DE8307691U1 - Einrichtung zur herstellung von formlingen - Google Patents
Einrichtung zur herstellung von formlingenInfo
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- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
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Description
• M ·
Einrichtung zur Herstellung von Formungen
Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur serienmässigen Verarbeitung eines anorganischen und/oder or-
C gemischen Materiales, das einen Flüssigkeitsanteil zwischen
3 und 90 Gew.-% enthält, zu einem Formling mittels Kernguss und/oder Hohlguss, wobei das Mater'ial in einen
zwischen mindestens zwei porösen Formkörpern befindlichen Hohlraum eingebracht und im Kontakt mit den angrenzenden Formkörper
η entfeuchtet wird.
Es ist. dem Fachmann bekannt, dass Formlinge aus flüssigen oder pastösen Massen, deren Feuchtigkeitsgehalt
zwischen 3 und 90 Gew.-% liegen kann, in porösen Formen durch Feuchtigkeitsentzug hergestellt werden können. Ein
besonderes Anwendungsgebiet dieser Technik liegt in der C Massenfertigung von Geschirr und Sanitärkeramik, doch soll
die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens keinesfalls
auf dieses Gebiet beschränkt werden. Alle möglichen anorganischen und/oder organischen Ausgangsmaterialien, die mit
oder ohne Druckanwendung zum Flies sen gebracht werden können
und mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit verarbeitbar sind, fallen durchaus in den Anwendungsbereich der Erfindung.
30Das Kornspektr-um der festen Grundsubstanz kann dabei zwischen
0,5 ρ und 5 mm schwanken. Neben der im vorliegenden
Zusammenhang bevorzugt beschriebenen Herstellung von Keramikteilen
sei als Beispiel auf die Verarbeitung von Asbest-schlicker, d.h. einer unter Zugabe von Zement erstellten
Asbestsuspension, verwiesen.
Die bei der Herstellung von Geschirr und Sanitärkeramik üblicherweise verwendeten Gipsformen haben bekanntlich
den Nachteil, dass sie einerseits nur für eine begrenzte Anzahl von Abgüssen verwendbar sind, während andererseits
der Piltrationsvorgang, d.h. die Verfestigung des Scherbens durch Wasserentzug, einen grossen Zeit- und
damit auch Kostenaufwand erfordert. Man rechnet heute allgemein damit, dass die Bildung eines Scherbens von 10 bis
11 mm Dicke etwa 1 IM Stunden benötigt und dass sich erst
nach einer weiteren Stunde der Scherben durch die Schwindung von der Gipsform löst. Bei Verwendung der üblichen
Gipsformen kann der nächste Abguss somit erst nach einem zeit- und energieaufwendigen Trocknungs- bzw. Entwässerungsvorgang
erfolgen. Derartige Wartezeiten sind in der Massenfertigung selbstverständlich ein beträchtliches
Hindernis (vergl. Handbuch der Keramik, Verlag Schmid
GmbH, 1970, Seite 9).
Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist man seit.
einiger- Zeit bestrebt, den Gips durch ein haltbareres Material zu ersetzen, das möglichst, neben der höheren Lebensdauer
auch eine glatte Oberfläche und gleichmässige Porenstruktur im Mikrobereich haben sollte. Es sind Versuche
mit verschiedenen porösen Materialien, wie Sintermetall und Kunststoffen, gemacht worden, doch zeigte sich
hierbei, dass der blosse Ersatz des Formenmaterials das Problem nicht in zufriedenstellendem Masse zu lösen vermochte.
Eines der bisher noch ungelöst gebliebenen Proble me besteht beispielsweise darin, die innerhalb der porösen
Form während des gesamten Herstellungsprozesses notwendigerweise schwankende Feuchtigkeitsverteilung so gezielt zu
steuern, dass nicht nur dem eingebrachten Schlicker möglichst gleichmässig und rasch das Wasser entzogen wird",
sondern dass die Form im Grenzbereich des Scherbens noch genügend Wasser zum problemlosen Ablösen des Scherbens bewahrt
und dieses "Ablösewasser" im Ablösemoment nicht im porösen Formmaterial verbleibt, sondern in den genannten
Grenzbereich austritt und damit ein ideales Ablösepolster bildet. Von Bedeutung ist hierbei, dass das genannte Ablösewasser
nicht nur in Form eines dünnen Feuchtigkeitsfilmes vorhanden ist, sondern dass ein reichliches all-
seits gleichmässiges Wasserpolster zur Verfugung steht.
Besonders wichtig ist hierbei die Tatsache, dass ein solches Ablösepolster frei von Lufteinschlüssen -sein
muss, da bei Zerstörung des gleichmässigen Ablösepolsters durch grössere Lufteinschlüsse ein örtlich begrenztes Verkleben
zwischen Scherben und Formenoberfläche eintritt, was zur Beschädigung des feuchten Scherbens führen muss.
Da der innerhalb der Form verfestigte Scherben trotz seines noch hohen Feuchtigkeitsgehaltes beim Oeffnen
der Form bzw. Ablösen des Formlings eine gewisse Tendenz zur Rissbildung zeigt, kommt ferner dem Oeffnungsvorgang
bzw. der sorgfältigen Vorbereitung einer exakten Ablösung grösste Bedeutung zu. An der Kompliziertheit und
Vielschichtigkeit dieses Ablöseproblems sind die bisher mit porösen Kunststofformen durchgeführten Versuche gescheitert.
Besondere Probleme stellen sich beim sogenannten Hohlguss, der beispielsweise bei der Herstellung von Sani-
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tärkeramik, aber auch bei bestimmten Geschirrformen praktisch
unvermeidbar ist. Dabei entstehen innerhalb des Scherbens, z.B. beim Giessen eines Keramik-Waschtisches,
durch Wasserentzug Hohlräume, in welchen die Erzielung sta"-biler
Wandungen und das Vermeiden des Nachlaufens von flüssigem, an den Wandungen haftenden Schliekers, besonders
heikel sind.
Schliesslich besteht ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Hohlgussverfahrens darin, dass der Rest- oder
J Hohlgussschlicker nach dem Verlassen der Form· kontrolliert,
gereinigt und neu aufbereitet werden muss, was zusätzliche Leitungen, Apparaturen, Transportmittel und
damit vermehrte Kosten bedingt.
15
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine Einrichtung zur serienmässigen Herstellung von
Formungen, insbesondere von Geschirr und Sanitärkeramik, vorzuschlagen, das die vorerwähnten Nachteile zu beheben
gestattet. Dieser Anmeldung liegt demgemäss insbesondere die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung poröser Kunststoffformen die im
s-\ Verlaufe des Herstellungsprozesses innerhalb der Formen
schwankende Flüssigkeitsverteilung gezielt und in Abhängigkeit von der jeweiligen Produktionsphase so zu steuern,
dass sich nicht nur eine erhebliche Verkürzung des Filtrationsvorganges, sondern auch eine optimale Ablösung des
Scherbens ergibt. Gleichzeitig wird eine Verfestigung des feuchten Scherbens angestrebt, während sich gewissermassen
als Sekundäreffekt die Wiederverwendbarkeit des Bück- oder Hohlgussschlickers ohne jegliche Kontrolle und
Reinigung ergibt. Ferner- sollen die Formlinge den im Betrieb gestellten Festigkeitsanforderungen gewachsen sein.
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Diese Aufgabe wird durch die im unabhängigen Schutzanspruch definierte Merlanalskombination gelöst. Bevorzugte
Ausfuhrungsformen ergeben sieh aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der anmeldungsgemässen Einrichtung
beschrieben.
Fig. 1 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung C einer Einrichtung zur Herstellung von Sanitärkeramik,
beispielsweise eines Keramik-Waschtisches,
Fig. 2 ist eine vereinfachte Perspektivdarstel-1^
lung einer zur Halterung der Formkörper und zur Su- bzw.
Abführung von Gas und Feuchtigkeit dienenden Platte,
Fig. 3 zeigt anhand einer Schnittdarstellung
einen vergrösserten Ausschnitt aus einer Form,
20
Fig. H bis 6 veranschaulichen anhand von Schnittdarstellungen
verschiedene Phasen der Herstellung.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung des Entlastungs- bzw. Ablösevorganges von grösstenteils aus
Hohlguss bestehenden Formungen dient,
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines
armierten Formkörp&rs und
30
30
Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung des gleichen Formkörpers.
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Geinäss Fig. 1 weist die Einrichtung zwei einander
gegenüberliegende Formkörper la und Ib auf, die aus einem porösen Kunststoff bestehen und an ihren einander
zugewandten Flächen so geformt sind, dass sie im zrusammengefahrenen
Zustand (vergl- Fig. 4) eine zur Aufnahme des Schlickers und Bildung des Keramikscherbens dienenden
Hohlraumform F umgrenzen. Beide Formkörper la/lb sind mit
parallelen Bohrungen 2 versehen, die von der hinteren Stirnfläche jedes Formkörpers nach innen ragen und kurz
vor den vorderen Stirnflächen Sa/Sb enden. Es handelt ( ' sich somit um Sacklochbohrungen, die in jedem Formkörper
durch ein gemeinsames Netz von Kanälen 3a, 3t» gespeist
werden können. Die Kanäle 3a/3b sind in die. Oberfläche von Anpressplatten 1IaZ1Ib eingearbeitet, die mit einem Zu- und -'
Ablaufkanal 5a/5b versehen sind.
Die vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Aluminium gefertigten Anpressplatten 1IaZ1It weisen auf ihren
den Formkörpern zugewandten Stirnflächen einen Raster von Kanälen 3a/3b (vergl. Fig. 2) auf und sind mittels Schrauben
6 an den Formkörpern befestigt. Durch eine nicht dar- r gestellte Antriebsvorrichtung, beispielsweise einen entsprechenden
hydraulischen Energiespeicher, können die beiden Anpressplatten 1IaZ1Ib zwecks Schliessens der Form gegeneinander
bewegt und zum abschliessenden Abdichten der zwischen den Formkörpern bestehenden Grenzfläche unter
Druck gehalten werden. Zur Kraftübertragung dienen beispielsweise
Kolbenstangen 7, die mit Stirnflanschen 8 auf den jeweiligen Anpressplatten 1IaZ1Ib aufliegen.
30
Zu Beginn der Herstellung ist: die zweiteilige Form gemäss Fig. 1 offen. Beide Formkörper laZlb
sind über die Kanalnetze 3aZ3b an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Der sich über das Rastersystem der Anpress-
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platte (Fig. 2) auf -die Kanäle 3a/3b fortsetzende Unterdruck
übt dank der Porosität der Formkörper eine saugende ■' Wirkung aus, die sich praktisch bis in die Stirnflächen
Sa/Sb erstreckt. Dadurch ergibt sich eine sorgfältige und über den Unterdruck gezielt, steuerbare Entwässerung der
freien Oberflächen der Formkörper.
Sobald die beiden Formkörper in Pfeilrichtung
(Fig. 1) zusammengefahren werden und deren Dichtflächen D , 10 aufeinander zu liegen kommen, fällt der angelegte Unterdruck
ab und es öffnet sich ein Entlüftungsventil, das .? das gesamte Kanalsystem der Formkörper entlüftet. An-
j schliessend wird über das hydraulische Druckhaltesystem
und die Kolbenstangen 7 ein Zuhaltedruck angelegt, der über dem Innenoberflächendruck des Giesslings liegt.
Nun ist die Form sur Aufnahme des Schlickers bereit.
Der Schlicker, welcher das vorbereitete Ausgangsmaterial des Herstellungsverfahrens bildet, kann aus einem
anorganischen und/oder organischen Material mit einem Flüssigkeitsanteil zwischen 3 und 90 Gew.-% bestehen.
f\ Das Kornspektrum der festen Grundsubstanz kann innerhalb
weiter Grenzen, d.h. zwischen 0,5 μ und 5 mm liegen.
in der ersten Phase der Formfüllung wird der
Sr Giessschlicker zwecks Vermeidung von Turbulenz unter geringem Druck, d.h. bei etwa 0,1 bis 3 bar, eingefüllt.
Die einströmende Schlickermasse verdrängt dabei die Volumenluft des Giesslings, die durch eine entsprechend angeordnete
Oeffnung (Hohlgussöffnung) entweicht. Auch ein geringer Wasseranteil, sei es Restwasser vom vorangegangenen Herstellungsvorgang
oder vom neu eingefüllten Schlicker abgeschiedenes Wasser, kann bereits in dieser Anfangsphase durch die
Poren der Formkörper und das noch drucklose Kanalsystem entweichen.
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Nachdem die in Fig- 1J mit F bezeichnete Hohlform
mit Schlicker gefüllt ist, wird an den Schlicker ein
Ueberdruck von etwa 10 bis 50 bar angelegt, wobei sich
der Giessling in der Form unter Wasserentzug verfestigt. :
Unter dem angelegten Ueberdruck beschleunigt sich die Wasseraufnahme seitens der Formkörper beträchtlich, so
dass innerhalb weniger Minuten ungefäiür 50 % oder mehr des in Schlicken
enthaltenen Wassers entweichen. Dieses unter Druck aus dem Schlicker austretende Wasser, das sogenannte Filtrationswasser,
wird nun nicht durch die Formkörper hindurch nach aussen gedrückt, sondern bleibt zum Grossteil in den
Kapillaren der Formkörper unmittelbar hinter der dem Giessling zugewandten Formkörperfläche. Da das Filtrationswasser
die in den Kapillaren der Formkörper ent- -* haltene Luft verdrängt und dieselbe ungehindert nach
aussen entweichen kann, bildet sich in dem dem Giessling benachbarten Grenzbereich der Formkörper ein
luftfreies Wasserpolster, das für die spätere Ablösung
des Giesslings von grosser Bedeutung ist. 20
Die Druckbeaufschlagung des in der Form befindlichen Geschirrschlickers erfolgt hydraulisch, beispielsweise
mit Hilfe von Membranen. Wie Fig. 1J zeigt, münden
in die Hohlform F zwei Kanäle 9 und 10, welche mit Ab-
Sperrventilen 11 und 12 versehen sind. Beim Einfüllen
und anschliessenden Unterdrucksetzen des Schlickers wird das Einfüllventil 12 geöffnet, das Entleerungsventil 11 hingegen
ist geschlossen. Die im Hohlraum 5 enthaltene Luft
. entweicht durch die poröse Form und das Kanalsystem. In 30
dieser Phase des Wasserentzuges und der Verfestigung unter Druck sind die Kanäle 3a, 3b, 5a, 5b offen.
Solange der Giessschlicker zwecks Wasserentzugs und Verfestigung unter Druck gehalten wird, sind die Kanä-
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le 3a/3b/5a/5b somit entlüftet. Je nach der Zusammensetzung
und Viskosität des Schlickers sowie in Abhängig- ' i'·
te keit vom Material der porösen Formkörper kann es aber auch zweckmässig sein3 während dieser Phase über die Zuleitungskanal
5a/5b einen pneumatischen oder hydraulischen Gegendruck anzulegen, um die Feuchtigkeitsaufnahme
und -verteilung innerhalb der Formkörper gezielt zu steuern. Dieser von aussen angelegte Gegendruck kann unter
anderem die Aufgabe haben, das vom Schlicker in die Formkörper eingedrungene Wasser innerhalb der Formkörper zu i
ν halten, damit es beim abschliessenden Ablösevorgang A
noch zur Verfügung steht. §
Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann jedoch die Ausbildung des für einen problemlosen
Ablösevorgang unbedingt erforderlichen gleichmässigen, nicht (z.B. durch grössere Lufteinschlüsse) unterbrochenen
Wasserpolsters völlig unabhängig von einem allfälligen auf das Kanalsystem der Form ausgeübten Gegendruck
erfolgen. Die Feuchtigkeitsaufnahme und -verteilung . :
in der Form werden somit in dieser Phase nicht durch ir- '-■
I ζ gendwelche Art von Gegendruck gesteuert, sondern sind aus- |
schliesslich eine Funktion des Druckes von der Schlicker- \
seite und der ganz besonderen Eigenschaften der Mikroporenstruktur sowie des Aufbaues der Form, d.h. Abdichtung
nach aussen, Ausbildung der Dichtungsfläche D usw.
Das vom Schlicker in die Form eingedrungene Wasser muss somit gemäss dieser Variante nicht im Grenzbereich
Scherben/Formenoberfläche durch einen von aussen angelegten "Gegendruck" gehalten werden, vielmehr bleibt das Wasserpolster
dort, wenn es nicht durch Fehler oder falsche Massnahmen weitertransportiert oder verändert wird. Fehler bzw.
falsche Massnahmen in diesem Sinne können beispielsweise sein:
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- undichte Formenoberfläche im Bereich D
- undichte Formenaussenwände ' · '
- im Vergleich zum Schlickerdruck überhöhter Unterdruck
von der Formenseite her oder
- zu hoher und zu .langer angesetzter Gasdruck nach dem Hohlgiessen,
d.h. in der Phase der Verfestigung des Formlinge.
Im Verlaufe des Filtrationsvorganges verfestigt sich nun die Schlickermasse durch Wasserentzug und es bildet
sich an den Stirnflächen Sa/Sb der Formkörper der in Fig. 5 eingezeichnete, mit 13 bezeichnete Keramikscherben.
Sobald die Scherbenbildung abgeschlossen ist, d.h. wenn der Scherben die gewünschte Kontur und eine·"gewünschte
Dicke erreicht hat, wird das Ventil 11 geöffnet und der Rest- oder Hohlraumschlicker läuft ab. Dieser
Entleerungsvorgang kann durch Druckluft unterstützt werden, die durch das Ventil 12 eingeführt werden kann.
Wie nun die Erfahrung gezeigt hat, besteht nach dem Ablassen des Rück- und Hohlraumschlickers aus dem Hohlraum
H (Fig. 5) die Gefahr, dass einerseits der noch nasse (' Schlicker an den Hohlraumwgnden "nachläuft" und dadurch
zur Schlierenbildung führt; andererseits hat sich gezeigt, dass der Scherben bei kurzer Einwirkungsdauer vielfach
eine ungenügende Festigkeit aufweist. Um diesen Nachteilen zu begegnen, wird nach dem Ablaufen des Rück- bzw.
Hohlraumschlickers innerhalb des Hohlraumes H ein pneumatischer Druck aufgebaut und über eine bestimmte, vom Formkörper—
und Schlickermaterial abhängige Zeitdauer gehalten. Bei der Herstellung eines Keramikwaschtisches wurde beispielsweise
ein pneumatischer Druck von 15 bar während 10 bis 15 Sekunden aufrechterhalten- Dadurch wird das
Nachlaufen verhindert, wobei ein Teil des an den Wänden
des gebildeten Formlings befindlichen Wassers in
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- 11 -
den Formling eindringt. Der auf diese Weise mit Druckluft behandelte Scherben besitzt demgemäss eine trockenere
Innenfläche und ist nachweisbar gegenüber einem nicht druckbehandelten Keramikteil höher verfestigt, was
insbesondere beim Hohlguss von ausschlaggebender Bedeutung sein kann.
Der Vorgang der pneumatischen Druckanlegung kann mehrfach wiederholt werden, wobei durch zeitweiliges
Oeffnen des Ablassventiles das in der Zwischenzeit noch zu-(
) sammengelaufene, restliche Schlickermaterial abgelassen werden kann.
Die Anlegung eines pneumatischen Druckes im Hohlraum
H dient somit der Verhinderung "des Nachlaufens und der Erzielung einer erhöhten Festigkeit des Formlings.
Zudem dringt das dem Schlicker während der Scherbenbildung entzogene Filtrat in die dem Scherben benachbarte
Grenzschicht des Formkörpers ein und bildet dort das für den Ablösevorgang unerlässliche zusammenhängende
Wasserpolster. Dabei muss unbedingt verhindert werden, dass durch zu lange anhaltende oder zu starke Druckanlegung
während des Scherbenverfestigungsvorganges Luft durch den Scherben hindurch tritt und das zusammenhängende
Wasserpolster verdrängt bzw. unterbricht (Falschluft) und deswegen das problemlose Ablösen des Scherbens von der
Formenoberfläche nicht mehr gewährleistet ist.
Sobald nämlich an einer Stelle der direkte Kon-30takt zwischen Formling und Wasserpolster in der Form durch
grössere Lufteinschlüsse oder eine grosse Menge kleinerer Luftbläschen unterbrochen ist, kann durch noch so geschickte
Steuerung ein genügend gleichmässiger Gegendruck über die gesamte Scherben- oder Formoberfläche nicht aufgebaut
- 12 -
werden, was über unregelmässige Druckbeaufschlagung auf
das Stück zu Spannungen und Stauchungen im Scherben und damit zu Defekten führt.
c- Gegebenenfalls lässt sich durch ein ausgewogenes
Abstimmen des im Hohlraum H angelegten Luftdruckes und eines von aussen über die Kanäle 5a/5b angelegten pneumatischen
oder hydraulischen Gegendruckes die Feuchtigkeitsverteilung innerhalb der Formkörper zusätzlich steuern.
10
) Zum Ablösen des Formlings wird nun gemäss Fig. 6 zunächst
über den Kanal 5b an den einen Formkörper Ib ein
Unterdruck angelegt, während über den Kanal 5a am Formkörper
la ein pneumatischer Ablösedruck einwirkt. Dadurch wird der Scherben 13 aus dem Formkörper la herausgedrückt
und vom Formkörper Ib durch Vakuum festgehalten. Der hierbei
sich abspielende Vorgang ist am. besten aus Fig. 3 ersichtlich.
Fig. 3 zeigt anhand einer vereinfachten Schnittdarstellung
zwei aus porösem Kunststoff bestehende Form- · \ körper 1*1 und 15, die wiederum zwischen zwei Platten iJa/ilb
eingespannt sind. Durch Schrauben 18 sind die Platten in den Formkörpern verankert. Der von den beiden FormVörpern
25li| und 15 umschlossene Hohlraum H dient zur Bildung eines
Hohlgussteiles, das in der gezeigten Phase für den Ablösevorgang bereit ist. Demnach wurde ein Teil des Filtrationswassers
durch den Schlickerdruck, die Kapillarwirkung des porösen Materiales und den im Hohlraum H angelegten
3°pneumatischen Druck in den angrenzenden Bereich VJ der
Formkörper verlagert. Mit W ist somit in Fig. 3 ein den Scherben ganz umfassendes, nicht unterbrochenes Wasserpolster
bezeichnet. Dieses Wasserpolster darf selbstverständlich nicht durch die Kanäle 2 nach aussen entweichen.
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- 13 -
Dies wird dadurch sichergestellt, dass durch Verhinderung
von Luftzutritt das Wasser im Grenzbereich Scherben/Por- '
menoberfläche gehalten wird.
Unterstützt wird diese Massnahme durch die auf das Wasser wirkenden Kapillarkräfte der offenen Poren.
Um die Lage des Wasserpolsters W in jeder Phase gezielt steuern zu können, kann einerseits an den Hohlraum H ein
pneumatischer Druck, andererseits von aussen an die Porm-
körper, d.h. über die Kanäle 2, ein hydraulischer oder t
pneumatischer Gegendruck angelegt werden. Durch ein ge- | genseitiges Abstimmen dieser Drücke kann das Wasserpol- ■*
ster bis zum EntformungsVorgang in der in Fig. 3 darge- '■
'stellten Position gehalten werden.
Wird nun, wie anhand von Fig. 3, bzw. 6 beschrieben, an
den Formkörper I1I ein Ueberdruck, an den Formkörper 15 ein
Unterdruck angelegt, so wird das gespeicherte Filtrationswasser W wieder zurück gegen den Hohlraum H gedrückt, bis *
es an der Grenzfläche zwischen Formkörper I^ und Scherben
13 austritt und damit das Ablösen des Scherbens begünstigt..
In ähnlicher Weise wird der Scherben 13 anschliessend von dem verbleibenden Formkörper Ib (Fig. 6) bzw. 15
(Fig. 3) abgelöst.
Gemäss Fig. 1I und 5 wird die Dichtheit im Dichtspalt
D zwischen den beiden Formkörpern durch den hydraulischen Druck gewährleistet, welcher übe^ die Kolbenstan-
^ gen 7 und die Pressflanschen 8 aufgebracht-wird. Es konnte
nun durch Versuche festgestellt werden, dass dieser Anpressdruck nicht zu hoch gewählt werden darf.
Berücksichtigt man, dass sich beim Entlasten im ;,
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Hinblick auf die Ablösung die kompressiblen Formkörper,
der Scherben und der Schlickerdruck entspannen müssen» so darf der Zuhalte- bzw. Anpressdruck im Grenzbereich
D nicht erheblich über der Summe dieser elastischen Rück- stelldrücke
liegen. Bezeichnet man die elastische Rückstellkraft der Formkörper mit FF, diejenige des Keramikscherbens
mit FK, den Schlickerdruck mit FS, so gilt für den Zuhaltedruck FZ:
FZ = (FF + FK + FS) · h,
viobei der Faktor ^i, der die Dichthaltung im Grenzbereich
D gewährleistet, zwischen 1,05 und 1,2 liegen sollte.
Ferner spielt beim Entlastungsvorgang nicht nur die Höhe des gewählten Anpressdruckes, sondern auch der
zeitliche Ablauf der Formenöffnung eine wichtige Rolle. Die gefürchtete Rissbildung lässt sich mit Sicherheit
nur vermeiden, wenn der Druckabbau beim OeffnungsVorgang
den besonderen Bedürfnissen des Formlinge angepasst wird, d.h. der Druckabbau in allen Fällen .langsam, der Oeff-
nungsvorgang bei grösstenteils aus Hohlguss bestehenden (" ι Formungen auch langsam und in Phasen erfolgt, für
grösstenteils aus Kernguss bestehende Formungen hingegen schnell abläuft.
25
Fig. 7 zeigt die Oeffnungsgeschwin-
digkeit v, d.h. die Geschwindigkeit, mit der beim Oeffnungsvorgang
die beiden Dichtflächen Sa und Sb auseinanderfahren,
in Abhängigkeit von der Zeit für grösstenteils im Hohlgussverfahren hergestellte Formlinge. Während
einer ersten, mit A bezeichneten Phase entspannen sich S
zunächst der Scherben und die porösen Formkörper, bis sich die Stirnfläche des einen Formkörpers vom Scherben
zu lösen beginnt. Diese Ablösung erfolgt nun äusserst
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langsam (Ablösephase B). Nach Abschluss dieser Ablösephase
kann der Formkörper relativ rasch weiter vom Scherben weggefahren werden (Eilöffnungsphase C).
Die beschriebene Einrichtung zeichnet sich dank der Möglichkeit der gleichmässigen Feuchtigkeitsverteilung
durch einen einwandfrei beherrschbaren Ablösevorgang sowie einen gegenüoer dem Stande der Technik merklich verfestigten
Scherben aus. Eine beträchtliche Zeitersparnis ergibt sich durch die Tatsache, dass der Schlicker nach
dem Einfüllen kurzzeitig unter Druck gehalten wird. Der Einfüllvorgang des Schlickers selbst darf, wie die Erfahrung
gezeigt hat3 jedoch lediglich mit einem Anfangsdruck zwischen 0,1 und 3 bar erfolgen, ansonsten sich
Turbulenzen ergeben. Erst anschliessend, d.h. nachdem mindestens ein Grossteil des Schlickermaterials eingebracht
wurde, kann der Druck auf ein Mehrfaches, beispielsweise auf 10 bis 50 bar erhöht werden.
Es wurde ferner festgestellt und durch Versuche-' erhärtet, dass aus warmem Material (z.B. Schlicker von
(') 2IO 0C) hergestellte Formlinge noch besser entformt werden
können und nach dem Entformen rascher und besser weiterbearbeitet werden können, weil sie rascher fest sind.
Es ist daher von Vorteil, das Material vor dem Einleiten in die Form auf 25 bis 50 0C vorzuwärmen.
Der in Fig. 1 mit Ib bezeichnete Formkörper weist,,
wie erwähnt, eine ringförmige Dichtfläche D sowie einen durch die Stirnfläche Sb (Giessfläche) begrenzten Vorsprung
auf. Diese beiden Flächen D und Sb werden bei der Durchführung des beschriebenen Druckguss-Verfahrens einerseits zur
ungleichen Zeit und andererseits mit unterschiedlichen Drücken belastet. Der aus porösem Kunststoff erstellte
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Formkörper hält dieser Wechselbeanspruchung, wie Versuche gezeigt haben, auf die Dauer nicht stand. Am Uebergang von'
der Dichtfläche D zur Giessfläche Sb zeigen sich unter dem Einfluss der auftretenden Kerbwirkungen alsbald feine Ris- se,
welche bei weiterer Benutzung des Formkörpers dessen Bruch bewirken.
Das gleiche gilt in ähnlicher Weise auch für den Formkörper la.
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Um den Formkörpemla und Ib die für den Betrieb
erforderliche Festigkeit zu verleihen, werden dieselben vorzugsweise mit einer Armierung versehen, die1 dem speziellen
Aufbau der Formkörper und deren Material Rechnung trägt. Ein Ausführungsbeispiel eines derart armierten Formkörpers
wird nachstehend anhand der Fig. 8 und 9 beschrieben.
An dem auch hier mit Ib bezeichneten Formkörper sind die gegenüber Fig. 1 unverändert gebliebenen Bezugszahlen
beibehalten worden.
j-\ Zur Verdeutlichung der armierten Konstruktion ist
in Fig. 8 und 9 die poröse Kunststoffmasse, welcher die
Haupt.funktiorj der Wa sserauf nähme zukommt, mit K bezeichnet.
Diese Kunststoffmasse K ist. von einem zusammenhängenden Armierungsgitter A durchsetzt, das jeweils im Bereich
der Bohrungen 2 im Abstand um diese herumgeführt ist und sich ferner über eine Tiefe erstreckt, die derjenigen der
Bohrungen 2 entspricht» Die Gitterstruktur des Armierungsgittere A umgreift somit sämtliche Bohrungen 2 auf deren
Gesamtlänge (Fig. 9) und verleiht dem Formkörper eine beträchtliche Festigkeit gegen die auftretenden Druckbeanspruchungen.
Das Armierungsmaterial A durchsetzt bei der dargestellten Ausführungsform die Zwischenräume zwischen
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den einzelnen Bohrungen 2 ganz und bildet somit ein Netz sich kreuzender Versteifungswände. ■ ψ
Gemäss einer bevorzugten Aus führ ungs form besteht das Armierungsgitter A aus dem gleichen Kunststoff, der die
wasseraufnehmende Masse K bildet, mit dem Unterschied jedoch,
dass diesem Kunststoff bei dessen Herstellung porenbildende Substanzen nicht beigegeben wurden. Damit ist
Gewähr gegeben, dass sich die Grundmasse K und die Armierung A einwandfrei miteinander verbinden, während sich anv.
dererseits durch den Wegfall der Poren ein beträchtlicher Festigkeitszuwachs ergibt.
Anstelle dieses bevorzugten Materials kommen aber auch andere Armierungswerkstoffe in Frage.
Wie sich ferner aus Fig. 9 ergibt, ist die Struktur des 3.rmierungsgitters A bei der dargestellten Variante
mit metallischen Drahtgittern G durchsetzt, wobei hier drei Drahtgitter D im gegenseitigen Abstand übereinander angeordnet
sind. Die Gitter D entsprechen in ihrer Teilung genau der in Fig. 8 ersichtlichen Anordnung des Armierungsgitters
A.
Für die Anbringung des Armierungsgitters A ergeben sich verschiedene Möglichkeiten.. Gemäss einer bevorzugten
Variante werden an dem fertig gegossenen Formkörper la oder Ib (wie in Fig. 1) Aussparungen ausgebohrt oder ausgefräst,
die anschliessend mit dem Armierungsmaterial ausgegossen itferden^ nachdem die Bohrungen 2 durch Stöpsel verschlossen
wurden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die für die Armierung erforderlichen Aussparungen schon beim ersten
Guss freizulassen und anschliessend auszugiessen.
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- 18 -
Das Grundmaterial der Formkörper la, Ib ist ein verschleissfester Kunststoff, welchem bei seiner Herstellung
eine porenbildende Substanz beigefügt wird, so dass sich die gewünschte poröse Struktur ergibt.
10
Der Patentanwalt
20
Claims (7)
1. Einrichtung zur serienmässigen Verarbeitung eines anorganischen und/oder organischen Materiales, das
einen Flüssigkeitsanteil zwischen 3 und 90 Gew.-$ enthält,
zu einem Formling mittels Kernguss und/oder Hohlguss, wobei das Material in einen zwischen mindestens zwei porör
sen Formkörpern befindlichen Hohlraum eingebracht und im Kontakt mit den angrenzenden Formkörpern entfeuchtet wird,
mit mindestens zwei einen Hohlraum umschliessenden, aus porösem Kunststoff bestehenden Formkörpern (la/lb), welche
mit Bohrungen (2) zur Zu- bzw.. Ableitung von Gas oder Flüssigkeit versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass
an zwei einander gegenüberliegenden Aussenflächen der Formkörper (la/lb) je eine feinsteuerbare Anpressvorrichtung
(7, 8) angreift, und dass die genannten Bohrungen (2) prak'tisch parallele Sacklochbohrungen sind, deren aussenliegende
Mündungen in ein rasterartiges Netz von Verteilernuten (3a/3b) münden, die ihrerseits auf der ihnen
zugewandten Fläche einer mit Anschlüssen versehenen Platte angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfläche der Formkörper (la/lb)
vertikal und die parallelen Sacklochbohrungen (2) der
Formkörper pra^'6-Lsc:h| vfaa'gr'e^.'h.ij angeordnet sind.
MSi
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Formkörper (la/lb) mit Armierungen (A) versehen ist,
welche sich zwischen den genannten Bohrungen (2) in den betreffenden Formkörper hinein erstrecken.
k. Einrichtung nach Anspruch :33 dadurch gekennzeichnet,
dass die Armierungen (A) aus dem Kunststoff des Formkörpers (la, Ib) erstellt sind, welchem jedoch zur Verbesserung
seiner Festigkeitseigenschaften die porenerzeugende Materialkomponente fehlt,' und der zwischen den genannten
Bohrungen (2) in vorbereitete Nuten oder Löcher eingegossen ist,
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungen (A) die
Zwischenräume zwischen den einzelnen Bohrungen (2) ganz durchsetzen und somit ein Netz sich kreuzender Versteifungswände
bilden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche Ii oder
5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die. aus porenfreiem Kunststoff erstellten Armierungen (A) praktisch über die
jeweilige Länge der ihnen benachbarten Bohrungen (2) erstrecken .
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass in den aus porenfreiem Kunststoff erstellten Armierungen (A) zwecks Verbesserung
der Festigkeitseigenschaften Metallprofile (D), beispielsweise
ein oder mehrere dem gegenseitigen Abstand der Boh-' rungen (2) angepasste Metallgitter, eingelegt sind.
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