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Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen
zum Druckgiessen von Sanitärartikeln,
insbesondere Anlagen zum Formen von Sanitärartikeln mit Formen, die nur
zwei Teile enthalten, wie sie zum Beispiel aus EP-A-0 332 896 bekannt
sind.
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Sanitärartikel werden hergestellt
durch Giessen des Schlickers in hygroskopische und/oder durchlässige Formen,
welche zwei oder mehr Teile enthalten können, abhängig von dem Umfang des zu formenden
Artikels.
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Herkömmlicherweise wurden Gipsformen verwendet,
wobei das aufsaugende Pulver des Gipses zum Entwässern des keramischen Schlickers
genutzt wird. Die Verwendung dieses Typs von Form führt jedoch
zu sehr langen Formzyklen. Ausserdem halten Gipsformen nur über eine
kleine Zahl von Formzyklen.
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Aus diesen Gründen haben die Hersteller Formen
aus porösen
Harzen vorgesehen, welche bessere mechanische Eigenschaften besitzen
als Gipsformen, und zwar mit dem Ergebnis, das Techniken des Druckgiessens
angewandt werden können, bei
welchen der Schlicker allgemein bei einem Druck zwischen 3 und 15
bar eingefüllt
wird.
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Um den durch den unter Druck stehenden Schlicker
erzeugten Kräften
in einer Richtung lotrecht zu den Kontaktflächen zwischen den verschiedenen Formteilen
entgegenzuwirken, müssen
die Formen aus Harzen durch spezielle, komplizierte Verschlussvorrichtungen
von hohen Kosten geklemmt werden. Zu diesem Zwecke sind Maschinen
bekannt, welche in Schliessrichtung der Form eine hohe Klemmkraft ausüben, die
ausreichend ist, jederzeit der Kraft entgegenzuwirken, die durch
den Druck im Inneren der Form ausgeübt wird.
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Diese Formen sind nicht nur in ihrer Schliessrichtung
belastet, sondern auch in einer Richtung lotrecht zu der Schliessrichtung,
weshalb sie seitliche Verstärkungsstrukturen
enthalten müssen,
deren Zweck es ist, die Verformung nach aussen zu begrenzen. Die
genannten Strukturen enthalten generell verstellbare Mittel, in
der Lage, die Formseiten vorzukomprimieren. Dies macht es möglich, die Verformung
der Form zu reduzieren, mit folglicher Erhöhung ihrer Festigkeit, sei
es, weil das Harz der Kompression besser widersteht als der Zugkraft,
sei es, weil die auf die Form ausgeübte Verformung, die der durch
den Druck des Schlickers hervorgerufenen entgegenwirkt, wenigstens
teilweise die Wirkungen annulliert und somit die Spannungen im Inneren
der Form während
des Giessen begrenzt.
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Trotz der genannten verstellbaren
Mittel in Form von seitlichen Verstärkungen bleibt bei der bekannten
Technik der maximal anwendbare Giessdruck begrenzt durch die Verformungen,
welchen die Form unterliegt, und zwar als Ergebnis der Belastungen,
welchen sie unterzogen ist.
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Die durch den Giessdruck verliehene
Verformung hängt
auch von der Form des herzustellenden Teils ab. Tatsächlich ist
die Form bei bestimmten Artikeln in gewissen Teilen einer sehr hohen
Belastung unterzogen, welche einerseits eine vorzeitiges Brechen
der Form hervorrufen können
und andererseits erhebliche Spannungen im Inneren des zu formenden
Artikels erzeugen. Diese Spannungen führen dann zum Brechen des Artikels
entweder während seines
Entfernens aus der Form oder während
einer der anschliessenden Bearbeitungsphasen, das heisst dem Trocknen
und Brennen. Folglich darf beim Formen der vorgenannten Typen von
Artikeln der Giessdruck nicht zu hoch sein, wodurch eine Verlängerung
der Formdauer entsteht.
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Um den Giessdruck zu erhöhen, haben
die Hersteller seitliche, starre Haltestrukturen entwickelt, um
die Verformung der Form nach aussen hin zu begrenzen. Aber auch
wenn eine theoretisch (unendliche) starre, seitliche Haltestruktur
möglich
wäre, würde sie
trotzdem das Problem nicht vollständig lösen wegen der Komprimierbarkeit
des Harzes, aus welchem die Formen hergestellt sind. In dieser Beziehung
würde sich,
auch wenn die Verformung der Form nach aussen vollkommen verhindert
wird, die Formvertiefung durch den Giessdruck ausdehnen, und zwar
durch das elastische Zusammenziehen des Harzes, welches die Formwände bildet.
Das elastische Zusammenziehen der Formwände führt zu wesentlichen Problemen
beim Entfernen des Gegenstandes aus der Form, und zwar deshalb,
weil die Wände,
wenn der Giessdruck nachlässt,
wieder auf ihr ursprüngliches
Volumen zurückgehen
und somit den Gegenstand in der Formvertiefung einklemmen.
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Zweck dieser Erfindung ist, die vorgenannten
Nachteile im Rahmen einer rationellen, zuverlässigen und verhältnismässig wirtschaftlichen
Lösung zu
vermeiden.
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Diese und weitere Zwecke werden erreicht
in Übereinstimmung
mit Anspruch 1, durch das Vorsehen einer Vorrichtung zum Druckgiessen
von Sanitärartikeln
mit nur zwei Teile enthaltenden Formen, nämlich ein Stempelteil und ein
Matrizenteil, in welches ersteres eindringt.
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In Gussvorrichtungen nach der Erfindung sind
die Formen in Serie angeordnet, und zwar in Blöcken bestehend aus dem Matrizenteil
der einen Form und dem Stempelteil, das in das Matrizenteil des
angrenzenden Blockes eingesetzt werden soll. Wenn das Stempelteil
des einen Blockes in das Matrizenteil des nächsten Blockes eingesetzt ist,
werden die Schliesskräfte
der Form zwischen einer Form und der nächsten entlang der Formlinie
kompensiert, welche daher nur der Schliesskraft einer einzigen Form
entgegenwirken muss, welche auch immer die Zahl der diese bildenden
Formen ist. Die Konstruktion der Linie ist daher leicht und wirtschaftlich
und praktisch ohne Begrenzung der Zahl der darin enthaltenen Formen.
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Jene Kräfte, werden nach der Erfindung
lotrecht zu der Schliessrichtung der Form kompensiert, und zwar
durch einen Mittel enthaltenden äusseren Rahmen,
welche in der Lage sind, von aussen her auf die Form Moment für Moment
einen Druck auszuüben,
der ähnlich
dem ist, welcher der Schlicker auf diese von innen her ausübt, so dass
Moment für
Moment jede Verformung derselben verhindert wird.
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Der durch die genannten Mittel ausgeübte Druck
kann vorteilhafterweise gesteuert werden, oberhalb oder unterhalb
des Giessdruckes, um kleine Verformungen von gewünschtem Umfang zu erlauben,
die sich beim Formen des Teils oder beim Entfernen desselben aus
der Form als vorteilhaft erweisen.
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Die genannten Mittel, in der Lage,
einen Druck auf die äussere
seitliche Oberfläche
der Form auszuüben,
bestehen aus wenigstens einem Element, welches wenigstens jene seitliche
Oberfläche des
Blockes umgibt, die der Formvertiefung entspricht, und das durch
ein geeignetes Fluid aufgeblasen werden kann.
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Die speziellen Eigenschaften der
Erfindung sind in den Ansprüchen
festgelegt.
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Die Erfindung wird besser verständlich durch die
nachfolgende Beschreibung einer vorgezogenen Ausführung, und
zwar unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen.
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1 ist
eine Seitenansicht der Erfindung teilweise im Schnitt;
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2 ist
ein Schnitt nach der Ebene II-II aus der Abbil dung 1;
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3 ist
ein Schnitt durch eine Variante der Erfindung nach einer Ebene parallel
zu der Ebene II-II.
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Die 1 und 2 zeigen die Vorrichtung 1, enthaltend
zwei Endstücke 2 und 3,
von welchen jedes in einer oberen mittleren Position einen Flansch 4 für den Anschluss
an einen Träger 5 hat,
der einen I-förmigen
Querschnitt aufweist.
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Die beiden Endstücke 2 und 3 sind
durch vier identische parallele Stangen 6 miteinander verbunden,
die an den Ecken eines Viereckes angeordnet sind, wie in 2 gezeigt ist.
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Der Träger 5 ist zum Tragen
der Böcke 100 bestimmt,
jeder bestehend aus dem Matrizenteil 101 der Form, an dessen
Rückseite
durch übliche
Flansche 7 das Stempelteil 102 der angrenzenden
Form befestigt ist.
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Im Detail gesehen ist jeder Block 100 durch den
Träger 5 über einen
Schlitten 8 gehalten, welcher mit Hilfe von Rädern 9 an
dem Träger 5 aufgehängt ist,
welche ihm das Verschieben in Richtung der Längsachse des Trägers 5 erlauben.
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Jeder Schlitten 8 enthält eine
obere Platte 80, an welcher die Räder 9 befestigt ist,
und die unten einen rechteckigen Rahmen 81 trägt.
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Der Zweck des Rahmens 81 ist,
den Matrizenteil 101 des Blockes 100 aufzunehmen,
wobei ein aufblasbares Element 12 zwischen der äusseren Wand
des Matrizenteils 101 und der inneren Wand des Rahmens 81 eingesetzt
wird. Das aufblasbare Element 12 wird aus einem üblichen
und hier nicht gezeigten System mit einem flüssigen oder gasförmigen Fluid
gespeist, welches den Druck des Fluids in dem Element 12 Moment
für Moment
gleich dem Druck hält,
der durch den Schlicker im Inneren der Vertiefung ausgeübt wird,
welche gebildet wird, wenn die beiden Blöcke 100 in Kontakt
miteinander gebracht sind und ineinander dringen.
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Das Endstück 2 trägt ein zu
den aufgehängten
Blöcken 100 ausgerichtetes
Stempelteil 102 der Form, während das Endstück 3 eine
Zylinder-Kolben-Einheit 13 trägt, angeschlossen an einen
verschiebbaren Druckkopf 130, der ein Matrizenteil 101 der
Form trägt
und dazu bestimmt ist, die Blöcke 100 im
Kontakt miteinander und mit dem genannten Stempelteil 102 zu
halten.
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3 zeigt
eine Variante der Erfindung, welche sich von der vorgenannten in
Bezug auf die Form des Rahmens unterscheidet, der in 3 mit der Bezugnummer 810 bezeichnet
ist und den Matrizenteil 101 des Blockes 100 umgibt.
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In diesem Falle ist der Rahmen 810 kreisförmig statt
rechteckig. Dies macht es möglich,
dass der Rahmen mit einer sehr geringen Dicke hergestellt wird,
vorzugsweise zwischen 4 und 50 mm, da der Rahmen nur die Zugbelastungen
aushalten muss und nicht die Biegebelastungen.
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Die Erfindung arbeitet wie folgt.
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Bezugnehmend auf die 1 bewegt der Bediener den ersten Schlitten 8 auf
der linken Seite gegen das Stempelteil 102, das an dem
Endstück 2 befestigt
ist, so dass dieses in das Matrizenteil 101 des Blockes
eingesetzt wird. Der Bediener fährt
auf die gleiche Weise mit allen verbleibenden Blöcken fort und betätigt schliesslich
die Zylinder-Kolben-Einheit 13,
so dass der bewegliche Kopf 130 axial alle Blöcke 100 gegeneinander
und gegen das Endstück 2 blockiert.
Nachdem somit die Formen geschlossen sind, spritzt er den unter
Druck stehenden Schlicker in die verschiedenen Formen und bläst die Elemente 12 bis
auf einen Druck auf, der dem Druck des Schlickers im Inneren der
Formen entspricht. Auf diese Weise werden die auf den Giessdruck
in den Richtungen parallel zu der Schliessebene der Form zurückzuführenden
Kräfte
annulliert.
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Es muss bemerkt werden, dass bei
einigen Artikeln der in das Innere des aufblasbaren Elementes eingegebene
Druck von dem augenblicklichen Druck des Schlickers unterschiedlich
sein kann, um in die Form gesteuerte Verformungen einzugeben, welche,
indem sie bei Nachlassen des Druckes verschwinden, das Entfernen
des Artikels aus der Form erleichtern.
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Nach Beendigung des Formvorgangs
werden alle vorgenannten Arbeiten in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt, um
es den Teilen zu ermöglichen,
aus den Formen entfernt zu werden.
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Aus der Beschreibung geht deutlich
hervor, dass die Rahmen 81 und 810 nicht so sehr
für die Steifheit
ausgelegt werden, sondern, sondern um dem durch die aufblasbaren
Elemente 12 ausgeübten
Druck zu widerstehen. Dies bedeutet, dass für die gleiche Leistung viel
leichtere Rahmen hergestellt werden können.
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Die Erfindung kann ebenfalls nutzbringend angewandt
werden, wenn jeweils nur ein einziger Sanitärartikel hergestellt werden
soll.
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In diesem Falle werden die Blöcke 100 vermieden
und der Druckkopf 130 trägt an ihm selbst befestigt
das Formteil 101, welches beim Aufnehmen des starr mit
dem Endstück 2 verbundenen
Formteils 102 die einzige Formvertiefung bildet.
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In diesem letzteren Falle könnte es
vorteilhaft sein, die Vorrichtung in einer vertikalen Position anzuordnen,
und zwar mit dem beweglichen Kopf 130 oben positioniert,
wobei der Rest unverändert bleibt.
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Schliesslich könnten anstelle eines einzigen Rahmens 81 oder 810 mehrere,
Seite an Seite angeordnete Rahmen verwendet werden.