EP0228538A1 - Vefahren und Einrichtung zur Herstellung von mit Kanälen versehenen Presslingen aus pulverförmiger Formmasse, insbesondere keramischer Formmasse Stichwort: Honeycomb - Google Patents
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- EP0228538A1 EP0228538A1 EP86115404A EP86115404A EP0228538A1 EP 0228538 A1 EP0228538 A1 EP 0228538A1 EP 86115404 A EP86115404 A EP 86115404A EP 86115404 A EP86115404 A EP 86115404A EP 0228538 A1 EP0228538 A1 EP 0228538A1
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- B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
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- B28B7/183—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes the holes passing completely through the article for building blocks or similar block-shaped objects
Definitions
- the invention relates to a process for the production of channeled compacts from powdered mass, in particular ceramic molding compound.
- the size of the moldings to be produced is arbitrary; the cross section of the channels to be produced ranges from 3 mm to 8 mm in diameter and above.
- the cross-sectional shape of the channels can be round or polygonal, e.g. B. be square.
- the compacts to be produced are intended in particular for further processing into moldings which have a large inner surface and are used in physical and chemical reactions.
- the inner surface is formed exclusively by the channels.
- the molding compound can either itself be a reactant, for example a catalytic reactant.
- the molding compound it is also conceivable for the molding compound to be mixed with a substance which is a reactant, for example a catalytic reactant.
- the molded body in particular in the region of the channels, is coated with a substance, for example by vapor deposition, and that this coating is effective as a reactant, for example a catalytic reactant, in the respective process.
- the moldings obtained from the compacts are used wherever large surfaces are required, for example in the heat exchange between aggressive media.
- the compacts can be finished to the shaped bodies in a conventional manner by firing or sintering.
- the invention is based on the object of specifying a method by means of which it is economically possible to obtain moldings with a large inner surface which have sufficient stability to withstand the further processing processes in question, for example firing or sintering, without danger can be subjected to substantial damage or destruction and which are still so stable that they are on the necessary paths from the molding production can be handled for further processing without risk of substantial damage or destruction.
- the inflation hoses are expanded to the compact by means of fluid pressure brought in to the inside, with the molding compound being compacted, and, after the fluid pressure has been reduced, the coated bars from the Compacted withdrawn and this is removed from the mold cavity.
- spray-dried granules may be mentioned as an example, as is mentioned, for example, in DE-OS 31 01 236 on page 31, last paragraph and page 32, first paragraph.
- very high pressures can be applied by expanding the inflation hoses under fluid pressure, in particular under hydraulic pressure using a liquid fluid, which lead to isostatic compaction of the material, so that its stability after pressing and before firing, Sintering or other hardening is guaranteed.
- fluid pressure in the inflation hoses After the fluid pressure in the inflation hoses has been reduced, they immediately return to their starting position of smaller diameter due to the elasticity of the materials that are regularly used, such as rubber or other elastomers, so that it is readily possible to withdraw the rods immediately after the inflation process and with it the hoses, and in this way to demold the compact.
- channels of very small caliber for example with a diameter of 1 to 10 mm
- moldings with a very large specific surface as used, for example, in the exhaust gas detoxification of commercial systems, but also in Exhaust gas detoxification from motor vehicles are needed.
- the rods and the swelling noises require a considerable manufacturing outlay, particularly when forming channels of small caliber.
- the hoses and the channels are only subjected to relatively low loads even at high pressures of the fluid, since the load is absorbed by the molding compound or by the guides receiving the rods and the hoses in the boundary walls of the mold cavity. It can therefore be expected that the equipment used to manufacture the moldings will have a long service life.
- the dimensions of the mold cavities can be chosen as large as desired, depending on the technique used for the filling. As a rule, the dimensioning of the mold cavity will be made dependent on the requirements for the dimensions of the molded body ultimately used. In the event that molded articles of extreme size are required, it is also possible to produce building blocks for the required molded articles by the process according to the invention and to place them on top of one another and, if necessary, to connect them to one another.
- the pressing process which is essentially based on the contribution of the inflation hoses, can also be assisted by exposing a membrane, which at least partially delimits the mold cavity, to a fluid pressure on the side remote from the molding composition, in particular at the same time as the fluid pressure is applied to the inflation hoses.
- the proportion of compaction that is supplied by the membrane naturally depends on the total cross section of the molding produced and becomes smaller the larger this cross section becomes.
- the invention further relates to a device for producing channeled compacts on powdered molding compound, in particular ceramic molding compound, namely a device in particular for carrying out the method discussed above.
- Such a device is characterized by a mold cavity, a group of bars within the mold cavity, which are covered with inflation hoses at least over part of their length, a filling device for filling the mold cavity with powdered mass and a fluid supply device for the supply of pressure fluid to the inside of the Inflatable hoses.
- the mold cavity can be at least partially delimited by a pressurizable membrane in order to exert compacting pressure on the resulting compact from the outside.
- the membrane will preferably be made as a jacket membrane with generators parallel to the bars; it has been shown that optimal uniformity of density in the compact is obtained.
- the bars be at least at their ends transverse to their longitudinal direction in a fixed position with respect to the mold cavity during the pressurization of the inflation hoses and possibly the membrane. It has been shown that an exact distribution of the channels and an approximately constant cross-section of the channels over their length is achieved in this way, so that a plurality of molded bodies obtained from such compacts with aligned channels can be connected to one another.
- the linear bear for example, the press bear one common in the ceramic industry Press can be used, a press that is anyway necessary to apply the mold clamping force for the mold cavity.
- a perforated mold wall of the mold cavity facing the rod holder and penetrated by the rods is connected to the rod holder for common movement by the linear drive.
- the penetrated mold end wall can form the essential part of the rod holder.
- the squeeze plate can be enclosed between a surface of the respective perforated mold end wall remote from the mold cavity and a perforated pressure plate, this pressure plate being able to be pressed against the respective mold end wall by conventional hydraulic or pneumatic means.
- the supply of the inflation hoses with pressurized fluid that they are connected or connectable to at least one end to a central fluid supply chamber, whereby this fluid supply chamber can be formed in the region of one mold end wall or both mold end walls and, if necessary, with the Form end wall can be combined into a structural unit.
- the unimpeded inflow of fluids to the inflation hoses can be secured according to a first possibility in such a way that the inflation hoses are open at at least one end and lie freely against or project above the respective rod, the open end being in communication with the fluid supply chamber. If it turns out that when the pressure is being applied, the inflation hoses are closed unintentionally, they can be expanded in a funnel shape at their open ends or the rods can be designed with fluid supply grooves on their surface and / or fluid supply channels on the inside.
- this embodiment it is possible to work with inflation hoses which are open at both ends; the holder of the rods and the inflation hoses at one end is particularly simple in that the holder is simply taken over by the one squeeze plate.
- the installation of the coated rods is extremely simple because the rods only have to be inserted through the squeeze plate in order to then be held in the axial and transverse directions when the squeeze plate is squeezed.
- the mold cavity can be provided with air suction means and at least one molding compound filling opening if the mold shooting known from DE-OS 31 01 236 is to be used. It is advisable, according to the specifications of DE-OS 31 01 236, to carry out the air suction means as a circumferential gap or a circumferential row of openings along the joint between a mold end wall and a mold jacket and the at least one molding compound filling opening in the joint area between the To arrange the mold jacket and an opposite mold end wall. In this way, the requirement already laid down in DE-OS 31 01 236 is met that the air extraction openings should be located along at least a maximum circumference of the mold cavity and the molding material supply at one point as evenly as possible from the suction openings or the suction gap. For details, reference is made to the disclosure of DE-OS 31 01 236 and the corresponding US Pat. No. 4,473,526.
- the demolding it can be advantageous to design the mold cavity with an at least two-part mold jacket.
- the design with a subdivided molded jacket allows molded molded parts to be molded on the outside of the molded part, which differ from the cylindrical or prismatic shape, for example mounting flanges.
- a closed molded jacket can be used which supports the jacket membrane on the inside.
- the jacket membrane also opens up the possibility of attaching profilings to the outside of the molding, including profilings that deviate from the cylindrical or prismatic shape of the molding. The only prerequisite for this is that the possible retraction path of the membrane is set so that it is greater than the height of such profiles relative to the surface of the molding.
- the molding compound filling opening can be implemented by a sealing stamp with an end surface adapted to the shape of the molding cavity if one wishes to avoid impressions of the molding compound at the location of the molding compound supply opening.
- the bars run essentially vertically within the mold cavity and can be pulled out of the mold cavity upwards. This is also advantageous in order to avoid bending of the bars due to their own weight when inserting them into the mold cavity and to thereby possibly avoid difficulties which could arise when the bars and inflation tubes are threaded into the openings in the opposite end wall of the mold.
- the stand of a ceramic press is designated 10. from this stand 10 several tie rods 12 project upwards. These tie rods 12 are connected to one another at their upper end by a press yoke 14. A press bear 16 is guided vertically on the tie rods 12 and can be moved up and down by a hydraulic ram 18. A lower mold end wall 20 is stretched on the press stand 10. An upper mold end wall 22 and a group of vertical, inflatable tube-covered rods 24 are arranged on the press bear 16. The bars 24 with the inflation hoses are laterally spaced apart. On the press stand 10 two mold shell halves 26a and 26b are further attached, which together form a mold shell 26.
- the mold shell halves 26a and 26b can be adjusted by hydraulic auxiliary presses 28a and 28b between a mold opening position shown in FIG. 1 and a mold shell closing position shown in FIG. 2.
- Centering mandrels 30 are attached to the press bar 16 and engage in blind bores 32 of the shaped jacket 26 when the press bar 16 goes down with the molded jacket 26 closed to place the upper mold end wall 22 on the jacket 26.
- the press bar 16 moves downward, so that the inflatable tube-covered rods 24 move into the mold cavity 34 formed within the mold jacket 26 (FIG. 2).
- the mold cavity 34 is then filled with this molding material by sucking in powdered molding compound.
- the inflation hoses, which surround the rods 24, are then inflated, so that a honeycomb-shaped compact is formed.
- FIGS. 4, 5 and 6 Further details are shown in FIGS. 4, 5 and 6.
- the upper mold end wall 22 is fastened to the press bear 16 by means of spacers 36. Within the spacers 36 two interconnected pressure plates 38 and 40 are attached. The centering pins 30 are connected to these pressure plates 38 and 40. The lower pressure plate 38 is perforated many times for receiving the rods 24. Likewise, as can be seen from FIG. 4, the upper mold end wall 22 is perforated many times for the passage of the rods 24. Between the pressure plate 38 and the upper mold end wall 22 there is a flat disk-shaped one Chamber formed for receiving a squeeze plate 42, which is formed between a squish surface 44 of the upper mold end wall 22 and a squish surface 38a of the pressure plate 38. A fluid supply chamber 46 is formed between the two pressure plates 38 and 40 and is connected to a fluid supply channel 48. The pressure plates 38 and 40 can be adjusted up and down by an auxiliary stamp 50.
- the rods 24 are covered by inflation hoses 52. It can be seen that the rods 24 and the tubes 52 extend to the top of the pressure plate 38, that is to say both the upper mold end wall 22 and the squeeze plate 42 and the lower pressure plate 38 pass through in bores.
- the upper open inflation hose ends are in communication with the fluid supply chamber 46.
- rods 24 are provided with inner channels 54 and 54a, which are also in communication with the fluid supply chamber 46 and bring fluid to the inside of the inflation hoses 52.
- a squeeze plate 64 is received between the upper pressure plate 56 and the lower mold end wall 20, specifically between a squeeze surface 66 of the mold end wall 20 and a squeeze surface 56a of the pressure plate 56.
- the rods and inflation tubes also penetrate the lower mold end wall 20, the lower squeeze plate 64 and the pressure plate 56; the lower ends of the channels 54 communicate with a lower fluid supply chamber 68.
- the fluid supply chamber 68 is connected to a fluid supply line 70.
- the upper mold end wall 22 is provided with an annular seal 72 for placement on the mold jacket 26; the shaped jacket 26 is provided with sealing elements of semi-ring shape, which are denoted by 74 and rest on the lower mold end wall 20.
- a vacuum line 76 is connected to the shaped jacket, in the region of the shaped jacket half 26a, which leads to an annular gap 78 or a plurality of suction openings 78 distributed in a ring.
- a molding material supply channel 80 is connected to the upper mold end wall 22 and is connected to a fluidizing air supply line 82.
- the molding material supply line 80 opens into a molding material supply bore 84, which has an opening 86 in the molding cavity 34. This opening 86 is through a stamp 88 lockable. Several such molding material feeds can be arranged distributed over the circumference.
- the device is initially in the position shown in FIG. 1.
- the molded jacket 26 is first closed.
- the pressbear 16 then moves downward, the inflatable tube-covered rods 24 passing through the perforations of the lower mold end wall 20, the squeeze plate 64 and the pressure plate 56.
- the inflatable tube-covered rods 24 are held on the bear 16 in that the squeeze plate 42 is squeezed between the squeeze surfaces 38 a and 44.
- the squeeze plate 64 is relieved so that the bars with the inflatable tubes 52 can pass through the perforation of the lower squeeze plate 64 unhindered.
- the lower squeeze plate 64 is squeezed by means of the auxiliary stamp 60 and the upper squeeze plate 42 is relieved.
- the rods 24 are now fixed in the longitudinal direction by the lower squeeze plate 64.
- the mold cavity 34 is now filled with molding compound by applying a vacuum to the mold cavity 34 through the gap 78 and the sealing die 88 being pulled.
- the pressurized fluid supply lines 48 and 70 must also a vacuum is applied to the inside of the inflation hoses so that they cannot stand out from the rods 24 under the effect of the vacuum in the mold cavity.
- the molding compound sucked into the mold cavity is already somewhat pre-compressed by the relatively high impact speed of the molded particles, although care must be taken to ensure that the suction openings 78 are not blocked at least at the beginning of the filling process by adjusting the impact speed.
- the vacuum applied to the inner surfaces of the inflation hoses 52 is turned off and then pressure is applied via lines 48 and 70 and the fluid supply chambers 46 and 68 to the inner surfaces of the inflation hoses 52, partly via the channels 54, 54a partly over the open ends of the tubes 52.
- the inflatable tubes are inflated and compact the filled molding compound within the mold cavity 34.
- the rods 24 cannot change their position laterally, since they are secured in the perforations of the end walls 20 and 22 against lateral movement .
- the fluid pressure is reduced again through the two fluid lines 48 and 70, so that the inflation tubes are now full in their on the rods 24 return to the current position.
- the squeeze plate 64 is relieved and the squeeze plate 42 is squeezed again.
- the press bear can then move upwards, taking the rods with them, which are pulled out of the perforations of the pressure plate 56, the squeeze plate 64 and the lower end wall 20 of the mold.
- mold shell halves 26a and 26b are moved apart so that the finished compact can be removed.
- the filling of the inflation hoses can also be supported in that the rods 24 are provided with surface grooves 90, which prevent the inflation hoses from being inadvertently closed when the fluid hoses are applied by tightly fitting them against the rods 24.
- the mold jacket 126 is a one-piece, annularly closed mold jacket which is lined on the inside by an annular membrane 192, the rear side of the annular membrane 192 being able to be subjected to a vacuum via a fluid supply system 194 when the mold cavity is filled pressure can be applied when the molding compound is pressed.
- a fluid supply system 194 when the mold cavity is filled pressure can be applied when the molding compound is pressed.
- the mold shell halves 26a and 26b can be provided with profiles, for example profiles which result in holding elements or a holding flange for the molding. These profiles must of course be shaped so that they take into account the direction of removal.
- the projections can be arranged either close to the edge or between the edges of the mold shell halves 26a, 26b.
- profiles can be provided in the molded jacket 126 and in the membrane 192, in order to also produce profiles on the molded article. If these profilings extend parallel to the jacket axis over the entire length of the inner surface of the molded jacket 126, this does not cause any difficulties in the demolding. However, it is also possible to apply profilings to the inner surface of the molded jacket 126 and to the membrane in order to allow corresponding profilings to be formed on the molded article if these profilings do not extend over the entire height of the molded jacket 126, but for example at a distance from the upper edge and lower edge of Form jacket end, or to provide profiles that produce ribs or the like extending in the circumferential direction on the molding.
- FIG. 10 differs from that of FIG. 5 in that the inflatable hoses 52 are designed differently.
- the inflatable hoses 52 are closed at their lower ends.
- the channels 54 are likewise closed at their lower ends.
- the inflation hoses 52 are integrally connected at their upper ends to a plate 52x made of the same material. In this way, the sealing problem for the pressure medium to be introduced into the inflation hoses 52 is solved in the simplest way.
- the powdery molding compound used can in particular be a spray grain compound which has been produced as follows:
- a slip containing 40% by weight water and 60% by weight solid was processed.
- a dry matter was prepared, which consisted of 50% by weight of kaolinite, 25% by weight of feldspar and 25% by weight of quartz, the percentages in each case based on the total dry matter.
- the grain size of the kaolinite was max. 25 ⁇ .
- the grain size of feldspar and quartz was max. 63 ⁇ . field Spat and quartz were introduced in the form of a pegmatite, which contains both the feldspar and the quartz.
- the dry matter was processed into a suspension or a slip with the addition of the water. This slip was then sprayed through spray nozzles into a hot gas atmosphere.
- the beads were hollow beads that could be easily crushed between two fingers of one hand.
- the residual moisture of the granular material obtained in this way was approx. 3%.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Kanälen versehenen Preßlingen aus pulverförmiger Messe, insbesondere keramischer Formmasse.
- Die Größe der herzustellenden Formlinge ist beliebig; der Querschnitt der zu erzeugenden Kanäle reicht von 3 mm bis 8 mm Durchmesser und darüber. Die Querschnittsform der Kanäle kann rund oder polygonal, z. B. quadratisch sein.
- Die herzustellenden Preßlinge sind insbesondere zur Weiterverarbeitung zu Formkörpern bestimmt, die eine große innere Oberfläche besitzen und bei physikalischen und chemischen Reaktionen zum Einsatz kommen. Dabei können entweder die Formkörper mikroporös sein, so daß den einzelnen Kanälen Kapillaren ausgehen, die ihrerseits der Vergrößerung der inneren Oberfläche dienen. Es ist aber auch denkbar, daß die innere Oberfläche ausschließlich durch die Kanäle gebildet ist. Die Formmasse kann in den jeweiligen physikalischen oder chemischen Prozessen entweder selbst Reaktionsteilnehmer sein, etwa katalytischer Reaktionsteilnehmer. Es ist aber auch denkbar, daß die Formmasse mit einer Substanz versetzt ist, welche Reaktionsteilnehmer ist, etwa katalytischer Reaktionsteilnehmer. Schließlich ist es denkbar, daß der Formkörper, insbesondere im Bereich der Kanäle, mit einer Substanz beschichtet ist, beispielsweise durch Aufdampfen, und daß diese Beschichtung als Reaktionsteilnehmer, etwa katalytischer Reaktionsteilnehmer, in dem jeweiligen Prozeß wirksam ist.
- Daneben ist es denkbar, daß die aus den Preßlingen gewonnenen Formkörper überall dort eingesetzt werden, wo große Oberflächen benötigt werden, beispielsweise beim Wärmeaustausch zwischen aggressiven Medien.
- Die Fertigstellung der Preßlinge zu den Formkörpern kann in herkömmlicher Weise durch Brennen oder Sintern erfolgen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es in wirtschaftlicher Weise möglich ist, Formlinge mit großer innerer Oberfläche zu gewinnen, die eine ausreichende Standfestigkeit besitzen, um den in Frage kommenden Weiterverarbeitungsprozessen, beispielsweise des Brennens oder Sinterns, ohne Gefahr wesentlicher Beschädigung oder Zerstörung unterworfen werden können und die weiterhin so standfest sind, daß sie auf den notwendigen Wegen von der Formlingsherstellung zur Weiterbearbeitung ohne Gefahr wesentlicher Beschädigung oder Zerstörung gehandhabt werden können.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in einem mit der pulverförmigen Formmasse gefüllten und von mit Blähschläuchen überzogenen Stäben durchsetzen Formhohlraum die Blähschläuche mittels zu ihrer Innenseite herangeführten Fluidendrucks unter Kompaktierung der Formmasse zum Preßling expandiert werden und nach Abbau des Fluidendrucks die überzogenen Stäbe aus dem Preßling zurückgezogen und dieser aus dem Formhohlraum entnommen wird.
- Als pulverförmiger Rohstoff für die Herstellung der Preßlinge sei nur beispielshalber sprühgetrocknetes Granulat genannt, wie es beispielsweise in der DE-OS 31 01 236 in Seite 31, letzter Absatz und Seite 32, erster Absatz erwähnt ist.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können durch die Expansion der Blähschläuche unter Fluidendruck, insbesondere unter hydraulischem Druck mittels eines flüssigen Fluids, sehr hohe Drücke aufgebracht werden, die zu einer isostatischen Kompaktierung des Materials führen, so daß dessen Standfestigkeit nach dem Pressen und bereits vor dem Brennen, Sintern oder sonstigem Härten gewährleistet ist. Nach dem Abbau des Fluidendrucks in den Blähschläuchen kehren diese aufgrund der Elastizität der regelmäßig zur Anwendung kommenden Werkstoffe, wie Kautschuk oder sonstige Elastomere, sofort in ihre Ausgangsstellung geringeren Durchmessers zurück, so daß es ohne weiteres möglich ist, die Stäbe unmittelbar anschließend an den Blähvorgang zurückzuziehen und damit auch die Schläuche, und auf diese Weise den Preßling zu entformen. Es hat sich gezeigt, daß Kanäle von sehr kleinem Kaliber, z.B. mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm auf diese Weise gewonnen werden können, d.h. Formlinge mit sehr großer spezifischer Oberfläche, wie sie beispielsweise bei der Abgasentgiftung von kommerziellen Anlagen, aber auch bei der Abgasentgiftung von Kraftfahrzeugen benötigt werden.
- Es ist möglich, dieKanäle voll durchgehend durch die Preßlinge auszubilden, wenn beispielsweise einDurchfluß von Gas oder Flüssigkeit durch die fertigen Formkörper erwünscht ist. Es ist aber auch denkbar, die Kanäle einendig zu schließen. Dies eröffnet die Möglichkeiten, die etwa beim Extrudieren nicht bestehen, wo zur Erzielung geschlossener Kanäle aufwendige Verschlußmaßnahmen getroffen werden müßten. Die Verschließung der Kanäle ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn der Formkörper etwa als Rußfilter für Dieselmotoren eingesetzt werden soll.
- Die Stäbe und die Blähschläusche erfordern zwar, insbesondere bei der Bildung von Kanälen kleinen Kalibers, einen erheblichen Herstellungsaufwand. Andererseits sind die Schläuche und die Kanäle auch bei hohen Preßdrücken des Fluids nur relativ geringen Belastungen ausgesetzt, da die Belastung ja durch die Formmasse bzw. durch die die Stäbe und die Schläuche aufnehmende Führungen in den Begrenzungswänden des Formhohlraums aufgenommen werden. Es kann deshalb mit langen Lebensdauern der zum Herstellen der Formlinge eingesetzten Apparaturen gerechnet werden.
- Die Dimensionen der Formhohlräume können je nach der zur Füllung angewandten Technik beliebig groß gewählt werden. In der Regel wird man die Dimensionierung des Formhohlraums von den Forderungen an die Dimensionen des letztlich zum Einsatz kommenden Formkörpers abhängig machen. Für den Fall, daß Formkörper von extremer Größe gefordert werden, ist es aber auch möglich, Bausteine für die geforderten Formkörper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellung und diese aufeinanderzusetzen und gegebenenfalls miteinander zu verbinden. Andererseits ist es für den Fall, daß extrem kleine Formkörper gefordert werden, auch denkbar, daß im Hinblick auf eine wirtschaftliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Preßlinge hergestellt werden, die größer sind als die letztlich geforderten Formkörper und daß diese Preßlinge unterteilt werden, und zwar entweder unmittelbar nach der Herstellung der Preßlinge oder auch nach der Herstellung des fertigen Formkörpers durch Sintern, Brennen oder dergleichen.
- Der Preßvorgang, der im wesentlichen auf dem Beitrag der Blähschläuche beruht, kann auch noch dadurch unterstützt werden, daß eine den Formhohlraum wenigstens teilweise begrenzende Membran auf der von der Formmasse abgelegenen Seite einem Fluidendruck ausgesetzt wird, insbesondere gleichzeitig mit der Fluidendruckbeaufschlagung der Blähschläuche. Der Kompaktierungsanteil, der von der Membran geliefert wird, hängt dabei natürlich von dem Gesamtquerschnitt des erzeugten Formlings ab und wird umso geringer, je größer dieser Querschnitt wird.
- Im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Druckbeaufschlagung und im Hinblick auf Reduzierung des apparativen Aufwands empfiehlt es sich, daß eine den Formhohlraum mantelartig umschließende Membran zum Einsatz kommt mit zur Richtung der in der Regel parallel gerichteten Stäbe im wesentlichen paralleler Erzeugender.
- Nach dem Abbau des Fluidendrucks in den Blähschläuchen und gegebenenfalls an der Außenseite der Membran empfiehlt es sich, im Hinblick auf schonende Behandlung des gewonnenen Preßlings, zurerst die überzogenen Stäbe aus dem Formling zu ziehen und danach den Preßling aus dem Formhohlraum zu entnehmen.
- Im Hinlick auf eine gleichmäßige Schüttung der Formmasse innerhalb des Formhohlraums vor dem Preßvorgang durch Aufblähen der Schläuche empfiehlt es sich, die Formmasse in den Formhohlraum einzubringen, während die überzogenen Stäbe bereits in dem Formhohlraum anwesend sind.
- Weiterhin empfiehlt es sich, im Hinblick auf eine gleichmäßige Schüttung und gegebenenfalls Vorverdichtung der Formmasse in dem Formhohlraum, eine Fülltechnik anzuwenden, bei der ein Vakuum an den Formhohlraum angelegt und dadurch die Formmasse angesaugt wird. Im einzelnen wird zu dieser Fülltechnik auf die Ausführungen in der DE-OS 31 01 236 verwiesen. Dabei wird auch empfohlen, die in jener Offenlegungsschrift erwähnten Maßnahmen des Fluidisierens der zugeführten Formmmase auzuwenden und durch Beschränkung der Fluggeschwindigkeit der in den Formhohlraum eintretenden Formmasseteilchen zumindest zu Beginn des Füllvorgangs dafür zu sorgen, daß die Luftabsaugöffnungen, an denen das Vakuum angelegt wird, nicht vorzeitig verstopfen und die weitere Füllung beeinträchigen oder verhindern.
- Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Herstellung von mit Kanälen versehenen Preßlingen auf pulverförmiger Formmasse, insbesondere keramischer Formmasse, und zwar eine Einrichtung insbesondere zur Durchführung des vorstehend diskutierten Verfahrens.
- Eine solche Einrichtung ist gekennzeichnet, durch einen Formhohlraum, eine Gruppe von Stäben innerhalb des Formhohlraums, welche mit Blähschläuchen wenigstens auf einem Teil ihrer Länge überzogen sind, eine Füllvorrichtung zum Füllen des Formhohlraums mit pulverförmiger Masse und eine Fluidenzuführeinrichtung für die Zuführung von Druckfluid zur Innenseite der Blähschläuche.
- Der Formhohlraum kann aus den weiter oben angegebenen Gründen wenigstens zum Teil von einer druckbeaufschlagbaren Membran begrenzt sein, um damit auch von außen Kompaktierungsdruck auf den entstehenden Preßling auszuüben.
- Im Hinblick auf die Entformungsvereinfachung, aber auch im Hinblick auf die von den Anwendern regelmäßig geforderte Paralleldurchströmung der fertigen Formkörper, empfiehlt es sich, die Stäbe zueinander parallel anzu ordnen; in diesem Fall wird man die Membran bevorzugt als eine Mantelmembran mit zu den Stäben paralleler Erzeugender ausführen; es hat sich gezeigt, daß dadurch optimale Gleichmäßigkeit der Dichte im Preßling erhalten wird.
- Im Hinblick auf eine möglichst genau kontrollierte Formgebung des Preßlings empfiehlt es sich, daß die Stäbe wärhend der Druckbeaufschlagung der Blähschläuche und gegebenenfalls der Membran an ihren Enden wenigstens quer zu ihrer Längsrichtung in gegenüber dem Formhohlraum fixierter Lage sind. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine exakte Verteilung der Kanäle und eine annähernde Querschnittskonstanz der Kanäle auf ihrer Länge erzielt wird, so daß auch mehrere aus solchen Preßlingen gewonnenen Formkörper mit fluchtenden Kanälen aneinander angeschlossen werden können.
- Im Hinblick auf eine rationelle Fertigung empfiehlt es sich, daß zum gemeinsamen Ein- und Ausfahren der Stäbe aus dem Formhohlraum eine Stabhalterung am einen Ende der Stäbe und ein Linearantrieb für diese Stabhalterung vorgesehen sind, wobei als Linearantrieb beispielsweise der Preßenbär einer in der keramischen Industrie üblichen Presse verwendet werden kann, einer Presse, die ja ohnehin notwendig ist, um die Formschließkraft für den Formhohlraum aufzubringen. Für die rationelle Herstellung der Preßlinge ist es weiterhin vorteilhaft, wenn eine der Stabhalterung zugekehrte, von den Stäben durchsetzte, perforierte Formwand des Formhohlraums mit der Stabhalterung zur gemeinsamen Bewegung durch den Linearantrieb verbunden ist. Die durchsetzte Formendwand kann dabei den wesentlichen Teil der Stabhalterung bilden. Wenn die Stäbe gezogen werden, so wird die von den Stäben durchsetzte Formendwand mit angehoben. Sollte es sich erweisen, daß durch die Stäbe beim Ziehen Teile des Preßlings berührt und damit der Zerstörungsgefahr unterworfen werden, so ist es allerdings auch möglich, die Stabhalterung und die von den Stäben durchsetzte Formendwand bewegungsmäßig so voneinander zu entkuppeln, daß die Stäbe vor dem Abnehmen der von ihnen durchsetzten Formendwand gezogen werden können, so daß die Stäbe jedenfalls an einem Ende noch durch diese Formendwand bis zur Beendigung des Ziehvorgangs geführt sind.
- Will man einen Preßling erhalten, dessen Kanäle auf ihrer ganzen Länge gleichen Querschnitt haben, so empfiehlt es sich, daß die Blähschläuche mit dem Fluidendruck einseitig ausgesetzten Endabschnitten über den Formhohlraum hinausreichen. Um diese Endabschnitte, deren Außenfläche dann ja nicht durch die Formmasse gegen übermäßiges Aufblähen geschützt ist, auch außerhalb des Formhohlraums gegen übermäßiges Aufblähen zu schützen, wird es notwendig, diese Endabschnitte in sie eng umschließenden Stützkanälen in der jeweiligen Formendwand aufzunehmen.
- Eine besonders einfache und bei Vorhandensein einer Vielzahl von Stäben und insbesondere kleinkalibrigen Stäben sehr wirtschaftliche Maßnahme sowohl für die Fixierung der Stäbe in der jeweiligen Halterung als auch für die Abdichtung der Schläuche während des Pressens, gegenbenefalls auch für beide Zwecke gleichzeitig, besteht darin, daß die Blähschläuche gemeinsam mit den Stäben eine zwischen zwei Quetschflächen quetschbare Quetschplatte aus elastomerem Material durchsetzen, welche zum Zwecke der Abdichtung der Blähschläuche im Bereich des jeweiligen Endes und oder zur Fixierung der Schläuche und Stäbe im Bereich des jeweiligen Endes quetschbar sind. Die Quetschplatte kann dabei zwischen einer formhohlraumfernen Fläche der jeweiligen perforierten Formendwand und einer perforierten Druckplatte eingeschlossen sein, wobei diese Druckplatte durch übliche hydraulische ode pneumatische Hilfsmittel gegen die jeweilige Formendwand angepreßt werden kann.
- Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau der Einrichtung wird für die Versorgung der Blähschläuche mit Druckfluid vorgeschlagen, daß diese mit mindestens jeweils einem Ende an eine zentrale Fluidversorgungskammer angeschlossen oder anschließbar sind, wobei diese Fluidversorgungskammer im Bereich einer Formendwand oder beiderFormendwände ausgebildet sein kann und gegebenenfalls mit der Formendwand zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein kann.
- Der ungehinderte Fluidenzufluß zu den Blähschläuchen kann nach einer ersten Möglichkeit in der Weise gesichert werden, daß die Blähschläuche an mindestens einem Ende offen sind und frei an dem jeweiligen Stab anliegen oder diesen überragen, wobei das offene Ende in Verbindung mit der Fluidenversorgungskammer steht. Stellt sich heraus, daß beim Druckanlegen die Blähschläuche unbeabsichtigterweise zumachen, so kann man sie an ihren offenen Enden trichterförmig erweitern oder die Stäbe an ihrer Oberfläche mit Fluidversorgungsnuten und/oder in ihrem Inneren mit Fluidversorgungskanälen ausführen. Wenn man von der Möglichkeit der Fluidversorgungskanäle im Inneren der Stäbe Gebrauch macht, so besteht auch die Möglichkeit, die Blähschläuche an ihren beiden Enden abzuschließen, und zwar an mindestens einem Ende durch die Vermittlung des jeweiligen Stabs, und das Fluid dann an die Innenfläche der Blähschläuche über die Fluidversorgungskanäle innerhalb der Stäbe heranzuführen, wobei diese Kanäle wiederum mit der Fluidversorgungskammer in Verbindung stehen.
- Besonders aussichtsreich erscheint eine Ausführungsform, bei der an beiden Formendwänden je eine Quetschplatte vorgesehen ist, wobei die eine Quetschplatte zum Ein- und Ausfahren der Stäbe in den bzw. aus dem Formhohlraum gequetscht und zum Aufblähen entlastet ist und die andere bei Bewegung der Stäbe entlastet ist, so daß die Stäbe sie durchdringen können und andererseits beim Aufblähen der Blähschläuche gequetscht ist. Bei diese Ausführungsform kann mit beidendig offenen Blähschläuchen gearbeitet werden; die Halterung der Stäbe und der Blähschläuche an dem einen Ende wird besonders einfach, indem die Halterung einfach von der einen Quetschplatte übernommen wird. Der Einbau der überzogenen Stäbe gestaltet sich äußerst einfach, weil die Stäbe nur durch die Quetschplatte hindurchgesteckt zu werden brauchen, um dann beim Quetschen der Quetschplatte ihren Halt in axialer Richtung und in Querrichtung zu erhalten.
- Das Offensein der Schläuche an beiden Enden ist für das Aufblähen nicht unbedingt erforderlich, erweist sich aber insbesondere im Hinblick auf ein rasches Entleeren der Blähschläuche als vorteilhaft.
- Der Formhohlraum kann mit Luftabsaugmitteln und mindestens einer Formmasseeinfüllöffnung versehen sein, wenn das aus der DE-OS 31 01 236 bekannte Formschießen angewandt werden soll. Dabei empfiehlt es sich, entsprechend den Angaben der DE-OS 31 01 236 die Luftabsaugmittel als einen umlaufenden Spalt oder eine umlaufende Reihe von Öffnungen längs der Stoßstelle zwischen einer Formendwand und einem Formmantel auszuführen und die mindestens eine Formmasseeinfüllöffnung im Stoßbereich zwischen dem Formmantel und einer gegenüberliegenden Formendwand anzuordnen. Auf diese Weise ist die auch schon in der DE-OS 31 01 236 aufgestellte Forderung erfüllt, daß sich die Luftabsaugöffnungen längs mindestens eines Maximalumfangs des Formhohlraums befinden sollen und die Formmassezufuhr an einer Stelle möglichst gleichmäßig weit entfernt von den Absaugöffnungen bzw. dem Absaugspalt. Wegen Einzelheiten wird auch insoweit auf die Offenbarung der DE-OS 31 01 236 bzw. des korrespondierenden US-Patents 4 473 526 verwiesen.
- Im Hinblick auf die Entformung kann es vorteilhaft sein, den Formhohlraum mit einem mindestens zweifach unterteilten Formmantel auszuführen. Die Ausführung mit einem unterteilten Formmantel erlaubt es, im Gegensatz beispielsweise zu einem Extrusionsverfahren an der Außenseite des Formlings integrierte Formstücke anzuformen, die von der zylindrischen oder prismatischen Form abweichen, beispielsweise Halterungsflansche.
- Wenn der Preßling auch von außen mittels einer Mantelmembran gepreßt wird, kann man einen geschlossenen Formmantel verwenden, der an seiner Innenseite die Mantelmembran abstützt. Auch die Mantelmembran eröffnet die Möglichkeit, an der Außenseite des Formlings Profilierungen anzubringen, und zwar auch Profilierungen, die von der zylindrischen oder prismatischen Form des Formlings abweichen. Voraussetzung dafür ist nur, daß der mögliche Rückzugsweg der Membran so eingestellt wird, daß er grösser ist als die Höhe solcher Profilierungen gegenüber der Oberfläche des Formlings.
- Die Formmasseeinfüllöffnung kann durch einen Verschlußstempel mit einer der Form des Formhohlraums angepaßten Endfläche ausgeführt sein, wenn man Abdrücke der Formmasse an der Stelle der Formmassezuführöffnung vermeiden will.
- Aus Handhabungsgründen empfiehlt es sich, daß die Stäbe innerhalb des Formhohlraums im wesentlichen vertikal verlaufen und nach oben aus dem Formhohlraum ausziehbar sind. Dies ist auch vorteilhaft, um Verbiegung der Stäbe aufgrund ihres Eigengewichts beim Einführen in den Formhohlraum zu vermeiden und dadurch ggf. Schwierigkeiten auszuschließen, die sich beim Einfädeln der Stäbe und der Blähschläuche in die Durchbrechungen der gegenüberliegenden Formendwand ergeben könnten. Bei einer solchen Ausführungsform mit vertikalen Stäben empfiehlt es sich, die Luftabsaugmittel im unteren Bereich und die Füllöffnung im oberen Bereich des Formhohlraums anzuordnen und damit die Füllung des Formhohlraums weiter zu begünstigen.
- Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:
- Fig. 1 eine Presse mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, teilweise geschnitten, wobei die Stäbe aus dem Formhohlraum zurückgezogen sind und der Formhohlraum offen ist;
- Fig. 2 eine Ansicht entsprechend derjenigen der Fig. 1, wiederum teilweise im Schnitt, wobei die Stäbe in den Formhohlraum eingefahren sind und der Mantel des Formhohlraums geschlossen ist;
- Fig. 3 eine Ansicht entsprechend der Fig. 2 bei einer abgewandelten Ausführungsform;
- Fig. 4 eine Vergrößerung entsprechend Fig. 1, wobei die Stäbe bereits in den Formhohlraum eingefahren sind, der Mantel des Formhohlraums und die Stäbe aber zur vergrößerten Darstellung teilweise unterbrochen sind;
- Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Stäbe und ihrer oberen Halterung im Schnitt;
- Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5;
- Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des oberen Blähschlauchendes an der Stelle VII der Fig. 5;
- Fig. 8 einen Stabaufbau, abweichend von demjenigen gemäß Fig. 6;
- Fig. 9 eine Einfüllöffnung zum Einfüllen der Formmasse in den Formhohlraum und
- Fig. 10 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 bei einer abgewandelten Ausführungsform.
- In Fig. 1 ist der Ständer einer keramischen Presse mit 10 bezeichnet. von diesem Ständer 10 ragen mehrere Zuganker 12 nach oben. Diese Zuganker 12 sind an ihrem oberen Ende durch ein Pressenjoch 14 miteinander verbunden. Auf den Zugankern 12 ist ein Pressenbär 16 vertikal geführt und durch einen Hydraulikstempel 18 auf- und abführbar. Auf dem Pressenständer 10 ist eine untere Formendwand 20 aufgespannt. An dem Pressenbär 16 sind eine obere Formendwand 22 und eine Gruppe vertikaler, blähschlauchüberzogener Stäbe 24 angeordnet. Die Stäbe 24 mit den Blähschläuchen haben seitlichen Abstand voneinander. An dem Pressenständer 10 sind ferner zwei Formmantelhälften 26a und 26b angebracht, die gemeinsam einen Formmantel 26 ergeben. Die Formmantelhälften 26a und 26b sind durch hydraulische Hilfspressen 28a und 28b verstellbar zwischen einer in Fig. 1 dargestellten Formöffnungsstellung und einer in Fig. 2 dargestellten Formmantelschließstellung. An dem Pressenbär 16 sind Zentrierdorne 30 angebracht, die dann, wenn der Pressenbär 16 bei geschlossenem Formmantel 26 nach unten geht, um die obere Formendwand 22 auf den Formmantel 26 aufzusetzen, in Sackbohrungen 32 des Formmantels 26 eingreifen.
- Wenn der Formmantel 26 geschlossen ist, fährt der Pressenbär 16 nach unten, so daß die blähschlauchüberzogenen Stäbe 24 in den innerhalb des Formmantels 26 gebildeten Formhohlraum34 einfahren (Fig. 2). Dann wird der Formhohlraum 34 durch Einsaugen von pulverförmiger Formmasse mit dieser Formmase gefüllt. Anschließend werden die Blähschläuche, welche die Stäbe 24 umgeben, aufgebläht, so daß ein wabenförmiger Preßling entsteht.
- Weiter Einzelheiten sind in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt.
- Man erkennt dort, daß die obere Formendwand 22 an dem Pressenbär 16 vermittels Distanzstücken 36 befestigt ist. Innerhalb der Distanzstücke 36 sind zwei miteinander verbundene Druckplatten 38 und 40 angebracht. Mit diesen Druckplatten 38 und 40 sind die Zentrierdorne 30 verbunden. Die untere Druckplatte 38 ist vielfach perforiert für die Aufnahme der Stäbe 24. Ebenso ist, wie aus Fig. 4 zu erkennen, die obere Formendwand 22 vielfach perforiert für den Durchgang der Stäbe 24. Zwischen der Druckplatte 38 und der oberen Formendwand 22 ist eine flachscheibenförmige Kammer für die Aufnahme einer Quetschplatte 42 ausgebildet, welche zwischen einer Quetschfläche 44 der oberen Formendwand 22 und einer Quetschfläche 38a der Druckplatte 38 gebildet ist. Zwischen den beiden Druckplatten 38 und 40 ist eine Fluidversorgungskammer 46 ausgebildet, welche an einen Fluidversorgungskanal 48 angeschlossen ist. Durch einen Hilfsstempel 50 sind die Druckplatten 38 und 40 auf und ab verstellbar.
- Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Stäbe 24 von Blähschläuchen 52 überzogen. Man erkennt, daß die Stäbe 24 und die Schläuche 52 bis zur Oberseite der Druckplatte 38 reichen, also sowohl die obere Formendwand 22 als auch die Quetschplatte 42 als auch die untere Druckplatte 38 jeweils in Bohrungen durchsetzen. Die oberen offenen Blähschlauchenden stehen in Kommunikation mit der Fluidenversorgungskammer 46.
- Zusätzlich sind die Stäbe 24 mit inneren Kanälen 54 und 54a versehen, die ebenfalls in Verbindung mit der Fluidenversorgungskammer 46 stehen und Fluid zu der Innenseite der Blähschläuche 52 heranführen.
- In der unteren Formendwand 20, die fest auf das Pressengestell 10 aufgespannt ist, sind zwei Druckplatten 56 und 58 durch einen Hilfsstempel 60 geführt und zwar mittels Dornen 62, welche ebenfalls bei geschlossenem Formmantel 26 in Sackbohrungen des Formmantels eingreifen können, um diesen zusätzlich gegen Preßdruck zusammenzuhalten.
- Zwischen der oberen Druckplatte 56 und der unteren Formendwand 20 ist eine Quetschplatte 64 aufgenommen und zwar zwischen einer Quetschfläche 66 der Formendwand 20 und einer Quetschfläche 56a der Druckplatte 56.
- Die Stäbe und die Blähschläuche durchsetzen auch die untere Formendwand 20, die untere Quetschplatte 64 und die Druckplatte 56; die unteren Enden der Kanäle 54 stehen in Verbindung mit einer unteren Fluidversorgungskammer 68. Die Fluidversorgungskammer 68 ist an eine Fluidversorgungsleitung 70 angeschlossen.
- Die obere Formendwand 22 ist mit einer Ringdichtung 72 zum Aufsetzen auf den Formmantel 26 versehen; der Formmantel 26 ist mit Dichtungselementen von Halbringform versehen, die mit 74 bezeichnet sind und auf der unteren Formendwand 20 aufliegen.
- An den Formmantel, und zwar im Bereich der Formmantelhälfte 26a, ist eine Vakuumleitung 76 angeschlossen, die zu einem Ringspalt 78 oder einer Vielzahl von ringförmig verteilten Absaugöffnungen 78 führen. An die obere Formendwand 22 ist ein Formmassezuführungskanal 80 angeschlossen, der mit einer Fluidisierungsluft-Zuführungsleitung 82 verbunden ist. Die Formmassezuführungsleitung 80 mündet in eine Formmassezuführungsbohrung 84, welche eine Öffnung 86 in den Formhohlraum 34 aufweist. Diese Öffnung 86 ist durch einen Stempel 88 verschließbar. Mehrere solche Formmassezuführungen können über den Umfang verteilt angeordnet sein.
- Die soweit beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
- Die Einrichung befindet sich zunächst in der Stellung gemäß Fig. 1. Durch Betätigung der Hilfsstempel 28a und 28b wird zunächst der Formmantel 26 geschlossen. Hierauf fährt der Preßbär 16 nach unten, wobei die blähschlauchüberzogenen Stäbe 24 durch die Perforationen der unteren Formendwand 20, der Quetschplatte 64 und der Druckplatte 56 hindurchtreten. In der Stellung der Fig. 1 und während des Abwärtsfahrens des Preßbärs 16 sind die blähschlauchüberzogenen Stäbe 24 an dem Bär 16 dadurch festgehalten, daß die Quetschplatte 42 zwischen den Quetschflächen 38a und 44 gequetscht ist. Zur gleichen Zeit ist die Quetschplatte 64 entlastet, damit die Stäbe mit den Blähschläuchen 52 ungehindert durch die Perforation der unteren Quetschplatte 64 hindurchtreten können. Sobald die Vorrichtung die Stellung gemäß den Fig. 2 und 4 erreicht hat, wird die untere Quetschplatte 64 mittels des Hilfsstempels 60 gequetscht und die obere Quetschplatte 42 wird entlastet. Nunmehr sind die Stäbe 24 durch die untere Quetschplatte 64 in Längsrichtung fixiert.
- Nunmehr wird der Formhohlraum 34 mit Formmasse gefüllt, indem durch den Spalt 78 Vakuum an dem Formhohlraum 34 angelegt wird und der Verschlußstempel 88 gezogen wird.
- Durch das Einsaugen der Formmasse in den Formhohlraum 34 wird dieser auch zwischen den Stäben 24 vollständig gefüllt und vorverdichtet. Solange das Vakuum über die Öffnungen 78 an den Formhohlraum 34 angelegt ist, muß über die Druckfluidversorgungsleitungen 48 und 70 auch ein Vakuum an die Innenseiten der Blähschläuche angelegt werden, damit sich diese unter der Wirkung des in dem Formhohlraum liegenden Vakuums nicht von den Stäben 24 abheben können.
- Die in den Formhohlraum eingesaugte Formmasse wird durch die relativ hohe Auftreffgeschwindigkeit der Formteilchen bereits etwas vorverdichtet, wobei allerdings durch Einstellung der Auftreffgeschwindigkeit wenigstens am Anfang des Füllvorgangs darauf geachtet werden muß, daß die Absaugöffnungen 78 nicht verstopft werden.
- Sobald der Formhohlraum gefüllt ist, wird das an die Innenflächen der Blähschläuche 52 angelegte Vakuum abgeschaltet und dann wird über die Leitungen 48 und 70 und die Fluidversorgungskammern 46 und 68 Druck an die Innenflächen der Blähschläuche 52 angelegt, und zwar teils über die Kanäle 54, 54a teils über die offenen Enden der Schläuche 52. Dabei werden die Blähschläuche aufgebläht und kompaktieren die eingefüllte Formmasse innerhalb des Formhohlraums 34. Die Stäbe 24 können dabei seitlich ihre Lage nicht verändern, da sie in den Perforationen der Endwände 20 und 22 gegen seitliche Bewegung gesichert sind.
- Ein Aufblähen der Blähschäuche außerhalb des Formhohlraums ist nicht möglich, da die Blähschläuche in den Perforationen der Formendwände 20, 22, der Quetschplatten 42 und 64 und der Druckplatten38 und 56 gegen Aufblähen gesichert sind und an ihren Enden sowieso gleichzeitig dem Innendruck und dem Außendruck des Fluids ausgesetzt sind.
- Sobald der Aufblähvorgang zu einer ausreichenden Kompaktierung geführt hat, wird der Fluidendruck durch die beiden Fluidenleitungen 48 und 70 wieder aubgebaut,so daß nunmehr die Blähschläuche in ihre an den Stäben 24 satt anliegende Position zurückkehren. Nunmehr wird die Quetschplatte 64 entlastet und die Quetschplatte 42 wieder gequetscht. Der Preßbär kann dann nach oben fahren unter Mitnahme der Stäbe, wobei diese aus den Perforationen der Druckplatte 56, der Quetschplatte 64 und der unteren Formendwand 20 wieder herausgezogen werden.
- Schließlich werden die Formmantelhälften 26a und 26b auseinandergefahren, so daß der fertige Preßling entnommen werden kann.
- Es ist auch möglich, beim Pressen auf die Kanäle innerhalb der Stäbe 24 zu verzichten. Die Fluidzufuhr zu der Innenseite der Blähschläuche erfolgt dann beispielsweise durch die trichterförmig ausgeführten oberen Enden 52a der Blähschläuche 52 (Fig. 7), wobei die Füllung der Blähschläuche dadurch ermöglicht wird, daß die obere Quetschplatte 42 entlastet und die untere Quetschplatte 64 gequetscht ist. Es braucht dann Fluidzufuhr nur von der Leitung 48 her über die Fluidversorgungskammer 46 zu erfolgen, weil durch die Quetschplatte 64 die Blähschäuche an ihren unteren Enden ventilartig abgequetscht sind. Bei dieser letzteren Ausführungsform kann die Füllung der Blähschläuche auch dadurch unterstützt werden, daß die Stäbe 24 mit Oberflächennuten 90 versehen sind, welche verhindern, daß sich beim Fluiddruckanlegen an die Blähschläuche diese unbeabsichtigterweise durch sattes Anlegen an die Stäbe 24 verschließen.
- In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Formmantel 126 ein einstückiger, ringförmig geschlossener Formmantel, der an seiner Innenseite durch eine Ringmembran 192 ausgekleidet ist, wobei die Ringmembran 192 an ihrer Rückseite über ein Fluidversorgungssystem 194 mit Vakuum beaufschlagbar ist, wenn der Formhohlraum gefüllt wird unt mit Druck beaufschlagbar ist, wenn die Formmasse gepreßt wird. Natürlich ist es auch hier möglich, den Formmantel 126 zweiteilig auszubilden und die Membran 192 dementsprechend zu unterteilen. Die Entnahme des Preßlings muß bei ringförmig geschlossenem Formmantel in axialer Richtung erfolgen.
- Im übrigen entspricht die Ausführungsform nach Fig. 3 derjenigen nach den Fig. 1, 2, 4, 5, 6 und 9.
- Bei der Ausführungsform nach Figur 1 können die Formmantelhälften 26a und 26b mit Profilierungen versehen sein, beispielsweise Profilierungen, die Halteelemente oder einen Halteflansch für den Formling ergeben. Diese Profilierungen müssen natürlich so geformt sein, daß sie der Entformungsrichtung Rechnung tragen. Die Anformungen können dabei entweder randnah oder zwischen den Rändern der Formmantelhälften 26a, 26b angeordnet sein.
- Bei der Ausführungsform nach Figur 3 können Profilierungen in dem Formmantel 126 und in der Membran 192 vorgesehen sein, um an dem Formling ebenfalls Profilierungen zu erzeugen. Sofern sich diese Profilierungen zur Mantelachse parallel über die ganze Länge der Innenfläche des Formmantels 126 erstrecken, bringt dies keine Schwierigkeiten bei der Entformung. Es ist aber auch möglich, Profilierungen an der Innenfläche des Formmantels 126 und an der Membran anzubringen, um entsprechende Profilierungen an dem Formling entstehen zu lassen, wenn diese Profilierungen sich nicht über die ganze Höhe des Formmantels 126 erstrecken sondern beispielsweise in Abstand vom Oberrand und Unterrand des Formmantels enden, oder Profilierungen vorzusehen, welche an dem Formling in Umfangsrichtung verlaufende Rippen oder dergleichen erzeugen. In diesem Fall muß im Hinblick auf die Entformung darauf geachtet werden, daß entweder der Formmantel geteilt ist oder der Rückweg der Membran beim Ablassen des Drucks und ggfs. Wiederanlegen des Stützvakuums groß genug ist, um die an der Außenseite des Formlings entstandenen Profilierungen gegenüber den Profilierungen der Membran und ggfs. des Formmantels 126 freizugeben.
- Die Ausführungsform der Fig. 10 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 5 durch die andere Ausbildung der Blähschläuche 52. Die Blähschläuche 52 sind in der Ausführungsform nach Fig. 10 an ihren unteren Enden geschlossen. Ebenso sind die Kanäle 54 an ihren unteren Enden geschlossen. Der entscheidende Unterschied liegt darin, daß die Blähschläuche 52 an ihren oberen Enden einstückig mit einer aus dem gleichen Material bestehenden Platte 52x zusammenhängen. Auf diese Weise ist das Abdichtproblem für das in die Blähschläuche 52 einzuführende Druckmittel auf einfachste Weise gelöst.
- Die zur Anwendung kommende pulverförmige Formmasse kann insbesondere eine Sprühkornmasse sein, welche folgendermaßen hergestellt wurde:
- Ein Schlicker mit einem Gehalt von 40 Gew.-% Wasser und 60 Gew.-% Feststoff wurde verarbeitet. Zur Herstellung der Suspension wurde eine Trockenmasse hergestellt, die aus 50 Gew.-% Kaolinit, 25 Gew.-% Feldspat und 25 Gew.-% Quarz, die Prozentangaben jeweils bezogen auf die Gesamttrockenmasse, bestand. Die Korngröße des Kaolinits betrug max. 25µ. Die Korngröße des Feldspats und des Quarzes betrug max. 63µ. Feld spat und Quarz wurden in Form eines Pegmatits eingebracht, welches sowohl den Feldspat als auch den Quarz enthält. Die Trockenmasse wurde unter Zugabe des Wassers zu einer Suspension oder zu einem Schlicker verarbeitet. Dieser Schlicker wurde sodann durch Sprühdüsen in eine Heißgasatmosphäre gesprüht. In dieser Heißgasatmosphäre bildeten sich Kügelchen mit einer Größe von 0 bis 500µ, wobei 80 % des Gesamtgewichts zwischen 350 und 450µ lagen. Die Kügelchen waren Hohlkügelchen, welche zwischen zwei Fingern einer Hand leicht zerquetscht werden konnten. Die Restfeuchte des so gewonnenen körnigen Materials betrug ca. 3 %.
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