EP0326882A2 - Verfahren und Vorrichtng zur Herstellung von Bauteilen aus kramischem bzw. feuerfeste, Material mit Durchgangskanälen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtng zur Herstellung von Bauteilen aus kramischem bzw. feuerfeste, Material mit Durchgangskanälen Download PDF

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EP0326882A2
EP0326882A2 EP89101028A EP89101028A EP0326882A2 EP 0326882 A2 EP0326882 A2 EP 0326882A2 EP 89101028 A EP89101028 A EP 89101028A EP 89101028 A EP89101028 A EP 89101028A EP 0326882 A2 EP0326882 A2 EP 0326882A2
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EP
European Patent Office
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component
lubricant
mandrel
components
furnace
Prior art date
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Withdrawn
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EP89101028A
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EP0326882A3 (de
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Werner Burbach
Günter Bender
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Burbach & Bender oHG Esb Schweissbetrieb
Didier Werke AG
Original Assignee
Burbach & Bender oHG Esb Schweissbetrieb
Didier Werke AG
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Publication date
Application filed by Burbach & Bender oHG Esb Schweissbetrieb, Didier Werke AG filed Critical Burbach & Bender oHG Esb Schweissbetrieb
Publication of EP0326882A2 publication Critical patent/EP0326882A2/de
Publication of EP0326882A3 publication Critical patent/EP0326882A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/342—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials which are at least partially destroyed, e.g. broken, molten, before demoulding; Moulding surfaces or spaces shaped by, or in, the ground, or sand or soil, whether bound or not; Cores consisting at least mainly of sand or soil, whether bound or not
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/16—Moulds for making shaped articles with cavities or holes open to the surface, e.g. with blind holes
    • B28B7/18—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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing components made of ceramic or refractory material with through channels of any cross section, the through channels having constant cross sections over their length or widening to one side.
  • the generation of the through-channels is a difficult problem for components made of ceramic or refractory material. Mold cores that are used to produce the through-channels can only be removed with extreme difficulty from the finished components, and the channel edges are often damaged when the mold cores are removed is coming. Cores made of melting material can be used to produce through-channels with smooth walls, which can be melted out after completion of the component. However, such a method is relatively complex and expensive.
  • the object of the invention is therefore to create a method according to which ceramic or refractory, Components provided with through-channels can be produced with little effort, in which the through-channels should have smooth walls and edges and it should also be possible to produce through-channels with very narrow or narrow cross sections.
  • this object is achieved in that a mandrel which corresponds to the shape of the through-channel to be produced is immersed in a molten lubricant which is solid at normal ambient temperatures, the lubricant after solidification of the mandrel after removal from the bath of lubricant adheres to the fact that the mold core coated with the solidified lubricant is clamped into a mold in such a way that at least one core end - with a broad cross-section widened towards one side - protrudes from the component to be subsequently manufactured, and then the raw material for the component is put into the mold is introduced and that after the component has solidified, heat is added to the mandrel and the mandrel is pulled out of the component immediately after the lubricant layer has melted.
  • Such a method can be carried out with very little effort by hand or with very simple devices.
  • the mold cores can be pulled out of the hardened component with extremely little force, since the mold core practically floats on the lubricant layer.
  • the inner surfaces of the respective through-channel are very smooth and the edges of the through-channels on the outer surfaces of the component no longer break away.
  • the method according to the invention can also be used to produce very narrow passage channels, for example passage gaps with a width of a few tenths of a millimeter.
  • Wax is preferably used as the lubricant, which is solid at normal ambient temperature and which can be melted even at only slightly elevated temperatures without decomposition. A little above the melting point, wax is relatively low-viscosity and not stringy. In particular, waxes are not water-soluble, so that the wax layer on the mold core is not attacked by the moisture contained in the raw mass of the component.
  • stearin or paraffin are preferably used as lubricants.
  • the component can be heated in an oven after solidification. Stoves can be used that are required to burn the components anyway.
  • the lubricant layer can alternatively also be melted by applying a voltage to both ends of the mandrel in the component.
  • the component can be suspended during heating from the end of the mold core protruding therefrom, the component slipping off the mold core due to its own weight after the lubricant has melted.
  • this procedure is only suitable for smaller components.
  • the end of the mandrel protruding from the component can be subjected to a predetermined tensile force during the heating, the mandrel being automatically pulled out of the component after the lubricant has melted.
  • the invention can be particularly advantageous Use a procedure to make a gas purging plug with at least one narrow passage gap.
  • Gas purging stones are used to introduce purging gas into metallic melts. Passage gaps that are created in or around the gas purging stones must be so narrow that penetration of the relatively low-viscosity melt is prevented. Depending on the melt to be treated, the gaps must not be wider than 0.4mm to about 0.7mm.
  • the gas purging stones were divided according to the prior art and the gaps were filled with refractory fibrous material.
  • the method according to the invention now makes it possible to provide one-piece gas purging plugs with narrow passage gaps with little effort. Strips of spring steel sheet are preferably used as the mold core.
  • Gas flushing blocks can be produced by the method according to the invention, which have, for example, a centrally arranged slot-shaped passage channel. Furthermore, it is also possible to produce two or more passage gaps running parallel to one another in a one-piece gas purging plug. Finally, for example, four passage gaps arranged perpendicular to each other around the central axis of the gas purging plug can also be generated.
  • a device for removing the mold cores from the components can be characterized by a furnace, a clamping strip which can be fastened to the furnace ceiling to hold the mold core ends projecting from the components, the components being suspended from the mold core ends, and a collecting device for those after the lubricant layer has melted falling components.
  • Another embodiment of the device is characterized by a furnace, a holding device for the components arranged in the furnace, at least one clamping strip arranged outside the furnace for holding the core ends passed through openings in the furnace wall, and a pretensioning device acting on the clamping strip and acting on the clamping strip exerts a force directed away from the furnace.
  • the terminal block can be rotatably supported and driven by an electric motor, with a limit switch being provided, which is actuated by the terminal block after a short displacement and thereby switches on the electric motor. In this way, even relatively long mandrels can be easily pulled out of the components and wound onto the terminal block.
  • mold cores are electrically conductive, all devices can also use electrically generated heat instead of the furnace heat by applying the poles of an electrical voltage source to the two ends of the mold cores. If necessary, different heat sources can also be combined.
  • Fig. 1 the blank 1 of a gas purging plug is shown, which consists of a truncated cone made of refractory material.
  • a band 2 of thin spring steel sheet runs through its center, which can have a thickness of less than 1/10 mm.
  • Such a blank is made as follows: First the spring steel strip 2 is cut to a length which is greater than the height of the blank 1. The spring steel strip is then immersed in liquid wax, for example stearin or paraffin, which adheres to the spring steel strip 2 in a thin film and solidifies after a short time. The spring steel strip is then clamped into a shape, not shown in the drawing, which corresponds to the outer contour of the blank to be produced. Then the refractory mass is poured into the mold and, if necessary, compacted by vibration. When the refractory mass has solidified, the blank 1 can be removed from the mold together with the spring steel strip 2 located therein. As shown in Fig. 1, the end portions 3 and 4 of the spring steel strip 2 protrude from the end faces 5 and 6 of the frustoconical blank.
  • liquid wax for example stearin or paraffin
  • the wax layer By heating the entire blank or the spring steel strip beyond the melting temperature of the wax layer, the wax layer can be melted and it is then possible to pull the spring steel strip 2 out of the blank 1 by hand or with the aid of a device with almost no force.
  • the blank 1 is surrounded in its outer circumferential area with a thin sheet metal jacket 8 and on the wider end face 5, which has a round recess around the entrance area of the gap-shaped through-channel 9 10 is provided, a sheet metal cover 11 is placed, which has a central gas passage opening 12.
  • the sheet metal jacket 8 is to the Welded sheet metal cover 11, so that a sheet metal cladding is firmly seated on the blank 1.
  • the purging gas is introduced through the gas passage opening 12, collects in the chamber formed by the depression 10 and then flows through the gap-shaped passage channel to the opposite free end of the gas purging plug.
  • the gap-shaped gas passage channel has a constant cross section over its entire length. This has the advantage that a constant gas passage cross-section is always available when the gas purging plug wears out, so that a constant gas supply is possible over the entire service life of the gas purging plug.
  • the design of the narrow, smooth gas passage channel increases the service life of the gas purging plug compared to known gas purging plugs, which are of split design or are made of gas-permeable, porous material.
  • gas flushing blocks can also be produced using the method according to the invention, in which several gap-shaped through-channels 9 are provided.
  • gas purging stones 13 are shown, in which two, three and four slot-shaped through channels are formed in different formations.
  • the method according to the invention can also be used for other ceramic or refractory parts in which through channels with round, angular, oval and in any other way shaped cross sections should be formed.
  • the removal of the mold cores from the components can be simplified using special devices.
  • FIG. 7 shows a device in this regard, in which the spring steel strips 2 are to be pulled out of the blanks 1, which are provided for gas purging stones.
  • the blanks 1 are hung under the ceiling of a drying oven 14.
  • the suspension takes place in such a way that the end sections 3 of the spring steel strips 2 protruding from the wider end faces are fastened to a terminal strip 15.
  • collecting containers 16 are installed, which are adapted to the shape of the blanks 1 and into which the blanks can fall.
  • the wax layer on the spring steel strips 2 melts at a certain temperature and the blanks 1 slide down on the spring steel strips 2 due to their own weight and fall into the collecting container 16 Oven 14 the drying process for the blanks to be completed.
  • FIG. 8 shows another embodiment of the device for removing the mold cores from the components.
  • the device is again explained using gas purging stone blanks 1, in which spring steel strips 2 are present as mold cores.
  • This device is particularly suitable for larger gas purging stones.
  • the solidified blanks 1 are placed in a furnace 17 Stacked sheet 18 and the end portions 3 of the spring steel strips 2 are passed through slots provided in the furnace ceiling and clamped to a rotatable terminal block or shaft 19.
  • the shaft 19 With the help of springs 20, the shaft 19 is under a bias directed away from the furnace.
  • a limit switch 21 is actuated, which is switched on by an electric motor, not shown in the drawing, which drives the shaft 19.
  • the spring steel strips 2 are wound up and pulled out of the blanks 1 by the rotational movement of the shaft 19.
  • FIG. 9 shows a further device for removing the mold cores from the blanks 1.
  • the mandrels are electrically conductive.
  • the blanks 1 are held in a frame 22 and an electrical voltage is applied to the end sections 3 and 4 of the mold cores, which are again formed as spring steel strips 2 in the present case, which heats the spring steel strips until the wax layer melts. Then the spring steel strips 2 can be pulled out of the blanks individually or together by hand or with any device.
  • the lower end sections 4 of the spring steel strip 2 are light are conical, so that the frictional resistance of the belt becomes smaller towards the end.
  • the electrical clamps can be stripped when pulling out the tape.
  • the electrical heating and melting of the spring steel strips can also be supported by other heat sources. For example, it is possible to briefly preheat the blanks in an oven beforehand.

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Abstract

Es sollen in den Bauteilen aus keramischem bzw. feuerfestem Material die Durchgangskanäle mit geringem Aufwand hergestellt werden können, wobei die Durchgangskanäle glatte Wände und Ränder aufweisen sollen und wobei es ferner möglich sein soll, die Durchgangskanäle mit sehr engen bzw. schmalen Querschnitten zu versehen. Zu diesem Zweck wird ein Formkern, der der Gestalt des zu erzeugenden Durchgangskanals entspricht, in ein geschmolzenes Gleitmittel eingetaucht, welches bei Umgebungstemperatur fest ist. Der mit dem erstarrten Gleitmittel versehene Formkern wird derart in eine Form eingespannt, daß zumindest ein Kernende aus dem anschließend herzustellenden Bauteil herausragt. Dann wird das Rohmaterial für das Bauteil in die Form eingebracht und nach dem Erstarren des Bauteils wird dem Formkern Wärme zugeführt, so daß die Gleitmittelschicht aufschmilzt und der Formkern aus dem Bauteil herausgezogen werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrich­tung zur Herstellung von Bauteilen aus keramischem bzw. feuerfestem Material mit Durchgangskanälen beliebigen Querschnitts, wobei die Durchgangskanäle über ihre Länge konstante oder sich nach einer Seite hin erweiternde Querschnitte aufweisen.
  • Die Erzeugung der Durchgangskanäle stellt bei Bauteilen aus keramischem bzw. feuerfestem Material ein schwieriges Problem dar. Formkerne, die zur Erzeugung der Durchgangs­kanäle verwendet werden, lassen sich aus den fertigen Bauteilen nur äußerst schwierig entfernen, wobei es beim Herausnehmen der Formkerne häufig zu Beschädigungen der Kanalränder kommt. Zur Herstellung von Durchgangskanälen mit glatten Wänden können Kerne aus schmelzendem Material verwendet werden, die sich nach der Fertigstellung des Bauteiles ausschmelzen lassen. Ein solches Verfahren ist aber relativ aufwendig und teuer.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Methode zu schaffen, nach der keramische bzw. feuerfeste, mit Durchgangskanälen versehene Bauteile mit geringem Aufwand hergestellt werden können, bei denen die Durch­gangskanäle glatte Wände und Ränder aufweisen sollen und wobei es auch möglich sein soll, Durchgangskanäle mit sehr engen bzw. schmalen Querschnitten zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Formkern, der der Gestalt des zu erzeugenden Durchgangskanals entspricht, in ein geschmolzenes Gleit­mittel, das bei normalen Umgebungstemperaturen fest ist, eingetaucht wird, wobei das Gleitmittel nach dem Heraus­ziehen des Formkerns aus dem Gleitmittelbad an diesem durch Erstarrung haftet, daß der mit dem erstarrten Gleitmittel beschichtete Formkern derart in eine Form eingespannt wird, daß zumindest ein Kernende - bei nach einer Seite hin erweitertem Querschnitt das breite Kernende - aus dem anschließend herzustellenden Bauteil herausragt, daß dann das Rohmaterial für das Bauteil in die Form eingebracht wird und daß nach dem Erstarren des Bauteils dem Formkern Wärme zugeführt und der Formkern unmittelbar nach dem Aufschmelzen der Gleitmittelschicht aus dem Bauteil herausgezogen wird.
  • Ein solches Verfahren läßt sich mit äußerst geringem Aufwand von Hand oder mit sehr einfachen Vorrichtungen durchführen. Die Formkerne lassen sich nach dem Auf­schmelzen der Gleitmittelschicht mit äußerst geringer Kraft aus dem ausgehärteten Bauteil herausziehen, da der Formkern praktisch auf der Gleitmittelschicht schwimmt. Die inneren Flächen des jeweiligen Durchgangskanals sind sehr glatt und ein Ausbrechen der Ränder der Durchgangs­kanäle an den Außenflächen des Bauteils tritt nicht mehr auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch sehr schmale Durchgangskanäle erzeugen, beispielsweise Durchlaßspalte mit einer Breite von wenigen zehntel Millimetern.
  • Als Gleitmittel wird vorzugsweise Wachs verwendet, welches bei normaler Umgebungstemperatur fest ist und sich bereits bei nur geringfügig erhöhten Temperaturen ohne Zersetzung schmelzen läßt. Schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes ist Wachs verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend. Insbesondere sind Wachse nicht wasserlöslich, so daß die auf dem Formkern befindliche Wachsschicht durch die in der Rohmasse des Bauteils enthaltene Feuchtigkeit nicht angegriffen wird.
  • Für die praktischen Anwendungsfälle werden als Gleitmit­tel vorzugsweise Stearin oder Paraffin verwendet.
  • Zum Aufschmelzen der Gleitmittelschicht kann das Bauteil nach dem Erstarren in einem Ofen erwärmt werden. Dabei können Öfen eingesetzt werden, die ohnehin zum Brennen der Bauteile erforderlich sind.
  • Wenn die Formkerne aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, kann das Aufschmelzen der Gleitmittelschicht alternativ auch dadurch erfolgen, daß bei dem Bauteil eine Spannung an beide Enden des Formkerns angelegt wird.
  • Zum Herauslösen des Formteils kann das Bauteil während der Erwärmung an dem aus diesem herausragenden Ende des Formkerns aufgehängt werden, wobei das Bauteil nach dem Aufschmelzen des Gleitmittels durch sein Eigengewicht von dem Formkern abrutscht. Diese Verfahrensweise eignet sich allerdings nur bei kleineren Bauteilen.
  • Alternativ kann das aus dem Bauteil herausragende Ende des Formkerns während der Erwärmung mit einer vorgege­benen Zugkraft beaufschlagt werden, wobei der Formkern nach dem Aufschmelzen des Gleitmittels selbsttätig aus dem Bauteil herausgezogen wird.
  • Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gasspülsteins mit min­destens einem schmalen Durchgangsspalt anwenden. Gasspül­steine dienen zum Einleiten von Spülgas in metallische Schmelzen. Durchgangsspalte, die in oder um die Gasspül­steine herum erzeugt werden, müssen derart schmal sein, daß ein Eindringen der relativ dünnflüssigen Schmelze verhindert wird. Je nach der zu behandelnden Schmelze dürfen die Spalte nicht breiter als 0,4mm bis etwa 0,7mm sein.
  • Um in Gasspülsteinen schmale Durchgangsspalte zu erzeu­gen, wurden nach dem Stand der Technik die Gasspülsteine geteilt ausgebildet und die Spalte wurden mit feuerfestem Faserstoff ausgefüllt. Durch das erfindungsgemäße Verfah­ren ist es nunmehr möglich, einteilige Gasspülsteine mit geringem Aufwand mit schmalen Durchgangsspalten zu versehen. Als Formkern werden dabei vorzugsweise Streifen aus Federstahlblech verwendet.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Gasspül­steine herstellen, die beispielsweise einen mittig angeordneten spaltförmigen Durchgangskanal aufweisen. Ferner ist es auch möglich, zwei oder mehrere parallel zueinander verlaufende Durchgangsspalte in einem eintei­ligen Gasspülstein zu erzeugen. Schließlich können beispielsweise auch vier um die Mittelachse des Gasspül­steins jeweils senkrecht zueinander angeordnete Durch­gangsspalte erzeugt werden.
  • Eine Vorrichtung zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen kann gekennzeichnet sein durch einen Ofen, eine an der Ofendecke befestigbare Klemmleiste zum Festhalten der aus den Bauteilen herausragenden Formkernenden, wobei die Bauteile an den Formkernenden aufgehängt sind, und eine Auffangeinrichtung für die nach dem Aufschmelzen der Gleitmittelschicht herabfallenden Bauteile.
  • Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung ist gekenn­zeichnet durch einen Ofen, eine in dem Ofen angeordnete Halteeinrichtung für die Bauteile, mindestens eine außerhalb des Ofens angeordnete Klemmleiste zum Fest­halten der durch Öffnungen in der Ofenwand hindurchge­führten Kernenden sowie eine auf die Klemmleiste wirkende Vorspanneinrichtung, die auf die Klemmleiste eine von dem Ofen weg gerichtete Kraft ausübt.
  • Wenn der Formkern beispielsweise aus Federstahl besteht, kann die Klemmleiste drehbar gelagert und mit Hilfe eines Elektromotors antreibbar sein, wobei ein Endschalter vorgesehen ist, den die Klemmleiste nach einem kurzen Verschiebungsweg betätigt und dadurch den Elektromotor einschaltet. Auf diese Weise können auch relativ lange Formkerne problemlos aus den Bauteilen herausgezogen und auf die Klemmleiste aufgespult werden.
  • Wenn die Formkerne elektrisch leitfähig sind, kann bei sämtlichen Vorrichtungen anstelle der Ofenwärme auch elektrisch erzeugte Wärme verwendet werden, indem an die beiden Enden der Formkerne die Pole einer elektrischen Spannungsquelle angelegt werden. Gegebenenfalls können auch verschiedene Wärmequellen miteinander kombiniert werden.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen fertigen Formstein für einen Gasspül­stein mit dem noch darin befindlichen Form­kern,
    • Fig. 2 die Seitenansicht eines fertigen Gasspülsteins mit einem mittigen spaltförmigen Durchgangs­kanal,
    • Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gasspülstein gemäß Fig. 2,
    • Fig. 4 die Draufsicht auf einen Gasspülstein mit zwei parallel zueinander angeordneten spaltförmigen Durchgangskanälen,
    • Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Gasspülstein mit drei parallel zueinander angeordneten spalt­förmigen Durchgangskanälen,
    • Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Gasspülstein mit vier um dessen Mittelachse, jeweils senkrecht zueinander angeordneten spaltförmigen Durch­gangskanälen,
    • Fig. 7 in schematischer Darstellung die Ansicht einer Vorrichtung zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen,
    • Fig. 8 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen und
    • Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von Fig. 1 im folgenden näher erläutert.
  • In Fig. 1 ist der Rohling 1 eines Gasspülsteins dargestellt, der aus einem Kegelstumpf aus feuerfestem Material besteht. Durch seine Mitte verläuft ein Band 2 aus dünnem Federstahlblech, welches eine Stärke von weniger als 1/10mm aufweisen kann.
  • Ein solcher Rohling wird wie folgt hergestellt: Zunächst wird das Federstahlband 2 auf eine Länge geschnitten, die größer als die Höhe des Rohlings 1 ist. Dann wird das Federstahlband in flüssiges Wachs, beispielsweise Stearin oder Paraffin, eingetaucht, welches in einem dünnen Film auf dem Federstahlband 2 haftet und nach kurzer Zeit erstarrt. Das Federstahlband wird dann in eine in der Zeichnung nicht dargestellte Form eingespannt, die der äußeren Kontur des herzustellenden Rohlings entspricht. Dann wird die Feuerfest-Masse in die Form gegossen und in dieser ggfs. durch Vibration verdichtet. Wenn die Feuerfest-Masse erstarrt ist, kann der Rohling 1 zusammen mit dem in diesem befindlichen Federstahlband 2 aus der Form herausgenommen werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, ragen die Endabschnitte 3 und 4 des Federstahlbandes 2 aus den Stirnseiten 5 und 6 des kegelstumpfformigen Rohlings heraus.
  • Durch Erwärmung des gesamten Rohlings bzw. des Feder­stahlbandes über die Schmelztemperatur der Wachsschicht hinaus, kann die Wachsschicht aufgeschmolzen werden und es besteht dann die Möglichkeit, das Federstahlband 2 von Hand oder mit Hilfe einer Vorrichtung nahezu ohne Kraft aus dem Rohling 1 herauszuziehen.
  • Nach dem Herausziehen des Federstahlbandes 2 ist der Rohling fertig und es ist keine Nachbearbeitung mehr erforderlich.
  • Zur Herstellung des fertigen Gasspülsteins 7, der in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wird der Rohling 1 in seinem äußeren Umfangsbereich mit einem dünnen Blechmantel 8 umgeben und auf die breitere Stirnseite 5, die um den Eingangsbereich des spaltförmigen Durchgangskanals 9 mit einer runden Vertiefung 10 versehen ist, wird ein Blechdeckel 11 aufgelegt, der eine mittige Gasdurchgangs­öffnung 12 aufweist. Der Blechmantel 8 wird an den Blechdeckel 11 angeschweißt, so daß eine fest auf dem Rohling 1 sitzende Blechumkleidung entsteht.
  • Im Betrieb wird das Spülgas durch die Gasdurchgangsöff­nung 12 eingeleitet, sammelt sich in der durch die Vertiefung 10 gebildeten Kammer und strömt dann durch den spaltförmigen Durchgangskanal zum gegenüberliegenden freien Ende des Gasspülsteins.
  • Der spaltförmige Gasdurchgangskanal weist bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel über seine gesamte Länge einen konstanten Querschnitt auf. Dadurch entsteht der Vorteil, daß bei einem Verschleiß des Gasspülsteins immer ein konstanter Gasdurchgangsquer­schnitt zur Verfügung steht, so daß eine konstante Gaszufuhr über die gesamte Lebensdauer des Gasspülsteins möglich ist. Darüber hinaus wird durch die Ausbildung des schmalen glatten Gasdurchgangskanals die Lebensdauer des Gasspülsteins gegenüber bekannten Gasspülsteinen erhöht, die geteilt ausgebildet oder aus gasdurchlässigem, porösem Material hergestellt sind.
  • Je nach Bedarf lassen sich unter Anwendung des erfin­dungsgemäßen Verfahrens auch Gasspülsteine herstellen, bei denen mehrere spaltförmige Durchgangskanäle 9 vorge­sehen sind.
  • In Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Gasspülsteinen 13 dargestellt, bei denen zwei, drei und vier spaltförmige Durchgangskanäle in verschiedener Formation ausgebildet sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch für andere keramische bzw. feuerfeste Teile anwenden, in denen Durchgangskanäle mit runden, eckigen, ovalen und in sonstiger Weise beliebig geformten Querschnitten ausge­ bildet werden sollen.
  • Bei der Herstellung einer größeren Stückzahl von Bautei­len kann das Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen mit Hilfe spezieller Vorrichtungen vereinfacht werden.
  • In Fig. 7 ist eine diesbezügliche Vorrichtung darge­stellt, bei der die Federstahlbänder 2 aus den Rohlingen 1, die für Gasspülsteine vorgesehen sind, herausgezogen werden sollen. Zu diesem Zweck werden die Rohlinge 1 unter der Decke eines Trockenofens 14 aufgehängt. Das Aufhängen erfolgt in der Weise, daß die aus den breiteren Stirnseiten herausragenden Endabschnitte 3 der Feder­stahlbänder 2 an einer Klemmleiste 15 befestigt werden. In einem Abstand unterhalb der Befestigungspositionen sind Auffangbehälter 16 installiert, die der Form der Rohlinge 1 angepaßt sind und in die die Rohlinge hineinfallen können.
  • Wenn die Rohlinge 1 in dem Ofen erwärmt werden, so schmilzt die auf den Federstahlbändern 2 befindliche Wachsschicht bei einer bestimmten Temperatur auf und die Rohlinge 1 gleiten aufgrund ihres Eigengewichts an den Federstahlbändern 2 hinab und fallen in die Auffangbehäl­ter 16. Daran anschließend kann dann in demselben Ofen 14 der Trocknungsvorgang für die Rohlinge zu Ende geführt werden.
  • In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen darge­stellt. Die Vorrichtung ist wiederum anhand von Gasspül­steinrohlingen 1 erläutert, in denen Federstahlbänder 2 als Formkerne vorhanden sind. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere für größere Gasspülsteine.
  • Die erstarrten Rohlinge 1 werden in einem Ofen 17 in ein Stapelblech 18 gestellt und die Endabschnitte 3 der Federstahlbänder 2 werden durch in der Ofendecke vorgese­hene Schlitze hindurchgeführt und an einer drehbaren Klemmleiste oder Welle 19 festgeklemmt. Mit Hilfe von Federn 20 steht die Welle 19 unter einer von dem Ofen weg gerichteten Vorspannung. Wenn im Inneren des Ofens 17 eine Temperatur erreicht wird, die die Wachsschicht auf den Federstahlbändern 2 schmelzen läßt, so zieht die Welle 19 auf Grund der Federvorspannung die Federstahl­bänder ein Stück aus den Rohlingen 1 heraus. Nach einem kurzen Verschiebungsweg wird ein Endschalter 21 betätigt, durch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Elektromo­tor eingeschaltet wird, der die Welle 19 antreibt. Durch die Drehbewegung der Welle 19 werden die Federstahlbänder 2 aufgespult und aus den Rohlingen 1 herausgezogen.
  • Wenn die Formkerne nicht aus Federstahlband bestehen und sich nicht aufspulen lassen, ist keine Welle 19 sondern eine einfache Klemmleiste vorgesehen, die einen ausrei­chend großen Hub ausführt, um die Formkerne völlig aus den Rohlingen 1 herauszuziehen.
  • In Fig. 9 ist eine weitere Vorrichtung zum Entfernen der Formkerne aus den Rohlingen 1 dargestellt. Hierbei wird aber vorausgesetzt, daß die Formkerne elektrisch leit­fähig sind. Die Rohlinge 1 werden in einem Gestell 22 gehaltert und an die Endabschnitte 3 und 4 der im vorliegenden Fall wiederum als Federstahlbänder 2 ausge­bildeten Formkerne wird eine elektrische Spannung ange­legt, die die Federstahlbänder bis zum Aufschmelzen der Wachsschicht erwärmt. Dann können die Federstahlbänder 2 von Hand oder mit einer beliebigen Vorrichtung einzeln oder gemeinsam aus den Rohlingen herausgezogen werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn die unteren Endabschnitte 4 des Federstahlbandes 2 leicht konisch ausgebildet sind, so daß der Reibungswiderstand des Bandes zum Ende hin kleiner wird. Die elektrischen Klemmen können beim Herausziehen des Bandes abgestreift werden.
  • Das elektrische Erwärmen und Aufschmelzen der Federstahl­bänder kann auch noch durch andere Wärmequellen unter­stützt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Rohlinge zuvor kurz in einem Ofen vorzuwärmen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Rohling
    • 2 Federstahlband
    • 3 Endabschnitt
    • 4 Endabschnitt
    • 5 Stirnseite
    • 6 Stirnseite
    • 7 Gasspülstein
    • 8 Blechmantel
    • 9 spaltförmiger Durchgangskanal
    • 10 Vertiefung
    • 11 Blechdeckel
    • 12 Gasdurchführungsöffnung
    • 13 Gasspülstein
    • 14 Trockenofen
    • 15 Klemmleiste
    • 16 Auffangbehälter
    • 17 Ofen
    • 18 Stapelblech
    • 19 Welle
    • 20 Federn
    • 21 Endschalter
    • 22 Gestell

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus kera­mischem bzw. feuerfestem Material mit Durchgangska­nälen beliebigen Querschnitts, wobei die Durchgangs­kanäle über ihre Länge konstante oder sich nach einer Seite hin erweiternde Querschnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formkern, der der Gestalt des zu erzeugenden Durchgangskanals entspricht, in ein geschmolzenes Gleitmittel, das bei normalen Umgebungstemperaturen fest ist, eingetaucht wird, wobei das Gleitmittel nach dem Herausziehen des Formkerns aus dem Gleit­mittelbad an diesem durch Erstarrung haftet, daß der mit dem erstarrten Gleitmittel beschichtete Formkern derart in eine Form eingespannt wird, daß zumindest ein Kernende - bei nach einer Seite hin erweitertem Querschnitt das breite Kernende - aus dem an­schließend herzustellenden Bauteil herausragt, daß dann das Rohmaterial für das Bauteil in die Form eingebracht wird und daß nach dem Erstarren des Bauteils dem Formkern Wärme zugeführt und der Formkern unmittelbar nach dem Aufschmelzen der Gleitmittelschicht aus dem Bauteil herausgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß als Gleitmittel Wachs verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß als Wachs Stearin verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß als Wachs Paraffin verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil nach dem Erstarren zum Aufschmelzen der Gleitmittelschicht des Formkerns in einem Ofen erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Formkern aus elektrisch leitfähigem Material, da­durch gekennzeichnet, daß nach dem Erstarren des Bauteils eine Spannung an beide Enden des Formkerns angelegt und die Gleitmittel­schicht durch die elektrisch erzeugte Wärme aufge­schmolzen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil während der Erwärmung an dem aus diesem herausragenden Endabschnitt des Formkerns aufgehängt wird, wobei das Bauteil nach dem Aufschmelzen des Gleitmittels durch sein Eigengewicht von dem Formkern abrutscht.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Bauteil herausragende Endabschnitt des Formkerns während der Erwärmung mit einer vorgegebenen Zugkraft beauf­schlagt wird, wobei der Formkern nach dem Aufschmel­zen des Gleitmittels selbsttätig aus dem Bauteil herausgezogen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines einteiligen Gasspülsteins mit mindestens einem spaltförmigen Durchgangskanal, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkern ein Streifen aus Federstahlblech verwendet wird.
10. Gasspülstein, der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 9 hergestellt ist, mit einem mittig angeordneten, spaltförmigen Durchgangskanal (9).
11. Gasspülstein, der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 9 hergestellt ist, mit zwei oder mehr parallel zueinander angeordneten spaltförmigen Durchgangska­nälen (9).
12. Gasspülstein, der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 9 hergestellt ist, mit vier um seine Mittelachse angeordneten, jeweils senkrecht zueinander verlau­fenden spaltförmigen Durchgangskanälen (9).
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen, gekennzeichnet durch einen Ofen (14), eine an der Ofendecke befestigbare Klemmleiste (15) zum Festhalten der aus den Bautei­len (1) herausragenden Endabschnitte (3) der Form­kerne (2), wobei die Bauteile (1) an den Endab­schnitten (3) der Formkerne (2) aufgehängt sind, und eine Auffangeinrichtung (16) für die nach dem Aufschmelzen der Gleitschicht herabfallenden Bautei­le (1).
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 zum Entfernen der Formkerne aus den Bauteilen, gekennzeichnet durch einen Ofen (17), eine in dem Ofen angeordnete Halteeinrichtung (18) für die Bauteile (1), min­destens eine außerhalb des Ofens angeordnete Klemm­leiste (19) zum Festhalten der durch Öffnungen in der Ofenwand hindurchgeführten Endabschnitte (3) der Formkerne sowie eine auf die Klemmleiste (19) wirkende Vorspanneinrichtung (20), die auf die Klemmleiste (19) eine von dem Ofen (17) weg gerichtete Kraft ausübt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14 zum Entfernen von Formkernen aus Federstahl aus den Bauteilen, da­durch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (19) drehbar gelagert und mit Hilfe eines Elektromotors antreibbar ist, daß ein End­schalter (21) vorgesehen ist, den die Klemmleiste (19) nach einem kurzen Verschiebungsweg betätigt, und daß durch die Betätigung des Endschalters (21) der Elektromotor einschaltbar ist.
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