EP3755512A1 - Zu belüftende extrusionsvorrichtung zur herstellung eines mit einem boden verschlossenen keramikrohres - Google Patents

Zu belüftende extrusionsvorrichtung zur herstellung eines mit einem boden verschlossenen keramikrohres

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Publication number
EP3755512A1
EP3755512A1 EP19710595.0A EP19710595A EP3755512A1 EP 3755512 A1 EP3755512 A1 EP 3755512A1 EP 19710595 A EP19710595 A EP 19710595A EP 3755512 A1 EP3755512 A1 EP 3755512A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure piece
mouthpiece
piston
gap
central bore
Prior art date
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Granted
Application number
EP19710595.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3755512B1 (de
Inventor
Martin Hofacker
Lutz Kiesel
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3755512A1 publication Critical patent/EP3755512A1/de
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Publication of EP3755512B1 publication Critical patent/EP3755512B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B28B3/26—Extrusion dies
    • B28B3/2627—Extrusion dies using means for making hollow objects with transverse walls, e.g. hollow objects closed on all sides
    • 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
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
    • B28B7/0008—Venting channels, e.g. to avoid vacuum during demoulding or allowing air to escape during feeding, pressing or moulding

Definitions

  • the invention relates to an extrusion device for extruding hollow ceramic bodies closed on one side, as is known generically from DE 10 2016 104 387 A1.
  • a device for producing a hollow body closed on one side by extrusion was already known in 1930.
  • This device comprises a mouthpiece, a mandrel arranged coaxially therein, and a closure piece which can be temporarily attached to the mouthpiece.
  • the mandrel and the closure piece are formed depending on the desired shape of the bottom of the hollow body to be extruded, wherein a remaining between the mandrel and the closure piece cavity determines the bottom thickness.
  • a pressed into the extrusion die plastic mass first fills this cavity, whereby the bottom is formed. It is already known at this time to vent the cavity through openings communicating with the outside air either in the mouthpiece or in the closure piece or both, so that the air displaced by the plastic mass can escape.
  • the ventilation opening is provided with a check valve, which automatically opens with appropriate suppression and remains closed during injection of the plastic mass in the extrusion die.
  • About the properties of the plastic mass is revealed that they are coal masses.
  • About wall thickness and stability of the hollow body produced no information is given.
  • the negative pressure required to open the check valve can already cause a deformation of the hollow profile.
  • the still moist ceramic material adheres to the closure piece by adhesion and is damaged when the closure piece is removed.
  • EP 1 075 916 A2 describes a molding tool and a method for producing a bottom on a ceramic tube by extrusion.
  • the bottom is formed in a cavity between the spike of the mouthpiece and a closure piece temporarily closing the mouthpiece.
  • a coaxial with the mouthpiece arranged vent opening is provided for venting the cavity during the extrusion of the bottom.
  • a movable piston in the cavity Through the vent opening escaping ceramic mass can be pressed back by means of a movable piston in the cavity. This achieves a uniform density of the ceramic mass in the soil. There are no measures taken to facilitate the release of the bottom of the closure piece.
  • the utility model DE 66 10 142 U discloses a valve for the pneumatic ejection of ceramic material consisting of workpieces from a mold by means of compressed air. For detailed training of the workpieces nothing is executed here.
  • the valve is detachably screwed from the outside into the wall of the mold, wherein the Screwing depth is adjustable, so that the ventilation opening (here air outlet opening) of the valve closing or releasing piston (here poppet) is mounted flush with the inner surface of the mold.
  • the disadvantage is that the piston opens in the direction of the workpiece located in the mold, so that there is the possibility that leaves the piston when opening undesirable deformations in the ceramic mass.
  • DE 689 03 344 T2 discloses a method for extruding a closed body (sleeve) made of ceramic, in which the adhesion of the soil to an extrusion device is to be prevented.
  • the extrusion device has a mouthpiece and a mandrel (core member) disposed coaxially therewith. To form the bottom of the mouthpiece is temporarily closed with a closure piece (pressure plate).
  • a piston In the mandrel, a piston is guided, determines the free end of the piston together with the closure piece, the shape of the bottom.
  • the piston is movably mounted in a vent (passage opening) in the mandrel, wherein the ventilation opening is guided by means of a channel (air passage opening) through the interior of the piston.
  • the free piston end and the closure piece are made of a porous material, so that suction and introduction of air, in particular via the closure piece, can be distributed over a surface.
  • the use of the porous surfaces as a contact surface for the floor also has disadvantages.
  • ceramic material can penetrate into the pores, assisted by the suction through the porous surface of the closure piece.
  • plastic molding of the porous surface of the soil form a surface roughness whose individual surveys are unfavorably large in relation to the wall thickness and which, depending on how deep the ceramic material penetrates into the pores, can lead to an adhesion of the ceramic mass.
  • the adhesion can be solved again with an overpressure applied by the porous surface structure.
  • the applied overpressure can already lead to damage of the still plastically moldable soil.
  • the porous surface at the high pressures in the extrusion die can easily clog with ceramic mass, so that sufficient or only a non-uniform ventilation or aeration is achieved when the pressure in the pores is insufficient as a self-cleaning effect.
  • a vent opening is provided here for venting the cavity formed by the gap between the mandrel and the closure piece during the extrusion of the bottom.
  • the vent opening here does not open into the gap limiting surface of the closure piece but in a coaxial to the mouthpiece in the closure piece extending central bore and represents a pointing at an acute angle to the central bore and away from the mouthpiece channel bore.
  • an axially movable piston slidably disposed between two end positions.
  • the piston is in a lower end position. In this lower end position he releases the vent opening towards the gap.
  • the ceramic material first escapes the air in the gap over the central bore and the channel bore until excess ceramic mass fills the central bore up to the piston and exits through the channel bore into the environment.
  • the piston By subsequently displacing the piston into an upper end position, the ceramic mass located in the central bore is pressed back into the gap and the vent opening is closed by the piston.
  • the ceramic mass in the gap is compressed and a uniform density of the ceramic mass in the bottom is achieved, the ceramic mass being pressed at high pressure against the mandrel and the closure piece.
  • the closure piece Due to the high operating pressures in the rigid plastic extrusion, the closure piece must be manufactured with a corresponding strength. Normally, massively designed metal molds (steel and steel alloy) can meet this requirement. The metals conduct the heat well, but have a correspondingly high heat capacity. As a result, the heat conduction and the amount of cooling and heating power applied then limit the time until which the closure piece can be heated or cooled to the desired temperature in the contact area with the rigid plastic mass, thus limiting the cycle time for removal from the mold.
  • massively designed metal molds steel and steel alloy
  • FIG. 1 a shows the basic construction of an extrusion apparatus, as can be derived by expert knowledge from the prior art, with ventilation openings opening directly into a gap, shown in a longitudinal section,
  • Fig. 1 b is a perspective view of a closure piece of a
  • 2a shows the basic structure of a first embodiment of a
  • Extrusion device with a within a piston stroke opening into a central bore ventilation opening and a piston in an intermediate position, shown in a longitudinal section,
  • FIG. 2b shows the basic structure of the first embodiment of FIG. 2a with the piston in an upper end position, shown in a longitudinal section
  • FIG. 2c shows the basic structure of the first embodiment according to FIG. 2a with the piston in a lower end position, shown in a longitudinal section, FIG.
  • 3a shows the basic structure of a second embodiment of a
  • Extrusion device with a widened central bore and the piston in an intermediate layer, shown in a longitudinal section,
  • FIG. 3b shows the basic structure of the second embodiment of FIG. 3a with the piston in an upper end position, shown in a longitudinal section,
  • Fig. 3c shows the basic structure of the second embodiment of FIG. 3a with the piston in a lower end position, shown in a longitudinal section, and
  • Fig. 4 shows the basic structure of a third embodiment of a
  • An inventive extrusion device for producing a closed with a bottom B ceramic tube basically has a mouthpiece 1, a mandrel 2 disposed therein coaxially and a coaxially arranged, the mouthpiece 1 occlusive, temporarily removable closure piece 3 with a central axis 3.1.
  • the inner surfaces of the mouthpiece 1 and the closure piece 3 and an outer surface of the mandrel 2 define a gap 4. Between the mandrel 2 and the mouthpiece 1, the gap 4 corresponds to the shape of a pipe piece R and between the mandrel 2 and the closure piece 3 of the mold the bottom B of the ceramic tube to be produced.
  • the inner surface shape of the closure piece 3 and the outer surface shape of the mandrel 2 are usually the same to obtain a constant thickness of the bottom B.
  • the surface shape may be hemispherical, conical, conical or any other way as long as it has no undercuts in a direction of formation.
  • the gap 4 is connected to a filled by a ceramic mass M feed chamber 5 in conjunction.
  • a vent opening 6 is provided, via which the gap 4 is vented during filling of the gap 4 with the ceramic mass M and an excess of the ceramic mass M is pressed out of the gap 4.
  • a ventilation opening 7 is present, which can be opened and closed with a closed mouthpiece 1 either. It must be closed when the gap 4 filled with ceramic material M and the bottom B is extruded, and should be open before or while the closure piece 3 is released from the mouthpiece 1.
  • Venting openings are known in the prior art which produce a direct fluidic connection between the gap and the surroundings via the closure piece.
  • the vents are filled after completion of the floor with ceramic material and thus closed.
  • the vent opening 6 leads into a serving as a recompression space central bore 12, as z. B. from the aforementioned DE 10 2016 104 387 A1 is known, is pressed out of the after filling of the gap 4 ceramic material M back into the gap 4, thereby forming a Compression of the ceramic mass M in the gap 4 comes.
  • the vent 6 is filled after completion of the bottom B with ceramic material M and thus closed.
  • a ventilation opening 7 is present, which is closed during the extrusion process of the bottom B and can be opened, while the closure piece 3 is still in contact with the mouthpiece 1. Only after completion of the bottom B, the ventilation opening 7 is opened, whereby air can flow into the forming free space or is actively pressed. Depending on the size of the ventilation opening 7, the inflowing air quantity can be increased and the suppression be reduced.
  • the vent 7 is either directly connected to the environment, creating a pressure equalization is created in the forming space, or it is about a media supply 17 z. B.
  • Vent openings 7 are connected to a media supply 17, it is advantageous if the vent opening 6 is designed to be closed. Otherwise, if appropriate, the venting port 6 of ceramic material M is freely blown by the compressed air, and in the forming Free space can not be generated overpressure.
  • four ventilation openings 7 are present in the closure piece 3, which open directly into the gap 4 via the inner surface thereof. They are arranged uniformly around the vent opening 6.
  • the ventilation openings 7 are each associated with a closure mechanism 9 and a sealing cap 8, wherein the sealing cap 8 has a top surface 8.1, which is adapted to the shape of the inner surface of the closure piece 3.
  • the sealing cap 8 is made of a same material as the closure piece 3 and the top surface 8.1 of the sealing cap 8 has a same surface quality as the inner surface of the closure piece 3.
  • the number and size of the cross-section of the ventilation openings 7 in the surface of the closure piece 3 are variable. Depending on the nature of the closure mechanisms 9 and possible connections with each other, the ventilation openings 7 can be opened and closed individually or synchronously.
  • the closure mechanisms 9 must be robust and withstand a large back pressure.
  • the closure piece 3 has a hemispherical inner surface.
  • the ventilation openings 7, clearly visible on the right in FIG. 1 a, are each formed by a section of a through bore penetrating the closure piece 3 and a through bore opening in here.
  • the penetrating through-hole tapers conically at its end facing the gap 4.
  • it tapers to a very small diameter, so that possibly caused by the top surfaces 8.1 of Abdichtkappen 8 form deviations at the bottom B are negligible.
  • the through hole has a thread.
  • a sealing cap 8 connected to a closure mechanism 9 is shown in the ventilation opening 7 shown on the left in FIG. 1a.
  • the closure mechanism 9 is here in the simplest form a grub screw, at the tip of a pin is formed on the fixedly connected the sealing cap 8 is formed.
  • the shutter mechanism 9 also simultaneously constitutes an operating element 10, via the actuation of which the shutter mechanism 9 moves the sealing cap 8 into an open position or a closed position.
  • a hydraulically moved piston rod is displaceable over the stop limited by stops to the sealing cap 8 to open and close the ventilation opening 7.
  • Ventilation openings 7, as they have been described here, may alternatively or additionally be present in the mouthpiece 1, with which further embodiments not shown in the drawings, which can be deduced professionally from the prior art, are formed.
  • the vent opening 6 is designed according to the invention.
  • the closure piece 3 there is a central bore 12 extending coaxially with the mouthpiece 1, in which a piston 15 has a first piston stroke h 1 between an upper end position Lo (FIG. 2 b) and an intermediate position Lz (FIG. 2 a) and a second piston stroke h 2 between the intermediate layer Lz and a lower end position Ly (Fig. 2c) is displaceable.
  • the vent opening 6 is here formed by a first channel bore 13, which opens between the upper end position L 0 and the intermediate layer L z in the central bore 12, together with the central bore 12 over the length of the first piston stroke hi.
  • a ventilation opening 7 is formed by a second channel bore 14, which opens into the central bore 12 between the intermediate layer L z and the lower end position Ly, and the central bore 12 via the first and the second piston stroke hi , h 2nd The extrusion of the bottom B takes place when the piston 15 is in the intermediate layer Lz.
  • the vent opening 6 is released here and the ventilation opening 7 - it may also be several ventilation openings 7, which open into the central bore 12 open - is closed by the piston 15.
  • the piston 15 After compression of the ceramic mass M, the piston 15 is lifted up to the upper end position Lo, it is lowered into the lower end position Ly, the vent opening 7 is released.
  • vent opening 6 is also carried out according to the second variant.
  • a coaxial to the mouthpiece 1 central bore 12 is present, in which a piston 15 via a first piston stroke h 1 between a 3 b) and an intermediate layer Lz (FIG. 3 a) and via a second piston stroke h 2 between the intermediate layer L z and a lower end position Ly (FIG. 3c).
  • the vent opening 6 is here also a first channel bore 13, which opens between the upper end position Lo and the intermediate layer L z in the central bore 12, in conjunction with the central bore 12 via the first piston stroke h 1.
  • the central bore 12 deposited below the intermediate layer L z and has a larger diameter than above the intermediate layer L z .
  • an annular gap 16 is formed around the piston 15 in the lower end position Ly, which in conjunction with the central bore 12 opened between the intermediate layer L z and the lower end position Ly represents the ventilation opening 7.
  • the central bore 12 is fully released when the piston 15 is in the lower end position Ly, so that the central bore 12 is the ventilation opening 7.
  • the lower end position Ly can also be set equal to a complete removal of the piston 15 from the central bore 12.
  • the piston 15 is formed by an outer bulb and an inner bulb.
  • the outer piston and the inner piston are movable together as a closed piston 15 via a first piston stroke hi between an upper end position and an intermediate position Lo L z.
  • Only the inner piston is displaceable via a second piston stroke h 2 , which can be very small, between the intermediate layer L z and a lower end position Ly, in which the piston 15 is open.
  • the vent opening 6 is also formed here by a first channel bore 13, which opens between the upper end position Lo and the intermediate layer L z in the central bore 12, and the central bore 12 and the central bore 12 and the open piston 15 are the ventilation opening 7.
  • the inner surface of the closure piece 3 is designed with a film 1 1, which adheres temporarily to the bottom B after removing the closure piece 3 from the mouthpiece 1 and after the escape of residual moisture and beginning shrinkage of the Soil B forming ceramic mass M can be easily removed.
  • the film 1 1 is advantageously a stretchable film, outside the gap 4 between the mouthpiece
  • the closure piece 3 is kept clamped.
  • it applies wrinkle-free to the inner surface of the closure piece 3.
  • the film 11 may still temporarily remain on the bottom B after the removal of the bottom B until the bottom B has solidified to such an extent and shrinkage has begun that the film
  • a mold insert is inserted into the inner surface of the closure piece 3.
  • the mold insert has a sufficient rigidity, so that it does not wrinkle when filling the gap 4 with ceramic material M.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung weist ein Mundstück (1), einen hierzu koaxial angeordneten Dorn (2) und ein temporär abnehmbares Verschlussstück (3) auf, wobei die innere Oberfläche des Verschlussstückes (3) und die äußere Oberfläche des Dorns (2) einen Spalt begrenzen, welcher der Form des herzustellenden Bodens (B) eines Keramikrohres entspricht. In dem Verschlussstück (3) sind eine Entlüftungsöffnung (6) zur Entlüftung während des Extrudierens und eine Belüftungsöffnung (7) zur Vermeidung des Entstehens eines Unterdrucks beim Entfernen des Verschlussstückes (3) vom extrudierten Boden (B) eines Keramikrohres vorhanden.

Description

Zu belüftende Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden verschlossenen Keramikrohres
Die Erfindung betrifft eine Extrusionsvorrichtung zum Extrudieren einseitig verschlossener keramischer Hohlkörper, wie sie gattungsgemäß aus der DE 10 2016 104 387 A1 bekannt ist.
Beim Extrudieren (Strangpressen) einseitig verschlossener, dünnwandiger Hohlprofile aus zähplastischen keramischen Massen, insbesondere mit Wandstärken < 2 mm und unter hohen Drücken im Formgebungswerkzeug von bis zu 200 bar, werden besondere Anforderungen an die Extrusionsvorrichtung gestellt, um das nach der Extrusion noch sehr empfindliche Profil vor Deformationen zu bewahren. In Abhängigkeit von der Querschnittsfläche kann auch ein Formkörper mit einem Innendurchmesser von z. B. 80 mm und einer Wandstärke von 1 ,5 mm als dünnwandig angesehen werden, da für die Formstabilität / Festigkeit der Querschnitt und die Länge des Formkörpers, aber auch das rheologische Verhalten der keramischen Masse entscheidend sind.
Gemäß der Beschreibung des Standes der Technik in der DE 501 270 C war bereits 1930 eine Vorrichtung zur Herstellung eines einseitig geschlossenen Hohlkörpers durch Extrudieren bekannt. Diese Vorrichtung weist ein Mundstück, einen darin koaxial angeordneten Dorn und ein temporär an das Mundstück ansetzbares Verschlussstück auf. Der Dorn und das Verschlussstück sind je nach gewünschter Gestalt des Bodens des zu extrudierenden Hohlkörpers ausgeformt, wobei ein zwischen dem Dorn und dem Verschlussstück verbleibender Hohlraum die Bodendicke bestimmt. Eine in das Extrusionswerkzeug eingepresste plastische Masse füllt zunächst diesen Hohlraum aus, wodurch der Boden gebildet wird. Es ist zu dieser Zeit auch bereits bekannt, den Hohlraum durch Öffnungen zu entlüften, die mit der Außenluft in Verbindung stehend entweder in dem Mundstück oder in dem Verschlussstück oder auch in beiden vorgesehen sind, damit die durch die plastische Masse verdrängte Luft entweichen kann.
Gemäß der vorgenannten DE 501 270 C wird vorgeschlagen, eine Entlüftungsöffnung im Verschlussstück mit einer besonderen Verschlussvorrichtung zu verschließen, sobald plastische Masse aus der Entlüftungsöffnung austritt. Die Verschlussvorrichtung füllt das Volumen der Entlüftungsöffnung im geschlossenen Zustand vollständig aus, sodass die dort beim Extrudieren expandierte plastische Masse während des Verschließens in den Hohlraum zurückgedrängt und verdichtet wird. Nach dem Verschließen der Entlüftungsöffnung kann das Verschlussstück vom Mundstück abgenommen und das restliche Hohlkörperprofil auf Länge extrudiert werden, wobei sich der Boden vom Dorn löst und von diesem weg bewegt wird. Um das Kollabieren des einseitig geschlossenen Hohlkörpers durch den beim Bewegen des Hohlkörpers über den Dorn entstehenden Unterdrück zu verhindern, verfügt der Dorn über eine Belüftungsöffnung. Die Belüftungsöffnung ist mit einem Rückschlagventil versehen, das bei entsprechendem Unterdrück selbsttätig öffnet und beim Einpressen der plastischen Masse in das Extrusionswerkzeug geschlossen bleibt. Über die Eigenschaften der plastischen Masse ist offenbart, dass es sich um Kohlenmassen handelt. Über Wanddicken und Stabilität der hergestellten Hohlkörper werden keine Angaben gemacht. Beim Extrudieren dünnwandiger Keramikhohlkörper kann der zum Öffnen des Rückschlagventils erforderliche Unterdrück bereits eine Verformung des Hohlprofils verursachen. Weiterhin besteht beim Entformen eines dünnwandigen Bodens die Gefahr, dass die noch feuchte Keramikmasse durch Adhäsion am Verschlussstück anhaftet und beim Abnehmen des Verschlussstückes beschädigt wird.
In der EP 1 075 916 A2 sind ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Bodens an einem Keramikrohr durch Extrudieren beschrieben. Der Boden wird in einem Hohlraum zwischen dem Dorn des Mundstücks und einem temporär das Mundstück verschließenden Verschlussstück ausgebildet. Zum Entlüften des Hohlraums während des Extrudierens des Bodens ist eine koaxial zum Mundstück angeordnete Entlüftungsöffnung vorgesehen. Durch die Entlüftungsöffnung austretende keramische Masse kann mittels eines beweglichen Kolbens in den Hohlraum zurückgepresst werden. Dadurch wird eine gleichmäßige Dichte der keramischen Masse im Boden erreicht. Es werden keine Maßnahmen getroffen, die das Lösen des Bodens vom Verschlussstück begünstigen.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 66 10 142 U offenbart ein Ventil zum pneumatischen Auswerfen von aus Keramikmasse bestehenden Werkstücken aus einer Pressform mittels Pressluft. Zur detaillierten Ausbildung der Werkstücke ist hier nichts ausgeführt. Das Ventil ist von Außen in die Wand der Pressform lösbar eingeschraubt, wobei die Einschraubtiefe justierbar ist, sodass ein die Belüftungsöffnung (hier Luftaustrittsöffnung) des Ventils verschließender oder freigebender Kolben (hier Ventilkegel) bündig zur Innenoberfläche der Pressform montiert wird. Nachteilig ist jedoch, dass sich der Kolben in Richtung des in der Pressform befindlichen Werkstücks öffnet, sodass die Möglichkeit besteht, das der Kolben beim Öffnen unerwünschte Deformationen in der Keramikmasse hinterlässt.
Aus der Offenlegungsschrift DE 32 19 226 A1 ist eine Vorrichtung zum Revolverpressen von Dachziegeln bekannt, bei der die Werkstücke pneumatisch in der Pressform gehalten oder aus der Pressform ausgeworfen werden. Das Auswerfen erfolgt mittels Ventilen, durch die dem Spalt zwischen Form und Werkstück Druckluft zugeführt werden. Die Belüftungsöffnung (hier Auslass) des Ventils ist ein konischer Ventilsitz, der mit einem Ventilkegel verschlossen ist. Der Ventilkegel ist über einen Stößel mit einem pneumatisch beweglichen Kolben verbunden, mit dem sich das Ventil gegen eine Federkraft öffnen lässt. Ein durch das sich öffnende Ventil im Werkstück entstehender Abdruck des Ventilkegels wird in Kauf genommen.
Die DE 689 03 344 T2 offenbart ein Verfahren zum Extrudieren eines einseitig geschlossenen Flohlkörpers (Hülse) aus Keramik, bei dem das Anhaften des Bodens an einer Extrusionsvorrichtung verhindert werden soll. Die Extrusionsvorrichtung weist ein Mundstück und einen hierzu koaxial angeordneten Dorn (Kernglied) auf. Zur Ausbildung des Bodens ist das Mundstück temporär mit einem Verschlussstück (Druckplatte) verschließbar. Im Dorn ist ein Kolben geführt, dessen freies Kolbenende gemeinsam mit dem Verschlussstück die Form des Bodens bestimmt. Der Kolben ist beweglich in einer Belüftungsöffnung (Durchgangsöffnung) im Dorn gelagert, wobei die Belüftungsöffnung mittels eines Kanals (Luftdurchlassöffnung) durch das Innere des Kolbens hindurch geführt ist. Während des Extrudierens des Bodens wird durch die Belüftungsöffnung Luft abgesaugt, um den beweglichen Kolben daran zu hindern, sich aus dem Dorn heraus zu bewegen. Vorteilhaft sind das freie Kolbenende und das Verschlussstück aus einem porösen Material hergestellt, sodass ein Absaugen und Einleiten von Luft, insbesondere auch über das Verschlussstück, flächig verteilt erfolgen kann. Nach Extrudieren des Bodens wird beim Entfernen des Verschlussstückes Luft durch die Belüftungsöffnung im Dorn abgesaugt, um den Boden am Dorn bzw. am Kolben zu halten, und Luft durch das Verschlussstück aus porösem Material geblasen, um das Verschlussstück leichter vom Boden zu lösen. Nach Entfernen des Verschlussstückes wird der Hohlkörper extrudiert, während Luft durch die Belüftungsöffnung des Dorns eingeblasen wird, die den Kolben mit dem extrudierten Hohlkörper mitbewegen soll, bis der Kolben einen Anschlag im Dorn erreicht.
Insbesondere bei sehr dünnen Wandstärken hat die Verwendung der porösen Oberflächen als Anlagefläche für den Boden jedoch auch Nachteile. Beim Extrudieren des Bodens kann, unterstützt durch das Ansaugen durch die poröse Oberfläche des Verschlussstückes, Keramikmasse in die Poren eindringen. Außerdem kann durch die plastische Abformung der porösen Oberfläche der Boden eine Oberflächenrauheit ausbilden, deren einzelne Erhebungen im Verhältnis zur Wandstärke unvorteilhaft groß sind und die, je nachdem, wie tief die keramische Masse in die Poren eindringt, zu einem Anhaften der keramischen Masse führen kann. Die Anhaftung lässt sich mit einem durch die poröse Oberflächenstruktur applizierten Überdruck wieder lösen. Der applizierte Überdruck kann aber bereits zu einer Beschädigung des noch plastisch formbaren Bodens führen. Außerdem kann sich die poröse Oberfläche bei den hohen Drücken im Extrusionswerkzeug leicht mit Keramikmasse zusetzen, sodass keine ausreichende oder nur eine ungleichmäßige Ent- oder Belüftung erreicht wird, wenn der Überdruck in den Poren als Selbstreinigungseffekt unzureichend ist.
Auch aus der einleitend genannten DE 10 2016 104 387 A1 ist eine Extrusionsvorrichtung mit einem Mundstück, einem hierzu koaxial angeordneten Dorn und einem Verschlussstück, das zur Ausbildung eines Bodens eines Keramikrohrs das Mundstück temporär verschließt, bekannt. Vergleichbar mit der vorgenannten EP 1 075 916 A2 ist hier zum Entlüften des durch den Spalt zwischen dem Dorn und dem Verschlussstück gebildeten Hohlraums während des Extrudierens des Bodens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen. Die Entlüftungsöffnung mündet hier nicht in die den Spalt begrenzende Oberfläche des Verschlussstückes sondern in eine zum Mundstück koaxial im Verschlussstück verlaufende Zentralbohrung und stellt eine in einem spitzen Winkel zu der Zentralbohrung hin und vom Mundstück weg weisende Kanalbohrung dar. In der Zentralbohrung ist ein axial beweglicher Kolben zwischen zwei Endlagen verschiebbar angeordnet. Während des Extrudierens des Bodens befindet sich der Kolben in einer unteren Endlage. In dieser unteren Endlage gibt er die Entlüftungsöffnung zum Spalt hin frei. Mit der Befüllung des Spaltes mit der Keramikmasse entweicht zuerst die sich im Spalt befindende Luft über die Zentralbohrung und die Kanalbohrung, bis dann überschüssige Keramikmasse die Zentralbohrung bis an den Kolben befüllt und durch die Kanalbohrung in die Umgebung austritt. Indem der Kolben anschließend in eine obere Endlage verschoben wird, wird die sich in der Zentralbohrung befindende Keramikmasse in den Spalt zurückgepresst und die Entlüftungsöffnung durch den Kolben verschlossen. Durch das Zurückpressen von Keramikmasse in den Spalt wird die Keramikmasse im Spalt verdichtet und es wird eine gleichmäßige Dichte der Keramikmasse im Boden erreicht, wobei die Keramikmasse mit einem hohen Druck an den Dorn und das Verschlussstück gepresst wird. Um das Verschlussstück von dem extrudierten Boden gut ablösen zu können und diesen nicht zu beschädigen, wird vorgeschlagen, das Verschlussstück beheizbar auszuführen. Durch die Beheizung wird Restfeuchte aus der an das Verschlussstück angrenzenden Keramikmasse zumindest teilweise verdampft, wodurch sich ein Dampfpolster entlang der Oberfläche des Verschlussstückes ausbildet.
Aufgrund der hohen Betriebsdrücke bei der steifplastischen Extrusion muss das Verschlussstück mit einer entsprechend Festigkeit gefertigt werden. Üblicherweise können entsprechend massiv ausgelegte Formbauten aus Metallen (Stahl und Stahllegierung) dieser Anforderung gerecht werden. Die Metalle leiten die Wärme gut, besitzen aber eine entsprechend hohe Wärmekapazität. In der Folge limitiert dann die Wärmeleitung und die Menge an eingebrachter Kühl- und Heizleistung die Zeit, bis zu der das Verschlussstück im Kontaktbereich zur steifplastischen Masse auf die gewünschte Temperatur erhitzt oder gekühlt werden kann, womit die Taktzeit für die Entformung limitiert ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Extrusionsvorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln das Lösen des Verschlussstückes vom Boden eines dünnwandigen Keramikrohres in kurzer Zeit ermöglicht, ohne den gebildeten Boden dabei zu beschädigen.
Diese Aufgabe wird für eine Extrusionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erfüllt. Vorteilhafte Ausführungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 a den prinzipiellen Aufbau einer Extrusionsvorrichtung, wie sie aus dem Stand der Technik fachmännisch ableitbar ist, mit unmittelbar in einen Spalt mündenden Belüftungsöffnungen, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 1 b eine perspektivische Ansicht eines Verschlussstückes einer
Extrusionsvorrichtung nach Fig. 1 a,
Fig. 2a den prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Extrusionsvorrichtung mit einer innerhalb eines Kolbenhubes in eine Zentralbohrung mündenden Belüftungsöffnung und einem Kolben in einer Zwischenlage, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 2b den prinzipiellen Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a mit dem Kolben in einer oberen Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 2c den prinzipiellen Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2a mit dem Kolben in einer unteren Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 3a den prinzipiellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
Extrusionsvorrichtung mit einer geweiteten Zentralbohrung und dem Kolben in einer Zwischenlage, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 3b den prinzipiellen Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a mit dem Kolben in einer oberen Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt,
Fig. 3c den prinzipiellen Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a mit dem Kolben in einer unteren Endlage, in einem Längsschnitt dargestellt, und
Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau eines dritten Ausführungsbeispiels einer
Extrusionsvorrichtung mit einer das Verschlussstück auskleidenden Folie, in einem Längsschnitt dargestellt. Eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden B verschlossenen Keramikrohres weist grundsätzlich ein Mundstück 1 , einen darin koaxial angeordneten Dorn 2 und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück 1 verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück 3 mit einer Mittenachse 3.1 auf. Die inneren Oberflächen des Mundstückes 1 und des Verschlussstückes 3 und eine äußere Oberfläche des Dorns 2 begrenzen einen Spalt 4. Zwischen dem Dorn 2 und dem Mundstück 1 entspricht der Spalt 4 der Form eines Rohrstückes R und zwischen dem Dorn 2 und dem Verschlussstück 3 der Form des Bodens B des herzustellenden Keramikrohres.
Die innere Oberflächenform des Verschlussstückes 3 und die äußere Oberflächenform des Dorns 2 sind in der Regel gleich, um eine konstante Dicke des Bodens B zu erhalten. Die Oberflächenform kann halbkugelförmig, konisch, keglig oder beliebig anders sein, solange sie keine Hinterschneidungen in einer Ausformrichtung aufweist.
Der Spalt 4 steht mit einer durch eine Keramikmasse M befüllten Speisekammer 5 in Verbindung. In dem Verschlussstück 3 ist eine Entlüftungsöffnung 6 vorhanden, über die beim Befüllen des Spaltes 4 mit der Keramikmasse M der Spalt 4 entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse M aus dem Spalt 4 gedrückt wird. Es ist erfindungswesentlich, dass darüber hinaus in dem Verschlussstück 3 eine Belüftungsöffnung 7 vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück 1 wahlweise geöffnet und verschlossen werden kann. Sie muss verschlossen sein, wenn der Spalt 4 mit Keramikmasse M befüllt und der Boden B extrudiert wird, und soll zu öffnen sein, bevor oder während das Verschlussstück 3 vom Mundstück 1 gelöst wird.
Aus dem Stand der Technik bekannt sind Entlüftungsöffnungen, die eine direkte fluidische Verbindung zwischen dem Spalt und der Umgebung über das Verschlussstück hersteilen. Die Entlüftungsöffnungen sind nach der Fertigstellung des Bodens mit Keramikmasse gefüllt und somit verschlossen.
Erfindungsgemäß führt die Entlüftungsöffnung 6 in eine als Rückverdichtungsraum dienende Zentralbohrung 12, wie sie z. B. aus der vorgenannten DE 10 2016 104 387 A1 bekannt ist, aus der nach Befüllung des Spaltes 4 Keramikmasse M zurück in den Spalt 4 gedrückt wird, wodurch es zu einer Komprimierung der Keramikmasse M im Spalt 4 kommt. Auch hier ist die Entlüftungsöffnung 6 nach der Fertigstellung des Bodens B mit Keramikmasse M gefüllt und somit verschlossen.
Wird jetzt zum Entformen des Bodens B das Verschlussstück 3 vom Mundstück 1 entfernt, besteht die Gefahr, dass beim beginnenden Ablösen des Verschlussstückes 3 vom Boden B die Keramikmasse M am Verschlussstück 3 haften bleibt. Es bildet sich ein zunehmend größer werdender Freiraum, in dem ein Unterdrück erzeugt wird, da nur wenig bis gar keine Luft durch die Entlüftungsöffnung 6 oder die Dichtfläche zwischen Verschlussstück 3 und Mundstück 1 nachströmen kann. Umso weniger Luft von außen in den sich ausbildenden Freiraum nachströmt, desto größer wird der Unterdrück, und eine Beschädigung des Bodens B ist nicht mehr auszuschließen. Eine sehr langsame Entformung oder eine Entformung nach einer Wartezeit, in der die Entformungsmasse beginnt sich zu verfestigen und zu schwinden, kann einer unzureichenden Belüftung entgegenwirken. Insbesondere in der Massenfertigung ist jedoch eine kurze Prozesslaufzeit ein ökonomisch wichtiger Faktor, weshalb diese Maßnahme keine befriedigende Problemlösung darstellt.
Es ist erfindungswesentlich, dass in dem Verschlussstück 3 eine Belüftungsöffnung 7 vorhanden ist, die während des Extrusionsprozesses des Bodens B geschlossen ist und geöffnet werden kann, während das Verschlussstück 3 noch mit dem Mundstück 1 in Verbindung steht. Erst nach Fertigstellung des Bodens B wird die Belüftungsöffnung 7 geöffnet, wodurch Luft in den sich bildenden Freiraum nachströmen kann oder aktiv gedrückt wird. Je nach Größe der Belüftungsöffnung 7 kann die nachströmende Luftmenge erhöht und der Unterdrück gemindert werden. Die Belüftungsöffnung 7 ist entweder direkt mit der Umgebung verbunden, wodurch ein Druckausgleich in dem sich bildenden Freiraum geschaffen wird, oder sie ist über eine Medienzuführung 17 z. B. mit einer Pumpe oder einer Druckluftkammer 18 verbunden, wodurch in dem sich bildenden Freiraum, auf den Boden B wirkend, ein Überdruck erzeugt wird und / oder Luft mit zur Umgebungsluft abweichender Luftfeuchte oder Temperatur geführt wird. Für Ausführungen, in denen die Belüftungsöffnungen 7 mit einer Medienzuführung 17 verbunden sind, ist es vorteilhaft, wenn die Entlüftungsöffnung 6 verschließbar ausgeführt ist. Ansonsten wird gegebenenfalls durch die Druckluft die Entlüftungsöffnung 6 von Keramikmasse M frei geblasen, und im sich bildenden Freiraum kann kein Überdruck erzeugt werden. Bei einer aus dem Stand der Technik ableitbaren Ausführung einer Extrusionsvorrichtung, dargestellt in den Fig. 1a und 1b, sind vier Belüftungsöffnungen 7 im Verschlussstück 3 vorhanden, die unmittelbar über dessen innere Oberfläche in den Spalt 4 münden. Sie sind gleichmäßig um die Entlüftungsöffnung 6 angeordnet. Den Belüftungsöffnungen 7 sind jeweils ein Verschlussmechanismus 9 und eine Abdichtkappe 8 zugeordnet, wobei die Abdichtkappe 8 eine Deckfläche 8.1 aufweist, die an die Form der inneren Oberfläche des Verschlussstückes 3 angepasst ist. Die Abdichtkappe 8 besteht aus einem gleichen Material wie das Verschlussstück 3 und die Deckfläche 8.1 der Abdichtkappe 8 weist eine gleiche Oberflächenqualität wie die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 auf.
Die Anzahl und die Größe des Querschnittes der Belüftungsöffnungen 7 in der Oberfläche des Verschlussstückes 3 sind variierbar. Je nach Art der Verschlussmechanismen 9 und eventueller Verbindungen untereinander können die Belüftungsöffnungen 7 einzeln oder auch synchron geöffnet und geschlossen werden. Die Verschlussmechanismen 9 müssen robust sein und einem großen Gegendruck standhalten.
Das Verschlussstück 3 hat eine halbkugelförmige innere Oberfläche. Die Belüftungsöffnungen 7, rechts in Fig. 1 a gut erkennbar, werden jeweils durch einen Abschnitt einer das Verschlussstück 3 durchdringenden Durchgangsbohrung und eine hier einmündende Durchgangsbohrung gebildet. Die durchdringende Durchgangsbohrung verjüngt sich an ihrem dem Spalt 4 zugewandten Ende konisch. Vorteilhaft verjüngt sie sich auf einen sehr kleinen Durchmesser, sodass eventuell durch die Deckflächen 8.1 der Abdichtkappen 8 verursachte Formabweichungen am Boden B unerheblich sind. Am entgegengesetzten Ende weist die Durchgangsbohrung ein Gewinde auf. In der in Fig. 1 a links dargestellten Belüftungsöffnung 7 ist eine Abdichtkappe 8 verbunden mit einem Verschlussmechanismus 9 dargestellt. Der Verschlussmechanismus 9 ist hier in einfachster Form eine Madenschraube, an deren Spitze ein Zapfen ausgebildet ist, an dem fest verbunden die Abdichtkappe 8 ausgebildet ist. In diesem Fall stellt der Verschlussmechanismus 9 auch gleichzeitig ein Bedienelement 10 dar, über dessen Betätigung der Verschlussmechanismus 9 die Abdichtkappe 8 in eine geöffnete Stellung oder eine geschlossene Stellung bewegt. In einer weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführung ist an der Abdichtkappe 8 eine hydraulisch bewegte Kolbenstange über einen durch Anschläge begrenzten Hub verschiebbar, um die Belüftungsöffnung 7 zu öffnen und zu schließen.
Belüftungsöffnungen 7, wie sie hier beschrieben wurden, können alternativ oder zusätzlich im Mundstück 1 vorhanden sein, womit weitere nicht in den Zeichnungen dargestellte, aus dem Stand der Technik fachmännisch ableitbare Ausführungen gebildet werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung, dargestellt in den Fig. 2a - 2c, ist die Entlüftungsöffnung 6 erfindungsgemäß ausgeführt. In dem Verschlussstück 3 ist eine zum Mundstück 1 koaxial verlaufende Zentralbohrung 12 vorhanden, in der ein Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub h1 zwischen einer oberen Endlage Lo (Fig. 2b) und einer Zwischenlage Lz (Fig. 2a) und über einen zweiten Kolbenhub h2 zwischen der Zwischenlage Lz und einer unteren Endlage Ly (Fig. 2c) verschiebbar ist. Die Entlüftungsöffnung 6 wird hier durch eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage L0 und der Zwischenlage Lz in die Zentralbohrung 12 mündet, gemeinsam mit der Zentralbohrung 12 über die Länge des ersten Kolbenhubes hi gebildet. Eine Belüftungsöffnung 7 wird gebildet durch eine zweite Kanalbohrung 14, die zwischen der Zwischenlage Lz und der unteren Endlage Ly in die Zentralbohrung 12 mündet, und die Zentralbohrung 12 über den ersten und den zweiten Kolbenhub h-i, h2. Die Extrusion des Bodens B erfolgt, wenn sich der Kolben 15 in der Zwischenlage Lz befindet. Die Entlüftungsöffnung 6 ist hier freigegeben und die Belüftungsöffnung 7 - es können auch mehrere Belüftungsöffnungen 7 sein, die verteilt in die Zentralbohrung 12 münden - ist durch den Kolben 15 verschlossen.
Nach Komprimierung der Keramikmasse M, wobei der Kolben 15 bis in die obere Endlage Lo gehoben wird, wird er in die untere Endlage Ly abgesenkt, wobei die Belüftungsöffnung 7 freigegeben wird.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 3a - 3c, ist die Entlüftungsöffnung 6 ebenfalls entsprechend der zweiten Variante ausgeführt.
In dem Verschlussstück 3 ist eine zum Mundstück 1 koaxial verlaufende Zentralbohrung 12 vorhanden, in der ein Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub h1 zwischen einer oberen Endlage Lo (Fig. 3b) und einer Zwischenlage Lz (Fig. 3a) und über einen zweiten Kolbenhub h2 zwischen der Zwischenlage Lz und einer unteren Endlage Ly (Fig. 3c) verschiebbar ist. Die Entlüftungsöffnung 6 stellt auch hier eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage Lo und der Zwischenlage Lz in die Zentralbohrung 12 mündet, in Verbindung mit der Zentralbohrung 12 über den ersten Kolbenhub h1 dar. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Zentralbohrung 12 unterhalb der Zwischenlage Lz abgesetzt und weist einen größeren Durchmesser als oberhalb der Zwischenlage Lz auf. Dadurch bildet sich um den Kolben 15 in der unteren Endlage Ly ein Ringspalt 16 aus, der in Verbindung mit der zwischen der Zwischenlage Lz und der unteren Endlage Ly geöffneten Zentralbohrung 12 die Belüftungsöffnung 7 darstellt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, ist die Zentralbohrung 12 vollständig freigegeben, wenn sich der Kolben 15 in der unteren Endlage Ly befindet, womit die Zentralbohrung 12 die Belüftungsöffnung 7 darstellt. Die untere Endlage Ly kann auch einer vollständigen Entfernung des Kolbens 15 aus der Zentralbohrung 12 gleich gesetzt werden.
In einem anderen weiteren Ausführungsbeispiel, das ebenfalls nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, ist der Kolben 15 durch einen Außenkolben und einen Innenkolben gebildet. Der Außenkolben und der Innenkolben sind gemeinsam als geschlossener Kolben 15 über einen ersten Kolbenhub hi zwischen einer oberen Endlage Lo und einer Zwischenlage Lz verschiebbar. Nur der Innenkolben ist über einen zweiten Kolbenhub h2, der sehr klein sein kann, zwischen der Zwischenlage Lz und einer unteren Endlage Ly, in der der Kolben 15 geöffnet ist, verschiebbar. Die Entlüftungsöffnung 6 wird auch hier durch eine erste Kanalbohrung 13, die zwischen der oberen Endlage Lo und der Zwischenlage Lz in die Zentralbohrung 12 mündet, und die Zentralbohrung 12 gebildet und die Zentralbohrung 12 und der geöffnete Kolben 15 stellen die Belüftungsöffnung 7 dar.
In einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 4, ist die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 mit einer Folie 1 1 ausgelegt, die nach dem Entfernen des Verschlussstückes 3 vom Mundstück 1 an dem Boden B temporär haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und dem beginnenden Schwinden der den Boden B bildenden Keramikmasse M leicht entfernt werden kann. Die Folie 1 1 ist vorteilhaft eine dehnbare Folie, die außerhalb des Spaltes 4 zwischen dem Mundstück
I und dem Verschlussstück 3 geklemmt gehalten wird. Beim Befüllen des Spaltes 4 legt sie sich faltenfrei an die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 an. Die Folie 11 kann nach dem Entformen des Bodens B noch temporär am Boden B verbleiben, bis der Boden B sich soweit verfestigt hat und ein Schwinden eingesetzt hat, dass die Folie
I I vom Boden B lösbar ist, ohne diesen zu beschädigen.
In einem weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die innere Oberfläche des Verschlussstückes 3 ein Formeinsatz eingelegt. Der Formeinsatz weist eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass er beim Befüllen des Spaltes 4 mit Keramikmasse M keine Falten schlägt.
Grundsätzlich kann die Verwendung einer Folie 1 1 oder eines Formeinsatzes erfolgen, auch ohne dass erfindungsgemäß die Extrusionsvorrichtung mindestens eine Belüftungsöffnung 7 aufweist. Die Folie 1 1 bzw. der Formeinsatz und die Belüftungsöffnungen 7 sind alternative Maßnahmen, um eine Beschädigung des Bodens B bei einem schnellen Entformen zu vermeiden, führen jedoch in Zusammenwirkung zu einer noch höheren Sicherheit.
Bezugszeichenliste
1 Mundstück
2 Dorn
3 Verschlussstück
3.1 Mittenachse
4 Spalt
5 Speisekammer
6 Entlüftungsöffnung
7 Belüftungsöffnung
8 Abdichtkappe
8.1 Deckfläche
9 Verschlussmechanismus
10 Bedienelement
11 Folie
12 Zentralbohrung
13 erste Kanalbohrung
14 zweite Kanalbohrung
15 Kolben
16 Ringsspalt
17 Medienzuführung
18 Pumpe oder Druckluftkammer
M Keramikmasse
B Boden
l_o obere Endlage
l_z Zwischenlage
Lu untere Endlage
R Rohrstück
h1 erster Kolbenhub
h2 zweiter Kolbenhub

Claims

Patentansprüche
1. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden (B) verschlossenen Keramikrohres, aufweisend ein Mundstück (1 ), einen darin koaxial angeordneten Dorn (2) und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück (1 ) verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück (3), wobei innere Oberflächen des Mundstückes (1 ) und des Verschlussstückes (3) und eine äußere Oberfläche des Dorns (2) einen Spalt (4) begrenzen, welcher zwischen dem Dorn (2) und dem Mundstück (1 ) der Form eines Rohrstückes (R) und zwischen dem Dorn (2) und dem Verschlussstück (3) der Form des Bodens (B) des herzustellenden Keramikrohres entspricht, und der Spalt (4) mit einer durch eine Keramikmasse (M) befüllten Speisekammer (5) in Verbindung steht und in dem Verschlussstück (3) eine Entlüftungsöffnung (6) vorhanden ist, über die beim Befüllen des Spaltes (4) mit der Keramikmasse (M) der Spalt (4) entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse (M) aus dem Spalt (4) gedrückt werden kann, und
in dem Verschlussstück (3) eine Belüftungsöffnung (7) vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück (1 ) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Verschlussstück (3) eine zum Mundstück (1 ) koaxial verlaufende Zentralbohrung (12) vorhanden ist, in der ein Kolben (15) über einen ersten Kolbenhub (h-i) zwischen einer oberen Endlage (Lo) und einer Zwischenlage (Lz) und über einen zweiten Kolbenhub (h2) zwischen der Zwischenlage (Lz) und einer unteren Endlage (Lu) verschiebbar ist, wobei die Entlüftungsöffnung (6) durch eine erste Kanalbohrung (13), die zwischen der oberen Endlage (Lo) und der Zwischenlage (Lz) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist, und
dass entweder die Belüftungsöffnung (7) durch eine zweite Kanalbohrung (14), die zwischen der Zwischenlage (Lz) und der unteren Endlage (Lu) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist
oder dass die Zentralbohrung (12) unterhalb der Zwischenlage (Lz) einen größeren Durchmesser aufweist als oberhalb der Zwischenlage (Lz), wodurch sich um den Kolben (15) in der unteren Endlage (Lu) ein Ringspalt (16) ausbildet, der in Verbindung mit der geöffneten Zentralbohrung (12) die Belüftungsöffnung (7) darstellt,
oder dass die Zentralbohrung (12) vollständig freigegeben ist, wenn sich der Kolben (15) in der unteren Endlage (Lu) befindet, womit die Zentralbohrung (12) die Belüftungsöffnung (7) darstellt.
2. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung eines mit einem Boden (B) verschlossenen Keramikrohres, aufweisend ein Mundstück (1 ), einen darin koaxial angeordneten Dorn (2) und ein koaxial angeordnetes, das Mundstück (1 ) verschließendes, temporär abnehmbares Verschlussstück (3), wobei innere Oberflächen des Mundstückes (1 ) und des Verschlussstückes (3) und eine äußere Oberfläche des Doms (2) einen Spalt (4) begrenzen, welcher zwischen dem Dorn (2) und dem Mundstück (1 ) der Form eines Rohrstückes (R) und zwischen dem Dorn (2) und dem Verschlussstück (3) der Form des Bodens (B) des herzustellenden Keramikrohres entspricht, und der Spalt (4) mit einer durch eine Keramikmasse (M) befüllten Speisekammer (5) in Verbindung steht und in dem Verschlussstück (3) eine Entlüftungsöffnung (6) vorhanden ist, über die beim Befüllen des Spaltes (4) mit der Keramikmasse (M) der Spalt (4) entlüftet und ein Überschuss der Keramikmasse (M) aus dem Spalt (4) gedrückt werden kann, und
in dem Verschlussstück (3) eine Belüftungsöffnung (7) vorhanden ist, die bei verschlossenem Mundstück (1 ) wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verschlussstück (3) eine zum Mundstück (1 ) koaxial verlaufende Zentralbohrung (12) vorhanden ist, in der ein Kolben (15), gebildet durch einen Außenkolben und einen Innenkolben, über einen ersten Kolbenhub (h-i) zwischen einer oberen Endlage (L0) und einer Zwischenlage (Lz) verschiebbar ist und der Innenkolben über einen zweiten Kolbenhub (h2) zwischen der Zwischenlage (Lz) und einer unteren Endlage (Lu), in der der Kolben (15) geöffnet ist, verschiebbar ist, wobei die Entlüftungsöffnung (6) durch eine erste Kanalbohrung (13), die zwischen der oberen Endlage (L0) und der Zwischenlage (Lz) in die Zentralbohrung (12) mündet, und die Zentralbohrung (12) gebildet ist und die Zentralbohrung (12) und der geöffnete Kolben (15) die wenigstens eine Belüftungsöffnung (7) darstellen.
3. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass die Belüftungsöffnung (7) über eine Medienzuführung (17) mit einer Pumpe oder einer Druckluftkammer (18) verbunden ist.
4. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Oberfläche des Verschlussstückes (3) mit einem Formeinsatz ausgelegt ist, der nach dem Entfernen des Verschlussstückes (3) vom Mundstück (1 ) an dem Boden (B) haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und einem beginnenden Schwinden der den Boden (B) bildenden Keramikmasse (M) leicht entfernt werden kann.
5. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Oberfläche des Verschlussstückes (3) mit einer Folie (1 1 ) ausgelegt ist, die nach dem Entfernen des Verschlussstückes (3) vom Mundstück (1 ) an dem Boden (B) haften bleibt und nach dem Entweichen einer Restfeuchte und einem beginnenden Schwinden der den Boden (B) bildenden Keramikmasse (M) leicht entfernt werden kann.
6. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (1 1 ) dehnbar ist und außerhalb des Spaltes (4) zwischen dem Mundstück (1 ) und dem Verschlussstück (3) geklemmt ist.
7. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Entlüftungsöffnung (6) verschließbar ausgeführt ist.
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