DE3640567A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen keramischer gegenstaende aus pulverfoermiger masse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen keramischer Formlinge aus pulverförmigem Material. Dabei wird dem Formhohl­ raum, gebildet durch zwei relativ zueinander bewegliche Formteile aus einem Vorratsbehälter in Verbindung mit einer Schießvorrichtung, Material zugeführt. Die Mündung der am Rand des Formhohlraums an­ geordneten Fülleitung kann dabei durch ein bewegliches Schließelement geöffnet oder geschlossen werden.

Bei einer aus der DE-OS 31 43 550 bekannten gattungsgemäßen Vor­ richtung und der damit verbundenen Verfahrensweise definieren zwei entlang einer gemeinsamen Achse bewegliche Formteile in geschlosse­ ner Stellung einen Formhohlraum. Der Formhohlraum steht dabei mit einem Vorratsbehälter und einer Schießvorrichtung in Verbindung, von wo aus Material mit Unterstützung von Druckluft zugeführt wird. Die Fülleitung führt vom Vorratsbehälter aus in einen Einsatz auf der membranfreien Formteilseite. In diesem Einsatz befindet sich ein um etwa 45° zur Fülleitung geneigter Schieber.

Um die Materialzufuhr zu unterbrechen, kann der linear bewegliche Schieber den Füllkanal im Mündungsbereich verschließen. Dadurch drückt der Schieber zusätzliches Material in den bereits gefüllten Formhohlraum hinein und verursacht damit eine, wenn auch geringe, so doch bei bestimmten Formlingen unerwünschte Verdichtung oder Gratbildung im Randbereich des keramischen Gegenstandes. Diese Wirkungen können die Ursache für Rißbildungen beim Brand sein oder zusätzlichen Putzaufwand bedingen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerkzeug der eingangs dargestellten Gattung und die damit verbundene Verfah­ rensweise derart weiterzubilden, daß unterschiedliche Verdichtungen und erhöhter Putzaufwand an den gepreßten Gegenständen nicht mehr auftreten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schließ­ element beim Unterbrechen des Masseflusses eine Drehbewegung vollzieht, die entgegen der Füllrichtung gerichtet ist, wozu das am Rand des Formhohlraums in der Mündung der Fülleitung angeordnete drehbar gelagerte Schließelement in Füllrichtung einen Teil der Fül­ leitung bildet und in Preßstellung die Fülleitung geschlossen hält.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist es, als Schließ­ element einen zylindrischen Körper mit abgeflachter Längsseite in einem Lager drehbar anzuordnen. Das Schließelement wird nach be­ endetem Füllvorgang von einem Kurbeltrieb so gedreht, daß sich die abgeflachte Längsseite entgegen der Füllrichtung bewegt und damit das im Mündungsbereich des Schließelements befindliche Pulver in den Füllkanal zurückdrückt. Der Schließvorgang gilt als beendet, wenn das Schließelement an der ihr gegenüberliegenden Auflage, die am Füllklotz befestigt ist, anliegt. War beim Stand der Technik ungünstigerweise der Schieber selbst und der Fülleitungsbereich im Füllklotz erhöhtem Abrieb ausgesetzt, so wird dieser Nachteil bei der vorliegenden Erfindung durch die lösbare Auflage am Füll­ klotz vermieden. Zwecks Verkürzung der Schließzeit bzw. besseren Abdichtung des Formhohlraums oder zur verbesserten Abstützung der Auflage am Schließelement kann es vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt des Schließelements dreikant-, rechteck- oder quadrat­ förmig ist.

Eine unabhängig vom Drehen des Schließelements mögliche Ver­ fahrensweise kann dadurch gegeben sein, daß das Schließelement oder der gesamte Füllansatz eine lineare Bewegung entlang der Achse A vollzieht, die in einem Winkel nicht größer als 90° zur Füllrichtung verläuft.

Das Merkmal nach Anspruch 5 hat sich als vorteilhaft erwiesen, da während des isostatischen Preßvorgangs hoher Druck auf der Mem­ brane lastet, wodurch die Auflage am Spannring ohne Abstützung durch das Schließelement abgesprengt werden würde. Der Einsatz der Erfindung wird darüber hinaus auf Dauer sichergestellt durch die Ausführung entsprechend Anspruch 6, wonach die Lagerfläche, in dem sich das Schließelement bewegt und die daran anschließende Fläche des Füllklotzes elastisch beschichtet sind.

In den Fig. 4 und 5 sind zwar Formteile für rotationssymmetrische Formlinge dargestellt, die jedoch nur als Beispiel gelten sollen, da die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere bei ovalen Preßtei­ len u. dgl. eine kostensparende Formteilherstellung erlaubt.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar­ gestellt, wobei die einzelnen Figuren darstellen:

Fig. 1 schematische Gesamtdarstellung der Presse,

Fig. 2 Axialschnitt durch das Formwerkzeug,

Fig. 3 vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 4 Draufsicht auf das Formwerkzeug mit Schließmechanismus (Drehschieber),

Fig. 5 Draufsicht auf das Formwerkzeug mit Schließmechanismus (Schieber geöffnet),

Fig. 6 Teilansicht vom Schließmechanismus.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung sind, wie Fig. 1 zeigt, z. B. in einer vertikal angeordneten hydrau­ lischen Presse in Säulenbauart anzuwenden bzw. einsetzbar. Dabei steht der Pressenfuß (14) über Säulen (12) mit einer Traverse (10) in Verbindung. An der Traverse (10) befindet sich der Zylinder (24), in dem der Kolben (16) auf- und abgleitet. An der Kolbenunterseite sitzt der Formenträger (28) und an ihm das Formteil (18). Bei ge­ schlossenem Werkzeug liegt der Spannring (20), der dem Formen­ träger (28) zugeordnet ist, am Formteil (18) an, welches am Formen­ träger (26) befestigt ist. Der Füllansatz (30) ist mit dem Formteil (18) verbunden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, definieren die am Unterstützungsteil (42) anliegende Membran (44) und die zum Formhohlraum hin aufgebrachte Beschichtung (46) am Formteil (18) den Formhohlraum (68). An der Rückseite der Membran (44) liegt das Unterstützungsteil (42). Leitun­ gen (48) im Unterstützungsteil (42) verbinden die Rückseite der Mem­ bran mit einem Verteilerraum (50), aus dem während dem isostati­ schen Preßvorgang Druckmittel hinter die Membran (44) strömt, wo­ durch die Membran die Masse (32) gleichmäßig verdichtet.

Die Membran (44) hat an ihrem Rand einen Überwurf (52), mit dem sie zwischen dem Formträger (28) und einem mit an diesem be­ festigten Spannring (20) abdichtend eingespannt ist. Sobald das Formteil (18) und der Formenträger (28) unter Zwischenlage des Spannrings (20) aneinander anliegen, ist die Füllstellung erreicht, wobei die Membran (44) am Unterstützungsteil (42) anliegt.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Fülleitung (54) noch durch den Dreh­ schieber (56) geschlossen, der mit seinem vollen Durchmesser ent­ sprechend Fig. 6 an der Innenseite der Auflage (58) anliegt. Wie in Fig. 2 dargestellt, steht der Füllkanal (38) mit einem Vorrats­ behälter (34) in Verbindung, vor dem eine Schießvorrichtung (60) sitzt. Die Masse (32) im Vorratsbehälter (34) gelangt durch Öffnen des Schiebers (62) in den Bereich eines perforierten Rohrstücks, das von einer mit Druckluft beaufschlagbaren Kammer (64) umge­ ben ist. Betätigt nun die Kolbenzylindereinheit (22) den Drehschie­ ber (56), so dreht dieser im Uhrzeigersin, bis die abgeflachte Längsseite (66) des Drehschiebers (56) plan mit der beschichteten Fläche vom Füllklotz (40) verläuft. Gleichzeitig damit wird der Kammer (64) kurzzeitig Druckluft zugeführt, so daß die Masse in den Formhohlraum (68) einschießt. Ist der Formhohlraum (68) gefüllt, was auf Grund einer empirisch festgestellten Füllzeit oder an Hand eines vorher bestimmten Massevolumens bestimmt werden kann, schließt der Drehschieber (56) die Mündung der Fülleitung (54) durch eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. der Füllrich­ tung (70) und schiebt dabei die Masse (32), die sich im Drehschieber­ bereich befindet, zurück in Richtung Füllkanal (38), der durch den Flansch (72) fest mit dem Füllklotz (40) verbunden ist.

Nachdem der Füllvorgang beendet ist, wird die in Fig. 2 dargestellte Membran (44) von der Seite des Unterstützungsteils (42) aus mit einem Druckmittel gegen die Masse (32) gedrückt. Dabei entstehen auch an den Membranrändern (74) hohe Druckkräfte, die im Bereich der Mündung der Fülleitung auf den Membranrand (74) drücken und damit auch auf den Endbereich der Auflage (58) wirken. Um ein Deformie­ ren des Endbereichs der Auflage (58) zu verhindern, wird dieser, so lange Druckmittel auf die Membran (44) wirkt, durch den Drehschie­ ber unterstützt. Gleichzeitig damit wird bewirkt, daß die Membran (44) und die Auflage in diesem Bereich gut abdichten, was das Eindringen von Masse hinter die Membran verhindert.

Um den Abrieb, den die Masse (32) während des Füllvorgangs an den Wänden des Massekanals und in der Lagerung des Drehschiebers verursachen kann, gering zu halten oder Verschleißteile leicht er­ neuern zu können, sind die dem Füllkanal zugewandten Flächen ge­ mäß Fig. 2 und 6 am Füllklotz (40) und die Lagerung des Drehschie­ bers mit einer elastischen Beschichtung (76) versehen. Die dem Füll­ kanal zugehörige Auflage (58) am Spannring (20) besteht beispielsweise aus Edelstahl und kann durch Lösen einer nicht dargestellten Schraub­ verbindung ersetzt werden.

Wie die Fig. 4 und 6 zeigen, kann das Schließelement ein zylindrischer Körper sein, der zum Schließen und Öffnen der Füllkanalmündung ra­ dial um seine Längsachse gedreht wird. Als Antrieb kann eine Kolben­ zylinderanordnung (22) dienen, die am Füllklotz (40) befestigt ist und über eine Kurbel (78) mit dem zylindrischen Körper in Verbindung steht. Um die Massezufuhr aus dem Füllkanal (38) in den Formhohl­ raum (68) bei geschlossenem Formwerkzeug in der Füllstellung zu verbessern, weist die Beschichtung (46) am Formteil (18) ein sogenann­ tes Füllmaul auf, das am ringförmig überstehenden Wulst (82) endet, der den Rand am keramischen Gegenstand formt. Beim Pressen ver­ schließt die Membran (44) dieses Füllmaul, das sich über die gesamte Breite des Füllkanals erstreckt, der der Länge der Abflachung am Dreh­ schieber entspricht. Die Höhe des Füllmauls (80) nimmt in Richtung der Wulst (82), an dem es endet, ab.

Fig. 5 stellt eine weitere Möglichkeit dar, wie das Schließelement geformt oder betätigt werden kann. Obwohl nur ein zylindrischer Kör­ per in der Draufsicht dargestellt ist, können Körper vielerlei Formen verwendet werden, wenn dadurch beim Schließvorgang entlang der Achse (A) keine Masse in Richtung Formhohlraum gedrückt wird. Die auch in dieser Darstellung am Füllklotz befestigte Kolbenzylin­ dereinheit bewegt das Schließelement entlang der Achse (A) in einem Winkel nicht größer als 90° zur Füllrichtung. Anstatt ein Schließ­ element zu bewegen, wäre es durchaus auch möglich, den gesamten Füllansatz als Schließelement zu verwenden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen keramischer Gegenstände aus pulverförmiger Masse durch isostatisches Pressen, wobei dem Formhohlraum, der mit einem Vorratsbehälter und einer Schießvorrichtung in Verbindung steht, durch Öffnen und Schließen eines Schließelements am Ende der Fülleitung Masse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement beim Unterbrechen des Masseflusses eine Drehbewegung vollzieht, die entgegen der Füllrichtung gerichtet ist.

2. Verfahren zum Herstellen keramischer Gegenstände in einer isostatischen Preßform, die mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement an der Mündung der Fülleitung beim Unterbrechen des Masseflusses eine lineare Bewegung voll­ zieht, die in einem Winkel nicht kleiner als 90° zur Füll­ richtung verläuft.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei zwei relativ zueinander bewegliche Formteile einen Form­ hohlraum (68) begrenzen, der über eine Fülleitung (54) mit einem Vorratsbehälter (34) und dessen Schießvorrichtung (60) in Verbindung steht und am Ende der Mündung der Fül­ leitung (54) am Rand des Formhohlraums (68) ein Schließ­ element (88) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (88) drehbar gelagert am Ende der Fülleitung sitzt und so geformt ist, daß es in Füll­ stellung einen Teil der Fülleitung bildet und in Preßstellung die Fülleitung geschlossen hält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder mit abgeflachter Längsseite als Schließele­ ment (88) eingesetzt wird und dieser beim Schließen radial entgegen der Füllrichtung (70 ) dreht, bis der volle Durchmesser mit einer Auflage (58) abschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (88) in Schließstellung an der Auflage (58) anliegt und diese die Membrane mindestens in diesem Bereich überlappt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (88) nur an einem Formteil (18), vor­ zugsweise dem der Membran gegenüberliegenden Formteil, zu­ geordnet ist und dazu in einem Einsatz sitzt, wobei dessen La­ gerfläche (90) ebenso wie dessen anschließende Fläche (92), die den Füllkanal begrenzt, eine Beschichtung aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement aus einem blockförmigen Körper mit pyramiden- oder quadratförmigem Querschnitt besteht.

8. Vorrichtung zur Herstellung keramischer Formlinge in einem isostatischen Preßwerkzeug mit einem am Ende der Fülleitung angeordneten Schließelement zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nur einem Werkzeugteil zugeordnete Schließelement (88) mit einer Kolbenzylindereinheit (22) in Verbindung steht, das Schließelement (88) in einem Lager mit beschichteter La­ gerfläche bewegt wird und die Schließrichtung entlang der Längsachse (A) des Schließelements verläuft, die annähernd senkrecht zur Füllrichtung steht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Füllansatz beim Schließen der Mündung eine Bewegung annähernd senkrecht zur Füllrichtung vollzieht.