DE4032316C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 5.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 04 576 ist ein
Preßwerkzeug bekannt, mit dem ein becherförmiger kerami
scher Hohlkörper zusammen mit einem seitlichen Ansatz in
Form eines Henkels in einem Arbeitsgang aus rieselfähiger
keramischer Masse gepreßt werden soll. Die Vorrichtung hat
ein als Patrize ausgebildetes unteres Formteil, über das
eine becherförmige erste Membran gestülpt ist, und zwei
obere Formteile, die in einer Meridianebene des zu pres
senden Hohlkörpers und seines henkelförmigen Ansatzes
aneinanderlegbar sind und gemeinsam eine Matrize bilden.
Quer zu dieser Meridianebene ist in der Matrize ein Kern
verschiebbar, um den sich in der Meridianebene eine
schlauchförmige zweite Membran zum isostatischen Pressen
des henkelförmigen Ansatzes herumerstreckt. Beide Membra
nen begrenzen den ihnen zugeordneten Teil des Formhohl
raums von innen her. Oberhalb der becherförmigen ersten
Membran ist ein Druckstempel angeordnet, der in einer
oberen, aus der Matrize herausgezogenen Stellung einen
Einfüllkanal für rieselfähige keramische Masse sowie einen
Evakuierungskanal freigibt. Bei jedem Arbeitszyklus wird
der gemeinsame Formhohlraum für den becherförmigen Hohl
körper und dessen henkelförmigen Ansatz von oben her mit
keramischer Masse gefüllt. Dann wird der Druckstempel in
die Matrize hinein abgesenkt, so daß er den Formhohlraum
nach oben hin abschließt. Sodann wird Drucköl unter die
becherförmige erste Membran sowie in die schlauchförmige
zweite Membran eingeleitet, so daß die keramische Masse
von beiden Membranen isostatisch gegen die becher- bzw.
henkelförmigen Innenwände der Patrize gedrückt wird. Nach
dem isostatischen Pressen wird der Druckstempel ein Stück
weit nach oben gefahren, der Kern mit der zweiten Membran
wird aus dem zugehörigen Teil des Formhohlraums heraus
gezogen und die beiden Formteile der Matrize werden
auseinanderbewegt, damit der in einem Stück mit seinem
henkelförmigen Ansatz gepreßte Hohlkörper entnommen
werden kann.
Isostatisch gepreßte Formlinge expandieren bekanntlich
sobald sie vom Preßdruck entlastet werden. Dies hat bei
dem vorstehend beschriebenen bekannten Preßwerkzeug zur
Folge, daß zwischen den Außenwänden des Hohlkörpers und
seines henkelförmigen Ansatzes und den dazu komplementären
Innenwänden der die Matrize bildenden Formteile Spannungen
entstehen, so daß der Formling schon beim Entnehmen aus
dem Formwerkzeug beschädigt werden oder beim anschließen
den Brennen Risse erhalten kann.
Diese Gefahren werden bei einem anderen, aus der deutschen
Offenlegungsschrift 36 26 365 bekannten Preßwerkzeug zum
isostatischen Pressen von becherförmige, keramischen Hohl
körpern mit seitlichem Ansatz, insbesondere von Henkeltassen,
weitgehend vermieden. Auch dort ist ein unteres Formteil
als Patrize ausgebildet; als Matrize dient jedoch ein ein
stückiges oberes Formteil, das mit einer einzigen Membran
zum isostatischen Pressen ausgekleidet ist. Die Membran
bildet die Außenfläche des zu pressenden keramischen Hohl
körpers sowie die Innenfläche und einen Teil der äußeren
Kontur des zugehörigen henkelförmigen Ansatzes. Der übrige
Teil der Kontur des Ansatzes wird jedoch von einem starren
Stützteil gebildet, das in die Patrize eingesetzt ist.
Dies hat zur Folge, daß der henkelförmige Ansatz im
Bereich dieses Teils der Kontur nicht gleichmäßig isosta
tisch verdichtet werden kann, wodurch ebenfalls Fehlbil
dungen beim Pressen oder Risse beim anschließenden Brennen
entstehen können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein iso
statisches Preßverfahren und eine zum Durchführen des Ver
fahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich
keramische Hohlkörper mit seitlichem Ansatz, insbesondere
Henkeltassen, derart pressen lassen, daß Beschädigungen
beim Entnehmen und auch beim anschließenden Brennen der
gepreßten Formlinge mit größerer Sicherheit vermieden
werden.
Die Aufgabe ist, soweit sie das Verfahren betrifft, erfin
dungsgemäß ausgehend von einem Verfahren gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß in einem ersten Ar
beitsgang ein Hohlkörper ohne Ansatz hergestellt wird und
der Ansatz in einem zweiten Arbeitsgang hergestellt
und dabei durch den iso
statischen Preßdruck mit dem Hohlkörper verbunden wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah
rens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.
Soweit die Aufgabe die Vorrichtung betrifft, ist sie er
findungsgemäß ausgehend von einer Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 5 dadurch gelöst, daß
- -mindestens eines der gegeneinander beweglichen Formteile eine Anlagefläche für den gesondert hergestellten Hohl körper aufweist,
- - der Formhohlraum mindestens eine in dieser Anlagefläche liegende Mündung aufweist und
- - zum Anlegen des Hohlkörpers an die Anlagefläche minde stens ein Stützkörper vorgesehen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vor
richtung ergeben sich aus den Ansprüchen 6 bis 9.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung anhand schematischer Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Meridianschnitt eines Formwerkzeugs zum
isostatischen Pressen becherförmiger Hohlkörper;
Fig. 2 einen entsprechenden Meridianschnitt eines Form
werkzeugs zum isostatischen Pressen henkelförmi
ger Ansätze;
Fig. 3 den Querschnitt III-III in Fig. 2;
Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Meridianschnitt
mit weiteren Einzelheiten;
Fig. 5 den Querschnitt V-V in Fig. 4 in einer Preßstel
lung;
Fig. 6 einen entsprechenden Querschnitt in einer Ent
nahmestellung.
Die dargestellte Vorrichtung dient zum isostatischen Pres
sen von Tassen, die aus je einem becherförmigen Hohlkörper
10 mit einer beispielsweise zylindrischen äußeren Wand 12
und einem Boden 14 sowie einem an der Wand 12 befestigten
Ansatz 16 bestehen. Der Ansatz 16 hat im dargestellten
Beispiel die Form eines üblichen Tassenhenkels mit zwei
Verbindungsflächen 18, mit denen er an die Wand 12 ange
setzt ist.
Zum isostatischen Pressen des becherförmigen Hohlkörpers
10 ist das in Fig. 1 dargestellte Formwerkzeug 20 vorge
sehen. Dessen Hauptbestandteile sind eine Platte 22, die
in üblicher Weise an einem nicht dargestellten Tisch einer
vorzugsweise liegenden Presse zu befestigen ist und eine
im wesentlichen zylindrische Aussparung 24 sowie einen in
diese mündenden Fluidkanal 26 aufweist. In der Aussparung
24 ist ein als Matrize ausgebildetes Formteil 28 aufgenom
men, in das eine elastische Membran 30 eingelegt ist. Die
se ist an ihrem äußeren Rand zwischen einem Stützring 32
und einem Klemmring 34 eingespannt, welcher mit Schrauben
36 an der Platte 22 befestigt ist.
Die Membran 30 hat eine im wesentlichen konkave, in Fig. 1
nach links weisende Innenfläche, die zur Außenfläche des
zu pressenden Hohlkörpers 10 komplementär ist, und eine
Rückseite, die im Ruhezustand der Membran am Formteil 28
anliegt. Das Formteil 28 enthält Kanäle 38, die den Fluid
kanal 26 mit der Rückseite der Membran 30 verbinden. Der
Fluidkanal 26 läßt sich, wie üblich, abwechselnd an eine
Vakuumquelle und an eine Druckölquelle anschließen, so daß
die Membran 30 bei jedem Betriebszyklus zunächst an das
Formteil 28 angesaugt und dann von diesem weggedrückt
werden kann.
Das Formwerkzeug 20 hat ferner eine in Fig. 1 links dar
gestellte Platte 40, die an einem nur angedeuteten Stößel
42 der erwähnten Presse zu befestigen ist und an ihrer dem
Formteil 28 zugewandten Seite ein als Patrize ausgebilde
tes Formteil 44 aufweist, dessen Oberfläche zur Innenflä
che des zu pressenden Hohlkörpers 10 komplementär ist.
Zwischen der Membran 30 und dem Formteil 44 ist ein Form
hohlraum 46 ausgebildet, der sich durch einen Füllkanal 48
mit rieselfähiger keramischer Masse üblicher Korngröße
füllen läßt.
Zum isostatischen Pressen des Ansatzes 16 ist ein weiteres
Formwerkzeug 50 vorgesehen, das in Fig. 2 und 3 einzeln
dargestellt ist. Hauptbestandteil des Formwerkzeugs 50 ist
eine im dargestellten Beispiel untere Platte 52 mit einer
Aussparung 54, in die ein Fluidkanal 56 mündet und in der
ein als Matrize gestaltetes Formteil 58 aufgenommen ist.
Auf dem Formteil 58 liegt eine Membran 60, deren äußerer
Rand zwischen einer außen am Formteil 58 ausgebildeten
ringförmigen Schulter 62 und einem Klemmring 64 ein
gespannt ist. Zu diesem Zweck ist der Klemmring 64 mit
Schrauben 66 an der Platte 52 befestigt.
Die Membran 60 bildet die gesamte Außenfläche des zu pres
senden Ansatzes 16 und läßt sich durch Kanäle 68 im Form
teil 58, die mit dem Fluidkanal 56 kommunizieren, in jedem
Arbeitszyklus erst an das Formteil 58 ansaugen und dann
von ihm wegdrücken. Insoweit arbeitet das Formwerkzeug 50
ebenso wie das Formwerkzeug 20 in üblicher Weise.
Zu dem Formwerkzeug 50 gehören ferner zwei obere Platten
70 und 70′, die in einer im folgenden als Meridianebene M
bezeichneten gemeinsamen Mittelebene des becherförmigen
Hohlkörpers 10 und seines Ansatzes 16 aneinanderliegen,
wenn das Formwerkzeug 50 geschlossen ist, wie in Fig. 2
und 3 und auch in Fig. 4 und 5 dargestellt. Die beiden
Platten 70 und 70′ sind an einem gemeinsamen Tragkörper 72
aufgehängt und derart geführt, daß sie normal zur Meri
dianebene M, symmetrisch zu dieser, zueinander hin und
voneinander weg verschiebbar sind.
An der Unterseite jeder der beiden Platten 70 und 70′ ist
ein Formteil 74 bzw. 74′ ausgebildet; diese beiden Form
teile bilden zusammen eine Patrize, die gemeinsam mit der
Membran 60 einen Formhohlraum 76 für das isostatische
Pressen des henkelförmigen Ansatzes 16 begrenzt. Der Form
hohlraum 76 hat zwei Mündungen 78, die in einer an der
Oberseite der beiden Platten 70 und 70′ ausgebildeten,
hohlzylindrischen Anlagefläche 80, 80′ liegen.
Durch die Mündungen 78 läßt sich der Formhohlraum 76 mit
rieselfähiger keramischer Masse füllen. Zu diesem Zweck
kann eine Füllvorrichtung verwendet werden, die auf die
Anlagefläche 80, 80′ aufsetzbar ist und zwei Auslässe
aufweist, die sich mit je einer der beiden Münungen 78 in
Deckung bringen lassen.
An der unteren Platte 52 sind mindestens zwei senkrechte
Bolzen 82 befestigt, die eine maßgenau geschliffene Ober
fläche aufweisen und in je einer entsprechend bearbeiteten
Büchse 84 in der Platte 70 bzw. 70′ geführt sind. Somit
läßt sich die Platte 52 samt Formteil 58 und Membran 60
von unten her in einer Schließbewegung an die beiden Plat
ten 70 und 70′ anlegen, wenn diese zuvor in die Stellung
gemäß Fig. 3 und 5 gebracht worden sind, in der sie in der
Meridianebene M aneinanderliegen. Als Führungen für die
Bewegungen der beiden Platten 70 und 70′ normal zur Meri
dianebene M sind im dargetellten Beispiel entsprechende,
jedoch waagerechte Bolzen 86 und Büchsen 88 vorgesehen.
Ehe in dem in Fig. 2 und 3 gesondert dargestellten Form
werkzeug 50 ein Ansatz 16 gepreßt werden kann, müssen die
Mündungen 78 des mit keramischem Granulat gefüllten Form
hohlraums 76 verschlossen werden. Das geschieht dadurch,
daß ein zuvor im Formwerkzeug 20 gemäß Fig. 1 gepreßter
becherförmiger Hohlkörper 10 mit seiner zylindrischen
äußeren Wand 12 dicht auf die Mündungen 78 gedrückt wird.
Zu diesem Zweck wird der Hohlkörper 10 dem Formwerkzeug 20
entnommen und zwischen einem in ihn eindringenden Stütz
körper 90 sowie einem von außen her an seinen Boden 14
angelegten Gegenhalter 92 eingespannt und sodann in die
Stellung gemäß Fig. 4 und 5 gebracht.
Stützkörper 90 und Gegenhalter 92, die beide eine zylin
drische Außenfläche haben, sind kolbenartig verschiebbar
in einer Zylinderbohrung 94 des Tragkörpers 72 geführt und
mit je einer hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylin
dereinheit 96 bzw. 98 verbunden. Diese sind derart ge
steuert, daß der becherförmige Hohlkörper 10 bei der Bewe
gung in die Stellung gemäß Fig. 4 und 5 ständig fest zwi
schen Stützkörper 90 und Gegenhalter 92 eingespannt
bleibt.
Zum isostatischen Pressen des Ansatzes 16 wird durch den
Fluidkanal 56 und weiter durch die Kanäle 68 Drucköl an
die Unterseite der Membran 60 geleitet, wie dies beim iso
statischen Pressen an sich üblich ist. Eine Besonderheit
der dargestellten Vorrichtung besteht darin, daß der An
satz 16, während er isostatisch gepreßt wird, zugleich an
den zuvor gepreßten Hohlkörper 10 angepreßt und mit diesem
zu einer Einheit verbunden wird, ohne daß dadurch die
Gleichmäßigkeit der isostatischen Pressung beeinträchtigt
wird.
Anschließend wird der Raum unterhalb der Membran 60 wieder
von Drucköl entlastet und unter Vakuum gesetzt. Sodann
wird die Platte 52 samt Formteil 58 und Membran 60 nach
unten abgezogen, wodurch der gepreßte Ansatz 16 im Bereich
seines äußeren Umfangs bis hin zu zwei zur Meridianebene M
parallelen Ebenen freigelegt wird. Anschließend werden die
beiden Formteile 74 und 74′ quer zur Meridianebene M aus
einanderbewegt, so daß der Ansatz 16 auch im Bereich sei
nes inneren Umfangs bis hin zu den beiden genannten, zur
Meridianebene M parallelen Ebenen freigelegt wird. Sodann
werden Stützkörper 90 und Gegenhalter 92 gemeinsam aus der
Zylinderbohrung 94 des Tragkörpers 72 herausbewegt und
schließlich auseinanderbewegt, so daß der becherförmige
Hohlkörper 10 mit angepreßtem henkelförmigen Ansatz 16,
also eine vollständige Henkeltasse, entnommen werden kann.
Der Ansatz 16 braucht nur noch entgratet zu werden; zu
diesem Zweck genügt es im allgemeinen, ihn zwischen zwei
parallelen Schleifbändern oder dergleichen hindurchzufüh
ren, um die zwischen der Membran 60 und den beiden Form
teilen 74 und 74′ gebildeten Grate zu beseitigen. Die äu
ßere Umfangsfläche des Ansatzes 16 bedarf keiner Nachbe
arbeitung, da sie nur von der Membran 60 geformt worden
ist. An der inneren Umfangsfläche des Ansatzes 16 bildet
sich im allgemeinen kein störender Grat, wenn die beiden
Formteile 74 und 74′, wie üblich, aus hartem Stahl be
stehen und deshalb auch nach längerem Gebrauch bei ge
schlossenem Formwerkzeug 50 völlig dicht aneinander
liegen.
Claims (8)
1. Verfahren zum Herstellen keramischer
Hohlkörper (10) mit seitlichem Ansatz (16), insbesondere
von Henkeltassen, bei dem der Ansatz aus rieselfähiger keramischer Masse isostatisch gepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem
ersten Arbeitsgang ein Hohlkörper (10) ohne Ansatz herge
stellt wird und der Ansatz (16) in einem zweiten Arbeits
gang
hergestellt und dabei durch den isostatischen Preßdruck mit dem becherförmigen Hohlkörper (10) verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper
(10) in dem ersten Arbeitsgang ebenfalls isostatisch ge
preßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wäh
rend des Pressens eines Hohlkörpers (10) in einem ersten
Formwerkzeug (20) ein zweites Formwerkzeug (50) für das
Pressen eines Ansatzes (16) vorbereitet wird, indem ein
Formhohlraum (76) des zweiten Formwerkzeugs (50) mit rie
selfähiger keramischer Masse gefüllt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper
(10) an seiner Innenseite abgestützt wird, während die den
Ansatz (16) bildende keramische Masse dem isostatischen
Preßdruck ausgesetzt wird.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 4 mit gegeneinander bewegbaren Form
teilen (58, 74, 74′) und einer mit Fluiddruck belastbaren
Membran (60) zum isostatischen Pressen rieselfähiger keramischer Masse
in einem Formhohlraum (76) für einen Ansatz (16) eines
Hohlkörpers (10),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - mindestens eines der gegeneinander bewegbaren Formteile (58, 74, 74′) eine Anlagefläche (80, S0′) für den geson dert hergestellten Hohlkörper (10) aufweist,
- - der Formhohlraum (76) mindestens eine in dieser Anlage fläche (80, 80′) liegende Mündung (78) aufweist und
- - zum Anlegen des Hohlkörpers (10) an die Anlagefläche (80, 80′) mindestens ein Stützkörper (90) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkör
per (90) dem Innenraum des Hohlkörpers (10) angepaßt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenhal
ter (92) von außen her an den Hohlkörper (10) anlegbar
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein als Ma
trize ausgebildetes Formteil (58) mit der Membran (60) zum
isostatischen Pressen des Ansatzes (16) ausgekleidet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Pressen
henkelförmiger Ansätze (16) zwei Formteile (74, 74′), die
gemeinsam eine Patrize bilden, je einen Teil der Anlage
fläche (80, 80′) für den gesondert hergestellten becher
förmigen Hohlkörper (10) aufweisen, in einer Meridianebene
(M) des Hohlkörpers (10) und seines Ansatzes (16) geteilt
und normal zu dieser Meridianebene (M) gegeneinander be
wegbar sind.
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