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Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei und in
Bezug auf eine Formgebungsvorrichtung und insbesondere, jedoch
nicht ausschließlich, auf eine Formgebungsvorrichtung zur
Verwendung beim Schlickerguß keramischer Gegenstände unter
Anwendung von Druck.
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Beim Schlickerguß unter Anwendung von Druck wird eine Form
mit Schlicker gefüllt, und es wird Druck auf den Schlicker
ausgeübt. Gießen unter Anwendung von Druck ermöglicht eine
Anzahl vorteilhafter Eigenschaften bezüglich des
herkömmlichen Schlickergusses. Allerdings muß beim Gießen unter
Anwendung von Druck besonders auf das Zusammenspannen der Teile
der Form geachtet werden. Das zur Zeit übliche Verfahren zum
Zusammenspannen von Druckgußformen verwendet hydraulische
Stößel. Dieses Verfahren erfordert sehr teure Maschinen, und
bei hohen Gießdrucken erfordert es auch sehr starre und daher
teure Halterahmen für die Form. Zwar wurden Versuche
unternommen, mehrteilige Formen zu verwenden, doch ist das
Schließen von Formen mittels hydraulischer Stößel kommerziell immer
noch auf zweiteilige Formen beschränkt. Solche Formen können
verwendet werden, um Waschbecken oder einfache Formen von
Geschirr zu bilden. Selbst für kleine Formen ist das
Zusammenspannen mehrteiliger Formen mittels hydraulischer Stößel
untragbar teuer und/oder zu umständlich, um verwendet zu
werden.
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Die GB 2 196 288 offenbart eine Druck-Schlickergußanlage, bei
der sich die Formteile innerhalb einer dem Druck
widerstehenden Kammer befinden. Während des Gießens wird innerhalb und
außerhalb der Formteile ein erhöhter Druck zugeführt. Eine
Vielzahl aufblasbarer Blasen sind vorgesehen, um die
Formteile richtig zu positionieren. Angesichts des erhöhten
Drucks innerhalb des Behälters sind die Blasen nur
erforderlich, um vielmehr die Rolle des Positionierens zu übernehmen
als die Rolle des Zusammenspannens, um dem erhöhten Druck
innerhalb der Form zu widerstehen.
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Die US 4 259 297 offenbart eine druckfreie Gießanlage, bei
der ein aufblasbares Glied an der inneren Seite eines Rahmens
vorgesehen ist, der sich öffnen läßt.
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Unter dem Begriff "aufblasbar" soll, wenn er im weiteren
Verlauf dieser Beschreibung verwendet wird, ein geschlossenes
biegsames Element verstanden werden, das mit flüssigem oder
gasförmigem Fluid gefüllt und somit ausgedehnt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine Formgebungsvorrichtung für den
Schlickerguß unter Anwendung von Druck vorgesehen, mit einem
starren Halteglied und einer Mehrzahl von zusammenwirkenden
Formstücken zur Bildung einer geschlossenen Form mit Mitteln
zum Füllen der Form mit Fluid, wobei die Formstücke zwischen
entgegengesetzten Teilen des Halteglieds angeordnet werden
können, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein
aufblasbares Glied enthält, das zwischen mindestens einem der
Formstücke und dem Halteglied angeordnet werden kann, um
mindestens eine Seite der Formstücke im wesentlichen zu
bedekken, wobei eine entgegengesetzte Seite im wesentlichen
vollständig über sie hinweg entweder durch das gleiche oder ein
weiteres aufblasbares Glied oder das Halteglied gehalten
wird, wobei das aufblasbare Glied zum Zusammenspannen der
Formstücke mit Fluid gefüllt werden kann.
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Das Halteglied ist vorzugsweise so geformt, daß es mindestens
zum Teil die Formstücke umgibt. Das Halteglied kann
insbesondere die Formstücke umschließen.
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Das Halteglied kann Endbereiche enthalten. Es können
entsprechende aufblasbare Glieder für jeden Endbereich vorgesehen
sein.
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Die Vorrichtung kann Mittel zum Schrägstellen der Formstücke
enthalten.
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Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß Formstücke
zwischen den entgegengesetzten Teilen des Halteglieds
positioniert werden können.
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Eines oder mehrere der entgegengesetzten Teile kann selektiv
bewegbar sein, um eine Bewegung der Formstücke zwischen die
entgegengesetzten Teile zu ermöglichen. Das eine oder die
mehreren entgegengesetzten Teile können schwenkbar beweglich
sein.
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Das Halteglied kann einen bewegbaren Basishalter enthalten,
auf dem die Formstücke angeordnet werden können. Eine
Laufbahn kann vorgesehen werden, entlang der der Basishalter
bewegbar ist. Eine Mehrzahl von Basishaltern können vorgesehen
werden, so daß es möglich ist, Formstücke auf einen von ihnen
zu stellen, während in auf einem anderen von ihnen
angeordneten Formstücken ein Formvorgang stattfindet. Die Laufbahn
kann sich von entgegengesetzten Seiten des Halteglieds aus
erstrecken, so daß Basishalter von entgegengesetzten Seiten
her abwechselnd einen Teil des Haltegliedes bilden können.
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Der Basishalter kann eine Anordnung von federnden Radmitteln
enthalten, die so konstruiert ist, daß die Anordnung, wenn
eine vorbestimmte Kraft nach unten hin auf sie ausgeübt wird,
so nachgibt, daß dadurch nicht die gesamte Kraft aufgenommen
wird.
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Das aufblasbare Glied kann so geformt sein, daß es die
Innenseite des Haltegliedes im wesentlichen auskleidet.
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Das Halteglied kann einen offenen Rahmen mit dem aufblasbaren
Glied enthalten, das gegen eine am Rahmen vorgesehene
Anlagefläche abstützbar ist.
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Eine Mehrzahl aufblasbarer Glieder können vorgesehen sein.
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Als Alternative kann das Halteglied zylindrisch sein, und das
aufblasbare Glied kann eine zylindrische Hülle aufweisen.
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In einer weiteren Alternative kann das aufblasbare Glied ein
längliches Glied enthalten, das um die Formstücke oder um die
Innenseite des Haltegliedes gewickelt sein kann.
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Die Formstücke bestehen vorzugsweise aus einem porösen
Kunststoffmaterial und vorzugsweise aus Polymethylmethacrylat.
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Es werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
lediglich als Beispiel anhand der begleitenden Zeichnung
beschrieben, wobei:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Querschnitt eines
ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
beim Gebrauch ist;
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Fig. 2 eine ähnliche Ansicht eines zweiten
Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 3 eine Ansicht eines Endes eines weiteren
Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung ist;
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Fig. 4 eine Ansicht entlang der Linie X - X in Fig. 3 ist;
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Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Endes einer zur Fig. 3
ähnlichen Vorrichtung ist, wobei jedoch ein
komplizierterer Gegenstand geformt wird; und
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Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie Y - Y in Fig. 5 ist.
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Fig. 1 zeigt eine Formgebungsvorrichtung 10 für die
Verwendung beim Schlickerguß keramischer Gegenstände unter
Anwendung von Druck. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine zweiteilige
zylindrische Form 12, die einen inneren Gußhohlraum 10
bestimmt. Die Form 12 besteht z. B. aus einem porösen
Kunststoffmateriel wie Polymethylmethacrylat.
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Einlaßrohre 16A und 16B erstrecken sich durch die Form 12 in
den Hohlraum 14, um Schlicker, Luft und Druck in ihn
eintreten zu lassen. Ein Netz aus Rohren (nicht gezeigt) erstreckt
sich durch jedes der Formstücke 12, die mit sich von den
Formstücken 12 erstreckenden Rohren 18 verbunden sind, um
eine Verbindung zur Druckluft herzustellen, um einen
gegossenen Gegenstand aus der Form 12 freizugeben.
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Die Form 12 ist koaxial in einem Stahlzylinder 20 mit einem
Spiel von etwa 2 cm angeordnet. Der Zylinder 20 kann
Innendrücke von etwa 2 x 10&sup6; Pa (300 psi) aushalten. Ein
aufblasbarer Gummisack 22 ist um die Innenseite des Zylinders 20
herum vorgesehen. Ein Rohr 24 mündet in den Sack 22, um ihm
mit Druck beaufschlagtes Fluid zuzuführen. Der Sack 22 wird
an dem Zylinder 20 durch Halteringe 26 gehalten.
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Im Betrieb werden die beiden Teile der Form 12
zusammengeschnürt und innerhalb des Zylinders 20 angeordnet. Mit Druck
beaufschlagtes Fluid, das Luft oder Wasser sein kann, wird
dann in den Sack 22 gepumpt, um die Formstücke 12 innerhalb
des Zylinders 20 zusammenzuspannen. Die Form 12 wird dann mit
Gußschlicker durch das Rohr 16A gefüllt, und es wird Druck
daran angelegt. Nach einem erforderlichen Zeitintervall wird
der Schlickerdruck durch das Rohr 16A aufgehoben, und Luft
wird durch das Rohr 16B geblasen, während der Schlicker
abläuft, und über eine weitere Zeit hinweg, um den Guß zu
verfestigen. Der Sack 22 wird dann entleert, damit die Form 12
aus dem Zylinder 20 zur Entnahme entfernt werden kann.
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Der Guß wird entnommen, indem man die Rohre 18 mit einer
Luftzufuhr verbindet. Luft wird einer Hälfte der Form
zeitgleich zugeführt, wenn die Form geteilt wird. Dies bewirkt,
daß ein dünner Film aus Wasser an der Grenzfläche Form - Guß
gebildet wird und fördert das Loslösen der ersten Formhälfte.
Der Guß wird dann von der zweiten Hälfte entfernt, indem man
der zweiten Formhälfte Luft zuführt.
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Bei Bedarf könnte eine weitere Form in den Zylinder 20
eingesetzt werden und das Verfahren wiederholt werden, während die
Entnahme mit der ursprünglichen Form 12 weitergeht. Der
Fluiddruck in dem Sack 20 ist vorzugsweise zumindest so groß,
wenn nicht größer, als der Schlicker-Fluiddruck in dem
Hohlraum 14. Falls nötig, kann der Zylinder 20 je nach Bedarf
während des Gießens oder Abfließens geschwenkt werden.
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Fig. 2 zeigt eine Formgebungsvorrichtung 30, die z. B. beim
Schlickerguß eines Kruges mit einem Fuß verwendet werden
kann. Eine ähnliche Anordnung könnte auch für ein WC
verwendet werden. In diesem Fall verwendet man eine vierteilige
Form 32 mit zwei Seitenabschnitten 34, einem oberen Abschnitt
36 und einem Basisabschnitt 38, die einen inneren
Formhohlraum 40 bestimmen. Wiederum ist ein Zylinder 20 mit einem
Sack 22 vorgesehen. In diesem Fall sind jedoch eine obere
Halteplatte 42 quer über dem Oberteil des Zylinders 20 mit
einem entsprechenden Sack 44 sowie eine Basis-Halteplatte 46
vorgesehen. Die obere Platte 42 und der Sack 44 könnten durch
eine biegsame Balgklammer oder andere Spannvorrichtungen
ersetzt werden. Es sind wiederum geeignete Schläuche und Rohre
vorgesehen, die sich in die Form 32 und in den Hohlraum 40
erstrecken.
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Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Formgebungsvorrichtung 50,
die beim Schlickerguß keramischer Gegenstände unter Anwendung
von Druck verwendet werden können. Im vorliegenden Fall wird
ein Waschbecken 52 gegossen.
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Die Vorrichtung 50 umfaßt einen starren und offenen
Metallrahmen 54, der einer beachtlichen Kraft standhalten kann. Der
Rahmen 54 weist eine im wesentlichen quadratische Basis 56
auf, von der sich Seitenwände 58 und Endwände 60 erstrecken.
Die Endwände 60 sind an den Seitenwänden 58 durch
Schwenkzapfen 62 schwenkbar gelagert, wodurch die Endwände geöffnet
werden können, um das Beladen der Vorrichtung zu ermöglichen.
Verriegelungszapfen 64 sind vorgesehen, um die Endwände 60 in
einer geschlossenen Stellung zu sichern.
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Die Basis 56 ist an einem am Boden anliegenden Halter 66
gelagert. Die Basis 56 ist an einer Seite des Halters 66
mittels eines Schwenklagers 68 und auf der anderen Seite mittels
eines Paares hydraulischer Stößel 70 gelagert. Eine Laufbahn
72 erstreckt sich durch den Rahmen 54 und über beide seiner
Enden hinaus. Die Laufbahn erstreckt sich unmittelbar über
die Basis 56. Einer oder mehrere Förderwägen 74 können auf
der Laufbahn 72 gelagert sein. Die Förderwägen 74 haben eine
flache Haltefläche 76, auf der Formen getragen werden können.
Eine Mehrzahl federnder Räder 78 sind auf der Unterseite des
Förderwagens 74 eingreifbar mit der Laufbahn 72 vorgesehen.
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Platten 80 sind an jeder Endwand 60 vorgesehen, und ein
Luftsack 82 ist über einer der Platten 80 vorgesehen. Zwei
horizontale Querglieder 84 erstrecken sich zwischen den
Oberteilen der Seitenwände 58.
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Im Betrieb wird eine mehrteilige Form, wie z. B. die
zweiteilige Form 86 aus Fig. 3 und 4, auf die Haltefläche 76 des
Förderwagens 74 gestellt, während der Förderwagen 74 an einem
Ende der Laufbahn 72 angeordnet ist. Eine jeweilige Endwand
60 wird geöffnet, der Förderwagen 74 wird in den Rahmen 54
hineingeschoben, und die jeweilige Endwand 60 wird
geschlossen. Der Luftsack 82 wird dann aufgeblasen, wobei die Teile
der Form 86 zusammengespannt werden. Der Schlickerguß unter
Anwendung von Druck kann dann stattfinden. Bei Bedarf können
die Stößel 70 betätigt werden, um den Rahmen 54 und somit den
Förderwagen 74 schräg zu stellen, um den erforderlichen
Winkel für die Form bereitzustellen und ein richtiges Abfließen
des Schlickers zu gewährleisten.
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Nach dem Gießen werden bei Bedarf die Stößel 70 abgesenkt,
und der Luftsack 82 wird entleert. Eine der beiden Endwände
60 wird dann geöffnet und der Förderwagen aus dem Rahmen 54
zur Entnahme herausbewegt. Die Bereitstellung der sich von
jedem Ende des Rahmens 54 erstreckenden Laufbahn 72 bedeutet,
daß es möglich wäre, zwei oder mehrere Förderwägen 74 zu
verwenden,
wobei Förderwägen 74 von abwechselnden Seiten
hereingebracht werden, wodurch eine Entleerung und Beladung der
Formen auf den Förderwägen 74 durchgeführt werden können,
während das Gießen stattfindet.
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Fig. 5 und 6 zeigen eine ähnliche Vorrichtung 96, die jedoch
mit einer komplizierteren mehrteiligen Form 88 verwendet
wird, die sich zur Herstellung eines WCs eignet. In diesem
Fall ist eine Platte 90 auf der Unterseite des Quergliedes 84
vorgesehen. Weitere Platten 92 sind auch an jeder der
Seitenwände 58 vorgesehen. Luftsäcke 94 sind jeweils für jede der
Platten 90, 92 vorgesehen. Das Gießen findet auf ähnliche
Weise statt, wobei die zusätzlichen Luftsäcke 94 die
verschiedenen Teile der Form 88 zusammenhalten.
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Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung 96 besteht darin, daß
die Räder 78 des Förderwagens 74 gefedert sind, so daß, wenn
eine vorbestimmte nach unten gerichtete Kraft z. B. durch den
gegen die Platte 90 anliegenden jeweiligen Luftsack 94
ausgeübt wird, die Räder 78 sich zusammenziehen. In einem
solchen Fall liegt die Unterseite des Förderwagens 74
unmittelbar an den nach oben stehenden Vorsprüngen 78 an, die an der
Basis 56 vorgesehen sind.
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Es wurde somit eine Formgebungsvorrichtung beschrieben, die
es ermöglicht, Formstücke während des Druckgießens fest
zusammenzuspannen. Die Vorrichtung ist relativ einfach
aufgebaut und kann somit kostengünstig und robust hergestellt
werden. Diese Vorrichtung eignet sich ohne weiteres zur
Verwendung mit Formen, die mehr als zwei Teile aufweisen. Die
Vorrichtung ermöglicht es, relativ große Gegenstände zu gießen,
und im Hinblick auf die erste Bauart der beschriebenen
Vorrichtung können Zylinder mit einem Durchmesser von etwa einem
Meter ohne weiteres verwendet werden. Die Kosten der
Bereitstellung eines Zylinders dieser Größe sind viel geringer als
die zum Bereitstellen der relativ großen Stößel, die
ansonsten benötigt werden.
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Die Vorrichtung eignet sich auch ohne weiteres für die
Automatisierung der verschiedenen Stufen. Die Verwendung der
beschriebenen Halteglieder befreit den oberen Teil und unteren
Teil der Form zum leichten Anlegen einer axialen
Festspannkraft, wodurch ermöglicht wird, weitere Formstücke zu
verwenden, wodurch es möglich wird, relativ komplizierte Formen zu
gießen. Ein einzelnes Halteglied könnte verwendet werden, um
viele unterschiedliche Formen zu gießen. Diese Anordnung
würde es ermöglichen, experimentelle mehrteilige Formsysteme
relativ günstig zu entwickeln. Diese Vorrichtung ist
komplementär zu den derzeitigen Druckguß-Batteriemaschinen.
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Verschiedene weitere Abwandlungen können durchgeführt werden,
ohne daß man den Schutzbereich der Erfindung gemäß den
beigefügten Ansprüchen verläßt. Während die beschriebenen
Beispiele sich mit relativ großen Gegenständen beschäftigen,
könnte z. B. eine ähnliche Vorrichtung verwendet werden, um
relativ kleine Gegenstände, wie z. B. Geschirr und
insbesondere Handgriffe herzustellen. Eine erfindungsgemäße
Vorrichtung könnte tatsächlich mit einem weiten Bereich keramischer
Produkte und insbesondere dem gesamten Bereich von
Sanitärartikeln verwendet werden. Anstelle aufblasbarer Säcke könnten
längliche aufblasbare Glieder verwendet werden, die entweder
um die Formen oder um das Innere der Halteglieder gewickelt
werden könnten. Die aufblasbaren Säcke oder Glieder können
mit Luft oder anderen Gasen oder Flüssigkeiten wie Wasser
aufgeblasen werden.
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Die Vorrichtung läßt sich mit Gipsformen sowie
Kunststofformen verwenden. Die Halteglieder können andere Formen als die
beschriebenen haben und könnten z. B. aus Stahlbeton
bestehen. Die Vorrichtung und insbesondere die Vorrichtung der in
Fig. 3 bis 6 gezeigten Bauart könnte gleichzeitig mit einer
Vielzahl von Formen verwendet werden, wobei die Formen
nebeneinander oder aufeinander gestapelt werden, wobei das
aufblasbare Glied oder die aufblasbaren Glieder die Formen
zusammenspannen und verschließen. Im Falle der Formen für WCs
kann eine Vielzahl durch einen einzigen Luftsack
zusammengestapelt
werden, wobei einzelne Luftsäcke für den Oberteil
jeder Form und/oder deren Seiten vorgesehen werden.