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Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung plastischer keramischer Massen
Plastische keramische Massen wurden bisher entweder durch Freidrehen oder Handformung,
durch Eindrehen in Formen oder Abdrehen auf Formen, durch Pressen auf Strangpressen
oder anderen Pressen unter höherem Druck in irgendei er Form gestaltet. Daneben
werden noch die Trockenpreß- und die Gießverfahren: benutzt. Alle diese bisher bekanntenFormgebungsverfahrcn
haben jedoch den Nachteil, daß sich mittels derselben vollkommen dichte keramische
Körper nicht erzeugen lassen.
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Auch die als dichte keramische Massen: bekannten Erzeugnisse, Steinzeug,
Porzellan und Steatit, besitzen keinen absolut dichten Scherben:, sondern Porenräume
von etwa q. bis 8 %. Allerdings hängen bei diesen völlig gesinterten keramischen
Massen die Poren nicht miteinander zusammen, sondern sind allseitig geschlossen,
so daß diese Massen keine Wasseraufnahmefähigkeit besitzen. Immerhin haben die Poren
aber für viele besondere Verwendungszwecke gerade dieser dichten Massen große Nachteile.
Insbesondere schaden sie bei der Verwendung der genannten Werkstoffe in der Elektrotechnik
und in der chemischen Industrie.
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Veranlassung für die Entstehung dieser Poren sind neben Arbeitsfehlern
aller Art die Luftblasen, welche sich in der verformten plastischen Masse befinden
und die sich nach allen bisher bekannten Formgebungsverfahren wegen der außerordentlich
hohen Viskosität der plastischen Massen niemals vollständig entfernen lassen. Weder
durch Tonschneider noch durch Masseschlagmaschinen noch die anderen bekannten keramischem
Homogenisierungs- und Formgebungsmaschinen ließ sich dieser Nachteil bisher völlig
beseitigen:. Die völlige Unzulänglichkeit maschineller Einrichtungen wird am besten
durch die Tatsache veranschaulicht, daß auch heute noch zur Erzielung eines möglichst
vollkommenen Dichtigkeitsgrades dieser Massen die Geschicklichkeit des Arbeiters
maßgebend ist.
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Eine grundsätzliche Änderung in dieser Beziehung wurde erst herbeigeführt
durch :ein Verfahren, nach welchem gleichmäßige Masseschichten aufeinander aufgetragen
werden, die so dünn sind, daß auch die kleinsten in dem Massefilm vorhandenen Luftbläschen
zerstört und durch die genügend dünne Masseschicht ausgetrieben werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine besondere Ausführungsart
des zuvor @erwähnten grundsätzlichen Formg:ebungsverfahrens.
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Nach dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren erfolgt
das maschinelle Auftragen der dünnen Masseschichten aufeinander in besonders wirtschaftlicher
Weise. In einer geeigneten, an sich bekannten Vorbereitungsmaschine werden ebenfalls
maschinell ein: oder mehrere möglichst weitgehend homogenisiert@e Massestränge erzeugt,
die man :einer oder mehreren kontinuierlich in ununterbrochener Reihe aufeinanderfolgenden
Aufstxeichvorrichtungen zuführt. Besonders vorteilhaft
hat sich
für das Auftragen in dünner Schicht die Verwendung einer eingängigen, flachen Preßschnecke
erwiesen. wobei man den Massestrang in den Schlitz zwischen Anfang und Ende des
Schneckenganges einführt, so daß er bei der fortschreitenden Umdrehung der Schnecke
nach erstmaliger Füllung eines unter der Aufstreichschnecke liegenden verengten
Teils des Maschinengehäuses auf den in diesem befindlichen fertigen Hubel aufgestrichen
wird. Durch den erwähnten verengten Teil des Maschinengehäuses bzw. entsprechend
angeordnete, sich verengende Mundstücke wird das in diesem befindliche Material
unter einen gewissen Gegendruck gebracht; die Auftragung des oder der Massestränge
erfolgt auf dieses bereits im Mundstück befindliche Material in vollkommen gleichmäßigen
dünnen Filmen. Zweckmäßig kombiniert man hierbei die Auftrageschnecke mit der an
sich bekannten Vorbereitungsmaschine bzw. der Vorrichtung zur Erzeugung des der
Auftrageschnecke zuzuführenden Massestranges so, daß beide auf der gleichen Welle
sitzen. Dies ist jedoch nicht erforderlich; der Massestrang kann durch jede der
bekannten keramischen Homogenisierungs- und Formgebungsvorrichtungen erzeugt werden.
Das die Auftrageschnecke umgebende Gehäuse muß nach der Materialeinführungsseite
offen sein, damit die beim Auftragen des Massestranges frei werdende Luft entweichen
kann.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des neuen Verfahrens bzw.
der dafür geeigneten Vorrichtung kann unter Aufrechterhaltung der grundsätzlichen
Arbeitsregel in verschiedenartiger Weise ausgebildet werden.
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So kann man je nach den im Einzelfalle erforderlichen Bedingungen
einerseits durch Verstärkung des der Schnecke zugeführten Massestranges die Dicke
der aufgetragenen Schicht ändern, weiterhin auch durch Erhöhung der Tourenzahl die
Leistung der ganzen Maschine innerhalb gewisser Grenzen regeln.
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Eine wesentliche Steigerung der Leistung der Maschine kann man dadurch
erzielen, daß man die eingängige Preßschneck e unterteilt und aus ihr eine Anzahl
von Sektoren, vorzugsweise lediglich Ringsektoren, bildet, wobei man unter jeden
dieser sektorförmigen Schnekkenteiledurch sich mit der Schnecke drehende, unter
den einzelnen Schlitzen mündende Zuführungseinrichtungen je einen Massestrang zu
führen hat. Man kann ferner dem. mittleren Teil der Auftrageschnecke fortlassen.
Die letztere Ausbildungsform des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens
bzw. der zugehörigen Vorrichtung eignet sich besonders für die Herstellung von Ringformen
bzw. von Formlingen in Gestalt von Hohlzylindern, welche besonders zweckmäßig ist,
mit Rücksicht darauf, daß im Zentrum der Schnecke die Aufstreichwirkung wegen der
dort allmählich auf Null abnehmenden Umdrehungsgeschwindigkeit eine geringere ist.
Selbstverständlich lassen sich Hohlzylinder auch aus den Vollzylindern herstellen,
indem der zentrale Kern: .auf an sich bekannte Art entfernt wird. Ebenso kann man
aus dem vollwandigen; verdichteten Hubel beliebige Hubel anderer Gestalt herstellen.
Man kann hierbei das Austragsmundstück auf der Austragsseite beliebig gestalten
und kann beispielsweise den auf das Ringsegment aufgestrichenen Hubel durch eine
beliebige Anzahl von Mundstücken beliebiger Form hindurchpressen, hierdurch weitgehend
unterteilen und so im ununterbrochenen Betrieb Formlinge der verschiedensten Gestalt
herstellen.
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Eine: besondere Ausführungsform der Vorrichtung gestattet es, die
Drehbewegung der Aufstreichschnecke in die :einer ununterbrochenen, aufeinanderfolgenden
Reihe von sich geradlinig bewegenden Schrägflächen aufzulösen, wobei diesen Schrägflächen
Massestränge aus einem darüber angeordneten Preßzylinder durch :eine entsprechende
Anzahl von Austrittsöffnungen so zugeführt werden, daß beim Vorbeiwandern der Schrägflächen
an diesen Austrittsöffnungen das Material unter diese gelangt und in ganz entsprechender
Weise, wie oben beschrieben, auf den darunter befindlichen Hubel aufgestrichen wird.
Mit Hilfe dieser Ausführungsform lassen sich insbesondere auch Hubel von rechteckigem
Querschnitt herstellen, welche dann aus dem Gehäuse durch beliebig gestaltete Mundstücke
ausgepreßt w=erden. Einige Beispiele für die grundsätzlich zur Ausführung des neuen
Verfahrens dienenden Vorrichtungen sind in den Abbildungen dargestellt.
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Abb. r ist eine schematische Darstellung einer Maschine mit ununterbrochener
Aufstreichschnecke. In dieser Abbildung stellt s1 die vorgeschaltete Homogeni.sierungsvorrichtung,
s2 die eigentliche Aufstreichschnecke und s3 den in den Schlitz zwischen Anfang
und Ende des Schneckenganges geführten, bei Drehung der Schnecke unter diese gelangenden
Massestrang dar. Mit ,a ist das verengte Austragsende des Pressengehäu.ses bezeichnet.
Die unterhalb der Abb. z befindliche Projektion der Aufstreichschnecke zeigt rein
schematisch die allmähliche Verbreiterung des Massestranges bei fortschreitender
Drehung der Schnecke und die hierdurch erzielte Aufstreichwirkung.
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In Abb. 2 ist, wie bereits oben angegeben wurde, die Schnecke meine
Anzahl von Ringsegmenten aufgelöst, wobei, wie in der Projektion der Aufstreichfläche
unterhalb der
Abb. 2 dargestellt ist, der Austrag des fertigen Hubels
durch eine Anzahl von Mundstücken a, die in diesem Falle kreisförmigen Querschnitt
haben, erfolgt.
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In Abb.3 ist ebenfalls schematisch in Seitenansicht und im Grundriß
die grundsätzliche Ausführung der zur Erzeugung von Hubeln von rechteckigem Querschnitt
dienenden Vorrichtung dargestellt. Auch hier werden zwischen und damit unter die
ununterbrochen bewegten Aufstreichvorrichtungen Massestränge geführt und in der
gleichen «'eise wie bei der Ausführungsform nach Abb. i auf den bereits fertigen
Hubel aufgestrichen. Die Bezeichnungen entsprechen denen der Abb. i und 2.
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Die beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung
gemäß der Erfindung stellen nur einige von den zahlreichen Möglichkeiten dar, welche
alle auf dem gleichen Grundsatz beruhen, durch eine regelmäßige, ununterbrochene
Aufeinanderfolge von Einzelauftragsvorrichtungen diesen -zugeführte bzw. unter diese
geführte Massestränge auf die Oberfläche des bereits fertigen Formstückes in möglichst
dünnen Schichten aufzustreichen und durch den hiermit ausgeübten Druck diesen fertigen
Körper durch ein Mundstück beliebiger Form herauszutreiben.