EP0690774A1 - Presswerkzeug zum isostatischen pressen steilwandiger topfförmiger gegenstände aus keramischem granulat - Google Patents

Presswerkzeug zum isostatischen pressen steilwandiger topfförmiger gegenstände aus keramischem granulat

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EP0690774A1
EP0690774A1 EP95907605A EP95907605A EP0690774A1 EP 0690774 A1 EP0690774 A1 EP 0690774A1 EP 95907605 A EP95907605 A EP 95907605A EP 95907605 A EP95907605 A EP 95907605A EP 0690774 A1 EP0690774 A1 EP 0690774A1
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EP
European Patent Office
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die
closing body
male
male part
central body
Prior art date
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Granted
Application number
EP95907605A
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English (en)
French (fr)
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EP0690774B1 (de
Inventor
Klaus-Eugen Hanft
Friedbert Zapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THURINGIA NETZSCH FEINKERAMIK GMBH & CO. KG
Original Assignee
Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of EP0690774A1 publication Critical patent/EP0690774A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0690774B1 publication Critical patent/EP0690774B1/de
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Expired - Lifetime 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
    • B28B13/00—Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles; Discharging shaped articles from such moulds or apparatus
    • B28B13/02—Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles
    • B28B13/0215—Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo
    • 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
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses

Definitions

  • the invention relates to a press tool according to the preamble of claim 1.
  • the male part together with the central body and closing body is part of a pre-pressing head which is only placed on the female part and the membrane before the isostatic pressing in order to form a filling space.
  • Ceramic granules are shot into this from above, through an annular space of the male part formed outside the tubular closing body.
  • the central body is also a tube, through which compressed air for fluidizing and distributing the granules is blown in during the injection. After the injection, the granules in the filling chamber are pre-compressed by a downward movement of the spring-supported patrix.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a pressing tool for isostatic pressing of objects made of ceramic granules such that large pot-shaped or bowl-shaped objects, the diameter and height of which are of the order of magnitude of 350 mm and more, work flawlessly and with low device and time expenditure can be produced.
  • the arrangement of the male below the membrane has the additional advantage when using more than one male in connection with one and the same female and membrane that a male with an object lying upside down on it can be moved out of the working area of the female without that the object should be particularly noted. The object can then be removed while the next object is pressed with another male.
  • the molding to be pressed receives a relatively large, unyielding support in the middle of the surface that later forms the top of its base, so that the pressure exerted on the granulate by the membrane is not able to do so during isostatic pressing to leave a disturbing impression in the central area of the object.
  • the upper end region of the tubular closing body which is arranged around the head of the central body, cannot be quite as rigid as the head itself because of its necessary axial mobility;
  • the support of the granules on the rigid head of the stationary central body beyond the outer edge of this head also has a supporting effect, so that the relatively narrow annular space between the head of the central body and the surrounding end surface of the patrix is apparently bridged by a relatively small number of granulate particles in such a way that only forces act on the closing body which it can withstand without noticeably yielding in the axial direction. Therefore, on the inside of the bottom of objects that have been pressed with a pressing tool according to the invention, there are at most only slight impressions that can be readily accepted in flower pots and the like. Advantageous developments of the invention result from the subclaims.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a device for pressing flower pots equipped with press tools according to the invention
  • FIG. 2 shows the horizontal section II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows an enlarged detail from FIG. 1 with further details in the rest position of the 4 shown a corresponding section in the filling position of the
  • Fig. 5 a corresponding cutout in the press end position
  • Fig. 6 a corresponding cutout after the pressing process
  • Fig. 7 a cutout corresponding to Fig. 3 after the exchange of individual tool parts for tool parts suitable for pressing a smaller object
  • Fig. 8 a vertical section through the lower part of a pressing tool according to the invention for pressing wash basins.
  • 1 and 2 include a press frame 10 with a base 12, two columns 14 projecting vertically upward from there and a yoke, not shown, arranged further up, which connects the two columns to one another.
  • a rotary table 16 is mounted on the base 12 and can be rotated step by step through one of the columns 14 by 180 °.
  • a die carrier 18 is guided so that it can be moved up and down.
  • Two patrices 20 are fastened on the rotary table 16 and are offset by 180 ° with respect to the column 14 about which the rotary table 16 can be rotated.
  • the two patrices 20 are completely the same; they each have a flat end face 22, a steeply conical outer surface 24 and a cylindrical central channel 26, in the upper end region of which a bushing 28 made of particularly wear-resistant material is pressed.
  • the two patrices 20 are rotationally symmetrical with respect to a vertical axis A, corresponding to the inner shape of a conventional flower pot.
  • each of the two patrices 20 a massive and particularly robust, stamp-like central body 30 is arranged, which is likewise rotationally symmetrical with respect to the associated axis A and circularly cylindrical along the main part of its length.
  • the upper end of each central body 30 is formed by a thickened head 32 with a flat top 34, which lies in the same horizontal plane as the end face 22 of the associated male part 20.
  • the head 32 Immediately below the top 34, the head 32 has a cylindrical section. This is followed by a conical section with a decreasing diameter.
  • Each of the two central bodies 30 is attached to the turntable 16 by means of a strong cross member 36 in such a way that it does not noticeably yield to the pressure acting on its upper side 34 during isostatic pressing.
  • Each of the two central bodies 30 also has a foot 38; there the cylindrical main part of the central body merges into a frustoconical lower section with a decreasing diameter.
  • a tubular closing body 40 is arranged in each patrix 20 and is guided in the associated central channel 26 so as to be displaceable in the axial direction.
  • the central channel 26 is lined with a material with a low coefficient of friction, for example with epoxy resin.
  • the tubular closing body 40 is made of high-strength steel; it is preferably hardened and ground on the inside and outside. He has a Upper end 42 with a normal, ie horizontal, plane end face to axis A, which normally - apart from the open position shown in FIG. 4 - lies in the same plane as the end face 22 of the associated male part 20.
  • the closing body 40 has also a lower end 44 which is funnel-shaped on the inside and flange-like on the outside. Above this, each closing body 40 has a diametrical slot 46 through which the associated cross member 36 extends with ample axial play, so that the closing body opens between the closed position shown in FIG. 3 and the open position shown in FIG. and can be moved. For these movements, 16 lifting devices 48, for example double-acting hydraulic piston-cylinder units, are installed in the rotary table.
  • a common die 50 is associated with the two patrices 20, with which they cooperate alternately.
  • the die 50 has the shape of an upside-down pot with a flat bottom surface 52 and a steep, truncated cone-shaped lateral surface 54, the transitions of which to the flat bottom surface 52 and to the lower edge of the die 50 are rounded approximately in a circular arc.
  • the matrix 50 is overall rotationally symmetrical with respect to a vertical axis B.
  • An inner ring 56 and an outer ring 58 are arranged coaxially with it around its lower edge region. The outer ring 58 overlaps the inner ring 56 and is screwed onto the die carrier 18.
  • the die 50 is lined with an elastic membrane 60; this also has a substantially flat bottom 62 and a truncated cone-shaped jacket 64 which widens downward. Furthermore, an outer edge 66 is formed on the membrane 60, which is clamped between the two rings 56 and 58 in such a way that the membrane is sealed to the die carrier 18 is connected.
  • Through channels, not shown, provided in the die carrier 18 and in the die 50, which optionally connect to a vacuum source or to a pressure fluid source 3 and 4 as well as according to FIGS. 6 and 7 are held against the die, but according to FIG. 5 is pressed away from it in the direction of the male 20. So that the membrane 60 also seals against the male part 20 in the latter case, the male part is provided with an elastic edge support 68.
  • one of the two patrices 20 is assigned to the die 50; the axis A of the relevant male part 20 is aligned with the axis B of the female part 50.
  • the rotary table 16 can be locked in each of the two possible positions in which this is the case.
  • a shooting tube 70 is arranged, which is displaceably guided in a vertical bore 72 of the base 12 and has a flange 74 at the top with a horizontal upper end face 76, which in the rest position according to FIG. 3 with the top the base 12 is flush so that it does not hinder the rotation of the turntable 16 about the left of the columns 14 shown in FIGS. 1 and 2.
  • lifting devices 78 built into the base 12 engage, which in the example shown are likewise double-acting hydraulic piston-cylinder units.
  • the device shown serves for pressing ceramic granules 80, which are held ready in a shooting device 82 and can be supplied to the shooting pipe 70 with compressed air via a line 84.
  • a complete and closed pressing tool has been formed by one of the two patrices 20 and the die 50 together with the membrane 60 and associated components, there is still no connection between the injection tube 70 and the filling space between patrix 20 and membrane 60.
  • a filling channel 86 with an annular cross section is formed, however it is still tightly closed at the top of the head 32 and at the bottom at the foot 38 of the central body 30.
  • the tubular closing body 40 By extending the lifting devices 48, the tubular closing body 40 is moved downwards until its lower end abuts the flange 74 of the injection tube 70 and seals it. In this case, an annular passage is opened around the head 32 and around the foot 38 of the central body 30, the cross section of which is approximately as large as the cross section of the filling channel 86 therebetween. As soon as this state, shown in FIG. 4, is reached , Ein manvorrich ⁇ device 82 is actuated so that the filling space formed between the male 20 and the female 50 is filled almost instantaneously with granules 80.
  • compressed air which swirls up the granules 80
  • air line 89 which opens into the injection tube 70.
  • Corresponding air lines preferably open behind each bend in line 84.
  • the swirling of the granules 80 on its way into the filling space prevents fine-grained and dust-like components of the granules 80 from entering the filling space separately from its coarser grains, which leads to different densifications during the subsequent would lead to isostatic presses.
  • the additionally introduced compressed air supports the movement of the granulate 80 into the filling space, so that the filling time is shortened.
  • This filling process takes about two seconds for a press tool for producing a flower pot with a height of approximately 350 mm and a diameter of approximately 300 mm.
  • the lifting devices 48 are retracted; as a result, the rohrför closing body 40 returns to its end position, in which its upper end face is flush with the upper end face 22 of the associated male 20 and the upper side 34 of the head 32 of the associated central body 30. Hydraulic fluid is then introduced through the die 50, which forces the membrane 60 away from the die 50 according to FIG. 5 and compresses the granules 80 hydrostatically on one side, so that it forms a pressed object 90.
  • the hydraulic fluid is sucked off again, so that the membrane 60, as shown in FIG. 6, again contacts the die 50 essentially over the entire surface.
  • the tubular closing body 40 remains in its upper end position; the insertion tube 70, on the other hand, is moved back into its lower end position by retracting the lifting devices 78.
  • the die carrier 18 together with die 50 and components attached thereto are lifted off as shown in FIG. 1 and then the turntable 16 is rotated through 180 °.
  • the working cycle ends with the freshly pressed object 90 being grasped by a suction cup 92 and being lifted off the male part 20 on which it was formed, as is shown at the top left in FIG. 1.
  • the die 50 is lowered onto the male 20 now on the right, and a new work cycle begins.
  • FIG. 7 shows that the male parts 20, the female part 50 and the membrane 60 can be replaced by smaller male parts 20 'and the associated male part 50' and the membrane 60 'without having to replace other components by moving between the rotary table 16 and an intermediate plate 94 inserts the male part 20 '.
  • FIG. 1 A modification of the pressing tool for pressing wash basins is shown in FIG.

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Abstract

Zum Herstellen steilwandig topfförmiger Gegenstände (90) wie Blumentöpfe oder dergleichen wird für das Einschießen des Granulats (80) und das anschließende isostatische Pressen ein Preßwerkzeug mit einer Patrize (20), einer Matrize (50) und einer zwischen beiden angeordneten Membran (60) verwendet, die mit der Patrize (20) einen mit dem Granulat (80) füllbaren Füllraum, und mit der Matrize (50) einen unter Fluiddruck setzbaren Druckraum begrenzt. Die Patrize (20) ist unter der Matrize (50) angeordnet und enthält einen Zentralkörper (30) sowie einen Schließkörper (40), die sich gleichachsig im wesentlichen senkrecht nach oben erstrecken. Der Zentralkörper (30) hat einen verdickten Kopf (32) mit einer Oberseite (34), die ständig koplanar mit der umgebenden oberen Stirnfläche (22) der Patrize (20) ist. Der Schließkörper (40) ist rohrförmig und begrenzt mit dem Zentralkörper (30) einen ringförmigen Füllkanal (76) zum Einbringen des Granulats (80). In einer Schließstellung des Schließkörpers (40) dichtet dessen füllraumseitiges Ende (42) gegen den Kopf (32) des Zentralkörpers (30) ab. Mit diesem Preßwerkzeug lassen sich auch große topfförmige Gegenstände einwandfrei und mit geringem Vorrichtungs- und Zeitaufwand herstellen.

Description

Preßwerkzeug zum isostatischen Pressen steilwandiger topfförmiger Gegenstände aus keramischem Granulat
Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Preßwerkzeug dieser Gattung (DE-A 3128348) ist die Patrize samt Zentralkörper und Schließkörper Bestand¬ teil eines Vorpreßkopfes, der nur vor dem isostatischen Pressen auf die Matrize und die Membran aufgesetzt wird, um einen Füll¬ raum zu bilden. In diesen wird von oben her, durch einen außer¬ halb des rohrförmigen Schließkörpers gebildeten Ringraum der Patrize hindurch, keramisches Granulat eingeschossen. Der Zen¬ tralkörper ist ebenfalls ein Rohr, durch das während des Ein- schießens Druckluft zum Fluidisieren und Verteilen des Granu¬ lats eingeblasen wird. Nach dem Einschießen wird durch eine Ab¬ wärtsbewegung der federnd abgestützten Patrize das Granulat im Füllraum vorverdichtet. Dadurch entsteht ein Preßling, der fest genug ist, um seine Form nicht zu verändern, wenn der Vorpre߬ kopf von der Matrize und der Membran abgehoben und durch einen Nachpreßkopf mit eigener Patrize ersetzt wird. Erst wenn der Nachpreßkopf dicht und fest auf die Matrize und die Membran aufgesetzt worden ist, wird Fluid unter Druck zwischen Matrize und Membran eingeleitet und dadurch der Preßling isostatisch nachverdichtet.
Diese Verwendung eines Vorpreßkopfes und anschließend eines Nachpreßkopfes in Verbindung mit einer und derselben Matrize und Membran zum Vor- und Nachverdichten eines und desselben Gegenstandes erfordert einen großen Vorrichtungs- und Zeitauf¬ wand. Trotz dieses großen Aufwandes lassen sich steilwandige topf- oder schüsseiförmige Gegenstände von einer bestimmten Größe an mit der bekannten Vorrichtung nicht in zufriedenstel¬ lender Qualität erzeugen; im mittleren Bereich der Innenfläche solcher Gegenstände entstehen störende Abdrücke, während im Randbereich häufig Zeichen ungenügender Verdichtung des Granu¬ lats erkennbar sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerk¬ zeug zum isostatischen Pressen von Gegenständen aus keramischem Granulat derart weiterzubilden, daß mit ihm auch große topf- oder schüsseiförmige Gegenstände, deren Durchmesser und Höhe die Größenordnung von 350 mm und mehr haben, einwandfrei und mit geringem Vorrichtungs- und Zeitaufwand hergestellt werden können.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer und derselben Patri¬ ze in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Matrize und zuge¬ hörigen Membran zum Einschießen sowie zum isostatischen Pressen des Granulats entfällt der bisher erforderliche Zeitaufwand für den Austausch des Vorpreßkopfes gegen den Nachpreßkopf. Wenn also eine erfindungsgemäße Vorrichtung mehr als eine Patrize aufweist, dann lassen sich die Patrizen alternierend jeweils für die vollständige Arbeitsfolge des Einschießens und des iso¬ statischen Pressens verwenden, während gleichzeitig ein fertig¬ gepreßter Gegenstand von einer gerade nicht mit einer Matrize zusammenwirkenden Patrize abgenommen wird.Durch die Anordnung der Patrize unterhalb der Matrize wird die Schwerkraft genutzt, um die Bewegung des eingeschossenen Granulats bis zum Rand des Füllraums zu unterstützen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Granulats begünstigt wird. Die Anordnung der Patrize unterhalb der Membran hat bei Ver¬ wendung von mehr als einer Patrize in Verbindung mit einer und derselben Matrize und Membran den zusätzlichen Vorteil, daß jeweils eine Patrize mit kopfüber auf ihr liegendem Gegenstand aus dem Arbeitsbereich der Matrize herausbewegt werden kann, ohne daß der Gegenstand besonders festgehalten werden müßte. Der Gegenstand kann dann in Ruhe entnommen werden, während der nächste Gegenstand mit einer anderen Patrize gepreßt wird.
Von besonderer Bedeutung für die Qualität der gepreßten Gegen¬ stände ist die in bezug auf die zugehörige Patrize ortsfeste Anordnung des starren Zentralkörpers mit seinem verdickten Kopf, dessen Oberseite ständig koplanar mit der umgebenden oberen Stirnfläche der Patrize ist. Dadurch erhält der zu pressende Formung in der Mitte derjenigen Fläche, die später die Oberseite seines Bodens bildet, eine verhältnismäßig gro߬ flächige, unnachgiebige Abstützung, so daß beim isostatischen Pressen der über die Membran auf das Granulat ausgeübte Druck nicht im Stande ist, in diesem zentralen Bereich des Gegen¬ stands einen störenden Abdruck zu hinterlassen. Der rings um den Kopf des Zentralkörpers angeordnete obere Endbereich des rohrförmigen Schließkörpers kann zwar wegen dessen notwendiger Axialbeweglichkeit nicht ganz so starr sein wie der Kopf sel¬ ber; es hat sich aber erwiesen, daß die Abstützung des Granu¬ lats am starren Kopf des ortsfesten Zentralkörpers über den äußeren Rand dieses Kopfes hinaus noch eine stützende Wirkung hat, so daß der verhältnismäßig schmale vom Schließkörper ein¬ genommene Ringraum zwischen dem Kopf des Zentralkörpers und der umgebenden Stirnfläche der Patrize offenbar von einer verhält¬ nismäßig geringen Anzahl Granulatteilchen so überbrückt wird, daß auf den Schließkörper nur Kräfte einwirken, denen er stand¬ halten kann, ohne in axialer Richtung merklich nachzugeben. Deshalb bleiben an der Innenseite des Bodens von Gegenständen, die mit einem erfindungsgemäßen Preßwerkzeug gepreßt worden sind, höchstens geringfügige Abdrücke zurück, die bei Blumen¬ übertöpfen und dergleichen ohne weiteres hingenommen werden können. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand sche atischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine mit erfindungs¬ gemäßen Preßwerkzeugen ausgestattete Vorrichtung zum Pressen von Blumenübertöpfen, Fig. 2 den waagrechten Schnitt II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten in Ruhestellung des dargestellten Pre߬ werkzeugs, Fig. 4 einen entsprechenden Ausschnitt in Füllstellung des
Preßwerkzeugs, Fig. 5 einen entsprechenden Ausschnitt in Preßendstellung, Fig. 6 einen entsprechenden Ausschnitt nach dem Preßvorgang Fig. 7 einen der Fig. 3 entsprechenden Ausschnitt nach dem Austausch einzelner Werkzeugteile gegen zum Pressen eines kleineren Gegenstandes geeignete Werkzeugteile und Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch den Unterteil eines er¬ findungsgemäßen Preßwerkzeugs zum Pressen von Wasch¬ becken.
Zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung gehören ein Pressengestell 10 mit einer Basis 12, zwei von dort senkrecht nach oben ragende Säulen 14 und ein weiter oben angeordnetes, nicht gezeichnetes Joch, das die beiden Säulen miteinander verbindet. Auf der Basis 12 ist ein Drehtisch 16 gelagert, der um eine der Säulen 14 schrittweise um jeweils 180° drehbar ist. An den beiden Säulen 14 ist ein Matrizenträger 18 auf- und abverschiebbar geführt. Auf dem Drehtisch 16 sind zwei Patrizen 20 befestigt, die be¬ züglich der Säule 14, um die der Drehtisch 16 drehbar ist, um 180° gegeneinander versetzt sind. Die beiden Patrizen 20 sind vollständig gleich; sie haben je eine ebene Stirnfläche 22, je eine steilkonische Mantelfläche 24 und je einen zylindrischen zentralen Kanal 26, in deren oberen Endbereich eine Büchse 28 aus besonders verschleißfestem Werkstoff eingepreßt ist. Im dargestellten Beispiel sind die beiden Patrizen 20 bezüglich je einer senkrechten Achse A rotationssymmetrisch entsprechend der Innenform eines üblichen Blumenübertopfes.
Im zentralen Kanal 26 jeder der beiden Patrizen 20 ist ein massiver und besonders robuster, stempelartiger Zentralkörper 30 angeordnet, der ebenfalls bezüglich der zugehörigen Achse A rotationssymmetrisch und auf dem Hauptteil seiner Länge kreis¬ zylindrisch ist. Das obere Ende jedes Zentralkörpers 30 ist von einem verdickten Kopf 32 mit ebener Oberseite 34 gebildet, die in der gleichen waagerechten Ebene liegt wie die Stirnfläche 22 der zugehörigen Patrize 20. Unmittelbar unter der Oberseite 34 hat der Kopf 32 einen zylindrischen Abschnitt. Daran schließt sich ein kegelförmiger Abschnitt mit nach unten abnehmendem Durchmesser an. Jeder der beiden Zentralkörper 30 ist über eine kräftige Traverse 36 derart am Drehtisch 16 befestigt, daß er beim isostatischen Pressen auf seine Oberseite 34 einwirkendem Druck nicht merklich nachgibt. Jeder der beiden Zentralkörper 30 hat ferner einen Fuß 38; dort geht der zylindrische Haupt¬ teil des Zentralkörpers in einen kegelstumpfförmigen unteren Abschnitt mit nach unten abnehmenden Durchmesser über.
Gleichachsig mit dem Zentralkörper 30 ist in jeder Patrize 20 ein rohrför iger Schließkörper 40 angeordnet, der in axialer Richtung verschiebbar im zugehörigen zentralen Kanal 26 geführt ist. Zu diesem Zweck ist der zentrale Kanal 26 mit einem Werk¬ stoff von geringem Reibungskoeffizienten ausgekleidet, bei¬ spielsweise mit Epoxydharz. In jedem Fall besteht der rohr- förmige Schließkörper 40 aus hochfestem Stahl; er ist vorzugs¬ weise gehärtet sowie innen und außen geschliffen. Er hat ein oberes Ende 42 mit einer zur Achse A normalen, also waagerech¬ ten, ebenen Stirnfläche, die normalerweise - abgesehen von der in Fig. 4 abgebildeten Offenstellung - in derselben Ebene liegt wie die Stirnfläche 22 der zugehörigen Patrize 20. Der Schlie߬ körper 40 hat ferner ein unteres Ende 44, das innen trichter¬ förmig und außen flanschartig gestaltet ist. Oberhalb davon hat jeder Schließkörper 40 einen diametralen Schlitz 46, durch den sich die zugehörige Traverse 36 mit reichlich bemessenem axia¬ len Spiel hindurcherstreckt, so daß der Schließkörper zwischen der beispielsweise in Fig. 3 abgebildeten Schließstellung und der in Fig. 4 abgebildeten Offenstellung auf- und abbewegbar ist. Für diese Bewegungen sind in den Drehtisch 16 Hubvorrich¬ tungen 48, beispielsweise doppelwirkende hydraulische Kolben¬ zylindereinheiten, eingebaut.
Den beiden Patrizen 20 ist eine gemeinsame Matrize 50 zugeord¬ net, mit der sie abwechselnd zusammenwirken. Die Matrize 50 hat die Form eines auf dem Kopf stehenden Topfes mit einer ebenen Bodenfläche 52 und einer steilen, sich nach unten erweiternden kegelstumpfförmigen Mantelfläche 54, deren Übergänge zur ebenen Bodenfläche 52 sowie zum unteren Rand der Matrize 50 ungefähr kreisbogenförmig abgerundet sind. Die Matrize 50 ist in bezug auf eine senkrechte Achse B insgesamt rotationssymmetrisch. Rings um ihren unteren Randbereich sind gleichachsig mit ihr ein innerer Ring 56 und ein äußerer Ring 58 angeordnet. Der äußere Ring 58 überlappt den inneren Ring 56 und ist am Matri¬ zenträger 18 festgeschraubt.
Die Matrize 50 ist mit einer elastischen Membran 60 ausge¬ kleidet; auch diese hat einen im wesentlichen ebenen Boden 62 und einen sich nach unten erweiternden kegelstumpfförmigen Mantel 64. Ferner ist an der Membran 60 ein äußerer Rand 66 ausgebildet, der zwischen den beiden Ringen 56 und 58 derart festgeklemmt ist, daß die Membran dicht mit dem Matrizenträger 18 verbunden ist. Durch im Matrizenträger 18 und in der Matrize 50 vorgesehene, nicht gezeichnete Kanäle, die sich wahlweise an eine Vakuumquelle oder an eine Druckfluidquelle anschließen lassen, wird die Membran gemäß Fig. 3 und 4 sowie gemäß Fig. 6 und 7 an der Matrize anliegend gehalten, gemäß Fig. 5 hingegen von dieser weg in Richtung zur Patrize 20 gedrückt. Damit die Membran 60 im letztgenannten Fall auch gegen die Patrize 20 abdichtet, ist diese mit einer elastischen Randauflage 68 versehen.
In allen gezeichneten Betriebsstellungen ist eine der beiden Patrizen 20 der Matrize 50 zugeordnet; dabei fluchtet die Achse A der betreffenden Patrize 20 mit der Achse B der Matrize 50. In jeder der beiden möglichen Stellungen, in denen dies der Fall ist, läßt sich der Drehtisch 16 verriegeln.
Senkrecht unterhalb der Matrize 50 und gleichachsig mit ihr ist ein Einschießrohr 70 angeordnet, das in einer senkrechten Bohrung 72 der Basis 12 verschiebbar geführt ist und oben einen Flansch 74 mit waagrechter oberer Stirnfläche 76 aufweist, der in der Ruhestellung gemäß Fig. 3 mit der Oberseite der Basis 12 bündig ist, so daß er die Drehung des Drehtisches 16 um die linke der in Fig. 1 und 2 dargestellten Säulen 14 nicht behin¬ dert. An der Unterseite des Flansches 74 greifen in die Basis 12 eingebaute Hubvorrichtungen 78 an, die im dargestellten Beispiel ebenfalls doppelt wirkende hydraulische Kolbenzylinder¬ einheiten sind.
Die dargestellte Vorrichtung dient zum Verpressen von kerami¬ schem Granulat 80, das in einer Einschießvorrichtung 82 bereit¬ gehalten wird und mit Druckluft über eine Leitung 84 dem Ein¬ schießrohr 70 zuführbar ist. Nachdem gemäß Fig. 3 ein vollstän¬ diges und geschlossenes Preßwerkzeug von einer der beiden Pa¬ trizen 20 und der Matrize 50 samt Membran 60 und zugehörigen Bauteilen gebildet worden ist, besteht noch keine Verbindung zwischen dem Einschießrohr 70 und dem Füllraum zwischen Patri¬ ze 20 und Membran 60. Zwischen dem massiven, im wesentlichen zylindrischen Zentralkörper 30 und dem ebenfalls im wesent¬ lichen zylindrischen rohrförmigen Schließkörper 40 ist zwar ein im Querschnitt kreisringförmiger Füllkanal 86 gebildet, doch ist dieser nach oben am Kopf 32 und nach unten am Fuß 38 des Zentralkörpers 30 noch dicht verschlossen.
Durch Ausfahren der Hubvorrichtungen 48 wird der rohrförmige Schließkörper 40 nach unten bewegt, bis sein unteres Ende gegen den Flansch 74 des Einschießrohrs 70 stößt und gegen diesen abdichtet. Dabei wird rings um den Kopf 32 und um den Fuß 38 des Zentralkörpers 30 je ein ringförmiger Durchlaß frei, dessen Querschnitt ungefähr so groß ist, wie der Querschnitt des da¬ zwischenliegenden Füllkanals 86. Sobald dieser, in Fig. 4 abgebildete, Zustand erreicht ist, wird die Einschießvorrich¬ tung 82 betätigt, so daß der zwischen der Patrize 20 und der Matrize 50 gebildete Füllraum nahezu schlagartig mit Granulat 80 gefüllt wird.
Während dieses Füllvorgangs wird durch eine in das Einschie߬ rohr 70 mündende Luftleitung 89 Druckluft zugeführt, die das Granulat 80 aufwirbelt. Entsprechende Luftleitungen münden vorzugsweise hinter jeder Biegung der Leitung 84. Die Durch- wirbelung des Granulats 80 auf dessen Weg in den Füllraum verhindert, daß feinkörnige und staubartige Bestandteile des Granulats 80 von dessen gröberen Körnern getrennt in den Füllraum gelangen, was zu unterschiedlichen Verdichtungen beim anschließenden isostatischen Pressen führen würde. Die zusätz¬ lich eingeleitete Druckluft unterstützt die Bewegung des Granulats 80 in den Füllraum, so daß die Füllzeit verkürzt wird.
Vom Granulat 80 aus dem Füllraum verdrängte Luft strömt zwi¬ schen dem Rand der Membran 60 und der Randauflage 68 radial nach außen und gelangt in einen Ringkanal 88, der entweder mit der äußeren Umgebung oder mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist. Dieser Füllvorgang dauert bei einem Preßwerkzeug zum Herstellen eines Blumenübertopfes mit einer Höhe von ungefähr 350 mm und einem Durchmesser von ungefähr 300 mm knapp zwei Sekunden. Anschließend werden die Hubvorrichtungen 48 wieder eingefahren; infolgedessen kehrt der rohrför ige Schließkörper 40 in seine ob re Endstellung zurück, in der seine obere Stirnfläche mit de oberen Stirnfläche 22 der zugehörigen Patrize 20 und der Oberseite 34 des Kopfes 32 des zugehörigen Zentralkörpers 30 bündig ist. Sodann wird durch die Matrize 50 hindurch hydrau¬ lisches Fluid eingeleitet, das die Membran 60 gemäß Fig. 5 von der Matrize 50 wegdrängt und das Granulat 80 einseitig hydro¬ statisch verdichtet, so daß es einen gepreßten Gegenstand 90 bildet.
Schließlich wird das hydraulische Fluid wieder abgesaugt, so daß sich die Membran 60 gemäß Fig. 6 erneut im wesentlichen vollflächig an die Matrize 50 anlegt. Der rohrförmige Schlie߬ körper 40 bleibt in seiner oberen Endstellung; das Einschie߬ rohr 70 wird hingegen durch Einfahren der Hubvorrichtungen 78 in seine untere Endstellung zurückbewegt. Anschließend wird der Matrizenträger 18 samt Matrize 50 und daran befestigten Bautei¬ len gemäß Fig. 1 abgehoben und dann wird der Drehtisch 16 um 180° gedreht. Der Arbeitszyklus endet damit, daß der frisch gepreßte Gegenstand 90 von einem Saugnapf 92 erfaßt und von der Patrize 20, auf der er entstanden ist, abgehoben wird, wie dies in Fig. 1 links oben dargestellt ist. Schon währenddessen wird die Matrize 50 auf die nun rechts stehende Patrize 20 abgesenkt, und ein neuer Arbeitszyklus beginnt.
Fig. 7 zeigt, daß die Patrizen 20, die Matrize 50 und die Mem¬ bran 60 durch kleinere Patrizen 20' sowie zugehörige Matrize 50' und Membran 60' ersetzt werden können, ohne daß weitere Bauteile ausgetauscht werden, indem man zwischen dem Drehtisch 16 und den Patrizen 20' eine Zwischenplatte 94 einfügt.
In Fig.8 ist eine Abwandlung des Preßwerkzzeugs zum Pressen von Waschbecken dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Preßwerkzeug zum isostatischen Pressen steilwandiger topf- oder schüsseiförmiger Gegenstände (90) aus keramischem Granulat (80) , mit
- einer Patrize (20) , die eine zur Innenform der Gegenstände (90) im wesentlichen komplementäre Außenfläche (22,24 ) sowie einen zentral an dieser mündenden Kanal (26) aufweist,
- einer Matrize (50) , die eine zur Außenform der zu pressenden Gegenstände (90) im wesentlichen komplementäre Innenfläche (52, 54) aufweist,
- einer Membran (60) , die zwischen Patrize (20) und Matrize (50) angeordnet ist, mit der Patrize (20) einen mit Granulat (80) füllbaren Füllraum und mit der Matrize (50) einen unter Fluiddruck setzbaren Druckraum begrenzt,
- einem Zentralkörper (30) , der im zentralen Kanal (26) der Patrize (20) in bezug auf diese ortsfest angeordnet ist, und
- einem rohrförmigen Schließkörper (40) , der im zentralen Kanal (26) der Patrize (20) rings um den Zentralkörper (30) angeord¬ net und in bezug auf die Patrize (20) zwischen einer Offen¬ stellung zum Einschießen von Granulat (80) in den Füllraum und einer Schließstellung axial hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einschießen des Granulats (80) und das anschließende isostatische Pressen jeweils dieselbe Patrize (20) verwendet wird. - die Patrize (20) unter der Matrize (50) angeordnet ist, so daß der Zentralkörper (30) und der Schließkörper (40) sich im wesentlichen senkrecht nach oben erstrecken,
- der Zentralkörper (30) einen verdickten Kopf (32) mit einer Oberseite (34) aufweist, die ständig koplanar mit der umgeben¬ den oberen Stirnfläche (22) der Patrize (20) ist, und
- der rohrförmige Schließkörper (40) mit dem Zentralkörper (30) einen ringförmigen Füllkanal (86) zum Einbringen des Granulats (80) begrenzt, wobei in Schließstellung des Schließkörpers (40) dessen füllraumseitiges Ende (42) gegen den Kopf (32) des Zentralkörpers (30) abdichtet.
2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (32) des Zentralkörpers (30) einen kegelförmigen unteren Abschnitt und einen zylindrischen oberen Abschnitt aufweist, welcher knapp in den rohrförmigen Schließkörper (40) paßt.
3. Preßwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Schließkörper (40) einen diametralen Schlitz (46) aufweist, durch den sich eine den Zentralkörper (30) tragende Traverse (36) mit Axialspiel hindurcherstreckt.
4. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (30) einen Fuß (38) aufweist, der in der Schließstellung des Schließkörpers (40) gegen einen an diesem ausgebildeten Sitz (44) abdichtet.
5. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- an einem Drehtisch (16) mindestens zwei Patrizen (20) ange¬ ordnet sind, von denen jeweils eine Patrize (20) in einer Arbeitsstellung unterhalb einer Matrize (50) und eine Patrize (20) in einer Entnahmestellung abseits der Matrize (50) steht,
- jede Patrize (20) einen eigenen Schließkörper (40) enthält, dem eine eigene Hubvorrichtung (48) für seine Verschiebung zwischen Offen- und Schließstellung zugeordnet ist, und
- unterhalb des Schließkörpers (40) der in Arbeitsstellung stehenden Patrize (20) ein heb- und senkbares Einschießrohr (70) angeordnet ist, das eine in angehobener Stellung gegen diesen Schließkörper (40) abdichtende obere Stirnfläche (76) aufweist.
6. Preßwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Einschußrohr (70) eine Luftleitung (89) mündet, durch die während des Einschießens des Granulats (80) zusätzlich Luft zuführbar ist.
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