EP3580029A1 - Verfahren und extrusionsanlage zur herstellung eines hubels aus einer keramischen masse sowie hubel - Google Patents

Verfahren und extrusionsanlage zur herstellung eines hubels aus einer keramischen masse sowie hubel

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Publication number
EP3580029A1
EP3580029A1 EP18704959.8A EP18704959A EP3580029A1 EP 3580029 A1 EP3580029 A1 EP 3580029A1 EP 18704959 A EP18704959 A EP 18704959A EP 3580029 A1 EP3580029 A1 EP 3580029A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diameter
mouthpiece
range
ceramic mass
hubel
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18704959.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Burger
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.)
LIW Composite GmbH
Original Assignee
Lapp Insulator GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lapp Insulator GmbH filed Critical Lapp Insulator GmbH
Publication of EP3580029A1 publication Critical patent/EP3580029A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • 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
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/003—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles the shaping of preshaped articles, e.g. by bending

Definitions

  • the invention relates to a method and an extrusion system for producing a Hubeis of a ceramic mass with the features of the preambles 1 and 13.
  • the invention further relates to a Hubel.
  • a ceramic mass is used, which is formed by an extrusion process into a so-called Hubel.
  • This Hubel also called blank, is then brought by means of cutting processes in a desired geometry for the respective application requirements. After drying, a glaze is usually applied, for example, in an immersion bath. Subsequently, the processed blank is fired and the insulator is obtained.
  • the material density of such Hubel plays an important role in the quality of the later insulators.
  • vacuum extrusion systems are used, which are often oriented vertically.
  • High-voltage and extra-high voltage systems use large-diameter insulators with a diameter in the range of 200mm to 500mm or up to 600mm and a length in the meter range.
  • DE 00 0001 258 775 B discloses such a vertical vacuum extrusion system. This system has a main press cylinder, a compression head and a cylindrical mouthpiece. The procedure and the main function of cylindrical mouthpieces can be found in "Technology of Ceramics", Volume 2, VEB Verlag, p 1 65-1 66.
  • a ceramic mass is fed to a vertically arranged extruder and evacuated
  • the aid of a press screw and a press head compacts and leaves the extruder through the mouthpiece adjoining the press head
  • a so-called lifting table below the mouthpiece, which receives the ceramic mass to form the hoof ice and moves in synchronism with the exit velocity of the Hubeis in a vertical direction away from the mouthpiece.
  • the present invention seeks to provide a method for producing a particular large-caliber Hubeis and an extrusion plant, with the aid of a large-caliber Hubel can be produced with a high density. Furthermore, the invention has the object to provide a Hubel with high density.
  • the object is achieved by a method for producing a particular large-caliber Hubeis with the features of claim 1.
  • the Hubel is made of a ceramic mass and has a first diameter.
  • the first diameter describes a maximum outer diameter of the Hubeis and thereby defines a Hubel penmesser.
  • a ceramic mass is forced through a mouthpiece and received by a Hubeltisch which exerts a counter pressure on the mouthpiece leaving mass.
  • the mouthpiece extends in a vertical direction from a smallest interior diameter in particular conically expanded to an outlet diameter, wherein the inner diameter is smaller than the diameter of the hub.
  • the advantage of this embodiment is to be seen in the simple production ofprimarilykalibriger Hubel with high material density. This results in the finished insulators after firing to a higher mechanical (bending) strength. Investigations have shown that the strength - compared to conventionally manufactured Hubein / insulators - could be increased by about 20% to 25%. This in turn allows for the design of insulators with the increased strength and to use smaller or thinner insulators with less material at the same strength values. This results in significant material savings. Overall, the quality of the Hubel and the later insulators are improved by the new process. In addition, this also reduces the reject rate in the production of the Hubel. In addition, this also allows the production of Hubein very large diameter, their production (with sufficient strength) was previously not possible with conventional methods.
  • the minimum inner diameter in all variants preferably has values in the range from 350 mm to 500 mm, in particular values in the range between 430 mm and 460 mm.
  • the advantage of this embodiment is a uniform and simple installation of the mouthpiece variants.
  • the mouthpiece extends in a vertical direction under a
  • the cone angle of the mouthpiece is preferably in the range between 2 ° and 5 ° and in particular in the range of 3 ° to 4 °.
  • a cone angle in this angular range has proven to be particularly suitable for the production in particularcontinukalibriger Hubel with a diameter of more than 450mm, which have a high strength.
  • the mouthpiece has a conical indentation at an upper end.
  • the mouthpiece has at its upper end a larger diameter compared to the minimum inner diameter. This is used, in particular for small inner diameters, to widen the mouthpiece on a flange side to the pressing head to a defined size in order to ensure a uniform flange for fastening for different mouthpieces. Due to the conical indentation, the ceramic mass additionally experiences compaction in the catchment area.
  • the mouthpiece widens continuously conically from its upper end to its lower end.
  • the mouthpiece therefore already has the inner diameter at its upper end.
  • the first diameter (Hubel penmesser) preferably has values in the range of 400mm to 650mm and in particular in the range of 430mm and 620mm.
  • the extension of the mouthpiece is used in particular to set a desired diameter of the Hubeis.
  • the exit diameter preferably has values in the range between 270 mm and 600 mm, in particular in the range from 400 mm to 570 mm.
  • the ceramic mass leaving the mouthpiece is expanded by the back pressure to the desired first diameter of the Hubeis.
  • the outlet diameter of the mouthpiece is therefore less than the (maximum) outer diameter of the Hubeis.
  • the Hubel is therefore even conical and tapers from its first diameter (maximum diameter of the hub) up to the outlet diameter.
  • the first diameter is greater than the exit diameter by 5% to 15% and more preferably by 7% to 12%.
  • the outer diameter of the Hubeis is greater than the exit diameter of the mouthpiece.
  • the hubs typically have a length in the range of 2m to 3.5m. Typically, the length correlates with the diameter of the bowl, preferably at least approximately proportionally. Short Hubel (eg 2m) therefore have a small Hubel penmesser of z. B. 400mm - 450mm and long Hubel (eg 3.5m) has a large diameter of z. B. 580mm to 630mm.
  • the Hubel thereby widening preferably conically at an angle, which is preferably in the range of 4 ° to 7 ° and in particular in the range of 5 ° to 6 °.
  • the area ratio of a first cross-sectional area, which is determined by the (maximum) outer diameter of the Hubeis, and a second cross-sectional area defines a compression.
  • the second cross-sectional area is an exit-side cross-sectional area of an extruder in which a compression screw is arranged, which typically ends at the end of the extruder.
  • the mouthpiece is arranged, wherein usually between the mouthpiece and the extruder, a pressing head is arranged.
  • the compression is preferably in the range between 3 and 5. It is for example "adjusted" by a suitable choice of the mouthpiece with a defined internal diameter and / or by the setting of a suitable backpressure With increasing first diameter (diameter of the neck), the compression usually decreases.
  • the compression is preferably set to a value of 3.5 to 5.
  • the compaction for jackets having a first diameter in the range of 500 mm to 650 mm advantageously has a value in the range of 3 to 4.
  • the advantage of the chosen compaction values is a reduced failure rate of the hubs over conventional hubs, which are manufactured with a cylindrical mouthpiece and have lower compaction. The failure rate has been reduced by one third to one quarter over such conventional stroke.
  • the back pressure of the lifting table has a value of more than 0.5 N / mm 2 and in particular more than 1 N / mm 2 .
  • the value is at most 3.5N / mm 2 or at most 2.5N / mm 2 .
  • the back pressure is in the range between 1, 5N / mm 2 and 2.5 N / mm 2 .
  • large-caliber Vollkernhubel be prepared, which are usually made of solid core insulators.
  • Insulator type offers improved dielectric strength in the range of high and high voltage compared to hollow insulators.
  • the method described here can also be used for the production of hollow insulators.
  • the object underlying the invention is further achieved by an extrusion system for producing a Hubeis with the features of claim 13.
  • the Hubel is formed from a ceramic mass having a predetermined first diameter.
  • the extrusion plant has an extruder, and at the end a mouthpiece. Usually, between the extruder and the mouthpiece still a pressing head, often a stepped pressing head arranged.
  • the mouthpiece extends in a vertical direction and has an outlet diameter on the end.
  • the extrusion plant has a movable in and against the vertical direction Hubeltisch and a control device.
  • the extruder is vertically aligned and formed as a vacuum extruder. In this case evacuation chambers are usually arranged inside the extruder in order to vent the ceramic mass and thus to produce a complete material throughput and to eliminate quality-reducing inclusions within the ceramic mass.
  • the vertical construction offers an advantage in that the ceramic mass moves in addition to the force generated by the screw and the friction occurring due to their own mass in the direction of the mouthpiece and thus takes place a mechanical relief of the screw press. Based on this, this design offers advantages in terms of maintenance and longevity of the extruder.
  • the pressing head is for example designed such that it is realized as a stepped pressing head. During the manufacturing process, the ceramic mass undergoes compression in the pressing head to the hub before it exits via the end piece attached to the pressing head.
  • the mouthpiece widens conically from a (minimum) inner diameter to the exit diameter.
  • the inner diameter and preferably also the exit diameter is smaller than the first diameter (maximum diameter of the hub).
  • the object is further achieved by a Hubel, which is in particular made by means of the method described above.
  • the Hubel tapers conically at an angle from an upper end to a lower end. This conical geometry is created by the back pressure of the Hubelticians on the mouthpiece leaving ceramic mass in the formation of the Hubeis.
  • the angle is advantageously in the range between 4 ° and 7 °, in particular in the range of 5 ° to 6 °.
  • FIGS. show partly in highly simplified representations:
  • 2A-B is a longitudinal sectional view of two embodiments of a variant
  • Mouthpiece 3 is a fragmentary longitudinal sectional view of a
  • Vacuum extrusion plant as well
  • a longitudinal sectional view of a Hubeis A longitudinal sectional view of a Hubeis.
  • FIG. 1 shows a basic structure of an extrusion plant 2 for producing a Hubeis 10 of a ceramic mass having a predetermined first diameter D1.
  • the first diameter D1 defines a maximum outer diameter of the Hubeis 10, in the present case also referred to as Hubel penmesser.
  • the extrusion plant 2 shown in Figure 1 is realized in a vertical construction and extends in a vertical direction 12.
  • the extrusion plant 2 is used for the production of particularfirmkalibrigen Hubein 10.
  • the vertical construction allows exploitation of the force acting on the ceramic mass gravity. Since the production direction and the direction of gravity correspond, the promotion of the ceramic mass is favored.
  • the extrusion plant 2 has an extruder 4, a subsequent to the extruder 4 pressing head 6 and a mouthpiece 8.
  • the mouthpiece 8 joins seen in the vertical direction 12 to the pressing head 6 and has an outlet diameter D2 on the end.
  • the second diameter D2 is smaller than the first diameter D1.
  • the extruder 4 is preferably designed as a vacuum extruder. By this configuration, a venting of the ceramic material is possible.
  • the pressing head 6 is formed such that it has a plurality of pressing stages.
  • a so-called stepped pressing head allows a high compression of the ceramic mass.
  • the mouthpiece 8 is preferably attached by means of a screw end to the pressing head 6 and is used in addition to the pressing head 6 for training of the Hubeis 10. By screwing a low-cost replacement of the mouthpiece 8 is guaranteed.
  • the mouthpiece 8 is conical.
  • the mouthpiece 8 therefore has a (minimum) inner diameter D3, from which it widens conically to the outlet diameter at a cone angle ⁇ .
  • the mouthpiece 8 typically has a length L in the vertical direction 12 which is in the range between 500 mm and 1200 mm and in particular in the range from 700 mm to 900 mm.
  • a movable in and counter to the vertical direction 12 lifting table 14 is formed below the mouthpiece 8. This and the entire extrusion system 2 are controlled by a control device 1 6.
  • the lifting table 14 is designed such that it exerts a counter-pressure on the mouthpiece 8 leaving ceramic mass during operation.
  • the ceramic mass leaving the mouthpiece 8 is preferably further expanded to form the hoop ice 10 to the first diameter D1. As a result, a conically widening Hubel 10 is formed.
  • control unit 1 6 and the lifting table 14 are designed such that they adjust the counter-pressure to a value of at least 0.5N / mm 2 , in particular of more than 1 N / mm 2 or more than 1, 5N / mm 2 during operation ,
  • the back pressure preferably has a value of 2.5 N / mm 2 . In particular, it is in the range of 1, 5 N / mm 2 to 2.5N / mm 2.
  • the Control unit is connected, for example by means of a control line to the Hubeltisch 14. Overall, the control unit 16 is designed such that it controls the entire extrusion process in the desired manner.
  • the control variable for controlling the Hubelticians is preferably the counterforce.
  • FIGS. 2A and 2B show longitudinal sections of variants of the mouthpiece 8.
  • the mouthpieces 8 preferably have an upper end 8a, on which a flange for attachment to the pressing head 6 is formed.
  • the mouthpiece 8 also has a lower end 8b, on which the outlet diameter D2 is defined.
  • the respective mouthpiece 8 each has a minimum inner diameter D3. From this, the mouthpiece widens in particular conically under a cone angle ⁇ on the outlet diameter D2 Preferably, a continuous, uniform conical enlargement is provided. In principle, however, can not be provided conical sections, z. B. at the lower end 8b, a cylindrical end portion,
  • the cone angle ⁇ is in a range between 2 ° and 5 °, in particular in a range of 3 ° to 4 °.
  • this mouthpiece topology In connection with the pressing by the Hubeltisch 14 is made possible by this mouthpiece topology by a preferably 50% higher compression of the ceramic mass in the training for Hubel 10, as in the case of the prior art Hubein.
  • the mouthpiece 8 additionally has a conical indentation 18 at the upper end 8a, so that the mouthpiece initially tapers from an inlet diameter D4 to the inner diameter D3.
  • the conical intake 18 extends only over a small portion of the length L1 of the mouthpiece 8, for example, a maximum of over 5% or at most over 10% of the length L1.
  • this indentation 18 serves to bring the upper end 8a with the flange to a defined size to a plurality of mouthpieces 8 with different inner diameter D3 and exit diameter D2 with a flange of the same To train size.
  • different mouthpieces 8 can be connected to a same pressing head 6.
  • the mouthpiece 8 widens continuously from the upper end 8a to the lower end 8b. In this variant, therefore, the inner diameter D3 is set directly by the upper end 8a.
  • the extruder 4 has a vertical construction known per se.
  • the extruder 4 shown in longitudinal section has a first extruder part 22, a second extruder part 24, a press screw 20, the pressing head 6 and the mouthpiece 8.
  • the second extruder part 24 closes at the end viewed in the vertical direction 12 to the first extruder part 22 at.
  • the first extruder part 22 serves to pre-compact the ceramic mass, which is further compressed by the press screw 20 in the further course.
  • the second extruder part 24 has longitudinal strips in the interior on the circumferential side. The longitudinal strips support the promotion of the ceramic mass within the second extruder part 24.
  • the extruder 4 is designed overall as a vacuum extruder and has for this purpose evacuation chambers, which are not shown in Fig. 3. With the help of evacuation chambers of the ceramic mass are removed by venting any inclusions and achieved a uniform material throughput.
  • the promotion of the ceramic mass is realized by means of the press screw 20.
  • it rotates and compresses the ceramic mass within the extruder 4 by rotation about an axis of rotation 21.
  • the extruder screw 20 undergoes mechanical relief due to the inherent movement of the ceramic mass caused by gravity.
  • the press screw 20 has at its end on a Endschnecken published, which is connected to a central shaft via a toothing (Hirth toothing).
  • the end of the second extruder 24 subsequent pressing head 6 serves to densify the ceramic mass.
  • the surface at the end-side transition point between the second extruder part 24 and the pressing head 6 defines a second cross-sectional area F2.
  • the pressing head 6 shown in Fig. 3 is designed as a stepped pressing head, which also has circumferentially longitudinal strips inside.
  • the conical mouthpiece 8 adjoins the pressing head 6 at the end. At the lower end 8b of the mouthpiece 8 located in the vertical direction 12, this has the exit diameter D2.
  • Fig. 3 the mouthpiece 8 is still a central linkage 26 is arranged, on the end a bell-shaped extension is attached. This serves to form a central cavity.
  • the mouthpiece 8 is therefore provided for forming a Hohlhubeis.
  • the Hubel 10 shown in Figure 4 is designed asnostikalibriger Vollhubel. Full-stroke or Fullkernhubel this geometry are preferably used in high-voltage and ultra-high voltage technology, since they are made so-called full core support insulators. This type of insulator offers advantages in the area of dielectric strength compared to hollow insulators and is therefore preferred for use in the high and very high voltage range.
  • the Hubel 10 preferably has a ⁇ at an angle from an upper end to a lower end conical course.
  • the angle is
  • the Hubel 10 preferably has at a lower end the first diameter D1 through which a first cross-sectional area F1 is defined.
  • the first diameter D1 corresponds to the maximum outer diameter of the Hubeis.
  • the Hubel 10 At an upper end of the Hubel 10 has a diameter corresponding to the outlet diameter D2.
  • the Hubel 10 has in the vertical direction 12 from an upper end to a lower end a length L2. This is typically in the range of 2m to 3.5m.
  • the area ratio between the first cross-sectional area F1 and the second cross-sectional area F2 defines a compression, which is preferably set to a value between 3 and 5.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Extrusionsanlage (2) zur Herstellung eines Hubels (10) aus einer keramischen Masse mit einem vorgegebenen ersten Durchmesser (D1) angegeben. Die Extrusionsanlage (2) weist endseitig ein Mundstück (8) mit einem Austrittsdurchmesser (D2) auf, welcher kleiner ist als der erste Durchmesser (D1). Die keramische Masse wird gegen einen verfahrbaren Hubeltisch (14) gepresst, wobei über den Hubeltisch (14) ein Gegendruck auf die das Mundstück (8) verlassende keramische Masse derart erzeugt wird, dass diese zur Ausbildung des Hubels (10) auf den ersten Durchmesser (D1) erweitert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Extrusionsanlage zur Herstellung eines Hubeis aus einer keramischen Masse sowie Hube!
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Extrusionsanlage zur Herstellung eines Hubeis aus einer keramischen Masse mit den Merkmalen der Oberbegriffe 1 beziehungsweise 13. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Hubel.
Die Isolierung von Hochspannungsleitungen und -anlagen stellt einen essentiellen Bestandteil der Hochspannungstechnik dar. Auch bei Umspann- und Um- schaltanlagen werden hohe technische Anforderungen an die Isolatoren gestellt. Als Isolatoren werden häufig keramische Isolatoren eingesetzt.
Für die Herstellung solcher Isolatoren wird eine keramische Masse verwendet, welche durch ein Extrusionsverfahren zu einem sogenannten Hubel geformt wird. Dieser Hubel, auch Rohling genannt, wird anschließend mit Hilfe von spanabhebenden Verfahren in eine gewünschte Geometrie für die jeweiligen Einsatzanforderungen gebracht. Nach einer Trocknung wird üblicherweise noch eine Glasur beispielsweise im Tauchbad aufgebracht. Anschließend wird der bearbeitete Rohling gebrannt und der Isolator erhalten. Die Materialdichte solcher Hubel spielt bei der Qualität der späteren Isolatoren eine wichtige Rolle. Um eine hohe Material- dichte zu erzeugen werden insbesondere sogenannte Vakuumextrusionsanlagen eingesetzt, die häufig vertikal ausgerichtet sind.
Bei Hoch- und Höchstspannungsanlagen werden großkalibrige Isolatoren eingesetzt, die einen Durchmesser im Bereich von 200mm bis 500mm oder bis 600mm aufweisen sowie eine Länge im Meter-Bereich aufweisen. Aus der DE 00 0001 258 775 B ist eine solche vertikale Vakuumextrusionsanlage zu entnehmen. Diese Anlage weist einen Hauptpresszylinder, einen Presskopf und ein zylindrisches Mundstück auf. Die Verfahrensweise sowie die Hauptfunktion zylindrischer Mundstücke ist aus„Technologie der Keramik", Band 2, VEB Verlag, S. 1 65-1 66 zu entnehmen. Hierbei wird eine keramische Masse einem vertikal angeordneten Extruder zugeführt und evakuiert. Anschließend wird die keramische Masse mit Hilfe einer Pressschnecke und einem Presskopf verdichtet und verlässt den Extruder durch das sich an den Presskopf anschließende Mundstück. Um ein Abreißen der das Mundstück verlassenden keramischen Masse zu verhindern, befindet sich ein sogenannter Hubeltisch unterhalb des Mundstücks, welcher die keramische Masse zur Ausbildung des Hubeis aufnimmt und sich synchron zur Austrittsgeschwindigkeit des Hubeis in eine Vertikal richtung von dem Mundstück weg bewegt.
Mit herkömmlichen Verfahren ist eine Fertigung besonderes von großkalibrigen Hubein mit hoher Materialverdichtung nur begrenzt möglich.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere großkalibrigen Hubeis und eine Extrusionsanlage anzugeben, mit deren Hilfe ein großkalibriger Hubel mit einer hohen Dichte hergestellt werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Hubel mit hoher Dichte anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere großkalibrigen Hubeis mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Der Hubel wird aus einer keramischen Masse gefertigt und weist einen ersten Durchmesser auf. Der erste Durchmesser beschreibt dabei einen maximalen Außendurchmesser des Hubeis und definiert dadurch einen Hubeldurchmesser.
Bei dem Verfahren wird eine keramische Masse durch ein Mundstück gepresst und von einem Hubeltisch aufgenommen, welcher einen Gegendruck auf die das Mundstück verlassende Masse ausübt. Von besonderer Bedeutung ist, dass sich das Mundstück in einer Vertikalrichtung ausgehend von einem kleinsten Innen- durchmesser insbesondere konisch auf einen Austrittsdurchmesser erweitert, wobei der Innendurchmesser kleiner ist als der Hubeldurchmesser. Durch den Gegendruck des Hubeltisches wird dabei gewährleistet, dass das Mundstück am Ende im Bereich des erweiterten Austrittsdurchmessers homogen mit der Masse gefüllt ist.
Untersuchungen haben gezeigt, dass hierdurch in überraschender Weise eine besonders gute Verdichtung erreicht wird. Die Verdichtung wird dabei maßgebend durch den kleinsten Innendurchmesser des Mundstücks bestimmt, da hier die Masse eine höchste Verdichtung erfährt. Diese Verdichtung wird nachfolgend - trotz der Erweiterung des Mundstücks - beibehalten. Die plastische Masse weist daher eine Art Gedächtnis bezüglich der Verdichtung auf. Eine Rückverformung oder Entspannung durch das konische Aufweiten erfolgt nicht oder nur zu einem geringen Teil. Dies zeigt sich auch in einer deutlich reduzierten Schwindung beim Trocknen im Vergleich zu herkömmlich gefertigten Hubein. Bei herkömmlich gefertigten Hubein beträgt die Schwindung beim Trocknen etwa 3% (bezogen auf das Volumen). Bei einem mit dem hier beschriebenen neuen Verfahren gefertigten Hubel ist diese Schwindung beim Trocknen auf ca. 1 % reduziert. Durch den Gegendruck wird zudem gleichzeitig der gewünschte - im Vergleich zum Innendurchmesser vergrößerte - Hubeldurchmesser erreicht.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist in der einfachen Fertigung großkalibriger Hubel mit hoher Materialdichte zu sehen. Dies führt bei den endgefertigten Isolatoren nach dem Brennen zu einer höheren mechanischen (Biege-) Festigkeit. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Festigkeit - im Vergleich zu herkömmlich gefertigten Hubein / Isolatoren - um ca. 20% bis 25% erhöht werden konnte. Dies erlaubt wiederum bei der Auslegung von Isolatoren mit der erhöhten Festigkeit zu rechnen und kleinere oder dünnere Isolatoren mit weniger Material bei gleichen Festigkeitswerten einzusetzen. Hierdurch ergeben sich daher deutliche Materialeinsparungen. Insgesamt werden durch das neue Verfahren die Güte der Hubel sowie der späteren Isolatoren verbessert. Zudem wird hierdurch auch die Ausschussrate bei der Herstellung der Hubel reduziert. Darüber hinaus erlaubt dies auch die Fertigung von Hubein mit sehr großem Durchmesser, deren Herstellung (mit ausreichender Festigkeit) mit herkömmlichen Verfahren bisher nicht möglich war.
Bei dem Verfahren sind zweckdienlicherweise mehrere Mundstücksvarianten mit unterschiedlichen (minimalen) Innendurchmesser sowie Austrittsdurchmesser einsetzbar. Dabei weist der minimale Innendurchmesser bei allen Varianten vorzugsweise Werte im Bereich von 350mm bis 500mm, insbesondere Werte im Bereich zwischen 430mm und 460mm auf. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist eine einheitliche und einfache Montage der Mundstücksvarianten.
Bevorzugt erweitert sich das Mundstück in Vertikal richtung unter einem
Konuswinkel vom Innendurchmesser zum Austrittsdurchmesser. Der Konuswinkel des Mundstücks liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2° und 5° und insbesondere im Bereich von 3° bis 4°. Ein Konuswinkel in diesem Winkelbereich hat sich als besonders geeignet erwiesen für die Herstellung insbesondere großkalibriger Hubel mit einem Durchmesser von mehr als 450mm, welche eine hohe Festigkeit aufweisen.
In zweckdienlicher Ausgestaltung weist das Mundstück an einem oberen Ende einen konischen Einzug auf. Dadurch weist das Mundstück an seinem oberen Ende einen im Vergleich zum minimalen Innendurchmesser vergrößerten Durchmesser auf. Dies dient insbesondere bei kleinen Innendurchmesser dazu, das Mundstück an einer Flanschseite zum Presskopf auf eine definierte Größe aufzuweiten, um einen einheitlichen Flansch zur Befestigung für unterschiedliche Mundstücke zu gewährleisten. Durch den konischen Einzug erfährt die keramische Masse im Einzugsbereich zusätzlich eine Verdichtung.
Alternativ ist kein Einzug vorgesehen und das Mundstück erweitert sich durchgehend konisch von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende. Das Mundstück weist daher bereits an seinem oberen Ende den Innendurchmesser auf. Für die Herstellung von großkalibrigen Hubein weist der erste Durchmesser (Hubeldurchmesser) dabei vorzugsweise Werte im Bereich von 400mm bis 650mm und insbesondere im Bereich von 430mm und 620mm auf.
Die Erweiterung des Mundstücks dient insbesondere dazu, einen gewünschten Durchmesser des Hubeis einzustellen. Der Austrittsdurchmesser weist vorzugsweise Werte im Bereich zwischen 270mm und 600mm, insbesondere im Bereich von 400mm bis 570mm auf.
In bevorzugter Ausgestaltung wird die das Mundstück verlassende keramische Masse durch den Gegendruck auf den gewünschten ersten Durchmesser des Hubeis erweitert. Der Austrittsdurchmesser des Mundstücks ist daher geringer als der (maximale) Außendurchmesser des Hubeis. Der Hubel ist daher selbst konisch ausgebildet und verjüngt sich von seinem ersten Durchmesser (maximaler Hubeldurchmesser) nach oben bis auf den Austrittsdurchmesser.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der erste Durchmesser um 5% bis 15% und insbesondere um 7% bis 12% größer als der Austrittsdurchmesser, d.h. der Außendurchmesser des Hubeis ist größer als der Austrittsdurchmesser des Mundstücks.
Die Hubel weisen typischerweise eine Länge im Bereich von 2m bis 3,5m auf. Typischerweise korreliert die Länge mit dem Hubeldurchmesser, vorzugsweise zumindest annähernd proportional. Kurze Hubel (z. B. 2m) weisen daher einen kleinen Hubeldurchmesser von z. B. 400mm - 450mm und lange Hubel (z. B. 3,5m) einen großen Durchmesser von z. B. 580mm bis 630mm auf.
Die Hubel weiten sich dabei vorzugsweise konisch unter einem Winkel auf, wobei dieser vorzugsweise im Bereich von 4° bis 7° und insbesondere im Bereich von 5° bis 6°liegt.
Das Flächenverhältnis aus einer ersten Querschnittsfläche, welche durch den (maximalen) Außendurchmesser des Hubeis bestimmt ist, und einer zweiten Querschnittsfläche definiert eine Verdichtung. Die zweite Querschnittsfläche ist dabei eine austrittsseitige Querschnittsfläche eines Extruders, in dem eine Pressschnecke angeordnet ist, die typischerweise am Ende des Extruders endet. Nachfolgend zum Extruder ist das Mundstück angeordnet, wobei üblicherweise zwischen dem Mundstück und dem Extruder noch ein Presskopf angeordnet ist. Die Verdichtung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 5. Sie wird beispielsweise durch eine geeignete Wahl des Mundstücks mit definiertem Innendurchmesser und/oder durch die Einstellung eines geeigneten Gegendrucks„eingestellt". Mit zunehmendem erstem Durchmesser (Hubeldurchmesser) nimmt die Verdichtung üblicherweise ab.
Um eine hohe Materialfestigkeit bei der Ausbildung von Hubein mit einem ersten Durchmesser im Bereich zwischen 400mm und 500mm zu erreichen, wird die Verdichtung vorzugsweise auf einen Wert von 3,5 bis 5 eingestellt.
Die Verdichtung für Hubel mit einem ersten Durchmesser im Bereich von 500mm bis 650mm weist vorteilhafterweise einen Wert im Bereich von 3 bis 4 auf. Der Vorteil der gewählten Verdichtungswerte liegt in einer verringerten Ausfallrate der Hubel gegenüber herkömmlichen Hubein, welche mit einem zylindrischen Mundstück gefertigt werden und eine geringere Verdichtung aufweisen. Die Ausfallrate wurde gegenüber derartigen herkömmlichen Hubein um ein Drittel bis ein Viertel reduziert.
In vorteilhafter Weise weist der Gegendruck des Hubeltisches einen Wert von mehr als 0,5N/mm2 und insbesondere von mehr als 1 N/mm2 auf. Vorteilhafterweise beträgt der Wert maximal 3,5N/mm2 oder maximal 2,5N/mm2. Insbesondere liegt der Gegendruck im Bereich zwischen 1 ,5N/mm2 und 2,5N/mm2.
Hierdurch wird zum Einen eine Verformung der Masse im konischen Mundstück und zum Anderen eine untergeordnete Verdichtung von Schnitttexturen im Hubel erreicht. Die Schnitttexturen entstehen durch die im Extruder arbeitende Pressschnecke. Diese erzeugt schraubenförmige Schnittebenen, welche der Schneckensteigung entsprechen. Hierdurch entstehen ineinander liegende Stränge mit stark geglätteter Oberfläche. Diese werden im Presskopf und im Mundstück so verpresst, dass sie eine innige Verbindung eingehen Das Resultat ist ein kompakter Hubel. Je intensiver dies erfolgt, desto höher ist die Verdichtung. Deshalb ist das Verhältnis des Durchmessers der Pressschnecke (welcher die zweite
Querschnittsfläche definiert) zum minimalen Innendurchmesser des Mundstücks von besonderer Bedeutung.
Mit dem Verfahren werden vorzugsweise großkalibrige Vollkernhubel hergestellt, aus denen üblicherweise Vollkernstützisolatoren gefertigt werden. Diese
Isolatorart bietet gegenüber Hohlisolatoren eine verbesserte Durchschlagsfestigkeit im Bereich der Hoch- und Höchstspannung. Grundsätzlich lässt sich das hier beschriebene Verfahren auch für die Herstellung von Hohlisolatoren einsetzen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Extrusionsanlage zur Herstellung eines Hubeis mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Der Hubel ist aus einer keramischen Masse mit einem vorgegebenen ersten Durchmesser gebildet. Die Extrusionsanlage weist einen Extruder, sowie endseitig ein Mundstück auf. Üblicherweise ist zwischen dem Extruder und dem Mundstück noch ein Presskopf, häufig ein Stufenpresskopf, angeordnet. Das Mundstück erstreckt sich in eine Vertikal richtung und weist endseitig einen Austrittsdurchmesser auf. Weiterhin weist die Extrusionsanlage einen in und entgegen der Vertikal richtung verfahrbaren Hubeltisch und eine Steuereinrichtung auf. Bevorzugt ist der Extruder vertikal ausgerichtet und als Vakuumextruder ausgebildet. Hierbei sind üblicherweise Evakuierungskammern innerhalb des Extruders angeordnet, um die keramische Masse zu entlüften und somit einen vollständigen Materialdurchsatz zu erzeugen sowie qualitätsmindernde Einschlüsse innerhalb der keramischen Masse zu beseitigen.
Die vertikale Bauweise bietet dahingehend einen Vorteil, dass sich die keramische Masse zusätzlich zu der durch die Schnecke erzeugten Kraft und der auftretenden Friktion auch aufgrund ihrer Eigenmasse in Richtung des Mundstückes bewegt und somit eine mechanische Entlastung der Pressschnecke erfolgt. Ausgehend hiervon bietet diese Ausgestaltung Vorteile in Bezug auf Wartung und Langlebigkeit des Extruders. Der Presskopf ist beispielsweise derart ausgebildet, dass er als Stufenpresskopf realisiert ist. Die keramische Masse erfährt während des Fertigungsprozesses im Presskopf eine Verdichtung zum Hubel, bevor sie über das endseitig am Presskopf angebrachte Mundstück austritt.
Von besonderer Bedeutung ist, dass sich das Mundstück konisch von einem (minimalen) Innendurchmesser auf den Austrittsdurchmesser erweitert. Der Innendurchmesser und vorzugsweise auch der Austrittsdurchmesser ist kleiner als der erste Durchmesser (maximaler Hubeldurchmesser).
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch einen Hubel, welcher insbesondere mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens hergestellt ist. Der Hubel erweitert sich konisch unter einem Winkel von einem oberen Ende zu einem unteren Ende. Diese konische Geometrie entsteht durch den Gegendruck des Hubeltisches auf die das Mundstück verlassende keramische Masse bei der Ausbildung des Hubeis.
Der Winkel liegt vorteilhafterweise im Bereich zwischen 4° und 7°, insbesondere im Bereich von 5° bis 6°.
Die im Hinblick auf das Verfahren aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf die Extrusionsanlage und/oder auf den Hubel zu übertragen und umgekehrt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen teilweise in stark vereinfachten Darstellungen:
Fig.1 einen prinzipiellen Aufbau einer Extrusionsanlage mit verfahrbarem
Hubeltisch und Steuerungseinrichtung zu Fertigung eines Hubeis,
Fig.2A-B eine Längsschnittsdarstellung zweier Ausgestaltungsvarianten eines
Mundstücks, Fig.3 eine ausschnittsweise Längsschnittsdarstellung einer
Vakuumextrusionsanlage, sowie
Fig.4 eine Längsschnittsdarstellung eines Hubeis.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen darge- stellt.
In Fig.1 ist ein prinzipieller Aufbau einer Extrusionsanlage 2 zur Herstellung eines Hubeis 10 aus einer keramischen Masse mit einem vorgegebenen ersten Durchmesser D1 dargestellt. Der erste Durchmesser D1 definiert dabei einen maximalen Außendurchmesser des Hubeis 10, vorliegend auch als Hubeldurchmesser bezeichnet. Die in Fig.1 dargestellte Extrusionsanlage 2 ist in vertikaler Bauweise realisiert und erstreckt sich in eine Vertikal richtung 12. Die Extrusionsanlage 2 dient zur Fertigung von insbesondere großkalibrigen Hubein 10. Die Vertikalbauweise ermöglicht ein Ausnutzen der auf die keramische Masse wirkende Schwerkraft. Da sich die Produktionsrichtung und die Richtung der Schwerkraft entsprechen, ist die Förderung der keramischen Masse begünstigt.
Die Extrusionsanlage 2 weist einen Extruder 4, einen sich endseitig an den Extruder 4 anschließenden Presskopf 6 und ein Mundstück 8 auf. Das Mundstück 8 schließt sich in Vertikal richtung 12 gesehen an den Presskopf 6 an und weist endseitig einen Austrittsdurchmesser D2 auf. Dabei ist der zweite Durchmesser D2 kleiner als der erste Durchmesser D1 .
Der Extruder 4 ist vorzugsweise als Vakuumextruder ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung ist eine Entlüftung der keramischen Masse ermöglicht.
Bevorzugt ist der Presskopf 6 derart ausgebildet, dass er mehrere Pressstufen aufweist. Ein sogenannter Stufenpresskopf ermöglicht eine hohe Verdichtung der keramischen Masse.
Das Mundstück 8 ist vorzugsweise mit Hilfe einer Verschraubung endseitig an den Presskopf 6 angebracht und dient in Ergänzung zum Presskopf 6 zur Ausbildung des Hubeis 10. Durch die Verschraubung ist ein aufwandsarmer Austausch des Mundstückes 8 gewährleistet.
Weiterhin ist das Mundstück 8 konisch ausgebildet. Das Mundstück 8 weist daher einen (minimalen) Innendurchmesser D3 auf, von dem aus es sich zum Austrittsdurchmesser unter einem Konuswinkel α konisch erweitert. Das Mundstück 8 weist typischerweise eine Länge L in Vertikalrichtung 12 auf, die im Bereich zwischen 500mm und 1200mm und insbesondere im Bereich von 700mm bis 900mm liegt.
In Vertikal richtung 12 und damit in Produktionsrichtung gesehen ist unterhalb des Mundstücks 8 ein in und entgegen der Vertikalrichtung 12 verfahrbarer Hubeltisch 14 ausgebildet. Dieser sowie die gesamte Extrusionsanlage 2 werden von einer Steuereinrichtung 1 6 gesteuert. Der Hubeltisch 14 ist derart ausgebildet, dass er im Betrieb einen Gegendruck auf die das Mundstück 8 verlassende keramische Masse ausübt.
Durch den Gegendruck des Hubeltisches 14 wird ein Druck auf die keramische Masse im Mundstück 8 ausgeübt, so dass dieses zuverlässig - trotz der konischen Erweiterung - ausgefüllt wird. Entscheidend ist hierbei, dass durch den im Vergleich zum Austrittsdurchmesser D2 kleineren Innendurchmesser D3 die Masse eine hohe Verdichtung erfährt, die trotzt der nachfolgenden Erweiterung beibehalten bleibt.
Durch den Gegendruck wird zudem vorzugsweise weiterhin die das Mundstück 8 verlassende keramische Masse zur Ausbildung des Hubeis 10 auf den ersten Durchmesser D1 erweitert. Hierdurch wird ein sich konisch erweiternder Hubel 10 ausgebildet.
Hierfür sind die Steuereinheit 1 6 und der Hubeltisch 14 derart ausgebildet, dass sie im Betrieb den Gegendruck auf einen Wert von mindestens 0,5N/mm2, insbesondere von mehr als 1 N/mm2 oder mehr als 1 ,5N/mm2 einstellen.
Zweckdienlicherweise weist der Gegendruck vorzugsweise einen Wert von 2,5N/mm2 auf. Insbesondere liegt er im Bereich von 1 ,5N/mm2 bis 2,5N/mm2. Die Steuereinheit ist beispielsweise mit Hilfe einer Steuerleitung mit dem Hubeltisch 14 verbunden. Die Steuereinheit 1 6 ist insgesamt derart ausgebildet, dass sie den gesamten Extrusionsprozess in der gewünschten Weise regelt. Die Regelgröße zur Ansteuerung des Hubeltisches ist vorzugsweise die Gegenkraft.
In Fig.2A und Fig.2B sind Längsschnitte von Varianten des Mundstücks 8 dargestellt. Die Mundstücke 8 weisen vorzugsweise ein oberes Ende 8a auf, an dem ein Flansch zum Befestigen an den Presskopf 6 ausgebildet ist. Das Mundstück 8 weist weiterhin ein unteres Ende 8b auf, an dem der Austrittsdurchmesser D2 definiert ist.
Das jeweilige Mundstück 8 weist jeweils einen minimalen Innendurchmesser D3 auf. Von diesem erweitert sich das Mundstück insbesondere konisch unter einem Konuswinkel α auf den Austrittsdurchmesser D2 Vorzugsweise ist eine durchgehende, gleichmäßige konische Erweiterung vorgesehen. Grundsätzlich können aber auch nicht konische Teilbereiche vorgesehen sein, z. B. am unteren Ende 8b ein zylindrischer Endbereich,
Bevorzugt liegt der Konuswinkel α in einem Bereich zwischen 2° und 5°, insbesondere in einem Bereich von 3° bis 4°. In Verbindung mit der Verpressung durch den Hubeltisch 14 ist durch diese Mundstückstopologie eine um vorzugsweise 50% höhere Verdichtung der keramischen Masse bei der Ausbildung zum Hubel 10 ermöglicht, als bei nach dem Stand der Technik gefertigten Hubein.
Bei der Variante gemäß Fig.2A weist das Mundstück 8 am oberen Ende 8a zusätzlich einen konischen Einzug 18 auf, so dass sich das Mundstück zunächst von einem Eintrittsdurchmesser D4 auf den Innendurchmesser D3 verjüngt. Der konische Einzug 18 erstreckt sich lediglich über ein geringes Teilstück der Länge L1 des Mundstücks 8, beispielsweise maximal über 5% oder maximal über 10% der Länge L1 . Hierdurch wird im Bereich des Einzugs 18 eine Verdichtung erzielt. Speziell dient dieser Einzug 18 dazu, das obere Ende 8a mit dem Flansch auf eine definierte Größe zu bringen, um mehrere Mundstücke 8 mit unterschiedlichen Innendurchmesser D3 und Austrittsdurchmesser D2 mit einem Flansch gleicher Größe auszubilden. Dadurch können unterschiedliche Mundstücke 8 an einem gleichen Presskopf 6 angeschlossen werden.
Bei der Ausgestaltung der Fig.2B erweitert sich das Mundstück 8 demgegenüber kontinuierlich vom oberen Ende 8a zum unteren Ende 8b. Bei dieser Variante ist daher der Innendurchmesser D3 direkt durch das obere Ende 8a festgelegt.
Gemäß Fig. 3 weist der Extruder 4 eine an sich bekannte vertikale Bauweise auf. Der im Längsschnitt dargestellte Extruder 4 weist einen ersten Extruderteil 22, einen zweiten Extruderteil 24, eine Pressschnecke 20, den Presskopf 6 sowie das Mundstück 8 auf.
Der zweite Extruderteil 24 schließt sich endseitig in Vertikal richtung 12 gesehen an den ersten Extruderteil 22 an. Der erste Extruderteil 22 dient zur Vorverdichtung der keramischen Masse, die im weiteren Verlauf durch die Pressschnecke 20 weiter verdichtet wird. Zudem weist der zweite Extruderteil 24 im Innern umfangs- seitig Längsleisten auf. Die Längsleisten unterstützen die Förderung der keramischen Masse innerhalb des zweiten Extruderteils 24.
Der Extruder 4 ist insgesamt als Vakuumextruder ausgebildet und weist hierzu Evakuierungskammern auf, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind. Mit Hilfe von Evakuierungskammern werden der keramischen Masse durch Entlüftung jegliche Einschlüsse entzogen und ein einheitlicher Materialdurchsatz erreicht.
Die Förderung der keramischen Masse wird mit Hilfe der Pressschnecke 20 realisiert. Sie verbringt und verdichtet im Betrieb durch Drehung um eine Rotationsachse 21 die keramische Masse innerhalb des Extruders 4. Wegen der vertikalen Ausgestaltung des Extruders 4 erfährt die Pressschnecke 20 durch die aufgrund der Schwerkraft verursachte Eigenbewegung der keramischen Masse eine mechanische Entlastung. Die Pressschnecke 20 weist an ihrem Ende ein Endschneckenstück auf, welches mit einer zentralen Welle über eine Verzahnung (Hirth- Verzahnung) verbunden ist. Der sich endseitig an den zweiten Extruderteil 24 anschließende Presskopf 6 dient der Verdichtung der keramischen Masse. Die Fläche an der endseitigen Übergangsstelle zwischen zweitem Extruderteil 24 und Presskopf 6, definiert eine zweite Querschnittsfläche F2.
Der in Fig. 3 dargestellte Presskopf 6 ist als Stufenpresskopf ausgebildet, welcher im Innern ebenfalls umfangsseitig Längsleisten aufweist.
An den Presskopf 6 schließt sich endseitig das konische Mundstück 8 an. Am in Vertikalrichtung 12 gelegenen unteren Ende 8b des Mundstücks 8 weist dieses den Austrittsdurchmesser D2 auf.
In Fig. 3 ist beim Mundstück 8 noch ein zentrales Gestänge 26 angeordnet, an dem endseitig eine glockenförmige Erweiterung befestigt ist. Diese dient zur Ausbildung eines zentralen Hohlraums. Das Mundstück 8 ist daher zur Ausbildung eines Hohlhubeis vorgesehen.
Vorzugsweise ist jedoch auf ein derartiges Gestänge 26 mit der glockenförmigen Erweiterung verzichtet und das Mundstück 8 ist zur Ausbildung eines Vollkernhu- bels 10 ausgebildet, der also keinen Hohlraum aufweist.
Der in Fig.4 dargestellte Hubel 10 ist als großkalibriger Vollhubel ausgebildet. Vollhubel oder Vollkernhubel dieser Geometrie finden vorzugsweise Verwendung in der Hoch- und Höchstspannungstechnik, da aus ihnen sogenannte Vollkernstützisolatoren gefertigt werden. Dieser Isolatortyp bietet Vorteile im Bereich der Durchschlagsfestigkeit im Vergleich zu Hohlisolatoren und wird daher bevorzugt im Hoch- und Höchstspannungsbereich eingesetzt.
Der Hubel 10 weist vorzugsweise einen unter einem Winkel ß von einem oberen Ende zu einem unteren Ende konischen Verlauf auf. Der Winkel liegt
zweckdienlicherweise im Bereich zwischen 4° und 7°. Der Hubel 10 weist vorzugsweise an einem unteren Ende den ersten Durchmesser D1 auf, durch den eine erste Querschnittsfläche F1 definiert ist. Der erste Durchmesser D1 entspricht dem maximalen Außendurchmesser des Hubeis.
An einem oberen Ende weist der Hubel 10 einen Durchmesser auf, der dem Aus- trittsdurchmesser D2 entspricht. Der Hubel 10 weist in Vertikal richtung 12 von einem oberen Ende zu einem unteren Ende eine Länge L2 auf. Diese liegt typischerweise im Bereich von 2m bis 3,5m.
In Ergänzung mit der durch den Extruder 4 endseitig aufweisenden zweiten Querschnittsfläche F2, definiert das Flächenverhältnis zwischen der ersten Querschnittsfläche F1 und der zweiten Querschnittsfläche F2 eine Verdichtung, welche vorzugsweise auf einen Wert zwischen 3 und 5 eingestellt ist.
Bezugszeichenliste
2 Extrusionsanlage
4 Extruder
6 Presskopf
8 Mundstück
8a oberes Ende des Mundstücks
8b unteres Ende des Mundstücks
10 Hubel
12 Vertikal richtung
14 Hubeltisch
1 6 Steuereinrichtung
18 konischer Einzug
20 Pressschnecke
21 Rotationsachse
22 erster Extruderteil
24 zweiter Extruderteil
26 Gestänge
α Konuswinkel des Mundstücks
ß Winkel der konischen Erweiterung des Hubeis
D1 erster Durchmesser
D2 Austrittsdurchmesser
D3 Innendurchmesser
D4 Eintrittsdurchmesser
F1 erste Querschnittsfläche
F2 zweite Querschnittsfläche
L1 Länge des Mundstücks
L2 Länge des Hubeis

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Hubeis (10) aus einer keramischen Masse mit einem vorgegebenen ersten Durchmesser (D1 ), mit Hilfe einer
Extrusionsanlage (2), die ein Mundstück (8) mit einem Innendurchmesser (D3) aufweist
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Mundstücke (8) in einer Vertikal richtung (12) ausgehend vom Innendurchmesser (D3) zu einem Austrittsdurchmesser (D2) erweitert, dass der Innendurchmesser (D3) kleiner als der erste Durchmesser (D1 ) ist und dass die keramische Masse in Vertikal richtung (12) durch das Mundstück (8) gegen einen Hubeltisch (14) gepresst wird, wobei über den Hubeltisch (14) ein Gegendruck auf die das Mundstück (8) verlassende keramische Masse erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Mundstück (8) konisch unter einem Konuswinkel (a) erweitert, der im Bereich zwischen 2° und 5°, insbesondere im Bereich zwischen 3° und 4°, liegt.
3. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mundstück (8) an einem oberen Ende (8a) einen konischen Einzug (18) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Austrittsdurchmesser (D2) kleiner ist als der erste Durchmesser (D1 ), sodass als die das Mundstück (8) verlassende keramische Masse durch den vom Hubeltisch (14) ausgeübten Gegendruck zur Ausbildung des Hubeis (10) auf den ersten Durchmesser (D1 ) erweitert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Durchmesser (D1 ) vorzugsweise im Bereich zwischen 300mm und 650mm, insbesondere im Bereich von 430mm bis 620mm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Durchmesser (D2) vorzugsweise im Bereich zwischen 270mm und 600mm, insbesondere im Bereich von 400mm bis 570mm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Durchmesser (D1 ) 5% bis 1 5% und insbesondere 7% bis 1 2% größer ist als der zweite Durchmesser (D2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass durch den ersten Durchmesser (D1 ) eine erste Querschnittsfläche (F1 ) definiert ist und das die Extrusionsanlage (2) einen Extruder (4) aufweist, der endseitig eine zweite Querschnittsfläche (F2) aufweist und dass das Flächenverhältnis zwischen der ersten Querschnittsfläche (F1 ) und der zweiten Querschnittsfläche (F2) eine Verdichtung definiert, wobei die Verdichtung im Betrieb einen Wert im Bereich von 3 bis 5 erzeugt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet,
dass im Betrieb die Verdichtung mit einem Wert im Bereich von 3,5 bis 5 für Hubel (1 0) mit einem ersten Durchmesser (D1 ) im Bereich von 400mm bis 500mm erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet,
dass im Betrieb die Verdichtung mit einem Wert im Bereich von 3 bis 4 für Hubel (10) mit einem ersten Durchmesser (D1 ) im Bereich von 500mm bis 650mm erzeugt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass vom Hubeltisch (14) ein Gegendruck von mehr als 0,5 N/mm2 und maximal von 3,5 N/mm2 oder maximal von 2,5 N/mm2, insbesondere von mehr als 1 N/mm2, insbesondere im Bereich zwischen 1 ,5 N/mm2 und 2,5 N/mm2 ausgeübt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hubel (10) als Vollkernhubel ausgebildet wird.
13. Extrusionsanlage (2) zur Herstellung eines Hubeis (10) aus einer keramischen Masse mit einem vorgegebenen ersten Durchmesser (D1 ) die aufweist
- einen Extruder (4),
- ein Mundstück (8), das sich in eine Vertikal richtung (12) erstreckt und einen Innendurchmesser (D3) aufweist,
- einen in und entgegen einer Vertikalrichtung (12) verfahrbaren Hubeltisch (14),
- eine Steuereinrichtung (1 6),
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Mundstücke (8) in einer Vertikal richtung (12) ausgehend vom Innendurchmesser (D3) zu einem Austrittsdurchmesser (D2) erweitert.
14. Hubel (10), insbesondere hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass er sich konisch unter einem Winkel (ß) von einem oberen Ende zu einem unteren Ende erweitert.
1 5. Hubel nach dem vorhergehenden Anspruch
dadurch gekennzeichnet,
dass der Winkel (ß) vorzugsweise im Bereich von 4° bis 7°, insbesondere zwischen 5° und 6°, liegt.
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