EP0670207A1 - Vorrichtung zur Herstellung von hohlzylindrischen Produkten - Google Patents

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EP0670207A1
EP0670207A1 EP95102778A EP95102778A EP0670207A1 EP 0670207 A1 EP0670207 A1 EP 0670207A1 EP 95102778 A EP95102778 A EP 95102778A EP 95102778 A EP95102778 A EP 95102778A EP 0670207 A1 EP0670207 A1 EP 0670207A1
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EP
European Patent Office
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steel
mandrel
ring
shaping
mold cavity
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EP95102778A
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Klaus Dipl.-Ing. Strobel
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Original Assignee
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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
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/02—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds
    • B28B21/10—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means
    • B28B21/18—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means using expansible or retractable mould or core elements
    • 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
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/02—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds
    • B28B21/10—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means
    • B28B21/36—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means applying fluid pressure or vacuum to the material

Definitions

  • the invention relates to a device for the production of at least approximately hollow cylindrical products, in particular thin-walled tubes, from ceramic, fine-particle materials by isostatic pressing, in which, within a hollow cylindrical, isostatic pressure pot, a mold cavity for the product to be pressed between an axial, vertically extendable steel mandrel and a concentrically arranged and hollow cylindrical shaping membrane is formed from rubber-elastic material, which shaping membrane is clamped at both ends and delimits a pressure chamber acted upon by a hydraulic pressure source towards the pressure pot.
  • Such a device is known from DE 28 25 611 C2.
  • ceramic tubes can be produced which are relatively thin, but often have insufficient dimensional stability and which must have a burnout resistance of over 1000 ° C of the tube.
  • absolute gas-tightness before and after the burn-out process in accordance with DIN 18 160 part 6 and extensive vapor diffusion security must be achievable.
  • mechanically granulated masses are used as the base material for this, which have about 35% plastic, ie plastic, for example clay and about 65% non-plastic, for example chamotte.
  • an internal steel mandrel which has a projecting edge at the lower end and a somewhat higher annular insert made of rubber or plastic surrounding it, which forms the lower end of the mold cavity as a shaping insert.
  • the upper end of the mold cavity is also an annular insert, which rests on a shoulder of the steel mandrel and also serves to shape the upper end face of the product to be molded.
  • the upper end of the steel mandrel is surrounded by an upper table which can be removed together with the upper insert and which, after opening, releases the upper end of the mold cavity in order to fill the ceramic mass to be pressed into the mold cavity.
  • the upper table is first pulled off and the mandrel together with the pressed product is pulled upwards, where the product can then be removed from the mandrel due to the elastic recovery of the compact.
  • the present invention has for its object to provide a pressing device with which an optimally dimensionally accurate manufacture of ceramic products is possible, ie a true-to-contour pressing without the need for mechanical finishing. This should also make it possible to provide the pressed bodies with permanent, true-to-size contours during the pressing process.
  • the invention provides that the annular gap above the mold cavity between the pressure pot and steel mandrel can be blocked and limited by means of a cylindrical, vertically retractable and extendable steel ring and that the annular gap below the mold cavity between the pressure pot and steel mandrel by means of a conical, vertically and extendable steel ring can be locked and limited and that after isostatic pressing of the ceramic mass introduced into the mold cavity, the steel mandrel can be extended vertically downwards together with the lower conical steel ring and the finished pressed product, the conical extension allowing demolding immediately after the narrowest point .
  • the upper annular gap can be made completely cylindrical to any length in the state of the art, so that when the upper punch is retracted, the mass can be compressed in an axially freely selectable manner without blowing.
  • the end faces of the steel rings adjoining the mold cavity can be designed as shaping elements.
  • end faces of the steel rings are stepped opposite one another to form a tongue and groove connection for adjoining tubular products.
  • the lower steel ring should be designed for the shape of the groove and the upper steel ring for the shape of the spring, because the spring would destroy the spring when the pressure was released.
  • the shaping membrane is expediently surrounded on its outer circumference by a support tube provided with openings, which is encompassed at the upper and lower ends by hook-shaped projections, which have the effect of sealing lips, of the shaping membrane.
  • the shaping membrane can additionally be contoured on its inner surface, whereby this contouring can consist of longitudinal parallel ribs or grooves in order to create a finned tube.
  • the upper hollow cylindrical steel ring is expediently connected to the upper table of the device and can be extended together with it.
  • a conically tapering ring can be inserted into this steel ring, in which the tapered head of the steel mandrel is guided.
  • the lower steel ring is expediently placed on at least one stepped reduction in diameter of the steel mandrel and can be pulled down together with the steel mandrel in a form-fitting manner.
  • the steel mandrel has at least one radially extendable driving pin in its upper region, which penetrates the gap between the mandrel and the pressure pot after the upper metal ring is extended and takes the finished product with it when the steel mandrel is pulled down.
  • the pressing device has a hollow cylindrical, isostatic pressure pot 1 on the outside.
  • This pressure pot 1 encloses a pressure chamber 2, into which a support tube 4 provided with openings 3 is inserted.
  • this support tube 4 lies against the actual, likewise hollow cylindrical shaping membrane 5 made of an elastic material.
  • This membrane 5 encompasses the support tube 4 at the upper and lower ends with hook-shaped projections 6 and 7 and is fixed against the pressure pot 1 with rings 8 and 9 encompassing the membrane ends.
  • a steel mandrel 11 is inserted axially into the pressure pot 1 as an inner shaping element, which encloses the actual mold cavity 12 for the product to be manufactured between its outer surface and the inner surface of the shaping membrane 5.
  • This mold cavity 12 continues in the upper region practically beyond the effective length of the shaping membrane 5 and over the entire length of the pressure pot 1 as an annular gap of approximately the same width as that of the mold cavity 12.
  • the mold cavity has a conical widening after the narrowest point, so that only the smallest possible resistance has to be overcome when removing the mandrel with the pressed tube.
  • the upper annular gap can be closed with a cylindrical steel ring 13, which is connected to the upper table 14, which can be pulled upwards, while the annular gap below the mold cavity 12 is closed with a steel ring 15, which is connected to the downwardly extending pressing mandrel 11 and from this is taken away.
  • Fig. 2 the upper and lower regions of the pressing device are shown in an enlarged scale.
  • the end faces of the steel rings 13 and 15 adjoining the mold cavity 12 are designed as shaping elements 16 and 17, for example in order to form a tongue and groove connection for adjoining pipes. It is expedient if the lower shaping element 17 is used to form the groove and the upper shaping element 16 is used to form the spring and is offset in a stepped manner opposite to one another.
  • a conical ring 18 is used on the inside, which serves for guiding and exact positioning of the conical head 19 of the steel mandrel 11 in its retracted position.
  • the lower steel ring 15 is shrunk onto the steel mandrel 11 and connected in a form-fitting manner via a plurality of step-shaped indentations 20, 21 and 23 in order to be securely carried along by it when the steel mandrel 11 is pulled downwards.
  • this press device is now the following. With the upper table 14 still pulled off together with the upper steel ring 13 and the retracted steel mandrel 11, the mold cavity is filled with the ceramic mass to be pressed until the mold cavity 12 is filled approximately up to the upper edge 23 of the shaping membrane 5.
  • the desired filling level can be set very precisely with the aid of a rotating coating device, in that excess mass can be discharged into the interior of the mandrel and thus to the outside via holes 31 in the press mandrel.
  • the ceramic mass in the mold cavity 12 is pressed together in order to achieve a homogeneous filling. Due to the parallel walls of the upper steel ring 13 and the parallel walls of the gap into which this steel ring 13 is immersed, the mass in the mold cavity 12 is securely compressed without being able to be blown out past the steel ring 13.
  • the corresponding contours are also immediately impressed into the end faces of the product to be pressed by the shaping elements 16 and 17.
  • the pressure chamber 2 is then filled with a hydraulic fluid via an external pressure source 24 and associated lines 25 - as shown in FIG. 1.
  • This hydraulic fluid presses through the openings 3 in the support tube 4 onto the shaping membrane 5 and presses it under a correspondingly high pressure against the filled ceramic mass until it is compressed to the predetermined shape.
  • the pressure chamber 2 is relieved again, so that the shaping membrane 5 in returns to its starting position and thereby moves away from the pressed product 26, for example a ceramic tube.
  • the process is supported by a vacuum source, so that the membrane is in absolute contact with the support tube and the filling space always has exactly the same volume. Due to the existing restoring forces, the pressed tube 26 will also detach somewhat from the steel mandrel 11.
  • an extendable, pin-shaped driver 27 which extends through the action of a conical and upwardly displaceable ring 28 and corresponding springs 28 and 30 after the upper steel ring 13 has been extended into the gap between the steel mandrel 11 and the pressure pot 1 .
  • the steel mandrel 11 is then pulled downward, the pressed tube 26 then being led out downward via the extendable driver 27.
  • the tube 26 can then be pulled off the steel mandrel 11 and immediately processed further, i.e. be burned.
  • the shaping membrane 5 with contours on its inner surface, for example in the form of parallel ribs or grooves, in order to obtain a correspondingly contoured product.
  • this pressing device enables the parts to be pressed very precisely to the final shape without the need for post-processing.
  • the quality of the pressed products in terms of dimensional accuracy is as high as that of a press with steel dies and thus guarantees absolute dimensional accuracy, so that the products obtained can be further processed without post-processing.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Rohren aus keramischen feinteiligen Werkstoffen durch isostatisches Pressen, bei der innerhalb eines Drucktopfes (1) ein Formhohlraum (12) für das zu pressende Produkt (26) zwischen einem vertikal ausziehbaren Stahldorn (11) und einer Formgebungsmembran (5) gebildet ist, wobei die Formgebungsmembran (5) zum Drucktopf (1) hin von einer hydraulisch beaufschlagbaren Druckkammer (2) abgegrenzt ist. Um mit einer solchen Vorrichtung endkonturgetreue Produkte ohne Nachbearbeitung zu erhalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Ringspalte oberhalb des Formhohlraumes (12) mittels eines zylindrischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes (13) absperrbar und begrenzbar ist und daß der Ringspalt unterhalb des Formhohlraumes (12) mittels eines konischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes (15) absperrbar und begrenzbar ist und daß nach isostatischem Verpressen der in den Formhohlraum (12) eingebrachten keramischen Masse der Stahldorn (11) zusammen mit dem unteren konischen Stahlring (15) sowie dem fertig gepreßten Produkt (26) vertikal nach unten ausfahrbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von zumindest angenähert hohlzylindrischen Produkten, insbesondere dünnwandigen Rohren, aus keramischen, feinteiligen Werkstoffen durch isostatisches Pressen, bei der innerhalb eines hohlzylindrischen, isostatischen Drucktopfes ein Formhohlraum für das zu pressende Produkt zwischen einem axialen, vertikal ausziehbaren Stahldorn und einer konzentrisch angeordneten und hohlzylindrischen Formgebungsmembran aus gummielastischem Material gebildet ist, welche Formgebungsmembran an beiden Enden eingespannt ist und zum Drucktopf hin einen von einer hydraulischen Druckquelle beaufschlagten Druckraum abgrenzt.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 28 25 611 C2 bekannt. Mit einer solchen Presse können keramische Rohre hergestellt werden, die relativ dünn sind, jedoch eine oft nicht ausreichende Maßhaltigkeit aufweisen und die eine Ausbrennsicherheit von über 1000 °C des Rohres aufweisen müssen. Gleichzeitig muß eine absolute Gasdichtigkeit vor und nach dem Ausbrennvorgang nach DIN 18 160 Teil 6 sowie eine weitgehende Dampfdiffusionssicherheit erreichbar sein. Im allgemeinen werden dafür als Grundmaterial mechanisch granulierte Massen verwendet, die etwa 35% bildsame, d.h. plastische Substanz, z.B. Ton und etwa 65% unbildsame Substanz, z.B. Schamotte, aufweisen.
  • Bei der Preßvorrichtung nach dem Stand der Technik ist ein innenliegender Stahldorn vorgesehen, der am unteren Ende einen überstehenden Rand und eine diesen umgebenden, etwas höhere ringförmige Einlage aus Gummi oder Kunststoff aufweist, die als formgebende Einlage den unteren Abschluß des Formenhohlraumes bildet. Den oberen Abschluß des Formhohlraumes bildet eine ebenfalls ringförmige Einlage, die auf einem Absatz des Stahldorns aufruht und ebenfalls zur Formgebung der oberen Stirnseite des zu formenden Produktes dient. Das obere Ende des Stahldorns ist dabei von einem zusammen mit der oberen Einlage abnehmbaren Obertisch umgeben, der nach Auffahren das obere Ende des Formenhohlraumes freigibt, um die zu verpressende keramische Masse in den Formhohlraum einzufüllen. Schwierigkeiten ergeben sich dabei jedoch für eine ordnungsgemäße und gleichmäßige Füllung des Formhohlraumes, da ein Zusammenpressen der keramischen Masse von oben nur in einem sehr geringen Umfange entsprechend der Höhe der ringförmigen EinLage möglich ist und weil darüber hinaus beim Verschließen des Preßwerkzeuges "Verblasungen" unvermeidbar sind und dadurch eine Verfälschung des Füllgewichtes der Masse eintritt. Dadurch wird oftmals nur eine wenig homogene Füllung erhalten, so daß die fertigen Produkte weniger maßhaltig sind und ggf. nachbearbeitet werden müssen, insbesondere im Bereich der stirnseitigen Partien des Preßlings wie z.B. bei der Einformung von Nut und Feder.
  • Nach dem üblichen Verpressen durch Druckbeaufschlagung der den Formhohlraum außen begrenzenden Membran und anschließender Entlastung der Membran wird zunächst der Obertisch abgezogen und der Dorn zusammen mit dem gepreßten Produkt nach oben herausgezogen, wo dann das Produkt wegen der elastischen Rückformung des Preßlings vom Dorn entnommen werden kann.
  • Beim Herausziehen des Dorns mit dem gepreßten Rohr muß dabei das obere Ende der Membran passiert werden. Diese engste Stelle darf nur sehr kurz sein, da das Rohr sonst steckenbleiben würde. Es ist daher erforderlich, im Anschluß an diesen "Bottle-Neck" eine deutliche Erweiterung des Querschnittes herbeizuführen. Beim Verschließen des Werkzeuges nach erfolgter Füllung ist jedoch diese Querschnittserweiterung sehr problematisch, da unbestimmbare Masseverblasungen auftreten.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Preßvorrichtung zu schaffen, mit der ein optimal maßhaltiges Herstellen von keramischen Produkten möglich ist, d.h. ein endkonturgetreues Pressen ohne das Erfordernis einer mechanischen Nachbearbeitung. Dadurch soll es auch möglich sein, die gepreßten Körper während des Preßvorganges mit dauerhaften und maßgetreuen Konturen zu versehen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ringspalt oberhalb des Formhohlraumes zwischen Drucktopf und Stahldorn mittels eines zylindrischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes absperrbar und begrenzbar ist und daß der Ringspalt unterhalb des Formhohlraumes zwischen Drucktopf und Stahldorn mittels eines konischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes absperrbar und begrenzbar ist und daß nach isostatischem Verpressen der in den Formhohlraum eingebrachten keramischen Masse der Stahldorn zusammen mit dem unteren konischen Stahlring sowie dem fertig gepreßten Produkt vertikal nach unten ausfahrbar ist, wobei unmittelbar nach der engsten Stelle die konische Erweiterung das Entformen ermöglicht.
  • Damit kann die sogenannte engste Stelle, auf die zwingend eine Erweiterung folgen muß, nach unten verlegt werden. Während des Füllvorganges ist diese bereits verschlossen, so daß kein Verblasen von Masse auftreten kann. Der obere Ringspalt kann jedoch hingegen dem Stand der Technik auf beliebige Länge völlig zylindrisch ausgeführt werden, so daß beim Einfahren des Oberstempels die Masse axial frei wählbar verdichtet werden kann, ohne daß es zu Verblasungen kommt.
  • Mit diesen Stahlringen ist eine optimale Vorverdichtung der in den Formhohlraum eingebrachten keramischen Masse möglich, so daß damit eine sehr homogene Füllung erreicht werden kann mit besonders guter Ausbildung der stirnseitigen Flächen, wie z.B. Nut und Feder.
  • Dabei können die an den Formhohlraum angrenzenden Stirnflächen der Stahlringe als Formgebungselemente ausgebildet sein.
  • Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Stirnflächen der Stahlringe einander entgegengesetzt stufenförmig abgesetzt sind zur Bildung einer Nut-Feder-Verbindung für einanderanschließende rohrförmige Produkte.
  • Dabei sollte der untere Stahlring für die Formgebung der Nut und der obere Stahlring für die Formgebung der Feder ausgebildet sein, weil durch die Auffederung der Masse beim Druckabbau die Feder zerstört würde..
  • Zweckmäßigerweise ist die Formgebungsmembran an ihrem Außenumfang von einem mit Durchbrechungen versehenen Stützrohr umgeben, das am oberen und unteren Ende von hakenförmigen Ansätzen, die die Wirkung von Dichtlippen aufweisen, der Formgebungsmembran umgriffen ist.
  • Die Formgebungsmembran kann dabei zusätzlich auf ihrer Innenoberfläche konturiert sein, wobei diese Konturierung aus längsverlaufenden parallelen Rippen oder Rillen bestehen kann, um damit ein Rippenrohr zu schaffen.
  • Der obere hohlzylindrische Stahlring ist zweckmäßigerweise mit dem Obertisch der Vorrichtung verbunden und mit diesem zusammen nach oben ausfahrbar.
  • Ferner kann in diesen Stahlring ein sich konisch verjüngender Ring eingesetzt sein, in dem der kegelformig zulaufende Kopf des Stahldorns geführt ist.
  • Der untere Stahlring ist zweckmäßigerweise auf mindestens eine abgestufte Durchmesserverringerung des Stahldorns aufgesetzt und zusammen mit dem Stahldorn formschlüssig nach unten ausziehbar.
  • Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn der Stahldorn in seinem oberen Bereich mindestens einen radial ausfahrbaren Mitnehmerstift aufweist, der nach Ausfahren des oberen Metallringes den Spalt zwischen Dorn und Drucktopf durchsetzt und beim Ausziehen des Stahldorns nach unten das gefertigte Produkt mitnimmt.
  • Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht mit Teillängsschnitt einer vollständigen Preßvorrichtung und
    Fig. 2
    eine vergrößerte schnittdarstellung in entsprechender Verkürzung.
  • Wie man aus Fig. 1 ersieht, weist die Preßvorrichtung außenliegend einen hohlzylindrischen, isostatischen Drucktopf 1 auf. Dieser Drucktopf 1 umschließt nach innen eine Druckkammer 2, in die ein mit Durchbrechungen 3 versehenes Stützrohr 4 eingesetzt ist. Am Innenumfang dieses Stützrohres 4 liegt die eigentliche, ebenfalls hohlzylindrische Formgebungsmembran 5 aus einem elastischen Material an. Diese Membran 5 umgreift am oberen und unteren Ende mit hakenförmigen Ansätzen 6 und 7 das Stützrohr 4 und ist mit die Membranenden umgreifenden Ringen 8 und 9 gegen den Drucktopf 1 fixiert.
  • Axial in den Drucktopf 1 ist ein Stahldorn 11 als inneres Formgebungselement eingesetzt, der zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche der Formgebungsmembran 5 den eigentlichen Formhohlraum 12 für das herzustellende Produkt umschließt.
  • Dieser Formhohlraum 12 setzt sich im oberen Bereich praktisch über die wirksame Länge der Formgebungsmembran 5 hinaus und über die Gesamtlänge des Drucktopfes 1 als Ringspalt von etwa gleicher Breite wie der des Formhohlraumes 12 fort.
  • Im unteren Bereich weist der Formhohlraum nach der engsten Stelle eine konische Erweiterung auf, so daß beim Entnehmen des Dorns mit dem gepreßten Rohr nur ein möglichst kleiner Widerstand überwunden werden muß.
  • Der obere Ringspalt ist dabei mit einem zylindrischen Stahlring 13, der mit dem nach oben abziehbaren Obertisch 14 verbunden ist, verschließbar, während der Ringspalt unterhalb des Formhohlraumes 12 mit einem Stahlring 15 verschlossen ist, der mit dem nach unten ausziehbaren Preßdorn 11 verbunden ist und von diesem mitgenommen wird.
  • In Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab insbesondere der obere und der untere Bereich der Preßvorrichtung dargestellt.
  • Wie man daraus ersieht, sind die an den Formhohlraum 12 angrenzenden Stirnflächen der Stahlringe 13 und 15 als Formgebungselemente 16 und 17 ausgebildet, um beispielsweise eine Nut-Feder-Verbindung für aneinanderanschließende Rohre zu bilden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das untere Formgebungselement 17 zur Bildung der Nut und das obere Formgebungselement 16 zur Bildung der Feder dienen und dabei einander entgegengesetzt stufenförmig abgesetzt sind.
  • In den oberen Stahlring 13, der mit dem Obertisch 14 verbunden ist, ist auf der Innenseite ein konischer Ring 18 eingesetzt, der zur Führung und exakten Positionierung des kegelförmigen Kopfes 19 des Stahldorns 11 in seiner eingefahrenen Stellung dient.
  • Der untere Stahlring 15 ist auf den Stahldorn 11 aufgeschrumpft und formschlüssig über mehrere stufenförmige Einziehungen 20, 21 und 23 verbunden, um beim Ausziehen des Stahldorns 11 nach unten von diesem sicher mitgenommen zu werden.
  • Die Funktionsweise dieser Preßvorrichtung ist nunmehr die folgende. Bei noch abgezogenem Obertisch 14 zusammen mit dem oberen Stahlring 13 und eingefahrenem Stahldorn 11 wird der Formhohlraum mit der zu verpressenden keramischen Masse gefüllt, bis der Formhohlraum 12 etwa bis zur Oberkante 23 der Formgebungsmembran 5 gefüllt ist. Hierbei kann die gewünschte Füllhöhe ganz exakt mit Hilfe einer rotierenden Streichvorrichtung eingestellt werden, indem überschüssige Masse über im Preßdorn befindliche Bohrungen 31 in das Dorninnere und damit ins Freie abgeführt werden kann. Durch Niederfahren des Obertisches 14 und des Stahlringes 15 wird die keramische Masse im Formhohlraum 12 zusammengepreßt, um dadurch eine homogene Füllung zu erreichen. Durch die parallelen Wandungen des oberen Stahlringes 13 und die parallelen Wandungen des Spaltes, in den dieser Stahlring 13 eintaucht, wird die Masse im Formhohlraum 12 sicher zusammengepreßt, ohne daß sie nach oben am Stahlring 13 vorbei ausgeblasen werden kann.
  • Bei dieser Vorverdichtung werden durch die Formgebungselemente 16 und 17 auch gleich die entsprechenden Konturen in die Stirnflächen des zu pressenden Produktes eingeprägt.
  • Anschließend wird die Druckkammer 2 über eine externe Druckquelle 24 und zugehörige Leitungen 25 - wie in Fig. 1 dargestellt - mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt. Diese hydraulische Flüssigkeit drückt über die Durchbrechungen 3 im Stützrohr 4 auf die Formgebungsmembran 5 und preßt diese unter entsprechend hohem Druck gegen die eingefüllte keramische Masse, bis diese auf die vorgegebene Form verdichtet ist.
  • Nach der entsprechenden Formgebung wird die Druckkammer 2 wieder entlastet, so daß die Formgebungsmembran 5 in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und sich dabei vom gepreßten Produkt 26, beispielsweise einem Keramikrohr, entfernt. Durch eine Unterdruckquelle wird der Vorgang unterstützt, so daß ein absolutes Anliegen der Membran an das Stützrohr erfolgt und der Füllraum immer genau das gleiche Volumen aufweist. Durch die vorhandenen Rückstellkräfte wird sich dabei auch das gepreßte Rohr 26 etwas vom Stahldorn 11 lösen.
  • Anschließend wird der Obertisch 14 zusammen mit dem oberen Stahlring 13 nach oben herausgezogen.
  • Im Kopf 19 des Stahldorns 11 befindet sich darüberhinaus noch ein ausfahrbarer, stiftförmiger Mitnehmer 27, der durch Einwirken eines kegelförmigen und nach oben verschieblichen Ringes 28 und entsprechenden Federn 28 und 30 nach Ausfahren des oberen Stahlringes 13 in den Spalt zwischen Stahldorn 11 und Drucktopf 1 ausfährt.
  • Anschließend wird der Stahldorn 11 nach unten ausgezogen, wobei dann über den ausfahrbaren Mitnehmer 27 das gepreßte Rohr 26 mit nach unten herausgeführt wird. Anschließend kann dann das Rohr 26 vom Stahldorn 11 abgezogen und unmittelbar weiterverarbeitet, d.h. gebrannt werden.
  • Es ist dabei auch möglich, die Formgebungsmembran 5 auf ihrer Innenfläche mit Konturen, beispielsweise in Form von parallelen Rippen oder Rillen, zu versehen, um damit ein entsprechend konturiertes Produkt zu erhalten.
  • Außerdem ist es nur auf diese Weise möglich, auch ein Rohr mit einer glockenförmigen Muffe zu pressen.
  • Durch die Gestaltung und Anordnung des oberen Stahlringes 13 ist eine hohe Uberfüllung des Formhohlraumes möglich, die dann auf das gewünschte Volumen vorverdichtet wird.
  • Durch die Gestaltung und Ausbildung dieser Preßvorrichtung ist ein sehr genaues endkonturgetreues Pressen der Teile möglich, ohne daß eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die Qualität der gepreßten Produkte in Bezug auf Maßhaltigkeit ist dabei so hoch wie bei einem Pressen mit stählernen Matritzen und gewährt damit eine absolute Formtreue, so daß die erhaltenen Produkte ohne Nachbearbeitung weiterverarbeitet werden können.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von zumindest angenähert hohlzylindrischen Produkten, insbesondere dünnwandigen Rohren, aus keramischen, feinteiligen Werkstoffen durch isostatisches Pressen, bei der innerhalb eines hohlzylindrischen isostatischen Drucktopfes (1) ein Formhohlraum (12) für das zu pressende Produkt (26) zwischen einem axialen vertikal ausziehbaren Stahldorn (11) und einer konzentrisch angeordneten und hohlzylindrischen Formgebungsmembran (5) aus gummielastischem Material gebildet ist, welche Formgebungsmembran (5) an beiden Enden eingespannt und zum Drucktopf (1) hin einen von einer hydraulischen Druckquelle (24) beaufschlagbaren Druckkammer (2) abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt oberhalb des Formhohlraumes (12) zwischen Drucktopf (1) und Stahldorn (11) mittels eines zylindrischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes (13) absperrbar und begrenzbar ist und daß der Ringspalt unterhalb des Formhohlraumes (12) zwischen Drucktopf (1) und Stahldorn (11) mittels eines konischen, vertikal ein- und ausfahrbaren Stahlringes (15) absperrbar und begrenzbar ist und daß nach isostatischem Verpressen der in den Formhohlraum (12) eingebrachten keramischen Masse der Stahldorn (11) zusammen mit dem unteren konischen Stahlring (15) sowie dem fertig gepreßten Produkt (26) vertikal nach unten ausfahrbar ist, wobei unmittelbar nach der engsten Stelle (32) die konische Erweiterung das Entformen ermöglicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Formhohlraum (12) angrenzenden Stirnflächen (16, 17) der Stahlringe (13, 15) als Formgebungselemente ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (16, 17) der Stahlringe (13, 15) einander entgegengesetzt stufenförmig abgesetzt sind zur Bildung einer Nut-Feder-Verbindung für einanderanschließende rohrförmige Produkte.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Stahlring (15) für die Formgebung der Nut und der obere Stahlring (13) für die Formgebung der Feder ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebungsmembran (5) auf ihrem Aussenumfang von einem mit Durchbrechungen versehenen Stützrohr (4) umgeben ist, das am oberen und unteren Ende von hakenförmigen Ansätzen (6, 7) der Formgebungsmembran (5) umgriffen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebungsmembran (5) auf ihrer Innenoberfläche konturiert ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturierung der Innenoberfläche der Formgebungsmembran (5) aus längsverlaufenden, parallelen Rippen oder Rillen besteht.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, hohlzylindrische Stahlring (13) mit dem Obertisch (14) der Vorrichtung verbunden und mit diesem zusammen nach oben ausfahrbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Stahlring (13) ein konischer Ring (18) eingesetzt ist, in dem der kegelförmige Kopf (19) des Stahldorns (11) geführt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Stahlring (15) auf mindestens einer abgestuften Einziehung (20, 21, 22) des Stahldorns (11) aufgesetzt und zusammen mit dem Stahldorn (11) formschlüssig nach unten ausziehbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldorn (11) in seinem oberen Bereich mindestens einen radial ausfahrbaren Mitnehmerstift (27) aufweist, der nach Ausfahren des oberen Metallringes (13) den freigegebenen Spalt durchsetzt und beim Ausziehen des Stahldorns (11) nach unten das gefertigte Produkt (26) mitnimmt.
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