verschraubten Einspannzapfen 64 an
einem zweiten Formteilhalter 66 befestigt, der seinerseits mit
einer zweiten Grundplatte 68 verschraubt ist.
Das zweite Formteil 60 hat eine zylindrische Außenfläche 70,
auf der ein Schiebering 72 längs der Achse A verschiebbar ist.
Der Schiebering 72 ist mit einem Haltering 74 verschraubt, der
auf der ebenfalls zylindrischen Außenfläche des zweiten Form
teilhalters 66 verschiebbar geführt ist. Im Haltering 74
ist ein Paßstift 76 achsparallel befestigt, der in einer in
der Grundplatte 68 befestigten Gleitbuchse 78 geführt ist und
den Haltering 74 samt Schiebering 72 an einer Drehung um die
Achse A hindert.
Der Schiebering 72 weist eine ebene Stirnfläche 80 auf, die
in der Füllstellung gemäß Fig. 2 gegen eine ebenfalls ebene
Stirnfläche des Randwulstes 26 der Membran 24 abdichtet.
Dieses Abdichten wird durch einen Schieberingantrieb 82 er
möglicht, der im dargestellten Beispiel von mehreren über den
Umfang des Haltering 74 gleichmäßig verteilten Kolbenzylinder
einheiten gebildet wird. Diese Kolbenzylindereinheiten lassen
sich durch Kanäle 84 in der zweiten Grundplatte 68 mit Drucköl
speisen und drücken dann gegen je eine am Haltering 74 einstell
bar befestigte Anschlagschraube 86, um den Haltering 74 samt
Schiebering 72 in Richtung zum ersten Formteilhalter 16 hin zu
verschieben.
In den oberen Teil des Schieberings 72 ist ein Einfüllkanal 90
eingearbeitet, der gemäß Fig. 5 durch mehrere senkrechte Zwischen
wände 92 unterteilt und an einen Einfülltrichter 94 für die zu
verpressende pulver- oder granulatförmige keramische Masse 10
angeschlossen ist. Um zu verhindern, daß diese Masse 10 an den
Dicht- und Führungsflächen des Schieberings 72 und des Halte
rings 74 Verschleiß hervorruft, ist am zweiten Formteilhalter
66 einerseits und am Haltering 74 andererseits eine ringförmige
Manschette 96 aus einem Elastomer befestigt.
Ein Arbeitszyklus des beschriebenen Preßwerkzeugs besteht darin,
daß ausgehend von der Entnahmestellung gemäß Fig. 1 die Werkzeug
teile 12 und 14 längs der Achse A zueinander hin verschoben
werden; diese Verschiebung wird beispielsweise vom Werkzeug
teil 12 ausgeführt und endet in der Füllstellung gemäß Fig. 2,
nachdem der Schieberingantrieb 82 für eine dichte Anlage der
Stirnfläche 80 des Schieberings 72 an der Stirnfläche des Rand
wulstes 26 gesorgt hat. In der Entnahmestellung gemäß Fig. 1 und
auch noch in der Füllstellung gemäß Fig. 2 ist der Formteilan
trieb 50 ausgefahren, so daß der Zwischenraum 40 sein größtmög
liches Volumen hat und die Membran 24 in ihrem Randbereich un
mittelbar radial innerhalb ihres Randwulstes 26 auswärts, d. h.
zum zweiten Formteil 60 hin, gestülpt ist, wobei die Membran 24
an der gesamten ersten Formfläche 34 anliegt.
In der Füllstellung gemäß Fig. 2 begrenzt die Membran 24 einer
seits und die Formfläche 62 des zweiten Formteils 60 anderer
seits einen Füllraum 98, dessen Form sich von derjenigen des
gepreßten Formlings 10′ dadurch unterscheidet, daß die Breite
des Füllraumes um einen im wesentlichen konstanten Faktor größer
ist als die Dicke des gepreßten Formlings 10′. Eine Ausnahme
macht ein ringförmiger äußerer Randbereich 100 unmittelbar
innerhalb des Randwulstes 26 der Membran 24; innerhalb dieses
Randbereichs 100 ist der Füllraum 98, parallel zur Achse A
gemessen, überproportional breit. Dies beruht darauf, daß
die Membran 24 durch das vorgeschobene erste Formteil 22 in
der beschriebenen Weise vorgestülpt ist.
Aus der Füllstellung gemäß Fig. 2 heraus werden die beiden
Werkzeugteile 12 und 14 nun weiter zueinander hingeschoben;
dies geschieht beispielsweise dadurch, daß das Werkzeugteil
12 festgehalten wird, während das Werkzeugteil 14 von einer
starken hydraulischen Kolbenzylindereinheit zum Werkzeugteil
12 hingeschoben wird. Dabei wird das erste Formteil 22 durch
den vom zweiten Formteil 60 über die Masse 10 und die Membran
24 auf die erste Formfläche 34 ausgeübten Druck zum Boden 20
hin verschoben. Infolgedessen wird Drucköl, das bisher im
Zwischenraum 40 enthalten war, durch die Kanäle 36 und 42,
die Ringnut 44 und den Druckmittelanschluß 46 in einen nicht
dargestellten Ölbehälter verdrängt, was durch ein ebenfalls
nicht dargestelltes Dreiwegeventil ermöglicht wird. Zu Beginn
der Bewegung aus der Füllstellung in die Preßstellung
wird der Schiebering 72 in Richtung zur zweiten Grundplatte
68 hin verdrängt, wodurch der Füllraum 98 vom Einfüllkanal
90 abgeschnitten wird.
Sobald die Preßstellung gemäß Fig. 3 erreicht ist, wird das
erwähnte Dreiwegeventil umgestellt, so daß Drucköl von einer
ebenfalls nicht dargestellten Pumpe durch den Druckmittelan
schluß 46, die Ringnut 44 und die Kanäle 42 und 36 eindringt
und die Membran 24 von der ersten Formfläche 34 wegdrängt.
Auf diese Weise wird ein isostatisches Nachpressen der kera
mischen Masse 10 bewirkt und somit der Formling 10′ fertigge
preßt.
Anschließend wird der Formteilantrieb 50 über ein ebenfalls
nicht dargestelltes Dreiwegeventil und den Kanal 52 unter
Druck gesetzt und - unabhängig davon - werden die Werkzeug
teile 12 und 14 auseinanderbewegt. Dabei wird das erste Form
teil 22 vom Formteilantrieb 50 in bezug auf den ersten Form
teilhalter 16 in Richtung zum zweiten Formteil 60 hin ver
schoben, so daß die Bewegung der Werkzeugteile 12 und 14 von
einanderweg zunächst noch nicht zu einer Trennung der Form
teile 22 und 60 führt. Bei der vom Formteilantrieb 50 be
wirkten Verschiebung des ersten Formteils 22 - in Fig. 1 bis
4 ist es eine Verschiebung nach links - wird das gesamte
Öl, das zwischen die erste Formfläche 34 und die Membran 24
eingedrungen war und durch Umschalten des mit dem Druckmittel
anschluß 46 verbundenen Dreiwegeventils drucklos geworden war,
in den Zwischenraum 40 gesaugt, so daß sich die Membran 24 an
die gesamte erste Formfläche 34 anlegt und gleichzeitig in
ihrem Randbereich wieder ihre nach außen gestülpte Form an
nimmt, die auch in Fig. 4 erkennbar ist. Dabei kommt der Rand
des gepreßten Formlings 10′ vom Randwulst 26 der Membran 24
frei, so daß der Formling 10′ unbehindert expandieren kann.
Bei der weiteren Bewegung der Werkzeugteile 12 und 14 von
einander weg in die Entnahmestellung gemäß Fig. 1 fällt der
gepreßte Formling auf eine beispielsweise von weichen Gurten
gebildete Rutsche, sofern es nicht vorgezogen wird, den Form
ling mittels einer beispielsweise mit Saugnäpfen versehenen
Transportvorrichtung zu entnehmen.
Claims (3)
1. Preßwerkzeug zum Herstellen keramischer Formlinge, insbesondere
Teller, aus pulver- oder granulatförmiger Masse mit
- - einem ersten Formteil, das eine zu einer Seite des Formlings, insbesondere zur Tellerunterseite, komplementäre erste Form fläche sowie mindestens einen von dieser zur Rückseite des ersten Formteils führenden Kanal aufweist,
- - einem zweiten Formteil, das eine zur entgegengesetzten Seite des Formlings, insbesondere zur Telleroberseite, komplementäre zweite Formfläche aufweist,
- - einem topfförmigen Formteilhalter, der eine das erste Formteil umschließende zylindrische Innenwand, einen Boden sowie einen Druckmittelanschluß aufweist und zum Öffnen und Schließen des Preßwerkzeugs sowie zum Pressen der Masse zusammen mit dem ersten Formteil in bezug auf das zweite Formteil axial bewegbar ist,
- - einer Membran, die einen am Formteilhalter befestigten, den Außendurchmesser des zu pressenden Formlings bestimmenden Randwulst aufweist und wahlweise durch Unterdruck an die erste Formfläche ansaugbar oder durch ein über den Druckmittelanschluß zugeführtes Druckmittel von der ersten Formfläche wegdrückbar ist, und
- - einem Zwischenraum zwischen dem Boden des Formteilhalters und der Rückseite des ersten Formteils, in dem der Unter- bzw. Über druck ebenfalls wirksam ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- - der Außendurchmesser des ersten Formteils (22) geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes (26) der Membran (24),
- - das erste Formteil (22) als Ganzes samt seinem mindestens einen Kanal (36) in bezug auf den Formteilhalter (16) kolbenartig ver schiebbar ist und
- - dem ersten Formteil (22) ein Formteilantrieb (50) zugeordnet ist, der beim Öffnen des Preßwerkzeugs (12, 14) das erste Formteil (22) vom Boden (20) des Formteilhalters (16) weg vorschiebt und dadurch im Zwischenraum (40) zwischen diesem und dem Boden (20) des Formteilhalters (16) einen Unterdruck er zeugt, durch den die Membran (24) während des Entnehmens des gepreßten Formlings (10′) und während des anschließenden Ein füllens keramischer Masse (10) an der gesamten Formfläche (34) des vorgeschobenen ersten Formteils (22) anliegend gehalten wird.
2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Außendurchmesser der ersten Formfläche (34) um
das Zwei- bis Sechsfache der Dicke des äußeren Randes des ge
preßten Formlings (10′) kleiner als der Innendurchmesser des
Randwulstes (26) der Membran (24) ist.
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Family Cites Families (2)
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IT1091882B (it) * | 1978-01-12 | 1985-07-06 | Bettonica Luigi | Perfezionamenti alle presse idrauliche |
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- 1981-05-12 GB GB8114415A patent/GB2075415B/en not_active Expired
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: ERICH NETZSCH GMBH & CO HOLDING KG, 8672 SELB, DE |
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