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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlickergießverfahren
mit Entfernung des Schlickers und insbesondere ein
Schlickergießverfahren mit Entfernung des Schlickers, das es ermöglicht,
die Formzeit wesentlich zu reduzieren.
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Bei Schlickergießverfahren mit Entfernung des Schlickers
beschickt man eine absorbierende Gußform, zum Beispiel aus
Gips, mit Schlicker (körniger Ton-Rohschlamm), läßt das im
Schlicker enthaltene Wasser in die Gußform sickern, wobei der
zurückbleibende, körnige Ton-Rohschlamm sich auf der
Innenfläche der Gußform ablagert, entfernt danach den
überschüssigen Schlicker, öffnet die Gußform nach Ablauf eines
vorgegebenen Zeitraums und entnimmt das abgelagerte Produkt.
Dieses Verfahren wird im allgemeinen zur Herstellung
verschiedener sanitärer Keramikprodukte und ähnlichem
verwendet.
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Die britische Patentschrift GB-A-1337492 beschreibt ein
Gießverfahren, bei dem man Warmluft durch das Gußstück
zirkulieren läßt, um es zu trocknen.
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Ein Problem der oben beschriebenen, herkömmlichen Verfahren
besteht darin, daß sich das im Ablagerungsprodukt enthaltene
Wasser erst nach einer erheblichen Zeit nach Entfernen des
überschüssigen Schlickers in die Gußform absetzt. Somit nimmt
jeder Formgang viel Zeit in Anspruch.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
Schlickergießverfahren mit Entfernung des Schlickers
bereitzustellen, das in der Lage ist, die Standzeit nach
Entfernen des überschüssigen Schlickers erheblich zu reduzieren
und dementsprechend auch die Formzeit zu verkürzen, wodurch
sich die Rate der Formungszyklen erhöht und die
Wirtschaftlichkeit der Produktion verbessert wird.
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Somit betrifft ein Aspekt der Erfindung ein
Schlickergießverfahren
mit Entfernung des schlickers, wobei man eine
wasserabsorbierende Gußform mit Schlicker beschickt, den
Schlicker darin unter Bildung eines Ablagerungsproduktes
absetzen läßt und überschüssigen, nicht abgelagerten Schlicker
aus der Form entleert, dadurch gekennzeichnet, daß in die
Gußform Dampf eingeführt wird, um das Ablagerungsprodukt zu
erhitzen. Nach dem Einführen des Dampfes in die Gußform und dem
dadurch erfolgenden Erhitzen des Ablagerungsproduktes wird die
Form vorzugsweise mit Luft oder einem anderen, im wesentlichen
trockenen Gas gespült. Danach kann die Form geöffnet und das
Gußstück entnommen werden.
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Durch Erhitzen des Ablagerungsproduktes nach Entfernen des
überschüssigen Schlickers wird die Viskosität des im
Ablagerungsprodukt enthaltenen Wassers herabgesetzt, wodurch
sich die Übergangsrate des Wassers vom Ablagerungsprodukt an
die Gußform erhöht. Dadurch kann die Form nach kürzerer Zeit
nach Entfernen des überschüssigen Schlickers geöffnet werden.
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Zwar kann die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Gußform
aus Gips sein, man kann jedoch auch eine Form aus porösem
Kunstharz mit wasserabsorbierenden Eigenschaften verwenden. Die
Gußform kann zur Herstellung verschiedener sanitärer
Keramikprodukte, wie Toiletten westlicher und japanischer Art
und Waschbecken, und anderer KeramikProdukte verwendet werden.
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Zum Beschicken der Form kann man herkömmliche Arten von
Schlicker verwenden.
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Bei der Herstellung eines Waschbeckens wird Schlicker
eingespritzt, 10 bis 80 Minuten, vorzugsweise 15 bis 60
Minuten, abgelagert und dann entfernt. Nach dem Entfernen des
Schlickers wird durch eine Öffnung (die vorher von
überschüssigem Schlicker bedeckt war) Dampf in die Gußform
eingeführt, um das Ablagerungsprodukt zu erhitzen.
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Aus den Ergebnissen der unten beschriebenen Versuche ist
ersichtlich, daß das im Ablagerungsprodukt enthaltene Wasser
schneller von der Gußform absorbiert wird, wenn die Zeit,
während der der Dampf eingeführt wird, erhöht wird. Wenn die
Absorption jedoch zu schnell erfolgt, können im fertigen
Gußstück Risse auftreten. Deshalb wird nach Einführung des
Dampfes in die Gußform dieser Zustand vorzugsweise etwa 30
Sekunden bis 3 Minuten, oder insbesondere 40 bis 100 Sekunden
aufrechterhalten, und anschließend wird Luft bei
Umgebungstemperatur in die Gußform eingeführt, um den Dampf zu
entfernen.
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Nach Einführung der Luft in die Gußform hält man diesen Zustand
etwa 10 bis 30 Minuten aufrecht, wodurch das im
Ablagerungsprodukt enthaltene Wasser von der Gußform absorbiert
wird. Nachdem dieser Zustand solange aufrechterhalten wurde,
bis das Ablagerungsprodukt eine vorbestimmte Festigkeit
erreicht, öffnet man die Gußform, um das Gußstück zu entnehmen.
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Das Gußstück kann dann durch Trocknen, Polieren und Brennen zu
einem Keramikprodukt verarbeitet werden.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand
von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben werden, wobei:
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Figur 1 ein Querschnitt durch die Gußform von Beispiel 1 ist;
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Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Gußform von Beispiel 1
ist;
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Figur 3 eine Unteransicht des Waschbeckens von Beispiel 2 ist;
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Figur 4 das Waschbecken von Beispiel 2 im Grundriß zeigt; und
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die Figuren 5, 6 und 7 die Versuchsergebnisse von Beispiel 3
graphisch darstellen.
Beispiel 1
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Eine Toilette nach westlichem Vorbild wurde mit dem
erfindungsgemäßen Schlickergießverfahren mit Entfernung des
Schlickers unter Verwendung einer Gußform 1 aus Gips, wie in
Fig. 1 gezeigt, hergestellt.
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Zunächst beschickte man die Gipsform mit Schlicker mit einer
Temperatur von 30ºC (Konzentration des als Ausgangsmaterial
verwendeten Tons 1250 g/l) und ließ ihn über einen Zeitraum von
100 Minuten sich ablagern. Dann wurde der überschüssige
Schlicker entfernt und Dampf mit einem Druck von 0,2 kg/cm² in
die Gipsform eingeführt, und dieser Zustand wurde 50 Sekunden
aufrechterhalten, um das Ablagerungsprodukt zu erhitzen. Dann
wurde Luft mit Umgebungstemperatur eingeführt und, nachdem
dieser Zustand 20 Minuten beibehalten worden war, wurde die
Gußform geöffnet. Man erhielt ein Gußstück in Form einer
Toilette nach westlichem Vorbild mit einer bestimmten
Gußfestigkeit.
Vergleichsbeispiel 1
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Ein Gußstück wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt, wobei
jedoch weder Dampf noch Luft in die Gußform eingeführt wurden,
nachdem man den überschüssigen Schlicker entfernt hatte. Nach
Entfernen des überschüssigen Schlickers mußte man jedoch das
Ablagerungsprodukt etwa 40 Minuten stehen lassen, damit das
Gußstück die zum Öffnen der Gußform erforderliche Festigkeit
aufwies.
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Aus dem Vergleich zwischen Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1
ist ersichtlich, daß die Standzeit (zur Absorbtion des Wassers)
nach Entfernen des überschüssigen Schlickers durch das
erfindungsgemäße Verfahren auf die Hälfte reduziert werden
kann.
Beispiele 2 und 3 sowie Vergleichsbeispiel 2
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Ein Handwaschbecken wurde mit einem Schlickergießverfahren mit
Entfernung des Schlickers unter Verwendung der Gipsform 2, wie
in Figur 2 gezeigt, hergestellt.
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Figur 2 zeigt eine Einlaßöffnung 3 für Luft und Dampf,
Schlickerablaßöffnungen 4, eine Gießöffnung 5 und
Temperaturmeßöffnungen A und B (Öffnungen zum Einsetzen von
Temperatursensoren).
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Der anfängliche Tongehalt des verwendeten Schlickers betrug
1250 g/l bei einer Temperatur von 34ºC.
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Die Gipsform 2 beschickte man mit Schlicker, den man während
der in Tabelle 1 angegebenen Zeiträume ablagern ließ und den
man dann entfernte. Anschließend wurde Dampf, in Beispiel 2
über einen Zeitraum von 12 Minuten und in Beispiel 3 6 Minuten,
mit einem Druck von 0.2 kg/cm² eingeführt. Dann wurde der Dampf
entfernt und Luft mit Umgebungstemperatur eingeführt und die
Gußform über einen Zeitraum von 35 Minuten in Beispiel 2 bzw.
40 Minuten in Beispiel 3 in diesem Zustand belassen. Danach
entfernte man die Gußstücke aus den Gußformen.
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In Vergleichsbeispiel 2 wurde nach Entfernen des überschüssigen
Schlickers Luft mit Umgebungstemperatur in die Gipsform 2
eingeführt, die 35 Minuten in diesem Zustand verblieb. Danach
wurde das Gußstück aus der Form entfernt.
Tabelle 1
Ablagerungszeit
Dampfeinführungszeit
Standzeit nach Lufteinführung
Beispiel
Vergleichsbeispiel
40 Minuten
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Die relative Härte der so hergestellten Gußstücke wurde an den
Stellen a bis l, wie in den Abbildungen 3 (Unteransicht eines
Waschbeckens 6) und 4 (Aufsicht) dargestellt, mit einer
Gummihärtelehre gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
dargestellt. Von den Positionen a bis l betreffen k und l
Positionen an der Innenfläche einer Seite (Seitenwand) des
Waschbeckens, und j betrifft eine Stelle an der Rückseite der
Überlauföffnung 7.
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Tabelle 2 zeigt das Gewicht des Ablagerungsproduktes (Gußstück)
und die darin enthaltene Wassermenge.
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Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß durch das erfindungsgemäße
Verfahren gegenüber den Vergleichsbeispielen die im Gußstück
enthaltene Wassermenge verringert und dessen Härte erheblich
verbessert wird.
Tabelle 2
Gegenstand
Beispiel
Vergleichsbeispiel
Ergebnis der Härtemessung
Gewicht der Ablagerung (kg)
Wassergehalt (%)
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In Beispiel 3 wurde die zeitliche Temperaturänderung in der
Gußform 2 nach Einführung des Dampfes gemessen. Die Ergebnisse
zeigt Tabelle 5. Man sieht, daß die Temperatur in der Gußform
durch die Einführung des Dampfes erhöht ist.
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In Beispiel 3 variierte die Dauer der Einführung des Dampfes
während des Gießvorgangs zwischen 0 und 12 Minuten, und man
bestimmte sowohl die Härte des resultierenden Gußstücks als
auch die darin enthaltene Wassermenge. Die Ergebnisse sind in
den Figuren 6 und 7 dargestellt.
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Aus den Figuren 6 und 7 ist ersichtlich, daß durch Erhöhung der
Dampfeinwirkungsdauer die Härte des Gußstücks zunimmt, während
sich die darin enthaltene Wassermenge verringert.
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Aus den vorhergehenden Beispielen ergibt sich, daß die nach
Entfernen des überschüssigen Schlickers erforderliche Standzeit
durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich verringert
werden kann. Es ist also mögliche die Dauer der Gußzeit zu
verkürzen und die Anzahl der mit der Gußform ausgeführten
Arbeitsgänge innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu erhöhen,
wodurch die Wirtschaftlichkeit der Produktion verbessert wird.