DE3724592C2

DE3724592C2 -

Info

Publication number: DE3724592C2
Application number: DE3724592A
Authority: DE
Inventors: Haruyuki Ito; Akio Kitakyushu Fukuoka Jp Matsumoto
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1989-12-28
Also published as: GB8717758D0; SE8702963L; SE8702963D0; IT1222132B; US4818457A; DE3724592A1; GB2195941A; IT8721444A0; KR880001388A; JPH0215366B2; KR890004632B1; SE468422B; CA1304919C; FR2601896A1; JPS6331708A; FR2601896B1; GB2195941B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form für das Druckschlickergießen von Keramikteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Form.

Ein Teil der bekannten Formen für das Druckschlickergießen wird durch Ausfüllen eines verstärkenden, druckbeständigen Behälters oder Eisenrahmens mit Formmasse oder Pulver (d. h. mit einer Mischung aus einem Epoxidharz und Sand) hergestellt, um eine poröse Schicht zu bilden. Eine Vielzahl von Teilen, die auf diese Weise hergestellt werden, werden zusammengesetzt, um einen Formhohlraum zu bilden und der Schlicker wird unter einem Druck von einigen bar, bis zu 30 bar oder mehr in die Form gebracht und diesem Druck in der Form ausgesetzt. Dies macht es erforderlich, die Einzelteile der Form fest miteinander zu verspannen, so daß die Form dem Innendruck, der auf die inneren Formflächen lastet, widerstehen kann.

Bei einer bekannten Form nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 33 19 012) wird der Spanndruck durch die poröse Schicht aufgenommen, die eine niedrige Festigkeit und eine geringe Elastizität hat. Dies macht es erforderlich, die poröse Schicht verhältnismäßig dick auszuführen. Eine übermäßige Dicke führt jedoch zu einem anderen Nachteil derart, daß die Druckbelastung der porösen Schicht, die aus dem Druck auf den Schlicker während des Druckgießens resultiert, erhöht wird, mit der Folge, daß an der dem zu gießenden Formteil zugewandten Formfläche der Form bzw. der porösen Schicht Risse auftreten können und daß das gegossene Formstück durch die elastischen Rückfederungskräfte der porösen Schichten bei der Entlastung des Gießdruckes festgehalten wird, wenn es entformt werden soll, so daß das Entformen komplizierter Formstücke schwierig ist.

Andererseits führt das Aushärten der porösen Schicht während ihrer Formgebung zu einem vergrößerten Schrumpfen oder einer Deformation der Form und kann die Genauigkeit der Teilungsebene bzw. der in der Trennebene der Form liegenden Flächen beeinträchtigen. Wenn die Genauigkeit der Trennfläche der Form unzureichend ist, tritt der weitere Nachteil auf, daß der in die Form eingegossene Schlicker unter hohem Druck herausspritzt oder während des Gießvorganges an der Teilungsebene austritt, so daß während des Gießvorganges große Gießnasen entstehen.

In der Form sind Kanäle vorgesehen, um das Wasser durch die poröse Schicht hindurch während des Gießprozesses abzuführen und um Wasser und Luft zur Formfläche der Form durch die poröse Schicht hindurchzublasen, wenn das Formstück entformt werden soll. Wenn die beim Druckschlickergießprozeß verwendete Form aus einem Oberteil und einem Unterteil besteht, kann das Formstück nicht gleichzeitig aus dem oberen und unteren Teil heraus entformt werden. Daher besteht eine übliche Praxis darin, das Formstück von einem Teil der Form durch Zuführung von Druckluft zu dem Formstück durch die Kanäle abzulösen, während das Formstück am anderen Teil der Form durch Evakuierung dieses anderen Teiles durch dessen Kanäle anhaftet und anschließend das Formstück von dem anderen Teil durch Aufheben des Unterdruckes und Zuführen von Druckluft zu dem anderen Teil abzulösen. Die Kanäle müssen so aufgebaut sein, daß sie es ermöglichen, daß Wasser und Luft gleichmäßig zur Formfläche der Form eingespritzt und eingeblasen werden können, während das Formstück entformt wird, da sonst das Formstück nur schwer von der Form gelöst werden kann und teilweise in seiner Qualität beeinträchtigt wird. Bei den Formen des Standes der Technik wird auf die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke der porösen Schicht und eine zudem möglichst geringe Schichtdicke entlang der ganzen Formfläche kein Wert gelegt, so daß Wasser und Luft nicht gleichmäßig zur Formfläche geführt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Form der eingangs genannten Art zu schaffen, aus der das gegossene Formstück ohne Schwierigkeiten entfernt werden kann, ohne daß Schlicker während des Gießvorganges aus der Form austritt, und welcher der poröse Innenkörper jederzeit frei von Rissen bleiben soll. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung der Form angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bezüglich, der Form erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Form ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Das Verfahren zur Herstellung der Form nach der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 9.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird unter Ausnutzung und Anwendung einer Teilungsfläche bzw. Teilungsebene eines Formteiles, das vorher auf einem Bodenbrett vorbereitet wurde, das andere Formteil durch Aufsetzen auf das erste Formteil vorbereitet, so daß der exakte Formschluß beider Teile in der Teilungsebene der Form stets gesichert werden kann.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verdeutlicht. In diesen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der porösen Körper für das Oberteil und das Unterteil einer Form,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines verstärkenden Eisenrahmens,

Fig. 3 die Herstellung eines Oberteiles der Form im Querschnitt,

Fig. 4 die Herstellung des Unterteiles der Form im Querschnitt und

Fig. 5 eine aus Oberteil und Unterteil bestehende Form nach der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt poröse Körper, die bei der Herstellung einer Form nach der Erfindung verwendet werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird das vorliegende Ausführungsbeispiel anhand eines porösen Körpers 1 für ein Formoberteil und eines porösen Körpers 2 für ein Formunterteil erläutert. Diese porösen Körper 1 und 2 werden vorher hergestellt. Jeder der porösen Körper 1 und 2 hat eine Formfläche 3 und eine Außenfläche 4, die der Formfläche gegenüberliegt. Eine Mehrzahl von Kanälen 5 ist in vorgegebener Teilung in den porösen Körpern 1 und 2 ausgebildet und erstreckt sich parallel zur Formfläche 3. Die Kanäle 5 auch in der Außenfläche des porösen Körpers 1 oder 2 vorgesehen sein. Ein Verteilerkanal 6 ist ebenfalls in bezug auf den porösen Körper 1 und 2 vorgesehen, um die Kanäle 5 zu verbinden und an den Schnittpunkten Verbindungen herzustellen. Eine Verbindungsöffnung 7 ist außerdem an den porösen Körpern 1, 2 vorgesehen, um die Kanäle 5 und 6 mit der Außenseite der Form verbinden zu können.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden ein verstärkender Eisenrahmen 8 und ein verstärkender Eisenrahmen 9, oben und unten offen, verwendet, um die Form nach der Erfindung herzustellen. Diese verstärkenden Eisenrahmen 8 und 9 sind durch eine Mehrzahl von Verstärkungsstreben 10 versteift.

Wenn die Form hergestellt werden soll, wie dies Fig. 3 zeigt, werden der poröse Körper 1 und der verstärkende Eisenrahmen zuerst auf einem Bodenbrett, einer Platte od. dgl. 11 angeordnet, dessen bzw. deren Oberfläche vorher mit einem Trennmittel behandelt wurde. Damit wird zwischen dem porösen Körper 1 und dem verstärkenden Eisenrahmen 8 ein Raum umschlossen. Ein Rohr wird mit der Verbindungsöffnung 7 des porösen Körpers 1 verbunden, und ein Belüftungsrohr zur Einblasung von Druckluft in den Formhohlraum wird mit dem porösen Körper 1 verbunden. Als nächstes wird Dichtungskunstharz 12 auf die Oberfläche des porösen Körpers 1 gebracht, die der Formfläche 3 desselben gegenüberliegt, d. h. auf die Außenfläche 4 und auch auf den Oberflächenabschnitt des Bodenbrettes 11, der die Teilungsebene der Form zwischen dem Rahmen 8 und dem porösen Körper 1 bestimmt. Nachdem das Kunstharz 12 ausgehärtet ist, wird ein Klebstoff nicht nur auf das Kunstharz 12 auf der Oberfläche des porösen Körpers 1 gegenüberliegend zur Formfläche 3 und auf das ausgehärtete Kunstharz 12 auf der Brettfläche, sondern ebenso auf die Innenfläche des verstärkenden Eisenrahmens 8 aufgetragen. Anschließend wird der Raum zwischen dem verstärkenden Eisenrahmen 8 und dem porösen Körper 1 mit einem Füllstoff 13 bis zur Oberkante des Eisenrahmens 8 ausgefüllt, um den porösen Formkörper 1 vollständig einzuhüllen und hierdurch ein Formoberteil 14 zu schaffen.

Nachdem der Füllstoff 13 ausgehärtet ist, wird das Formoberteil 14 von dem Bodenbrett 11 entfernt.

Ein Formunterteil 15 wird anschließend auf die folgende Weise hergestellt. Das Formoberteil 14, das wie vorbeschrieben gefertigt wurde, wird umgedreht, so daß es auf seiner ehemaligen Oberseite zu liegen kommt und mit seiner Teilungsfläche, bestimmt durch die Kunstharzschicht 12, nach oben zeigt. Anschließend wird ein Trennmittel auf diese Teilungsfläche aufgebracht. Dann wird, wie in Fig. 4 gezeigt, der poröse Körper 2 auf den porösen Körper 1 aufgesetzt und der verstärkende Eisenrahmen 9 wird genau über den Eisenrahmen 8 auf diesen aufgesetzt. Ein Rohr wird mit der Verbindungsöffnung 7 für die Kanäle verbunden und ein Schlicker-Zuführungsrohr wird mit dem porösen Körper 2 verbunden. Anschließend wird Dichtungskunstharz 12 auf die Oberfläche des porösen Körpers 2 aufgebracht, die dessen Formfläche 3 gegenüberliegt und gleiches geschieht in bezug auf die Teilungsfläche des ersten Formteiles. Ein Klebstoff wird auf das Dichtungskunstharz 12 auf die Außenfläche 4 des porösen Körpers 2 aufgebracht und ebenso auf die Teilungsfläche und auf die Innenfläche des Eisenrahmens 9, nachdem das Dichtungskunstharz 12 ausgehärtet ist. Anschließend wird der Raum zwischen dem verstärkenden Eisenrahmen 9 und dem porösen Körper 2 durch den Füllstoff 13 ausgefüllt. Nachdem dieser Füllstoff 13 ausgehärtet ist, kann das Formunterteil 15 leicht von dem Formoberteil 14 abgenommen werden, da die Teilungsebene bzw. -fläche 22 mit einem Trennmittel versehen wurde.

Das Dichtungskunstharz, das sowohl für die Teilungsfläche als auch für die gegenüberliegenden Außenflächen 4 der porösen Körper 1, 2 verwendet wird, soll vorzugsweise auch nach Aushärtung flexibel sein und kann z. B. aus einer Mischung von Epoxidharz und einem Härtungsmittel aus Polymid bestehen. Wenn diese Kunstharzschicht übermäßig dick ist, wird ihre Formgenauigkeit infolge Schrumpfens während des Aushärtens vermindert und wird beträchtlich infolge des Verspanndruckes zum Zusammenhalten der Formteile in der Teilungsebene der porösen Körper 1, 2 deformiert, so daß eine Überlastung der Teilungsfläche auftritt. Somit sollte die Dichtungskunstharzschicht nicht übermäßig dick sein und kann z. B. 10 mm oder weniger betragen, vorzugsweise 5 mm oder weniger. Der Füllstoff kann vorzugsweise Beton oder Mörtel sein, da diese Stoffe auch nach Aushärtung nur eine geringe Schrumpfung haben und gießfähig sind, sowie eine hohe Druckfestigkeit in bezug auf den Verspanndruck für die Formteile aufweisen. In diesem Fall kann der Klebstoff vorzugsweise ein Gemisch sein, das als Hartbestandteil ein Epoxidharz sowie irgendeine Kombination eines Härtungsmittels aus Polyamid, Thiol und modifiziertem Polyamid enthält.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt den Zustand, in dem das Formoberteil und das Formunterteil 14 bzw. 15 miteinander verbunden sind. In Fig. 5 ist ein Schlicker-Zuführungsrohr 16 dargestellt, zum Eingießen von Schlicker unter hohem Druck in einen Formhohlraum 17, der durch die porösen Körper 1 und 2 begrenzt wird. Verbindungsrohre 18 zur Herstellung von Verbindungen zwischen den Kanälen 5, die in den porösen Körpern 1 und 2 ausgebildet sind, und der Außenseite der Form können dazu verwendet werden, das Wasser aus dem Schlicker nach außen durch die porösen Körper 1 und 2 und die Kanäle 5 abzuführen oder um Druckluft zuzuführen, um Wasser oder Luft von den Formflächen 3 zu entfernen. Ein Belüftungsrohr 19 zur Zuführung von Druckluft in den Formhohlraum dient dazu, den Schlicker auszutragen und den Wasseranteil des Gußstückes zu verringern.

Ein Schlickaustragrohr 20 ist durch einen Dreiwegehahn 21 mit dem Schlickerzuführungsrohr 16 verbunden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, befindet sich das Dichtungskunstharz 12 schichtartig zwischen den porösen Körpern 1 und 2 und dem Füllstoff 13, um zu verhindern, daß Wasser und Luft aus den porösen Körpern 1, 2 austreten (und umgekehrt). Außerdem ist die Teilungsebene 22 der Form durch Schichten des Dichtungskunstharzes 12 bedeckt und gebildet, die miteinander in engen Kontakt kommen, wenn die Form verspannt wird, und zuverlässig und vollständig verhindern, daß Schlicker aus der Trennebene austritt. Der Spanndruck wird durch die breiten Trennelementabschnitte aufgenommen, die durch die Füllstoffe 13 gebildet werden.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein Verfahren zur Herstellung einer Form beschrieben, die aus zwei Teilen besteht. In vergleichbarer Weise kann selbstverständlich auch eine Form hergestellt werden, die aus drei oder mehr Teilen besteht, ohne daß hierdurch das Konzept der Erfindung verlassen wird. Im Falle, daß die Form z. B. aus Ober-, Unter- und Seitenteilen besteht, sind die Eisenrahmen zur Verstärkung der Ober- und Unterblöcke so gestaltet, daß sie einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt haben, und der Seitenblock wird verwendet, um die Teilungsfläche mit dem oberen und unteren Block zu bilden. Die so vorbereiteten Ober- und Unterteile werden aufrechtgestellt, und das Seitenteil wird auf der oberen Teilungsfläche gefertigt.

Nach der Erfindung werden die vorher vorbereiteten porösen Körper in ihren verstärkenden Eisenrahmen durch die Füllstoffe fixiert, und der Verspanndruck wird durch die Füllkörper, die auch die Teilungsebene im wesentlichen bilden, aufgenommen, so daß die porösen Körper 1, 2 dünner als früher gemacht werden können. Die erfindungsgemäß ausgebildete Teilungsebene gewährleistet, daß die Formteile eine vorzügliche Paßfähigkeit aufweisen. Überdies können die Dichtungskunstharzschichten, die die Teilungsebene bilden bzw. bedecken, jedes Austreten von Schlicker verhindern.

Claims

1. Form für das Druckschlickergießen von Keramikteilen, bestehend aus zumindest einem Formoberteil und zumindest einem Formunterteil, die jeweils einen einen Formhohlraum bildenden porösen Innenkörper mit Kanälen und einen verstärkenden Außenrahmen aufweisen, wobei in den Formhohlraum eine Druckluftleitung mündet, die Kanäle des Innenkörpers mit Strömungsmittelleitungen kommunizieren und eine Schlicker-Zuführungsleitung sowie eine Schlicker-Abführungsleitung mit dem Formhohlraum verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (1, 2) an seiner Außenseite mit einer Dichtungskunstharzschicht (12) abgedichtet ist und von einem druckfesten, aushärtbaren Füllstoff (13) umgeben ist, der den Innenkörper (1, 2) mit dem Außenkörper (8, 9) verbindet, und daß eine Trennebene (22) der Form zwischen dem Innenkörper (1, 2) und dem Außenkörper (8, 9) durch eine doppelseitige Dichtungskunstharzschicht (12) gebildet ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Rahmen ein Eisenrahmen (8) ist.

3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungskunstharz (12) ein solches ist, das seine Flexibilität selbst nach der Aushärtung behält.

4. Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungskunstharz eine Mischung aus Epoxidharz und einem Härtungsmittel aus Polyamid ist.

5. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskunstharzschicht (12) eine Dicke von 10 mm oder weniger, vorzugsweise von 5 mm oder weniger aufweist.

6. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff (14) ein gießfähiges Material ist, das auch nach dem Aushärten eine geringe Schrumpfung sowie eine hohe Druckfestigkeit gegen Preß- oder Klemmbeanspruchung aufweist.

7. Form nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Beton, Mörtel od. dgl. besteht.

8. Form nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff eine Mischung aus einem Epoxidharz als Hauptkomponente und einer Kombination eines Härtungsmittels aus Polyamid oder modifiziertem Polyamid ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Form nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

1) Anordnen eines verstärkten Außenrahmens (8) und eines porösen Körpers (1) auf einem ebenen Aufsetzkörper (11), der an seiner Oberseite mit einem Trennmittel behandelt ist,
2) Auftragen eines Dichtungskunstharzes (12) auf die Außenfläche (4) des porösen Körpers (1), die einer Formfläche (3) dieses porösen Körpers (1) gegenüberliegt, und auf einen Teil der Oberfläche des Aufsetzkörpers (11) zwischen dem Außenrahmen (8) und dem porösen Körper (1),
3) Auftragen eines Klebstoffes auf das Dichtungskunstharz (12) und auf die Innenoberfläche des Außenrahmens (8), nachdem das Dichtungskunstharz (12) ausgehärtet ist,
4) Ausfüllen des Raumes zwischen dem porösen Körper (1) und dem Außenrahmen (8) mit einem Füllstoff (14),
5) Umdrehen des so gebildeten ersten Formteiles (14) mit der Oberseite nach unten zusammen mit dem porösen Körper (1) und dem Außenrahmen (8), um eine Formteilungsfläche (22) nach oben zu richten, und Auftragen eines Trennmittels auf diese Formteilungsfläche (22),
6) Aufsetzen des anderen porösen Körpers (2) auf den ersten porösen Körper (1),
7) Aufsetzen eines zweiten verstärkenden Außenrahmens (9) auf den ersten verstärkten Außenrahmen (8),
8) Auftragen eines Dichtungskunstharzes (12) auf die Außenfläche (4) des anderen porösen Körpers (2), die einer Formfläche (3) des anderen porösen Körpers (2) gegenüberliegt, und auf die Formteilungsfläche (22) des ersten Formteiles,
9) Auftragen eines Klebstoffes auf das Dichtungskunstharz (12) und die Innenseite des aufgesetzten zweiten verstärkenden Außenrahmens (9), nachdem das Dichtungskunstharz ausgehärtet ist,
10) Ausfüllen des Raumes zwischen dem aufgesetzten zweiten Außenrahmen (9) und dem zweiten porösen Körper (2) mit einem Füllstoff (13) und
11) Abnehmen des so gebildeten Formteiles (15) von dem ersten Formteil (14), nachdem der Füllstoff (13) ausgehärtet ist.