EP0563577B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen keramischer Formlinge aus rieselfähiger Masse - Google Patents

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EP0563577B2
EP0563577B2 EP93103028A EP93103028A EP0563577B2 EP 0563577 B2 EP0563577 B2 EP 0563577B2 EP 93103028 A EP93103028 A EP 93103028A EP 93103028 A EP93103028 A EP 93103028A EP 0563577 B2 EP0563577 B2 EP 0563577B2
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adjustment
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    • B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
    • B28B7/0008—Venting channels, e.g. to avoid vacuum during demoulding or allowing air to escape during feeding, pressing or moulding
    • 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
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/40—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material
    • B28B7/44—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material for treating with gases or degassing, e.g. for de-aerating

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing ceramic moldings from a free-flowing mass delimit a mold cavity between at least two Tool parts, being between the coating on the first tool part and the membrane on the second tool part Mass over a filling channel under pressure in the Mold cavity is inserted and the supplied and Air to be displaced escapes through a ventilation gap.
  • the invention further relates to a device for manufacturing of moldings from a free-flowing mass according to the preamble features of independent claim 4.
  • DE-A-31 describes how to carry out such a method 28 347 a press became known in which the pourable mass over a shooting head in the front of the Filling process evacuated shooting chamber arrives at the same time Mold cavity is.
  • air is sucked out through an annular gap that axially between the upper die and the locking ring and in the vacuum line of the lock ring passes, at which a vacuum generator with machine-controlled Valve connects.
  • the lock ring and the die stamp for one or more pre-pressings are realistically movable to each other, the Annular gap not specifically aimed at different gap widths to adjust.
  • the object of the invention is therefore a method and a device for producing ceramic moldings to propose the venting of the Mold cavity and thus the setting of the ventilation gap to different requirements regarding of the end product or those to be processed free-flowing mass is adjustable.
  • the granulate is injected with compressed air to fill the mold cavity.
  • the compressed air used as a means of transport escapes over the ventilation gap into an outside of the actual Mold cavity for the ceramic molding arranged in a ring Ventilation duct.
  • the ventilation gap is normally set to a passage of 0.3 mm.
  • the same procedure may be necessary if the granules are due to low moisture or smoother Surface has an increased flowability and thus also tends to be in an undesirable amount through the vent to resign.
  • the ventilation is always optimally adjusted to the granulate to strive for as it directly affects the length of the Has time to fill the mold cavity and also the quality of the article. This means that the ventilation gap is too small e.g. lead to air pockets in the article, with cracks in the foot area or deposits in the area of the board occur. On the other hand If the ventilation gap is too large, a unevenly filled mold cavity and thus uneven Item thicknesses result.
  • the device according to the invention also enables the support of the membrane back for adjustment to adjust the body thickness axially without doing so as before the vent gap is affected. If you put the support back by 1 mm to get a larger mold cavity so can the ring-shaped adjustable insert on the support part be put forward by this measure. So that is ensures that the optimally determined and set Do not change the conditions at the ventilation gap. At the same time this allows the lower part of the isostatic press tool for use the production of further moldings, provided that these have the same contour on the underside of the molding. With standardized Articles, e.g.
  • this adjustment process also automatically - without Disassembly of the membrane tool part - can be done by the position of the membrane or the coating in the ventilation gap area by means of a hydraulic or functionally equivalent Unit corrected to the corresponding setting value.
  • a pulse generator for changing the ventilation gap can e.g. Initiators are provided in the vent line be by knowing or rather not knowing leakage of mass onto an insufficiently filled mold cavity point out and thus cause a ventilation gap correction.
  • the closure for the filling channel is formed by a filling slide 38 prevents mass from entering the filling channel during the pressing process pushed back and compressed. Because there is air in with the mass reaches the mold cavity 32, this air must be given a possibility to escape.
  • This ventilation gap 40 is located between the outer edge of the membrane 18 and the coating 16 and merges into one or more ventilation channels.
  • the composition of the mass etc. is the supporting part 24 provided with an insert 42 in the form of a threaded ring. In interaction with the external thread on the support part 24 the membrane 18 is raised if necessary and the ventilation gap narrowed. As a safeguard against independent twisting in use 42 several screws 44 used.
  • the venting gap 40 is also separated from the Diaphragm side set.
  • the annular insert 54 lies with its downward sloping surface 56 on a radially movable to the support member 24 wedge 58.
  • the likewise ring-shaped or, as in FIG. 5, segment-shaped wedge 58 lifts the insert 54, as can be seen here, by screwing in the Screw 60.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen keramischer Formlinge aus einer rieselfähigen Masse zwischen mindestens zwei einen Formhohlraum begrenzenden Werkzeugteilen, wobei zwischen die Beschichtung an dem ersten Werkzeugteil und die Membran an dem zweiten Werkzeugteil Masse über einen Füllkanal unter Druck in den Formhohlraum eingeführt wird und die dabei zugeführte und zu verdrängende Luft über einen Entlüftungsspalt entweicht.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus einer rieselfähigen Masse gemäß den Oberbegriffsmerkmalen des unabhängigen Anspruchs 4.
Zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist aus der DE-A-31 28 347 eine Presse bekannt geworden, bei der die rieselfähige Masse über einen Schießkopf in die vor dem Füllvorgang evakuierte Schießkammer gelangt, die gleichzeitig Formhohlraum ist. Zur Evakuierung des Formhohlraums wird Luft über einen Ringspalt abgesaugt, der axial zwischen dem oberen Formstempel und dem Verschlußring verläuft und in die Unterdruckleitung des Verschlußrings übergeht, an der sich ein Unterdruckerzeuger mit maschinengesteuertem Ventil anschließt. Obwohl der Verschlußring und der Formenstempel zwecks ein- oder mehrmaliger Vorpressung realtiv zueinander bewegbar sind, läßt sich der Ringspalt nicht gezielt auf unterschiedliche Spaltweiten einstellen.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen keramischer Formlinge vorzuschlagen, bei dem bzw. bei der die Entlüftung des Formhohlraums und damit die Einstellung des Entlüftungsspalts auf unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich des Endprodukts bzw. der zu verarbeitenden rieselfähigen Masse einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Weiterbildende erfindungsgemäße Merkmale gehen aus den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche hervor.
Hiermit wird die Möglichkeit geschaffen, Preßwerkzeuge in Abhängigkeit von den Anforderungen an das keramische Endprodukt bzw. den Zustand und die Beschaffenheit der zu verwendenden keramischen Masse ohne mechanische spangebende Nachbearbeitung auf geänderte Umstände einzustellen. Dies äußert sich darin, daß der Entlüftungsspalt, über den der Formhohlraum während des Befüllens mit keramischer rieselfähiger Masse in Form von Granulat und während des halbisostatischen Preßvorgangs entlüftet wird, den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann. Dies wird erforderlich, wenn Granulate mit unterschiedlichen Korngrößenspektren mit erheblich schwankender Feuchtigkeit oder Rieselfähigkeit zum Einsatz kommen. Bei ca. 93 % des Granulats liegt das Kornspektrum zwischen 0,1 - 0,5 mm, der Rest ist unter 0,1 mm bis staubförmig.
Zum Füllen des Formhohlraums wird das Granulat mit Druckluft eingeschossen. Die dabei als Transportmittel benützte Druckluft entweicht über den Entlüftungsspalt in einen außerhalb des eigentlichen Formhohlraums für den keramischen Formling ringförmig angeordneten Entlüftungskanal. Der Entlüftungsspalt ist im Normalfall auf einen Durchlaß von 0,3 mm eingestellt. Beim Einschießen des Granulats können Granulatkörner von größer als 0,3 mm den Entlüftungsspalt nicht passieren und legen sich vor diesen. Sie bilden eine Art Filter, durch den nur noch Staub und Luft entweichen können.
Auch am Anfang des isostatischen Preßvorganges kann noch Luft über diese Kombination Entlüftungsspalt - Granulatfilter entweichen. Kommt Granulat zum Einsatz, das einen sehr großen Anteil von Körnern mit einem Durchmesser von unter 0,3 mm hat, würde zu Beginn des Einschießens ein unerwünscht großer Teil davon durch den Entlüftungsspalt entweichen. Erst dann, wenn genügend Körner größer als 0,3 mm am Entlüftungsspalt den Filtereffekt bewirken, würde ein vermehrter Austritt von Granulat über den Entlüftungsspalt verhindert. Um den negativen Auswirkungen eines zu feinen Granulats zu begegnen, kann man nun mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung den Entlüftungsspalt enger stellen und somit ein verstärktes Austreten von Granulat verhindern.
Dasselbe Vorgehen (Verringerung des Entlüftungsspaltes) kann notwendig werden, wenn das Granulat durch niedrige Feuchtigkeit oder glattere Oberfläche eine erhöhte Rieselfähigkeit aufweist und damit auch dazu neigt, in unerwünschter Menge über den Entlüftungsspalt auszutreten.
Umgekehrt kann es notwendig sein, den Entlüftungsspalt größer als 0,3 mm zu halten. Dies kann vor allem dann eintreten, wenn Granulat mit sehr hoher Feuchtigkeit oder schlechter Rieselfähigkeit zum Einsatz kommt.
Es ist stets eine optimal auf das Granulat eingestellte Entlüftung anzustreben, da sie direkte Auswirkungen auf die Länge der Zeit zum Befüllen des Formhohlraums hat und ebenso die Qualität des Artikels bestimmt. So kann ein zu geringer Entlüftungsspalt z.B. zu Lufteinschlüssen im Artikel führen, wobei Risse im Fußbereich oder Abschieferungen im Bereich des Bordes auftreten. Dagegen kann ein zu großer Entlüftungsspalt unter Umständen einen ungleichmäßig gefüllten Formhohlraum und somit ungleichmäßige Artikelstärken ergeben.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird es darüber hinaus ermöglicht, die Unterstützung der Membranrückseite zum Einstellen der Scherbenstärke axial zu verstellen, ohne daß damit wie bisher die Entlüftungsspaltweite beeinflußt wird. Stellt man die Unterstützung um 1 mm zurück, um einen größeren Formhohlraum zu erhalten, so kann auch der ringförmig verstellbare Einsatz am Unterstützungsteil um dieses Maß nach vorn gestellt werden. Damit ist gewährleistet, daß sich die als optimal ermittelten und eingestellten Verhältnisse am Entlüftungsspalt nicht ändern. Gleichzeitig damit läßt sich das isostatische Preßwerkzeugunterteil für die Herstellung weiterer Formlinge einsetzen, sofern diese die gleiche Kontur der Formlingsunterseite aufweisen. Bei standardisierten Artikeln, z.B. Teller einer bestimmten Größe, können hier durchaus mehrere Formen nur durch Austausch des beschichteten Teils des Oberwerkzeugs mit demselben Membranwerkzeugteil hergestellt werden, da die Weite des Entlüftungsspalts für jeden Bedarfsfall eingestellt werden kann. Diese Möglichkeit verkürzt vor allem die Umrüstzeit der Preßwerkzeuge bei häufigem Formenwechsel. Dies kann entsprechend der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche zur Einrichtung durch manuelles Einstellen eines ringförmigen` Einsatzes im Bereich des Entlüftungsspalts geschehen.
Entsprechend einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dieser Einstellvorgang jedoch auch automatisch - ohne Demontage des Membranwerkzeugteils - vorgenommen werden, indem man die Lage der Membrane bzw. der Beschichtung im Entlüftungsspaltbereich mittels einer hydraulischen oder funktionsgleichen Einheit auf den entsprechenden Einstellwert korrigiert. Zur Überwachung bzw. als Impulsgeber für die Änderung des Entlüftungsspalts können z.B. Initiatoren in der Entlüftungsleitung vorgesehen sein, die durch das Erkennen oder vielmehr Nichterkennen des Austretens von Masse auf einen unzureichend gefüllten Formhohlraum hinweisen und damit eine Entlüftungsspaltkorrektur bewirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei die als horizontal dargestellten Einrichtungen ebenso in senkrechter Lage einsetzbar sind.
Es zeigen
Fig. 1
einen senkrechten Teilschnitt durch ein Preßwerkzeug im Bereich des Entlüftungsspalts mit Füllschieber
Fig. 2
einen senkrechten Teilschnitt durch ein Preßwerkzeug im Bereich des Entlüftungsspalts
Fig. 3
vergrößerter Teilausschnitt der Fig. 2
Fig. 4
senkrechter Teilschnitt durch ein Preßwerkzeug
Fig. 5
vergrößerter Teilausschnitt der Fig. 4
Fig. 6
Teilausschnitt eines Preßwerkzeugs mit Spalteinstellung im Oberwerkzeug
Eine in Fig. 1 im einzelnen nicht dargestellte vertikale stehende Presse zum Herstellen keramischer Formlinge, insbesondere Teller, die ebenso in horizontaler Lage angeordnet sein kann, besitzt ein erstes Werkzeugteil 12 mit einem Formteil 14, dessen Formfläche mit einer Beschichtung 16 versehen ist. Die Beschichtung 16 formt die Oberseite eines mit diesem Preßwerkzeug herstellbaren Tellers. Die Unterseite des Tellers formt die Membrane 18, deren Fuß 22 zwischen dem Unterstützungsteil 24 und dem Spannring 26 fest eingespannt ist. Die keramische Masse 28 gelangt durch einen nicht dargestellten Füllkanal im Füllschieber 30 in den Formhohlraum 32. Während des Preßvorgangs wird die elastische Membrane 18 mit einem Druckmittel gegen die Masse 28 gepreßt. Dazu führen nicht gezeichnete Kanäle im Unterstützungsteil 24 Druckmittel hinter die Membrane 18 und Verdichten die Masse isostatisch. Zur Abdichtung des Druckmittelraums ist der Fuß der Membrane 18 mit einer umlaufenden Dichtlippe versehen, die durch einen Stützring 36 und einen Dichtring 34 unterstützt wird.
Den Verschluß für den Füllkanal bildet ein Füllschieber 38, der verhindert, daß während des Preßvorgangs Masse in den Füllkanal zurückgedrängt und verdichtet wird. Da mit der Masse auch Luft in den Formhohlraum 32 gelangt, muß dieser Luft eine Möglichkeit gegeben werden, um zu entweichen. Dieser Entlüftungsspalt 40 liegt zwischen dem Außenrand der Membrane 18 und der Beschichtung 16 und geht in einen oder mehrere Entlüftungskanäle über. Zur Einstellung des Entlüftungsspalts auf die entsprechende Form des Formlings, die Massebeschaffenheit usw. ist das Unterstützungsteil 24 mit einem Einsatz 42 in Form eines Gewinderinges versehen. Im Zusammenspiel mit dem Außengewinde am Unterstützungsteil 24 wird die Membrane 18 bei Bedarf angehoben und der Entlüftungsspalt verengt. Als Sicherung gegen selbständiges Verdrehen sind im Einsatz 42 mehrere Schrauben 44 eingesetzt.
Zwei verschiedene Einstellungen sind für den Entlüftungsspalt in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Ist der Entlüftungsspalt 40 in Fig. 2 noch geöffnet und steht mitt einem Ringkanal 46 in Verbindung, so ist in Fig. 3 die nahezu geschlossene Stellung gezeigt. Über sechs auf den Umfang verteilte Schrauben 48 läßt sich die axiale Stellung des Einsatzes 50 verändern. Der Abstand zwischen Einsatz 50 und Stützfläche 52 wird mit nicht dargestellten Gewindestiften fixiert.
Auch in Fig. 4 und Fig. 5 wird der Entlüftungsspalt 40 von der Membranseite her eingestellt. Der ringförmige Einsatz 54 liegt mit seiner nach unten gerichteten Schrägfläche 56 auf einem radial zum Unterstützungsteil 24 beweglichen Keil 58. Der ebenfalls ringförmige, oder wie in Fig. 5 segmentförmige Keil 58 hebt, wie hier ersichtlich, den Einsatz 54 durch Eindrehen der Schraube 60.
In Fig. 6 ist die Einrichtung zur Einstellung des Entlüftungsspalts 40 dem oberen Werkzeugteil 12 zugeordnet. Ein Ringelement 61 im Spaltbereich drückt die Beschichtung 16 nach unten und verengt die Spaltweite. Obwohl das Ringelement 61 hier mittels einer Schraube 62 zu verstellen ist, kann auch eine hydraulische Kolbenzylindereinheit unabhängig oder abhängig steuerbar vom Druckmittel der Membrane diese Aufgabe übernehmen. In Fig. 6 läßt sich die Schraube 62 durch einen mit Tellerfedern 64 gelagerten Gewindering 66 verstellen. Die Tellerfedern 64 nehmen den Preßdruck auf, der während der isostatischen Pressung auf die Beschichtung 16 wirkt. Die Luft aus dem Formhohlraum 32 entweicht durch den Entlüftungsspalt 40 über den Ringkanal 46 und die Leitung 68.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen keramischer Formlinge, insbes. Teller, aus einer rieselfähigen Masse zwischen mindestens zwei einen Formhohlraum (32) begrenzenden Werkzeugteilen (12,20), wobei zwischen die Beschichtung (16) an dem ersten Werkzeugteil (12) und die Membran (18) an dem zweiten Werkzeugteil (20) Masse über einen Füllkanal unter Druck in den Formhohlraum (32) eingeführt wird und die dabei zugeführte und zu verdrängende Luft über einen Entlüftungsspalt (40) entweicht,
    dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Entlüftungsspalts (40) sich auf unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich des Endprodukts bzw. der zu verarbeitenden rieselfähigen Masse unabhängig von einer Einstellung des axialen, die Scherbenstärke definierenden Abmessung des Formhohlraumes einstellen läßt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsspalt (40) durch Veränderung der Lage der Membrane (18) veränderbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsspalt (40) durch Veränderung der Lage der Beschichtung (16) veränderbar ist.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
    zur Herstellung von Formlingen aus einer rieselfähigen Masse in einem Formhohlraum (32), der von zwei Werkzeugteilen (12,20) gebildet wird, wovon zwischen dem zweiten, dem isostatischen Werkzeugteil (20) und dem ersten Werkzeugteil (12) ein Entlüftungsspalt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Werkzeugteil und/oder dem zweiten Werkzeugteil im Bereich des Entlüftungsspalt eine Vorrichtung zum Einstellen der lichten Weite Entlüftungsspaltes (40) unabhängig von einer Einstellung des axialen, die Scherbenstärke definierenden Abmessung des Formhohlraumes vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterstützungsteil (24) für die Membrane (18;25) axial verstellbar ausgebildet ist, und daß die Vorrichtung zum Einstellen des Entlüftungsspalt (40) das Konstanthalten des Entlüftungsspalt (40) bei einer axialen Verstellung des Unterstützungsteils erlaubt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das isostatische Werkzeugteil im oberen Randbereich zwischen Membrane (18) und Unterstützungsteil (24) einen verstellbaren ringförmigen Einsatz (42, 50, 54) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Randbereich des Unterstützungsteils (24) ein höhenverstellbarer Einsatz (50) vorgesehen ist, der mehrere Bohrungen zur Aufnahme von Abstands- und Befestigungsschrauben aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der höhenverstellbare ringförmige Einsatz (42) ein Innengewinde aufweist, welches in das Außengewinde am Unterstützungsteil (24) eingreift.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (54) an seiner der Membran (18) gegenüberliegenden Seite an einem segment- oder ringförmigen Keil (58) anliegt, der durch Einstellschrauben radial beweglich ist.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (50, 54) mit einer hydraulischen, hubeinstellbaren Einheit verbunden ist, die getrennt oder abhängig vom Druckmittel für den isostatischen Preßvorgang betätigt wird.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß das isostatische Preßwerkzeug und/oder das Werkzeugteil mit Beschichtung (16) im Bereich des Entlüftungsspalts (40) eine Ringnut mit einem axial verstellbaren Ringelement (61) aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß das obere Werkzeugteil (12) vor dem Entlüftungskanal eine Ringnut mit einem Ringelement (61) aufweist, das über einen Gewindebolzen (62) und einen Gewindering (66) verstellbar ist, wobei sich der Gewindering federnd abstützt.
EP93103028A 1992-03-30 1993-02-25 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen keramischer Formlinge aus rieselfähiger Masse Expired - Lifetime EP0563577B2 (de)

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EP0563577A1 EP0563577A1 (de) 1993-10-06
EP0563577B1 EP0563577B1 (de) 1996-02-14
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