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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formlingen aus Tonschlicker
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gießen von Gegenständen
aus flüssigem Schlamm, wie Tonschlicker, durch Ausübung eines Druckes auf den zu
gießenden Schlamm, so daß die Flüssigkeit aus dem Material herausgetrieben, das
:Material gefestigt und ein geformter Gegenstand hergestellt wird, der fest genug
ist, um weiterbearbeitet werden zu können.
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Der Ausdruck »flüssiger Schlamm« (Ton= schlicker) soll ein Gemisch
von keramischem Material mit so viel Wasser oder anderer Flüssigkeit bedeuten, daß
das Gemisch in einen Behälter oder eine Form gegossen werden kann und dann alle
Teile des Behälters oder der Form ausfüllt.
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Bisher wurde beim Gießen der flüssige Schlamm gewöhnlich in eine aus
porösem :Material, wie beispielsweise feingebranntem Gips, bestehende Form gegossen
und eine bestimmte Zeit darin gelassen; dann wurde der noch flüssige Schlamm abgeleitet,
wobei die Dicke des so erhaltenen geformten :Materials davon abhing, wie lange der
Schlamm in der Form gelassen worden war. Dieses Verfahren hat gewisse Nachteile.
So ist insbesondere für massive Formen eine lange Zeit erforderlich, ehe das geformte
Material fest ge-nug zur Weiterbehandlung ist. Ein anderer Nachteil besteht
darin, daß das geformte Material bei dein Feuchtigkeitsverlust in der Form schrumpft
und so nicht mehr genau den Dimensionen der Form entspricht.
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Der erstgenannte Nachteil wird nach der vorliegenden Erfindung sehr
stark vermindert, ebenso der zweite, der unter Umständen völlig ausgeschaltet wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß eine abgemessene
Menge von flüssigem Schlamm in eine durchlöcherte Form aus wasserundurchlässigem
Stoff eingegossen und nach Schließen der Form die Masse durch eine Membrän oder
einen aufblähbaren Kern unter Druck auf die Formwand verteilt und gleichzeitig entwässert
wird.
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Es hat sich gezeigt, daß die nach der Erfindung gegossenen und geformten
Gegenstände gleichmäßigeres Korn haben und freier von Lufteinschlüssen sind, als
die nach den bisher üblichen Verfahren hergestellten. Außerdem ist, da die geringe
Feuchtigkeitsmenge, die in dem Gegenstand zurückbleibt, fast gleichmäßig durch die
ganze Menge verteilt ist, die leichte Schrumpfung, die eintritt, nachdem der Gegenstand
die Form verlassen hat, durch die ganze Masse hindurch einheitlich, so daß beim
endgültigen Trocknen und beim Brennen des Gegenstandes keine Spannungen entstehen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird so ausgeführt, daß die zur
Formung eines bestimmten
Gegenstandes benötigte Menge von flüssigem
Schlamm in eine anstatt aus porösem Material, z. B. gebranntem Gips, bestehende
in eine mit Löchern versehene Form gegossen und-durch Druck, der durch ein biegsames
Material, z. B. Kautschuk, hindurch ausgeübt wird; so viel Feuchtigkeit ausgetrieben
wird, daß der Gegenstand fest genug wird, um weiterbehandelt zu werden.
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Im allgemeinen ist hydraulischer Druck oder anderer Flüssigkeits-
oder Gasdruck am geeignetsten. Es zeigt sich, daß hoher Druck angewendet «erden
kann, da der Kautschuk auf beiden Seiten unterstützt ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung zur Formung von Platten besteht
darin, daß die nötige Menge flüssigen Schlammes in eine mit Löchern versehene Form
gegossen, auf die Oberfläche des Schlammes eine dünne Kautschuklage aufgelegt wird
und diese Lage und die Form luftdicht miteinander verbunden werden. Dann wird der
oberen Fläche der Kautschuklage Luft- oder Wasserdruck zugeführt, wodurch die Feuchtigkeit
aus dem Schlamm durch die Öffnungen in der Form ausgetrieben wird. Es empfiehlt
sich; die Form mit Filtertuch auszulegen. Der Druck wird so lange angewendet, bis
keine Feuchtigkeit mehr ausgetrieben wird oder der Gegenstand fest genug zur Weiterbehandlung
ist.
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Die Oberfläche einer so hergestellten Platte kann unter Umständen
leicht konkav sein, und man kann daher, wenn eine ebene Oberfläche gewünscht wird,
ein Schneidewerkzeug anwenden, um eine ebene Platte von der nötigen Dicke zu erhalten.
Man kann auch Platten aus einem oder mehreren verschiedenen Materialien eine auf
die andere aufsetzen und eine zusammenhängende Masse daraus herstellen; beispielsweise
besteht bei der Herstellung von Widerständen für elektrische Heizkörper nach der
Erfindung die erste Schicht aus Isoliermaterial, die zweite aus leitendem Material
und die dritte wieder aus Isoliermaterial.
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Wenn ein hohler Gegenstand aus flüssigem Schlamm gegossen werden soll,
wird ein aus biegsamem dehnbarem Material, wie beispielsweise Kautschuk, hergestellter
Kern verwendet, dem Wasser oder eine andere Flüssigkeit oder ein Gas unter Druck
zugeführt wird. Die mit Löchern versehene Form wird mit der für die Herstellung
des Gegenstandes erforderlichen Menge flüssigen Schlammes gefüllt und die Form dann
verschlossen. In den meisten Fällen ist es vorteilhaft, Vorrichtungen dafür vorzusehen,
daß der Kern bis zur Anwendung des Druckes auch seine richtige Form behält. Man
kann beispielsweise, wenn die Form des Gegenstandes es zuläßt, einen hohlen Metallkern
mit einem darüber passenden Kautschukbeutel verwenden; handelt es sich um Gegenstände
mit engem Hals, wie beispielsweise gewisse Retortenformen. so kann der beutelförmige
Kautschukkern, bevor der hydraulische Druck angewendet wird, seine richtige Form
mit Hilfe eines inneren Kerns aus biegsamem undehnbarem Material, wie beispielsweise
gummiüberzogenem Kanvas, erhalten, der so eingerichtet ist, daß er die richtige
Form des Kernes annimmt, wenn er durch Druckluft oder ein anderes Druckgas oder
Druckflüssigkeit aufgebläht wird. Bei einer solchen Konstruktion kann der Kern und
der Kanvas in unaufgelylasenemZustand durch denHals derForm in das Innere hineingleiten
und auch nach Beendigung- des Formungsprozesses so entfernt werden.
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Wenn ein hohler Gegenstand geformt wird, so muß der Zwischenraum zwischen
den äußeren Wänden des Kernes und den inneren Wänden der Form so groß sein, daß
die Form, d. h. der wirksame Zwischenraum, nach Einfüllung der zur Herstellung des
Gegenstandes erforderlichen Schlammenge gefüllt ist.
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Es ist augenscheinlich, daß auch mehr flüssiger Schlamm als erforderlich
in die Form eingefüllt werden kann, wenn der Überschuß abfließen kann oder entfernt
wird, ehe der Druck, abgesehen von dem zur Aufrechterhaltung der richtigen Kernform
angewendeten, zugeführt wird.
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Auch ist es klar, daß, trotzdem die Innenfläche von so hergestellten
Gegenständen für gewöhnlich in Form und Ausdehnung genau ausfällt, Vorrichtungen,
wie beispielsweise ein Schneidewerkzeug, wenn es gewünscht wird, angewendet werden
können, um die Innenfläche zu richten. In solchen Fällen kann die Form mit etwas
mehr Schlamm als nötig gefüllt und das überschüssige Material am Ende des Formungsprozesses
durch das Schneidewerkzeug entfernt werden. Bei Anwendung dieser Methode ist es
nicht nötig, die Schlammenge und den Wassergehalt des Schlammes so genau zu bestimmen
wie in dem Fall, daß die Genauigkeit irgendeines geformten Gegenstandes von der
Anwendung der richtigen Menge Schlamm in der Form abhängt.
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Es hat sich herausgestellt, daß im Falle eines geformten Materials,
beispielsweise aus einer Schmelze oder einem Bade, das für gewöhnlich sechs Wochen
brauchte, ehe die gewöhnliche Festigkeit zur Weiterbehandlung erreicht war, ein
gleichartiges geformtes Material nach der Erfindung in etwa 48 Stunden hergestellt
werden kann. Außerdem wird, während das Wasser durch Flüssigkeitsdruck
ausgepreßt
wird, das zu formende Material beständig an die Form angepreßt und dadurch daran
verhindert, von den Wänden der Form wegzuschrumpfen. Außerdem steht die innere Fläche
des Formmaterials während des Formungsprozesses auch unter Druck, so daß auch das
Innere des zu formenden Gegenstandes gezwungen wird, die Gestalt der Form anzunehmen.
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Auch kann, da die Dicke eines so hergestellten hohlen Gegenstandes
durch die Entfernung zwischen dem Kern und den Wänden der Form bestimmt ist, dem
zu formenden Gegenstand jede gewünschte Dicke an jeder Stelle gegeben werden. Auch
können die nach der Erfindung hergestellten Gegenstände auf keramisches Material
in plastischem Zustande, das vorher entweder gesondert geformt war oder aus keramischem
Material besteht, das andere physikalische Eigenschaften besitzt als der nunmehr
zu formende Schlamm, aufgeformt und mit ihm fest verbunden werden.
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An sich -sind durchlöcherte Formen aus wasserundurchlässigem Stoff
bekannt. Ferner kennt man nichtdurchlöcherte Formen aus wasserundurchlässigem Stoff,
die mit biegsamen Membranen oder Kernen zusammenarbeiten. Es ist aber noch nicht
vorgeschlagen worden, so wie es die Erfindung vorsieht, zu arbeiten, um Formgußstücke
aus flüssigem Schlamm herzustellen. Auch ist die Kombination einer durchlöcherten
Form aus wasserundurchlässigem Stoff mit einer Membran oder einem biegsamen Kern
noch nicht vorgeschlagen worden.
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
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Fig. i ist ein Längsschnitt einer Ausüihrungsforin zum Herstellen
von Platten, Fig. 2 ein Längsschnitt einer anderen Ausführungsform zum Herstellen
von Hohlkörpern.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt einer abgeänderten Form zum Herstellen
von Hohlkörpern, die zur Verbindung vorgeformten keramischen Materials mit dem nunmehr
zu gießenden dient, Fig. .I ein Schnitt auf Linie IV-IV von Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform zum Herstellen
von Hohlkörpern.
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Fig. i stellt eine finit Öffnungen :2 versehene Form dar. Das Filtertuch
3 geht unter einer Ringklammer d. hindurch, die in eine Vertiefung am Umfang der
Form i paßt. 5 ist ein Formdeckel, der durch Schrauben und Bolzen 6 an Flanschen
7 der Form i befestigt wird. 8 ist eine Lage von Kautschuk o. d-1., die zwischen
die Flansche 7 und die Platte 5 eingeklemmt wird. Der Zwischenraum zwischeu der
Oberfläche der Lage 8 und der Innenfläche des Deckels 5 bildet die Preßkammer, zu
welcher Flüssigkeit oder Gas, beispielsweise Wasser, unter Druck durch Rohr 9 mit
dein Regulierventil io zugeleitet werden, und aus welcher es durch Rohr i i mit
dem Regulierventil 12 ausströmen kann.
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Bei Betätigung der Apparatur wird die zur Herstellung des Gegenstandes
erforderliche Menge flüssigen Schlammes in die Form i eingegossen, die Kautschukscheibe
8 in die richtige Lage gebracht und durch Anbringen der Deckelplatte 5 auf der Form
i festgeklemmt.
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Das Ventil io wird dann geöffnet und hierdurch der Druck über die
Kautschulzscheibe 8 auf den flüssigen Schlamm in der Form übertragen, so daß die
in dem Schlamm enthaltene Flüssigkeit durch das Filtertuch 3 und die Öffnungen 2
ausgetrieben wird. Der Druck wird so lange aufrechterhalten, bis keine weitere Feuchtigkeit
austritt, oder bis der Schlamm fest genug ist, um weiterbehandelt zu werden, was
der Fall sein kann, wenn die Kautschukschicht -beispielsweise bis in die durch Strichpunktlinie
angedeutete Lage gekommen ist.
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Das Ventil io wird dann geschlossen, das Ventil 12 geöffnet, so daß
die Druckluft oder die Druckflüssigkeit ausströmen kann, der Deckel 5 und die Gummilage
8 werden entfernt, das Filtertuch 3 wird zusammen mit dem gegossenen Material aus
der Form i herausgehoben und dann von dem geformten Gegenstand abgezogen.
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Die in Fig. i dargestellte Form ist insbesondere für die Herstellung
von Widerstandsplatten aus Schlamm geeignet; die geformte Platte besitzt sehr homogene
Eigenschaften.
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Es ist ersichtlich, daß auch, wenn die Oberfläche des zu gießenden
Gegenstandes nicht eben ist oder wenn sie unregelmäßig ist, der Kautschuk 8 sich
infolge seiner Biegsamkeit der Fläche anpassen und man so einen homogenen Gegenstand
herstellen kann.
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In Fig. 2 ist die Form i wiederum mit Filtertuch 3 ausgelegt, das
diesmal jedoch durch den Ring .4 an einem kreisförmigen Teil 13 befestigt ist, der
durch eine Vertiefung an dem Umfang der Form i in seiner Lage gehalten wird. Teil
13 besitzt Öffnungen 1d., die mit einer Nut 15 am Umfang in Verbindung stehen, die
finit einer oder mehreren der Öffnungen -2 in der Form i kommuniziert. Teil 13 besitzt
Schraubenöffnungen 16, in denen, in der Zeichnung nicht abgebildet, Bolzen oder
Hebehaken befestigt werden können. An der Deckelplatte 5, die durch Schrauben und
Bolzen 6 mit der Form i verbunden wird, ist ein Kern 17 befestigt, der die dem Innern
des Gegenstandes
zu gebende Gestalt besitzt. 18 ist ein Kautschukbeutel,
dessen Öffnung durch einen Verschlußring ig mit dem Kern 17 zusammengeklammert ist.
Der Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Beutels 18 und der Außenfläche des
Kerns 17 bildet eine Kammer, zu der durch die mit dem Zuführungsrohr 9 in Verbindung
stehende Öffnung 2o Druck zugeführt wird.
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Bei Betätigung der Vorrichtung wird die zur Herstellung des fertigen
Gegenstandes erforderliche Menge von flüssigem Schlamm in die Form i gegossen. Deckelplatte
5 und Kern 17 werden dann in die richtige Lage gebracht und durch Schrauben und
Bolzen 6 befestigt. Ventil io wird geöffnet und Beutel 18 durch den Druck allmählich
aufgebläht, beispielsweise bis zu der in Strichpunktlinien angedeuteten Ausdehnung,
wobei diese Ausdehnung wie früher die Austreibung der Flüssigkeit durch das Filtertuch
3 und die Öffnungen 2 bewirkt. Wenn keine weitere Flüssigkeit ausgepreßt wird, oder
wenn der Gegenstand fest genug zur Weiterbehandlung ist, wird Ventil io geschlossen
und Ventil i- -geöffnet, damit das Druckmedium entweichen kann, wodurch der Beutel
18 seine ursprüngliche Form wieder erhält.
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Die Schrauben und Bolzen 6 werden gelöst und Platte 5 von der Form
i abgehoben. Dann werden nicht dargestellte Haken in die Löcher 16 eingeschraubt
und mit einer geeigneten Hebevorrichtung verbunden, durch die das Filtertuch 3 mit
dem gegossenen Gegenstand aus der Form herausgehoben wird.
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Bei der in Fig.3 und 4 gezeigten Konstruktion ist die Form geeignet,
Masse 21, 22, beispielsweise keramische Masse, aufzunehmen, die die gewünschte Gestalt
bereits besitzt, aber noch plastisch ist. Wenn diese vorgeformte Masse eingebracht
worden ist, wird flüssiger Schlamm in die Form eingegossen. Wenn dann dem Kautschukbeutel
ig Flüssigkeits- oder Gasdruck zugeführt wird, so verbinden sich der Schlamm und
das vorgeformte Material fest miteinander. Diese Vorrichtung ist insbesondere geeignet
zur Formung von Gegenständen aus keramischen Massen mit verschiedenen physikalischen
Eigenschaften.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Form aus zwei Hälften 23, 24 zusammengesetzt,
die für gewöhnlich durch Schrauben und Bolzen 25 verbunden sind. Auch kann die Form
in einen Behälter 26 eingesetzt werden und darin durch Schrauben und Bolzen 6 befestigt
sein, die den Formdeckel s halten. Wenn der Gegenstand aus der Form entfernt werden
soll, werden die Schrauben und Bolzen 6 gelöst, die Form aus dem Behälter 26 herausgehoben
und die beiden Hälften der Form nach Lösung der Schrauben und Bolzen 25 voneinander
getrennt. Es ist ersichtlich, daß diese Einrichtung auch bei Fig. 2 angewendet werden
kann.
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Fig. 5 stellt eine Vorrichtung zum Gießen von Gegenständen mit engem
Hals dar. Der Kautschukbeutel 18 ist an einem hohlen Mittelrohr 27 mit Flanschen
28, 29 befestigt, deren größte Ausdehnung kleiner ist als die kleinste innere Ausdehnung
desjenigen Teils des Gegenstandes, durch den die Flanschen nach Formung des Gegenstandes
herausgehoben werden müssen.
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Mit den Flanschen verbunden ist ein innerhalb des Kautschukbeutels
18 befindlicher Kanvasbeutel3o mit einem Kautschuküberzug 3 i. Die Form des aufgeblähten
Kanvasbeutels entspricht der Innenfläche des zu formenden Gegenstandes.
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Der Kanvasbeutel3o wird durch Flüssigkeits- oder Gasdruck aufgeblasen,
der durch Rohr 32 mit Regulierventil 33 einströmen und durch Rohr 34 mit Regulierventil
35 ausströmen kann.
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In diesem Falle besteht die Form i aus zwei Hälften 36, 37, und das
Filtertuch 3 für jede Hälfte wird durch Ringklammern 38, 39 zusammengeklammert.
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Die Form kann auf eine Grundplatte 4o gesetzt werden, die Pfosten
41 besitzt, auf deren oberen Enden ein Träger 42 ruht, der mit Deckelplatte 5 verbunden
ist und durch Schrauben 43 festgeklammert werden kann, wodurch das Auseinanderklaffen
der beiden Hälften der Form und des Deckels unter Einwirkung des dem Beutel zugeführten
Druckes verhindert wird.
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Bei Betätigung der Vorrichtung wird der flüssige Schlamm in die Form
36, 37 eingebracht. Die Deckelplatte 5 und mit ihr die Beutel 18, 30 und
31 in unaufgeblasenem Zustande werden in ihre Lage gebracht und der Träger 42 in
richtiger Lage festgeklammert. Ventil 33 wird dann geöffnet; der Flüssigkeitsdruck
bläht den Kanvasbeutel3o zu der in ausgezogenen Linien in der Zeichnung angegebenen
Gestalt auf und bildet so den Kern. Dann wird Ventil io geöffnet, wodurch der Kautschukbeutel
i8 allmählich ausgedehnt wird und die Feuchtigkeit aus dem flüssigen Schlamm austreibt.
Dann werden Ventil io und 33 geschlossen und Ventil 12 und 35 zum Ablassen des Druckmediums
geöffnet. Der Träger 42 wird entfernt und Deckelplatte 5 mit dem zusammengefallenen
Kern und Beutel 18 aus dem gegossenen Gegenstand herausgezogen. Die obere Hälfte
36 der Form wird dann von. der unteren Hälfte 37 gelöst.
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Die in Fig. 2 bis 5 dargestellten Formen können mit Überlauföffnungen
44 versehen
«-erden, damit der überschüssige Schlamm aus der Form
herausgelassen werden kann. Diese Öffnungen «-erden durch Zapfen 45 verschlossen,
ehe der Kautschukbeutel 18 unter Druck gesetzt wird.
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Wenn solche Öffnungen vorgesehen sind, so ist es nicht nötig, die
zur Herstellung des Gegenstandes erforderliche Schlammenge genau abzumessen.