-
Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen
-
mit Dekor versehener keramischer Formlinge Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen mit Dekor versehener keramischer Formlinge, bei dem
- Dekorsubstanz auf eine Druckmembran aufgetragen wird, - die Druckmembran und ein
erstes Formteil aneinandergelegt werden, wodurch die Dekorsubstanz auf dieses Formteil
übergeht, - aus dem ersten Formteil und mindestens einem zweiten Formteil ein Füllraum
gebildet wird und - der Füllraum mit rieselfähiger keramischer Masse gefüllt wird,
die schließlich zu einem Formling gepreßt wird.
-
Ein bekanntes Verfahren dieser Gattung (DE-OS 32 07 565) wird mit
einer Vorrichtung durchgeführt, die eine senkrechte Presse, eine Drehplatte und
einen Rundläufertisch aufweist. Die Drehplatte ist um eine seitlich neben der Presse
angeordnete senkrechte Achse schrittweise um jeweils 180° drehbar und trägt, in
bezug auf die Achse einander diametral gegenüber, zwei patritzenartige obere Preßformteile.
Nach jeder Drehung der Drehplatte steht eines dieser oberen Preßformteile unter
einem Joch der Presse, während das andere obere Preßformteil über einem Membranband
steht, das periodisch mit Dekormaterial beschichtet und mittels einer Bombe aus
elastischem Silikonmaterial
von unten her gegen das darüberstehende
obere Preßformteil gedrückt wird, um auf dieses die Schicht aus Dekormaterial zu
übertragen. Das so beschichtete obere Preßformteil wird durch eine Schwenkung der
Drehplatte unter das Pressenjoch gebracht und steht dann senkrecht über einem von
vier auf dem Rundläufertisch angeordneten, matritzenartigen unteren Preßformteilen.
Bei einem anschließenden Pressenhub wird von diesen beiden Preßformteilen ein Formling
gepreßt und gleichzeitig mit dem Dekor versehen.
-
Unregelmäßig oder steilwandig gestaltete keramische Formlinge erfordern
zum Pressen entsprechend gestaltete Formteile, gegen die sich eine Druckmembran
mittels einer elastischen Bome nicht in jedem Fall so gleichmäßig anlegen läßt,
daB die Dekorbeschichtung vollständig von der Druckmembran auf das betreffende Formteil
und von dort aus auf den entstehenden keramischen Formling übergeht.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene
Verfahren derart weiterzubilden, daß sich auch solche schwierigen Formlinge mit
einem einwandfreien Dekor versehen lassen.
-
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß - zwischen der
Druckmembran und dem ersten Formteil ein dichter Randschluß hergestellt wird, -
die Druckmembran durch ein Druckgefälle an das erste Formteil angelegt wird, - wobei
Luft aus dem von der Druckmembran und dem ersten Formteil umschlossenen Raum durch
Kanäle entfernt wird, - durch die beim anschließenden Einbringen der keramischen
Masse in den Füllraum auch dieser entlüftet wird.
-
Es ist eine Vorrichtung zum indirekten Bedrucken von Gegenständen
bekannt (DE-PS 2 035 530), die innerhalb eines ringförmigen, an beiden Stirnseiten
offenen Gehäuses eine
Halterung für einen zu bedruckenden Gegenstand,
beispielsweise keramischen Hohlkörper, aufweist. Beiderseits des Gehäuses ist je
ein Rahmen angeordnet, der eine elastische Druckmembran aufgespannt hält und zwischen
einer Stellung, in der sich die Membran mittels eines Rakels durch ein Sieb hindurch
mit Dekorsubstanz beschichten läßt und einer Stellung, in der die Membran gegen
die benachbarte Stirnseite des Gehäuses abdichtet, hin- und herschwenkbar ist. Wenn
beide Membranen beschichtet und an die zugehörige Stirnseite des ringförmigen Gehäuses
angelegt sind, läßt sich der dadurch abgeschlossene Innenraum des Gehäuses über
in diesem angeordnete Leitungen evakuieren, wodurch die Membranen vom Atmosphärendruck
an den Gegenstand angelegt werden und ihre Schicht aus Dekormaterial auf diesen
übertragen.
-
Dieses bekannte Prinzip des indirekten Siebdruckens läßt sich nicht
ohne weiteres bei dem eingangs beschriebenen Verfahren anwenden, da es vorrichtungstechnisch
aufwendig und zeitraubend ist, das Formteil, auf das die Dekorsubstanz von einer
Membran übertragen werden soll, jeweils in einen Rahmen einzusetzen, dessen Innenraum
sich nach außen abschließen und evakuieren läßt.
-
Durch die Erfindung wird jedoch die an sich bekannte (DE-OS 31 01
236) Tatsache nutzbar gemacht, daß der Füllraum eines Werkzeugs zum insbesondere
isostatischen Pressen von Formlingen aus rieselfähiger keramischer Masse beim Einfüllen,
insbesondere Einschießen der Masse ohnehin durch in einem Formteil angeordnete Kanäle
entlüftet werden muß, damit die Masse den Füllraum in kurzer Zeit gleichmäßig ausfüllen
kann. Diese Kanäle werden erfindungsgemäß schon bei dem vorangehenden Verfahrensschritt
des Ubertragens von Dekor substanz von der Druckmembran auf das betreffende Formteil
genutzt, um die von der Druckmembran eingeschlossene Luft zu entfernen. Dabei
kann
die Luft durch die Kanale entweder abgesaugt werden oder unter Atmosphärendruck
abströmen, wenn die Membran von der anderen Seite her mit Überdruck an das betreffende
Formteil angelegt wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann - insoweit übereinstimmend mit
dem bekannten, eingangs beschriebenen Verfahren - in der Weise durchgeführt werden,
daß - die Dekorsubstanz auf die Oberseite der waagerecht angeordneten Druckmembran
aufgetragen wird und - als erstes Formteil eine Patritze verwendet wird, von der
beim Pressen eine im wesentlichen konkave Seite des Formlings geformt wird.
-
Dieses Verfahren kann erfindungsgemäß dadurch weitergebildet sein,
daß - die Druckmembran nach dem Auftragen der Dekor substanz gewendet und auf das
erste Formteil aufgelegt wird, - das als Formunterteil verwendet wird.
-
Unabhängig davon, ob das mit der Druckmembran zusammenwirkende erste
Formteil ein Formunterteil oder ein Formoberteil ist, kann die Druckmembran unmittelbar
in eine Presse hineinbewegt und dort an das erste Formteil angelegt werden.
-
Man kann aber auch - ebenso wie bei dem eingangs beschriebenen bekannten
Verfahren - derart vorgehen, daß - die Druckmembran an das erste Formteil angelegt
- und dieses erst dann in eine Presse hineinbewegt wird.
-
In diesem Fall ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, wenn
- die auf das erste Formteil übergegangene Dekorsubstanz mit der rieselfähigen keramischen
Masse abgedeckt, - und diese vorverdichtet wird, ehe das erste Formteil in die Presse
hineinbewegt wird.
-
Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung
besonders geeignet, bei der das erste Formteil erfindungsgemäß einen mit Abstand
außerhalb seiner den Formling formenden Oberfläche umlaufend in sich geschlossenen
Rand aufweist, der höher ist als die höchste Erhebung der formenden Oberfläche.
-
Diese Vorrichtung kann erfindungsgemäß dadurch weitergebildet sein,
daß die Druckmembran bzw. jede von mehreren gegeneinander austauschbaren Druckmembranen
von einem Rahmen umschlossen ist, der an den Rand des ersten Formteils dicht anlegbar
ist. Dadurch wird die Membran mehr geschont als wenn sie selber unmittelbar an das
erste Formteil anlegbar ist.
-
Bei der zuletzt beschriebenen Weiterbildung kann ferner vorgesehen
sein, daß - ein auf das erste Formteil auflegbares zweites Formteil oder Deckelteil
ebenfalls einen mit Abstand außerhalb seiner den Formling formenden Oberfläche umlaufend
in sich geschlossenen Rand aufweist, an den der Rahmen der bzw. jeder Druckmembran
dicht anlegbar ist, und - dieser Rand gegen den Rand des ersten Formteils radial
versetzt angeordnet ist.
-
Eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens unabhängig von
den vorstehenden Vorrichtungsmerkmalen besonders geeignete Vorrichtung ist schließlich
dadurch gekennzeichnet, daß an einem schrittweise drehbaren Kreisförderer mehrere
als Patritzen ausgebildete erste Formteile in Abständen, die je einem Schritt entsprechen,
nach oben weisend angeordnet sind und nacheinander Stellungen im Arbeitsbereich
der mindestens einen Druckmembran, des zweiten den Füllraum bildenden Formteils
und eines dritten, zum isostatischen Pressen ausgebildeten Formteils einnehmen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt: Fig.1 eine teilweise
als senkrechter Schnitt längs der abgewinkelten Linie I-I in Fig.2 gezeichnete Seitenansicht
einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig.2 die Draufsicht
derselben Vorrichtung, Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.2, Fig.4 den
senkrechten Schnitt einer Einzelheit der in Fig.l und 2 dargestellten Vorrichtung,
Fig.5 eine Variante von Fig.3 und Fig.6 die zu Fig.5 gehörige Draufsicht.
-
Zu der in Fig.l und 2 dargestellten Vorrichtung gehört eine Presse
10 mit zwei senkrechten zylindrischen Säulen 12, die unten durch einen Pressentisch
14 und oben durch ein Joch 16 miteinander verbunden sind. An den beiden Säulen 12
ist je ein Kreisförderer 18 in Form eines Rundlauftisches drehbar und senkrecht
verschiebbar gelagert.
-
Jeder der Kreisförderer 18 hat vier um je 900 gegeneinander versetzte
Aussparungen 20 und ist schrittweise um jeweils 900 drehbar sowie heb- und senkbar.
Dabei durchlaufen die Aussparungen 20 jedes Kreisförderers 18 nacheinander eine
Dekorierstation 22, eine Füllstation 24, eine Preßstation 26 sowie eine Entnahmestation
28.
-
Senkrecht über der in der Dekorierstation 22 stehenden Aussparung
20 steht nach jedem Schritt des zugehörigen Kreisförderers 18 eine von zwei zugehörigen
Druckmembranen 30; die zweite Druckmembran steht unter einer Siebdruckvorrichtung
32. Jede der somit insgesamt vier Druckmembranen 30 hat einen kreisförmigen Rahmen
34, von dem sich eine waagerechte Welle 36 radial wegerstreckt. Die paarweise zusammengehörigen
und miteinander fluchtenden
waagerechten Wellen 36 sind an einer
Kopfplatte 38 gelagert, die am oberen Ende einer senkrechten Welle 4C befestigt
ist. Unterhalb davon ist an der senkrechten Welle 40 ein Lagerbock 42 befestigt,
in dem eine Kurbelwelle 44 waagerecht gelagert ist. Die Kurbelwelle läßt sich mittels
einer an der zugehörigen Kopfplatte 38 hängenden Kolbenzylindereinheit 46 um einen
Winkel von 90" hin- und herschwenken. Die beiden waagerechten Wellen 36 sind mit
der Kurbelwelle 44 durch je einen Kettentrieb mit dem Übersetzungsverhältnis 2:1
verbunden; infolgedessen drehen sich die Wellen 36 und mit ihnen die Rahmen 34 jeweils
um 1800, wenn die Kurbelwelle 44 um 900 gedreht wird.
-
In jede der Aussparungen 20 ist ein erstes, patritzenartiges Formteil
50 nach oben weisend eingesetzt. Jedes dieser Formteile 50 hat im Bereich seiner
formenden Oberfläche und rings um diese herum angeordnete Kanäle 52, die an eine
Vakuumpumpe angeschlossen sind und die Aufgabe haben, einen von dem ersten Formteil
50 und jeweils einer der Druckmembranen 30 begrenzten Raum 54 derart zu evakuieren,
daß die betreffende Druckmembran 30 an die formende Oberfläche dieses Formteils
angesaugt wird. Zum Abdichten gegen die Druckmembran 30 weist jedes erste Formteil
50 einen kreisringförmigen Rand 56 auf, der die Mündungen sämtlicher Kanäle 52 mit
radialem Abstand umschließt und etwas höher ist als der höchste Punkt oder Bereich
der formenden Oberfläche des betreffenden Formteils. An diesen Rand 56 ist der kreisförmige
Rand 34 der betreffenden Druckmembran 30 dicht anlegbar.
-
Während eine der Druckmembranen 30 jedes Paars in der beschriebenen
Weise einen Raum 54 dicht abschließt, wird die andere Druckmembran 30 von einer
heb- und senkbaren Platte 58 gegen ein Sieb der zugehörigen Siebdruckvorrichtung
32 gedrückt und erhält ein Dekor aufgerakelt.
-
Jede der beiden Füllstationen 24, die je einem der Kreisförderer 18
zugeordnet sind, weist ein zweites Formteil 60 auf, das als nach unten offene Matritze
ausgebildet ist, an einer Kolbenzylindereinheit 62 hängt und von dieser in eine
Füllstellung absenkbar ist, in der das betreffende zweite Formteil 60 mit jeweils
einem der ersten Formteile 50 einen Füllraum 64 begrenzt. An diesen Füllraum 64
ist ein Vorratsbehälter 66 über eine Leitung 68 angeschlossen, durch die sich rieselfähige
keramische Masse mit Druckluft in den Füllraum einschießen läßt, während dieser
durch die Kanäle 52 des betreffenden ersten Formteils 50 entlüftet wird.
-
In den beiden Preßstationen 26 ist je ein drittes Formteil 70 angeordnet,
das ebenfalls als nach unten offene Matritze ausgebildet und mittels einer Kolbenzylindereinheit
72 heb- und senkbar ist. Jedes der dritten Formteile 70 hat eine Preßmembran 74
zum isostatischen Nachpressen der keramischen Masse, die durch Heben des zugehörigen
Kreisförderers 18 in der Füllstation 24 und/oder in der Preßstation 26 vorverdichtet
worden ist.
-
In jeder der beiden Entnahmestationen 28 ist ein Saugnapf 76 an einer
Hubvorrichtung 78 angeordnet; jeder Saugnapf 76 hebt nach jedem Arbeitstakt einen
Formling 80 von dem ersten Formteil 50, auf dem er gepreßt und von dem er dekoriert
worden ist, ab und führt ihn einer Putzvorrichtung zu.
-
Damit in jeder der beiden Dekorierstationen 22 jeweils eine Druckmembran
30 mit ihrem Rahmen 34 am Rand 56 des zugehörigen ersten Formteils 50 abdichtet,
wenn der zugehörige Kreis förderer 18 seine obere Endstellung einnimmt, können entweder
die Rahmen 34 und zugehörigen Wellen 36 entsprechend biegesteif gestaltet werden
oder der betreffende Rahmen 34 von oben her abgestützt werden. Zu diesem Zweck ist
gemäß Fig.3 ein Deckelteil 82 mit einem
nach unten ragenden, kreisringförmigen
Rand 84 vorgesehen. Der Rand 84 hat ungefähr den gleichen Außendurchmesser wie der
Rahmen 34 und hat einen Innendurchmesser, der nur sehr wenig größer als der Außendurchmesser
des Randes 56 ist. In das Deckelteil 82 sind Kanäle 86 eingearbeitet, durch die
Druckluft in den Raum über der Druckmembran 30 eingeleitet werden kann, um diese
gegen das erste Formteil 50 zu pressen. In diesem Fall genügt es, wenn die Kanäle
52 nach außen offen sind; sie brauchen nicht unbedingt an eine Vakuumpumpe angeschlossen
zu sein.
-
Bei der in Fig.5 dargestellten Variante ist anstelle einer bloßen
Dekorierstation eine Station vorgesehen, die zugleich Dekorierstation, Füllstation
und Preßstation ist. In diesem Fall ist das zweite Formteil 60 so gestaltet, daß
es die Aufgaben des Deckelteils 82 und des dritten Formteils 70 übernimmt. Dabei
ist das zweite Formteil 60 gemäß Fig.5 und 6 mit einer Preßmembran 88 zum isostatischen
Pressen ausgestattet und in einer Presse 90 angeordnet, in die sich die Druckmembranen
30 unmittelbar einschwenken lassen.