EP1399304A1 - Verfahren und vorrichtung zum schlickergiessen unter druckeinwirkung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schlickergiessen unter druckeinwirkung

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EP1399304A1
EP1399304A1 EP02747420A EP02747420A EP1399304A1 EP 1399304 A1 EP1399304 A1 EP 1399304A1 EP 02747420 A EP02747420 A EP 02747420A EP 02747420 A EP02747420 A EP 02747420A EP 1399304 A1 EP1399304 A1 EP 1399304A1
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EP
European Patent Office
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slip
hollow body
body element
mold cavity
mold
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EP02747420A
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EP1399304B1 (de
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Josef Wagner
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Individual
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Publication of EP1399304B1 publication Critical patent/EP1399304B1/de
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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
    • 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
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
    • B28B1/265—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor pressure being applied on the slip in the filled mould or on the moulded article in the mould, e.g. pneumatically, by compressing slip in a closed mould

Definitions

  • the invention is concerned with a method for slip casting under pressure for the production of ceramic goods, in particular hollow ceramic goods, and with a device for slip casting under pressure for the production of the aforementioned objects.
  • Shaping devices for use in slip casting ceramic objects using pressure already exist, and pressure slip casting systems are also known.
  • slip is introduced into a mold cavity and pressurized, for which purpose corresponding slip lines and pressure medium lines are provided, which open into the mold cavity, which is enclosed by one or more molded parts.
  • pressure medium for example pressure oil for conventional pressure generation with piston pumps, which for example comprises two pistons connected to one another via a piston rod, one of which is pressurized with pressure oil and the other applies the appropriate pressure to the slip, it can become contaminated ceramic goods to be produced and also in the case of the walls of the mold part or parts of the mold delimiting the mold cavity due to unavoidable leaks in the hydraulic system.
  • the invention aims to provide a method and a device for slip casting under pressure for the production of ceramic goods, in particular hollow ceramic goods, with which the difficulties described can be overcome and also high-quality ceramic goods, in particular hollow ceramic goods such as cans or the like, in an effective manner can be produced inexpensively and simply.
  • a method for casting slip under the action of pressure for the production of ceramic material, in particular hollow ceramic material is provided, in which slip is filled into a mold cavity formed by a mold and under excess pressure to form cullet for the Ceramic goods is placed.
  • this method is characterized in that after the mold cavity has been filled with slip, an inflatable hollow body element made of non-porous but flexible material is inserted into the slip while being immersed in the slip, which is then balloon-like by fluid pressure in the interior of the hollow body element for pressurizing the slip is inflated when the mold is closed.
  • the mold cavity which is delimited by the shape, is thus first filled with slip, and for this purpose, for example, slip lines with valves therein and a conventional slip pump can be used, which can remain filled with slip even during downtimes, since the pressurization of the into the
  • the mold cavity filled in slip is carried out separately from the slip filling with the aid of the hollow body element which can be inflated like a balloon, for which purpose a fluid pressure medium is introduced into the interior of the hollow body element with the mold closed.
  • a pressure-free slip supply system can also be used, in which the slip is only conveyed into the mold cavity with the aid of gravity.
  • the fluid pressure medium does not come into direct contact with the slip mass, since the hollow body element is made of a non-porous material, and therefore only the balloon-like inflatable outer skin of the hollow body element comes into direct contact with the slip mass. Impairments due to possible contamination of the slip mass caused by the pressure medium and also in the area of the walls of the mold or the mold parts delimiting the mold cavity can thus be effectively avoided, so that on the one hand in particular high-quality hollow ceramic goods can be produced effectively and with a high output, and on the other hand, the procedure, in particular extremely easy to maintain is because no time-consuming and costly cleaning or post-treatment of the walls of the mold cavity are required and / or there is no risk of rejects with the ceramic material.
  • the slip supply devices do not need to be emptied and cleaned, for example, during downtimes. This can significantly reduce the maintenance effort.
  • the method according to the invention allows the inflatable hollow body element to be adapted in terms of its shape and / or shape to the ceramic material to be produced in each case and also in terms of size. This is particularly of great advantage in the production of hollow ceramic goods, such as jugs or the like. Furthermore, in the event of wear, the hollow body element can be exchanged and replaced quickly and easily.
  • the fluid pressure in the interior of the hollow body element is preferably generated by water and can be of the order of about 20 to about 40 bar. Since no fluid pressure medium that tends to be contaminated is used, any difficulties associated therewith can be eliminated.
  • the pressurization can also be regulated and controlled in a constructively simple manner and in the desired manner.
  • the hollow body element is preferably introduced into the slip in the non-inflated state up to the desired position and then the fluid pressure in the interior of the hollow body element is preferably built up gradually increasing.
  • the uninflated hollow body element is immersed, slurry is displaced in the mold cavity, preferably in such a way that essentially the excess slip exceeds the actual mold cavity which determines the ceramic material, but it is also ensured that the entire mold cavity formed by the mold Completely and is evenly filled with slip.
  • the application of fluid pressure can be controlled in time and it is maintained until an at least partially solidified ceramic shard has formed in the mold cavity.
  • the fluid pressure in the interior of the hollow body element is preferably gradually reduced. This breakdown can also be timed in a suitable manner if necessary. In all of these control measures, a respective adjustment to the ceramic material to be produced is possible without difficulty, for example by means of simple tests.
  • the hollow body element is then removed from the mold cavity without fluid pressure after the body formation.
  • the ceramic material thus produced according to the invention can then be removed from the mold cavity in a suitable manner and, in the case of a multi-part mold, the individual molded parts can then be detached from one another, so that the ceramic material thus formed is accessible for all further treatments and, if appropriate, transported to further treatment plants can.
  • the inflatable hollow body element is preferably motionally connected to a form closure part. It can thus be achieved in a process-technically simple manner that when the inflatable hollow body element is inserted, the mold cavity which was still open and filled with slip is sealed at the same time, and that when the ceramic material has been formed in the mold cavity with regard to its shape, the shape is also partially can be opened with the removal of the inflatable hollow body element. This allows multiple movements when performing the Combine the inventive method with each other to achieve an improved manufacturing effectiveness.
  • a device for slip casting under pressure for the production of ceramic goods, in particular hollow ceramic goods is provided with a mold enclosing a mold cavity for slip casting under pressure, which is characterized in that a hollow body element which is inflatable like a balloon by means of fluid pressure non-porous, but flexible material is provided, which can be immersed in the slip filled in the mold cavity and can be removed therefrom after the body formation in the drained state.
  • the hollow body element In the balloon-like inflated state, the hollow body element generates pressurization on the slip in the mold cavity, but the pressurization medium does not come into direct contact with the slip or with the boundary walls of the mold cavity.
  • the device according to the invention is designed to be structurally uncomplicated and permits reliable operation.
  • the inflatable hollow body element is preferably attached to a free end of a rigid tube section as a holder which introduces the fluid pressure medium into the interior of the hollow body.
  • This tube section which serves as a holder, thus also serves to introduce the fluid pressure medium and reliably holds the inflatable hollow body element made of non-porous but flexible material at its free end.
  • the inflatable hollow body element is preferably connected to a form closure part via the tube section and is movable together with the latter for immersion and removal.
  • the inflatable hollow body element moves in and out Form cavity delimiting mold are completely closed or at least partially opened again.
  • a separate slip line is provided for filling the still partially open mold cavity with slip, without this coming into contact with the inflatable hollow body element, so that the slip supply line in the device according to the invention is also physically separate from the pressurization by the inflatable hollow body element. No emptying and / or cleaning of the lines carrying the slip, such as pumps, valves and the like, is therefore necessary. This ensures maintenance-friendly operation of the device according to the invention.
  • the slurry in the mold cavity is not acted upon directly by a pressure medium, but that the pressurization takes place separately by means of an inflatable hollow body element after the mold cavity has been filled with slurry.
  • contamination on the form and on the ceramic material can be avoided on the one hand, and in particular hollow ceramic objects with high quality can be produced in an effective manner in a universal manner, since the size, shape and shape of the inflatable hollow body element can be adapted to the respective existing requirements, which the production of the desired ceramic material, in particular the desired hollow ceramic material, must be taken into account.
  • Figure 1 shows a device for slip casting under pressure with a partially open mold to illustrate the filling of the mold cavity with slip.
  • FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1 after the mold cavity has been filled with slip and with the inflatable hollow body element partially immersed in connection with a mold closure part;
  • FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, in which the inflatable hollow body element for pressurizing the slip in the mold cavity is shown in the at least partially inflated state.
  • FIG. 1 shows a shape designated overall by 1, which is designed, for example, in several parts and can comprise individual molded parts made of the same and / or different materials.
  • An opening 3 is provided in an upper molded part 2.
  • Form 1 encloses you a total of 4 designated mold cavity, which is contoured and designed according to the ceramic material to be produced.
  • Slurry 7 is filled into the mold cavity 4 via the opening 3 via a schematically illustrated slip supply device 5, which may include a slip line 6, optionally with valves and a pump.
  • the mold cavity 4 can also be filled with slip 7, if appropriate without pressure, only by using gravity.
  • the mold cavity 4 is at least partially filled with slip 7, as is illustrated by horizontal hatching.
  • a hollow body element 8 which is fastened to a pipe section 9 as a holder, is then expediently, together with a mold closure part 10, into the slip 7 in the mold cavity 4 in the mold cavity 4 in the non-inflated state introduced.
  • the hollow body element 8 is made of a non-porous but flexible material, and it can be inflated like a balloon by means of a suitable internal pressure.
  • a fluid pressure which can amount to approximately 20 to approximately 40 bar, is preferably applied to the interior of the hollow body element 8 via the tube section 9. All conventional printing media into consideration, and in particular the use of water as a pressure medium in the method according to the invention is extremely useful. Due to the internal pressure in the hollow body element 8, the latter is inflated like a balloon and the slip surrounding the outer wall of the hollow body element 8 is pressurized in a suitable manner. This pressure preferably acts on all sides via the outside of the hollow body element 8 on the surrounding slip. This also results in the most uniform possible pressurization.
  • the hollow body element 8 is preferably subjected to a suitable internal pressure gradually increasing with a suitable fluid medium, so that the slip 7 is displaced more and more until finally the final shape of the inner cavity of the ceramic material to be produced is reached.
  • the inflatable hollow body element 8 can be adapted in an uncomplicated manner to the particular requirements in terms of shape, size and material.
  • the hollow body element 8 is inflated in a balloon-like manner, similar to the shape of a light bulb, in order to form the inner cavity of the jug in a correspondingly contoured manner.
  • the device is then kept in the state shown in FIG. 3, for example, until a ceramic shard is formed in the mold cavity 4 by solidification.
  • a ceramic shard is solidified at least to the extent that it can be handled independently and largely without damage after removal from the mold 1, and can be transported, for example, to corresponding further processing devices, such as a drying device, a burning device and the like.
  • the inflatable hollow body element 8 is released, ie the internal fluid pressure in the hollow body element 8 is reduced, and preferably also gradually decreasing.
  • the hollow body element 8 is in the fluid-pressure-free state, it is then preferably moved out of the mold cavity 4 together with the mold closure part 10, expediently in such a way that the mold closure part 10 is at least partially or completely lifted off.
  • the device then assumes, for example, the state shown in FIG. 1, apart from the fact that a self-solidifying ceramic shard is now formed in the mold cavity 4, which in the example shown encloses a hollow interior, so that it is, for example, a hollow ceramic material.
  • the excess slip still located in the mold cavity 4 can then, for example, be poured off via the opening 3 or can be discharged in another suitable manner, for example with the aid of gravity.
  • the mold 1 can then be opened further and completely by moving the correspondingly assigned molded parts of the mold 1 from one another, so that the ceramic body, for example, is almost completely is exposed and, for example, only stands upright on the floor on an assigned molded part of the mold.
  • the ceramic shards thus formed can now be removed from mold 1 and conveyed to the correspondingly suitable aftertreatment devices.
  • the pressure medium for pressurizing the hollow body element 8 does not come into contact with the slip or with the ends which delimit the mold cavity 4.
  • the Hollow body element 8 is namely made of a non-porous material so that the pressurizing medium cannot escape through the wall of hollow body element 8 and diffuse, for example, into the slip. Therefore, contamination of the molded parts of the mold 1 and / or the slip 7 and / or the ceramic shards formed therefrom can be effectively excluded. This eliminates the need for complex Form 1 cleaning work and the cause of rejects can be eliminated.
  • the size, the shape and the material of the balloon-like inflatable hollow body element 8 can be adapted to the respective requirements without difficulty, as a result of which the shape and type of the ceramic material to be produced are essentially influenced.
  • the filling of the mold 1 with slip 7 is realized completely separately from the shaping of the ceramic body in the mold cavity 4 using the inflatable hollow body element 8, so that the slip supply system can be selected with regard to its design independently of the shape of the ceramic body in the mold cavity 4.
  • the fluid pressure medium for inflating the hollow body element 8 can also be selected without taking into account the design of the slip supply device 5. This results in a largely universal replaceability of the method and the device according to the invention in the production of ceramic material by means of slip casting under pressure.
  • the pressurizing medium for the inflatable hollow body element 8 can be selected in a suitable manner in each case.
  • the number and design of the molded parts of mold 1 can change in accordance with the ceramic material to be produced.
  • Various types of materials come into consideration for the production of the inflatable hollow body element, all of which have in common that they have a non-porous but flexible behavior, at least when ready for use.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Schlickergiessen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird Schlicker in einen von einer Form gebildeten Formhohlraum eingefüllt und unter Überdruck zur Scherbenbildung für das Keramikgut gesetzt. Nach dem Befüllen des Formhohlraums mit Schlicker wird ein aufblasbares Hohlkörperelement aus nicht porösem, aber flexiblem Material in den Schlicker unter Eintauchen in den Schlicker eingeführt. Dieses Hohlkörperelement wird dann durch einen Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements ballonartig aufgeblasen, wodurch der Schlicker bei geschlossener Form mit Druck beaufschlagt wird. Eine Vorrichtung zum Schlickergiessen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, weist ein ballonartig mittels Fluiddruck im Innenraum aufblasbares Hohlkörperelement aus einem nicht porösen, aber flexiblen Material auf. Dieses Hohlkörperelement ist im fluiddrucklosen Zustant in den Formhohlraum und den darin befindlichen Schlicker eintauchbar und es kann nach der Scherbenbildung im abgelassenen Zustand des Hohlkörperelements wiederum herausgenommen werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung
Beschreibung
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, sowie mit einer Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung vorstehend genannter Gegenstände.
Es gibt bereits Formgebungsvorrichtungen zur Verwendung beim Schlickerguß keramischer Gegenstände unter Anwendung von Druck und es sind auch Druck-Schlickergußanlagen bekannt. Beim derartigen Druck-Schlicker- gießen wird Schlicker in einen Formhohlraum eingebracht und unter Überdruck gesetzt, wozu entsprechende Schlickerleitungen und Druckmediumsleitungen vorgesehen sind, die in den Formhohlraum münden, welcher von einem oder mehreren Formteilen umschlossen wird. In Abhängigkeit von dem gewählten Druckmedium, beispielsweise Drucköl zur herkömmlichen Druckerzeugung mit Kolbenpumpen, welche beispielsweise zwei miteinander über eine Kolbenstange verbundene Kolben umfaßt, von dem einer mit Drucköl beaufschlagt ist und der andere den entsprechenden Druck auf den Schlicker aufbringt, kann es zu Verschmutzungen bei dem herzustellenden Keramikgut und auch bei den den Formhohlraum begrenzenden Wänden des oder der Formteile der Form durch unvermeidbare undichte Stellen im Hydrauliksystem kommen. Im Falle der Formteile ist dann eine zeit- und kostenaufwendige Reinigung erforderlich, während der die Druck-Schlickergießanlage still stehen muß, so daß man eine reduzierte Ausstoßleistung in Kauf nehmen muß. Bei einer Verschmutzung des Keramikguts muß dieses als Ausschußware ausgesondert werden, worunter die Arbeitseffizienz einer solchen Anlage leidet.
Wenn bei den bisher bekannten Vorgehensweisen eine Schlickerpumpe zur Förderung des Schlickers in den Formhohlraum und ein Kolben eingesetzt werden, welcher zur Erzeugung des Druckes dient, so ist es bei einer derartigen Druck-Schlickergießanlage vor Betriebspausen erforderlich, den Schlicker aus den Leitungen abzulassen und diese zu reinigen. Daher mußten bisher beim Druck-Schlickergießen Standzeiten so weit wie möglich vermieden werden. Auch wurde das Druck-Schlickergießen hauptsächlich bei Gebrauchskeramik beispielsweise für Sanitärbedarf und dergleichen eingesetzt.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, bereitzustellen, mit denen sich die vorgeschilderten Schwierigkeiten überwinden lassen und sich auch hochwertiges Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, wie Kannen oder dergleichen, auf effektive Weise kostengünstig und vereinfacht herstellen lassen.
Nach der Erfindung wird hierzu ein Verfahren zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, bereitgestellt, bei dem Schlicker in einen von einer Form gebildeten Formhohlraum eingefüllt und unter Überdruck zur Scherbenbildung für das Keramikgut gesetzt wird. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß nach dem Befüllen des Formhohlraums mit Schlicker ein aufblasbares Hohlkörperelement aus nicht porösem aber flexiblem Material in den Schlicker unter Eintauchen in den Schlicker eingeführt wird, welches dann durch einen Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements ballonartig zur Druckbeaufschlagung des Schlickers bei geschlossener Form aufgeblasen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit zuerst das Befüllen des von der Form begrenzten Formhohlraums mit Schlicker, und hierzu lassen sich beispielsweise Schlickerleitungen mit darin befindlichen Ventilen und einer üblichen Schlickerpumpe einsetzen, die auch bei Stillstandszeiten mit Schlicker gefüllt bleiben können, da die Druckbeaufschlagung des in den Formhohlraum eingefüllten Schlickers beim erfindungsgemäßen Verfahren gesondert zu der Schlickerbefüllung mit Hilfe des balfonartig aufblasbaren Hohlkörperelements erfolgt, wozu in den Innenraum des Hohlkörperelements ein Fluiddruckmedium bei geschlossener Form eingebracht wird. Auch kann anstelle einer Schlickerpumpe ein drucklos arbeitendes Schlickerzuführsystem eingesetzt werden, bei dem der Schlicker lediglich schwerkraftunterstützt in den Formhohlraum befördert wird. Bei der Erfindung kommt das Fluiddruckmedium mit der Schlickermasse nicht unmittelbar in Berührung, da das Hohlkörperelement aus einem nicht porösen Material hergestellt ist, und daher nur die ballonartig aufblasbare Außenhaut des Hohlkörperelements in unmittelbare Berührung mit der Schlickermasse kommt. Somit lassen sich Beeinträchtigungen durch eventuelle, durch das Druckmedium verursachte Kontaminierungen der Schlickermasse und auch im Bereich der den Formhohlraum begrenzenden Wände der Form oder der Formteile wirksam vermeiden, so daß man einerseits auf effektive Weise und mit großer Ausstoßleistung insbesondere auch hochwertiges Hohlkeramikgut herstellen kann, und andererseits die Verfahrensweise insbesondere äußerst wartungsfreund- lieh ist, da keine zeitaufwendigen und kostenintensiven Reinigungsarbeiten oder Nachbehandlungsarbeiten der Wände des Formhohlraums erforderlich sind und/oder kein Ausschuß bei dem Keramikgut zu befürchten ist. Insbesondere brauchen auch die Schlickerversorgungseinrichtungen bei Stillstandszeiten beispielsweise nicht entleert und gereinigt zu werden. Hierdurch läßt sich der Wartungsaufwand beträchtlich reduzieren.
Ferner gestattet das erfindungsgemäße Verfahren, daß sich aufblasbare Hohlkörperelement hinsichtlich seiner Form und/oder Gestalt an das jeweils herzustellende Keramikgut auch hinsichtlich der Größe anpassen läßt. Dies ist insbesondere von großem Vorteil bei der Herstellung von Hohlkeramikgut, wie Kannen oder dergleichen. Ferner läßt sich im Falle eines Verschleißes das Hohlkörperelement schnell und einfach austauschen und ersetzen.
Vorzugsweise wird der Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements durch Wasser erzeugt und kann in der Größenordnung von etwa 20 bis etwa 40 bar liegen. Da kein zu Kontaminierungen neigendes Fluiddruckmedium eingesetzt wird, lassen sich alle hiermit eventuell verbundene Schwierigkeiten ausräumen. Auch läßt sich hierbei die Druckbeaufschlagung auf konstruktiv einfache Weise und in gewünschter Weise regeln und steuern.
Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren das Hohlkörperelement im nicht aufgeblasenen Zustand in den Schlicker bis zur gewünschten Position eingeführt und dann wird der Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements vorzugsweise allmählich ansteigend aufgebaut. Beim Eintauchen des nicht aufgeblasenen Hohlkörperelements wird Schlicker im Formhohlraum verdrängt, und zwar vorzugsweise in der Art, daß im wesentlichen der überschüssige Schlicker den eigentlichen, das Keramikgut bestimmenden Formhohlraum übersteigt, und daß aber auch sichergestellt wird, daß der gesamte, von der Form gebildete Formhohlraum vollständig und gleichmäßig mit Schlicker ausgefüllt ist. Die Fluiddruckbeaufschlagung kann beim erfindungsgemäßen Verfahren zeitlich gesteuert werden, und sie wird so lange aufrecht erhalten, bis sich ein wenigstens teilweise verfestigter Keramikscherben im Formhohlraum gebildet hat.
Wenn sich dieser Keramikscherben gebildet hat, und dieser sich so weit verfestigt hat, daß er als solcher transportfähig ist, wird dann vorzugsweise allmählich kleiner werdend der Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements abgebaut. Auch dieser Abbau läßt sich zeitlich auf geeignete Weise gegebenenfalls steuern. Auch ist bei allen diesen Steuerungsmaßnahmen eine jeweilige Abstimmung auf das herzustellende Keramikgut ohne Schwierigkeiten beispielsweise an Hand von einfachen Versuchen möglich.
Schließlich wird dann das Hohlkörperelement nach der Scherbenbildung fluiddrucklos aus dem Formhohlraum entnommen. Das so nach der Erfindung hergestellte Keramikgut kann dann auf geeignete Weise aus dem Formhohlraum entnommen werden und bei einer mehrteiligen Form lassen sich dann die einzelnen Formteile voneinander lösen, so daß das so gebildete Keramikgut für alle weiteren Behandlungen zugänglich ist und gegebenenfalls zu weiteren Behandlungsanlagen befördert werden kann.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das aufblasbare Hohlkörperelement mit einem Formverschlußteil bewegungsverbunden. Somit kann auf verfahrenstechnisch einfache Weise erreicht werden, daß mit dem Einführen des aufblasbaren Hohlkörperelements der bis dahin noch offene und mit Schlicker gefüllte Formhohlraum zugleich dicht verschlossen wird und daß dann, wenn das Keramikgut hinsichtlich seiner Formgestaltung im Formhohlraum ausgebildet worden ist, die Form zugleich teilweise mit dem Entfernen des aufblasbaren Hohlkörperelements geöffnet werden kann. Hierdurch lassen sich mehrere Bewegungsabläufe bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander zur Erzielung einer verbesserten Herstellungseffektivität kombinieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, mit einer einen Formhohlraum umschließenden Form für das Schlickergießen unter Druckeinwirkung bereitgestellt, welche sich dadurch auszeichnet, daß ein ballonartig mittels Fluiddruck im Innenraum aufblasbares Hohlkörperelement aus nicht porösem, aber flexiblem Material vorgesehen ist, welches in den in dem Formhohlraum eingefüllten Schlicker eintauchbar und aus diesem nach der Scherbenbildung im abgelassenen Zustand herausnehmbar ist. Im ballonartig aufgeblasenen Zustand erzeugt das Hohlkörperelement eine Druckbeaufschlagung auf den Schlicker im Formhohlraum, wobei aber das Druckbeaufschlagungsmedium weder in unmittelbarer Berührung mit dem Schlicker noch mit den Begrenzungswänden des Formhohlraums kommt. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv unkompliziert ausgelegt und gestattet ein betriebszuverlässiges Arbeiten.
Vorzugsweise ist das aufblasbare Hohlkörperelement an einem freien Ende eines starren Rohrabschnitts als Halter befestigt, welcher das Fluiddruckmedium in den Innenraum des Hohlkörpers einleitet. Dieser als Halter dienende Rohrabschnitt dient somit zugleich zur Fluiddruckmediumseinleitung und hält an seinem freien Ende zuverlässig das aufblasbare Hohlkörperelement aus nicht porösem, aber flexiblen Material fest.
Vorzugsweise ist das aufblasbare Hohlkörperelement über den Rohrabschnitt mit einem Formverschlußteil verbunden und zusammen mit diesem zum Eintauchen und Herausnehmen bewegbar. Somit kann zugleich während der Ein- und Ausfahrbewegung des aufblasbaren Hohlkörperelements die den Formhohlraum begrenzende Form vollständig geschlossen oder wenigstens teilweise wieder geöffnet werden.
Vorzugsweise ist eine gesonderte Schlickerleitung zur Befüllung des noch teilweise offenen Formhohlraums mit Schlicker vorgesehen, ohne daß dieser in Berührung mit dem aufblasbaren Hohlkörperelement kommt, so daß die Schlickerzuleitung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch körperlich getrennt zu der Druckbeaufschlagung durch das aufblasbare Hohlkörperelement erfolgt. Somit ist keine Entleerung und/oder Reinigung der den Schlicker führenden Leitungen, wie Pumpen, Ventile und dergleichen, erforderlich. Hierdurch wird ein wartungsfreundlicher Betrieb der Vorrichtung nach der Erfindung gewährleistet.
Zusammenfassend ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich, daß nicht der Schlicker im Formhohlraum direkt durch ein Druckmedium beaufschlagt wird, sondern daß die Druckbeaufschlagung gesondert mittels eines aufblasbaren Hohlkörperelements nach der Befüllung des Formhohlraums mit Schlicker erfolgt. Hierdurch lassen sich einerseits Kontaminierungen an der Form und am Keramikgut vermeiden, und insbesondere können auf effektive Weise Hohlkeramikgegenstände mit hoher Qualität auf universelle Weise hergestellt werden, da sich die Größe, Form und Gestalt des aufblasbaren Hohlkörperelements an die jeweils vorhandenen Erfordernisse anpassen lassen, die bei der Herstellung von dem gewünschten Keramikgut, insbesondere dem gewünschten Hohlkeramikgut, zu berücksichtigen sind. Eine Abführung des überschüssigen .Schlickers ist ohne weiteres durch ein entsprechendes Wenden der Form nach vollständiger Scherbenbildung und bei abgebautem Druck im aufblasbaren Hohlkörperelement möglich. Ferner läßt sich die Druckbeaufschlagung mittels des aufblasbaren Hohlkörperelements feinfühlig regeln. Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform ohne jegliche Beschränkung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung bei teilweise geöffneter Form zur Verdeutlichung des Befüllens des Formhohlraums mit Schlicker;
Fig. 2 eine Figur 1 ähnliche Ansicht nach dem Befüllen des Formhohlraums mit Schlicker und bei teilweise eingetauchtem aufblasbarem Hohlkörperelement in Verbindung mit einem Formverschlußteil; und
Fig. 3 eine Figur 2 ähnliche Ansicht, bei der das aufblasbare Hohlkörperelement zur Druckbeaufschlagung des Schlickers im Formhohlraum im wenigstens teilweise aufgeblasenen Zustand dargestellt ist.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Als Beispiel wird nachstehend die Herstellung einer Kanne als ein Beispiel für ein Hohlkeramikgut mittels Schlickergießen unter Druckeinwirkung nach der Erfindung erläutert. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt, sondern es kann auch andersartig gestaltetes Keramikgut sowie Hohlkeramikgut mit den unterschiedlichsten Formgebungen nach der Erfindung hergestellt werden. So kommen beispielsweise auch Sanitärartikel, wie Waschbecken, Toilettenschüsseln und ähnliches in Betracht.
In Figur 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Form dargestellt, welche beispielsweise mehrteilig ausgelegt ist und einzelne Formteile aus gleichen und/oder unterschiedlichen Materialien umfassen kann. In einem oberen Formteil 2 ist eine Öffnung 3 vorgesehen. Die Form 1 umschließt einen insgesamt mit 4 bezeichneten Formhohlraum, welcher entsprechend dem herzustellenden Keramikgut konturiert und ausgestaltet ist. Über eine schematisch dargestellte Schlickerzuführeinrichtung 5, welche eine Schlickerleitung 6 gegebenenfalls mit Ventilen und einer Pumpe umfassen kann, wird Schlicker 7 über die Öffnung 3 in den Formhohlraum 4 eingefüllt. Das Befüllen des Formhohlraums 4 mit Schlicker 7 kann auch gegebenenfalls drucklos lediglich unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgen. Bei der Darstellung in Figur 1 ist der Formhohlraum 4 wenigstens teilweise mit Schlicker 7 ausgefüllt, wie dies mit einer horizontalen Schraffur verdeutlicht ist.
Nach dem Befüllen des Formhohlraums 4 mit Schlicker 7 wird dann, wie in Figur 2 näher verdeutlicht, ein Hohlkörperelement 8, welches an einem Rohrabschnitt 9 als Halter befestigt ist, im nicht aufgeblasenen Zustand zweckmäßigerweise zusammen mit einem Formverschlußteil 10 in den Schlicker 7 im Formhohlraum 4 eingeführt. Das Hohlkörperelement 8 ist aus einem nicht porösen, aber flexiblen Material hergestellt, und es kann mittels eines geeigneten Innendrucks ballonartig aufgeblasen werden. Beim Einführen des Hohlkörperelements 8 wird Schiicker 7 in dem Formhohlraum 4 verdrängt, und hierdurch wird erreicht, daß der Formhohlraum 4 unabhängig von der Kompliziertheit seiner Gestalt annähernd vollständig mit Schlicker 7 ausgefüllt ist. Wie in Figur 2 verdeutlicht ist, steigt der Schlicker 7 beim Eintauchen des Hohlkörperelements 8 und durch die Verdrängung desselben geringfügig in der Öffnung 3 nach oben. Mit Hilfe des Formverschlußteils 10 ist dann die Form 1 und auch der mit Schlicker 7 aufgefüllte Formhohlraum 4 dicht abgeschlossen.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Figur 3 verdeutlicht, daß vorzugsweise über den Rohrabschnitt 9 der Innenraum des Hohlkörperelements 8 mit einem Fluiddruck beaufschlagt wird, welcher sich auf etwa 20 bis etwa 40 bar belaufen kann. Als Druckmedium kommen alle herkömmlichen Druck- medien in Betracht, und insbesondere ist auch der Einsatz von Wasser als Druckmedium beim erfindungsgemäßen Verfahren äußerst zweckmäßig. Durch den Innendruck im Hohlkörperelement 8 wird dieses ballonartig aufgeblasen und der die Außenwand des Hohlkörperelements 8 umgebende Schlicker wird in geeigneter Weise mit Druck beaufschlagt. Vorzugsweise wirkt dieser Druck allseitig über die Außenseite des Hohlkörperelements 8 auf den umgebenden Schlicker ein. Auch wird eine möglichst gleichmäßige Druckbeaufschlagung hierdurch erzielt. Vorzugsweise wird das Hohlkörperelement 8 mittels des geeigneten Fluidmediums allmählich ansteigend mit einem entsprechenden Innendruck beaufschlagt, so daß der Schlicker 7 mehr und mehr verdrängt wird, bis schließlich die endgültige Gestalt des Innenhohlraums des herzustellenden Keramikguts erreicht ist.
Das aufblasbare Hohlkörperelement 8 kann auf unkomplizierte Weise an die jeweils gewünschten Erfordernisse hinsichtlich Gestalt, Größe und Material angepaßt werden. Bei der Herstellung einer Kanne, wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel, wird das Hohlkörperelement 8 ballonartig ähnlich der Form einer Glühbirne aufgeblasen, um den Innenhohlraum der Kanne in entsprechend konturierter Weise auszubilden.
Die Vorrichtung wird dann so lange beispielsweise in dem in Figur 3 gezeigten Zustand gehalten, bis durch Verfestigung ein Keramikscherben im Formhohlraum 4 ausgebildet ist. Ein solcher Keramikscherben ist wenigstens insoweit verfestigt, daß er nach der Entnahme aus der Form 1 weitgehend beschädigungsfrei eigenständig gehandhabt werden kann, und beispielsweise zu entsprechenden Weiterbearbeitungseinrichtungen, wie einer Trocknungseinrichtung, einer Brenneinrichtung und dergleichen, weitertransportiert werden kann. Nach dieser Scherbenbildung, für die in Abhängigkeit von dem eingesetzten Schlicker 7 und weiteren Erfordernissen, unterschiedliche Zeiträume benötigt werden, wird das aufblasbare Hohlkörperelement 8 abgelassen, d.h. der Fluidinnendruck im Hohlkörperelement 8 wird abgebaut, und zwar ebenfalls vorzugsweise allmählich abnehmend. Sobald sich das Hohlkörperelement 8 im fluiddrucklosen Zustand befindet, wird es dann vorzugsweise zusammen mit dem Formverschlußteil 10 wieder aus dem Formhohlraum 4 herausgefahren, und zwar zweckmäßigerweise derart, daß auch das Formverschlußteil 10 wenigstens teilweise geringfügig oder auch vollständig abgehoben wird. Die Vorrichtung nimmt dann beispielsweise den in Figur 1 gezeigten Zustand abgesehen davon ein, daß nunmehr im Formhohlraum 4 ein in sich verfestigter Keramikscherben ausgebildet ist, welcher im dargestellten Beispiel einen hohlen Innenraum umschließt, so daß es sich beispielsweise um ein Hohlkeramikgut handelt. Durch entsprechendes Wenden der Form 1 kann dann der sich noch im Formhohlraum 4 befindende überschüssige Schlicker über die Öffnung 3 beispielsweise abgegossen oder auf andere geeignete Art und Weise beispielsweise schwerkraftunterstützt abgeführt werden. Wenn der überschüssige Schlicker 7 aus dem Formhohlraum 4 des bereits gebildeten Keramikscherbens abgeführt und abgeleitet worden ist, kann dann die Form 1 dadurch weiter und vollständig geöffnet werden, daß die entsprechend zugeordneten Formteile der Form 1 voneinander abgerückt werden, so daß der Keramikscherben bejspielsweise nahezu vollständig frei gelegt ist und beispielsweise nur noch am Boden auf einem zugeordneten Formteil der Form aufrecht stehend aufliegt. Nunmehr kann der so gebildete Keramikscherben aus der Form 1 entnommen werden und zu den entsprechend geeigneten Nachbehandlungseinrichtungen befördert werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt das Druckmedium zur Druckbeaufschlagung für das Hohlkörperelement 8 weder mit dem Schlicker noch mit den Enden in Berührung, welche den Formhohlraum 4 begrenzen. Das Hohlkörperelement 8 ist nämlich aus einem nicht porösen Material hergestellt, so daß das Druckbeaufschlagungsmedium nicht über die Wandung des Hohlkörperelements 8 entweichen und beispielsweise in den Schlicker diffundieren kann. Daher lassen sich auf wirksame Weise Kontaminierungen der Formteile der Form 1 und/oder des Schlickers 7 und/oder des hieraus gebildeten Keramikscherbens wirksam ausschließen. Daher entfallen aufwendige Reinigungsarbeiten der Form 1 und die Ursache für Ausschußware läßt sich ausschalten.
Die Größe, die Gestalt und das Material des ballonartig aufblasbaren Hohlkörperelements 8 lassen sich ohne Schwierigkeiten an die jeweiligen Erfordernisse anpassen, wodurch die Form und die Art des herzustellenden Keramikguts im wesentlichen mit beeinflußt werden. Insbesondere ist auch die Füllung der Form 1 mit Schlicker 7 völlig gesondert zu der Formgebung des Keramikscherbens im Formhohlraum 4 unter Einsatz des aufblasbaren Hohlkörperelements 8 verwirklicht, so daß das Schlickerzuführungssystem hinsichtlich seiner Auslegung unabhängig zu der Formgebung des Keramikscherbens im Formhohlraum 4 gewählt werden kann. Auch kann ohne Berücksichtigung der Auslegung der Schlickerzuführeinrichtung 5 das Fluiddruckmedium zum Aufblasen des Hohlkörperelements 8 gewählt werden. Hierdurch wird eine weitgehend universelle Ersetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Herstellung von Keramikgut mittels Schlickergießen unter Druckeinwirkung erzielt. Insbesondere kann das Druckbeaufschlagungsmedium für das aufblasbare Hohlkörperelement 8 in jeweils geeigneter Weise gewählt werden.
Natürlich können sich die Anzahl und die Ausgestaltung der Formteile der Form 1 entsprechend dem herzustellenden Keramikgut ändern. Für die Herstellung des aufblasbaren Hohlkörperelements kommen verschiedenartige Materialien in Betracht, welchen allen gemeinsam ist, daß sie ein nicht poröses aber flexibles Verhalten wenigstens im einsatzbereiten Zustand haben.
Die Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten sowie die an Hand den Figuren 1 bis 3 dargestellten Merkmale beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, bei dem Schlicker in einen von einer Form gebildeten Formhohlraum eingefüllt und unter Überdruck zur Scherbenbildung für das Keramikgut gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Befüllen des Formhohlraums mit Schlicker ein aufblasbares Hohlkörperelement aus nicht porösem, aber flexiblen Material in den Schlicker unter Eintauchen in den Schlicker eingeführt wird, welches dann durch einen Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelments ballonartig zur Druckbeaufschlagung des Schlickers bei geschlossener Form aufgeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddruck durch Wasser erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkörperelement im nicht aufgeblasenen Zustand in den Schlicker bis zur gewünschten Position eingeführt wird, und dann der Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements vorzugsweise allmählich ansteigend aufgebaut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Scherbenbildung aus dem Schlicker im Formhohlraum der Fluiddruck im Innenraum des Hohlkörperelements ebenfalls vorzugsweise allmählich abgebaut wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkörperelement nach der Scherbenbildung fluiddrucklos aus dem Formhohlraum entnommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Hohlkörperelement mit einem Formverschlußteil bewegungsverbunden ist.
7. Vorrichtung zum Schlickergießen unter Druckeinwirkung zur Herstellung von Keramikgut, insbesondere Hohlkeramikgut, mit einer einen Formhohlraum (4) umschließenden Form (1) für das Schlickergießen unter Druckeinwirkung, gekennzeichnet durch ein ballonartig mittels Fluiddruck im Innenraum aufblasbares Hohlkörperelement (8) aus einem nicht porösen, flexiblen Material, welches in den Schlicker (7) im Formhohlraum (4) eintauchbar und aus diesem nach der Scherbenbildung im abgelassenen Zustand herausnehmbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Hohlkörperelement (8) an einem freien Ende eines starren Rohrabschnitts (9) als Halter befestigt ist, welcher das Fluiddruckmedium in den Innenraum des Hohlkörperelements (δ)einleitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Hohikörperelement (8) über den Rohrabschnitt (9) mit einem Formverschlußteil (10) verbunden und zusammen mit diesem zuni Eintauchen und Herausnehmen bewegbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine gesonderte Schlickerleitung (6) zur Befüllung des noch teilweise offenen Formhohlraums (4) mit Schlicker (7) ohne das Eintauchen des aufblasbaren Hohlkörperelements (8).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlickerleitung (6) eine drucklose Schlickerzuführung in den Formhohlraum (4) gestattet.
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