FR2608962A1

FR2608962A1 - Isostatic compression method for producing ceramics

Info

Publication number: FR2608962A1
Application number: FR8716335A
Authority: FR
Inventors: Arnold Reger
Original assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Current assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1988-07-01
Anticipated expiration: 2007-11-25
Also published as: FR2608962B1; IT8722723A0; IT1232964B; DE3640567C2; DE3640567A1

Abstract

The method produces ceramic items from powdery material by isostatic compression, this being projected into the mould chamber via a stop valve at the end of the feed passage. When the flow of material (70) ceases, the valve (90) rotates against the direction in which delivery has taken place. Alternatively it can be arranged to slide at not less than 90 deg. to this direction. The valve rotates, and can be so shaped that when open it forms part of the feed passage and shuts it off when turned.

Description

L'invention concerne un dispositif pour fabriquer des objets en céramique à partir d'une masse pulvérulente, par compression isostatique, et comportant deux éléments de moule déplaçables l'un par rapport à l'autre et délimitant une cavité de moule raccordée par l'intermédiaire d'une canalisation de remplissage à un réservoir, et un organe d'obturation qui est installé dans un canal de remplissage à l'extrémité de la canalisation de remplissage, au niveau du bord de la cavité de moule et qui, dans la position de compression, maintient fermé le canal de remplissage. The invention relates to a device for manufacturing ceramic objects from a pulverulent mass, by isostatic compression, and comprising two mold elements movable relative to each other and delimiting a mold cavity connected by the intermediate a filling line to a reservoir, and a closure member which is installed in a filling channel at the end of the filling line, at the edge of the mold cavity and which, in the position compression, keeps the filling channel closed.

Dans un dispositif du type indiqué plus haut, connu d'après la demande de brevet allemand publiée sous le
N 3143550, deux éléments de moule déplaçables le long d'un axe commun définissent, dans la position fermée, une cavité de moule. La cavité de moule est reliée à un réservoir d'ou une masse céramique pulvérulente est entraînée à l'aide d'air comprimé. La canalisation de remplissage s'étend depuis le réservoir jusque dans un insért prévu au voisinage de l'un des deux éléments de moule. En tant qu'organe de fermeture il est prévu, dans cet insert, un tiroir incliné d'environ 45 par rapport à la canalisation de remplissage et déplaçable selon un mouvement rectiligne.In a device of the type indicated above, known from the German patent application published under the
N 3143550, two mold elements movable along a common axis define, in the closed position, a mold cavity. The mold cavity is connected to a reservoir from which a powdery ceramic mass is entrained using compressed air. The filling pipe extends from the tank to an insert provided in the vicinity of one of the two mold elements. As a closing member, there is provided in this insert a drawer inclined by about 45 relative to the filling pipe and movable in a rectilinear movement.

Afin drinterrompre l'introduction de la masse, le tiroir peut fermer le canal de remplissage dans la zone de l'embouchure. Le tiroir repousse le matériau supplémentaire dans la cavité de moule déjà remplie et provoque de ce fait un tassement ou une formation de bavures, indésirable dans le cas d'ébauches déterminées, dans la zone marginale de l'objet en céramique. Ces effets peuvent être la cause de la formation de fissures lors de la cuisson ou bien imposer une dépense sup plémentaire d'ébavurage d' ébavurage
C'est pourquoi l'invention a pour but de développer un outil de compression du type décrit plus haut de manière à éviter différents tassements et une dépense accrued'ébavurage pour ce qui concerne les objets formés par compres sion.In order to interrupt the introduction of the mass, the drawer can close the filling channel in the mouth area. The drawer pushes the additional material into the already filled mold cavity and thereby causes compaction or formation of burrs, undesirable in the case of specific blanks, in the marginal zone of the ceramic object. These effects can be the cause of the formation of cracks during cooking or impose an additional expense of deburring.
This is why the invention aims to develop a compression tool of the type described above so as to avoid various settlements and increased expense of deburring with regard to the objects formed by compression.

Ce problème est résolu conformément à l'invention grace au fait que l'organe d'obturation est monté rotatif et est conformé de telle sorte que, dans la position de remplissage, il forme une partie du canal de remplissage et qu'ilpuissetour- ner, en vue d'interrompre l'écoulement de la masse, dans une direction opposée à la direction de remplissage. This problem is solved in accordance with the invention thanks to the fact that the closure member is rotatably mounted and is shaped so that, in the filling position, it forms part of the filling channel and that it can turn , in order to interrupt the flow of mass, in a direction opposite to the filling direction.

Selon une variante avantageuse, l'organe d'obturation est un cylindre comportant un côté longitudinal aplati et qui, lors de la fermeturé, peut tourner en sens opposé de la direction de remplissage jusqu'à ce que sa partie, de diamètre non tronqué rétablisse la fermeture avec un revêtement du canal de remplissage. According to an advantageous variant, the shutter member is a cylinder having a flattened longitudinal side and which, when closed, can rotate in the opposite direction to the filling direction until its portion, of non-truncated diameter, restores closing with a covering of the filling channel.

Selon une variante avantageuse, dans la position de fermeture, l'organe d'obturation est appliqué contre le revêtement et ce dernier recouvre une membrane qui recouvre les éléments de moule. According to an advantageous variant, in the closed position, the shutter member is applied against the coating and the latter covers a membrane which covers the mold elements.

Selon une variante avantageuse de l'invention, l'organe d'obturation est monté sur l'un seulement des éléments de moule et est supporté dans un insert, dont la surface de support et une surface, qui s'y raccorde et limite le canal de coulée, comportent un revêtement. According to an advantageous variant of the invention, the closure member is mounted on only one of the mold elements and is supported in an insert, the support surface and a surface of which is connected thereto and limits the runner, have a coating.

Selon une variante avantageuse de l'invention, l'organe d'obturation est constitué par un corps en forme de bloc de section transversale polygonale. According to an advantageous variant of the invention, the closure member is constituted by a block-shaped body of polygonal cross section.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 représente une vue en élévation latérale d'une presse comportant un outil de compression conforme à l'invention
- la figure 2 représente une coupe axiale de l'ou- til de compression
- la figure 3 représente une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2
- la figure 4 représente une vue en plan de l'outil de compression ; et
- la figure 5 représente une partie de la figure 3.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below taken with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 shows a side elevational view of a press comprising a compression tool according to the invention
- Figure 2 shows an axial section of the compression tool
- Figure 3 shows an enlarged view of part of Figure 2
- Figure 4 shows a plan view of the compression tool; and
- Figure 5 shows part of Figure 3.

Comme le montre la figure 1, l'outil de compression conforme à l'invention peut être introduit par exemple dans une presse hydraulique verticale du type à colonnes. La presse comporte une traverse 10 qui est reliée à un pied de presse 19. A la traverse 10 se trouve fixée un vérin hydraulique 24, dans lequel un piston 16 est guidé de manière à être déplaçable verticalement. Un support supérieur de moule 28 est fixé sur la face inférieure du piston et un anneau extérieur de serrage 20 ainsi qu'un élément de moule supérieur 42 de l'ou- til de compression conforme à l'invention peuvent être fixés à ce support. Lorsque l'outil de compression est fermé, l'anneau de serrage 20 est appliqué contre un élément de moule inférieur 18, qui est fixé à un support inférieur de moule 26. As shown in FIG. 1, the compression tool according to the invention can be introduced, for example, into a vertical hydraulic press of the column type. The press has a cross member 10 which is connected to a press stand 19. At the cross member 10 is fixed a hydraulic cylinder 24, in which a piston 16 is guided so as to be vertically movable. An upper mold support 28 is fixed to the underside of the piston and an external clamping ring 20 as well as an upper mold element 42 of the compression tool according to the invention can be fixed to this support. When the compression tool is closed, the clamping ring 20 is applied against a lower mold element 18, which is fixed to a lower mold support 26.

Un embout de remplissage 30 est relié à l'élément de moule inférieur 18.A filling nozzle 30 is connected to the lower mold element 18.

Comme le montre la figure 2, un rebord marginal 52 d'une membrane 44 est serré de façon étanche entre l'élément de moule supérieur 42 et l'anneau de serrage 20. A l'état de repos, cette membrane est appliquée contre l'élément de moule supérieur 42. Dès que, lors de la fermeture du moule de compression, l'élément de moule inférieur 18 s'est appliqué contre l'anneau de serrage 20, on atteint la position de remplissage, dans laquelle la membrane 44, qui est encore appliquée contre l'élément de moule supérieur 42, limite, de concert avec un revêtement 46 prévu sur l'élément de moule inférieur 18, une cavité de moule 68. Des conduits 48 ménagés dans l'élément de moule supérieur 42 relient la face arrière de la membrane 44 à un espace de distribution 50. As shown in FIG. 2, a marginal rim 52 of a membrane 44 is tightly tightened between the upper mold element 42 and the clamping ring 20. In the state of rest, this membrane is applied against the upper mold element 42. As soon as, when the compression mold is closed, the lower mold element 18 is applied against the clamping ring 20, the filling position is reached, in which the membrane 44 , which is still applied against the upper mold element 42, limits, in concert with a coating 46 provided on the lower mold element 18, a mold cavity 68. Conduits 48 formed in the upper mold element 42 connect the rear face of the membrane 44 to a distribution space 50.

Un canal de remplissage 38 débouche dans la cavité de moule 68. Ce canal est fermé avant et pendant la fermeture du moule de compression, par un tiroir rotatif 56, qui constitue un organe d'obturation. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'organe d'obturation 56 possède la forme d'un cylindre comportant un côté longitudinal aplati 66, parallèle à l'axe. A l'état fermé, conformément à la figure 5, l'organe d'obturation 56 est appliqué par sa partie de diamètre non tronqué contre la face inférieure d'un revêtement 58 qui est fixé sur l'anneau de serrage 20. Pour faire tourner dans un sens et dans l'autre l'organe d'obturation 56, il est prévu une unité 22 en forme de vérin (figures 1 et 4), qui est relié à l'organe d'obturation 56 par une manivelle 78. A filling channel 38 opens into the mold cavity 68. This channel is closed before and during the closing of the compression mold, by a rotary drawer 56, which constitutes a shutter member. In the embodiment shown, the shutter member 56 has the shape of a cylinder having a flattened longitudinal side 66, parallel to the axis. In the closed state, in accordance with FIG. 5, the closure member 56 is applied by its portion of non-truncated diameter against the underside of a coating 58 which is fixed to the clamping ring 20. To make turn the shutter member 56 in one direction and the other, a unit 22 in the form of a jack (FIGS. 1 and 4) is provided, which is connected to the shutter member 56 by a crank 78.

Conformément aux figures 2 et 3, le canal de remplissage 38 est relié rigidement par une bride 72 à un bloc 40 formant unité de remplissage et, comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, est relié par l'intermédiaire d'une canalisation de remplissage 54 à un réservoir 34, en amont duquel est installé un dispositif de fermeture 60. La masse céramique pulvérulente 32 sortant du réservoir 34 parvient, sous l'effet de l'ouverture du tiroir 62, dans un élément de tube perforé, qui est entouré par une chambre 64 pouvant être chargée par de l'air comprimé. Pour réaliser le remplissage de la cavité de moule 68, l'unité en forme de vérin 22 fait tourner l'organe d'obturation 56 dans le sens des aiguilles d'une montre (figures 2,3 et 5) jusqu'à ce que le côté longitudinal aplati 76 soit de niveau avec la surface recouverte 76 du bloc 40. According to Figures 2 and 3, the filling channel 38 is rigidly connected by a flange 72 to a block 40 forming a filling unit and, as shown in Figures 2 and 3, is connected via a pipe filling 54 to a reservoir 34, upstream of which a closure device 60 is installed. The powdery ceramic mass 32 leaving the reservoir 34 arrives, under the effect of the opening of the drawer 62, in a perforated tube element, which is surrounded by a chamber 64 which can be charged with compressed air. To fill the mold cavity 68, the cylinder-shaped unit 22 rotates the shutter member 56 clockwise (Figures 2,3 and 5) until the flattened longitudinal side 76 is level with the covered surface 76 of the block 40.

Simultanément on envoie de l'air comprimé à la chambre 64 pendant un bref intervalle de temps de sorte que la masse pénètre dans la cavité de moule 68, conformément à la flèche représentée sur la figure 3 et indiquant la direction de remplissage 70.Simultaneously, compressed air is sent to the chamber 64 for a short period of time so that the mass enters the mold cavity 68, in accordance with the arrow shown in FIG. 3 and indicating the filling direction 70.

Si la cavité de moule 68 est remplie, ce qui peut être déterminé sur la base d'une durée de remplissage fixée de façon empirique, ou bien par calcul,au moyen d'un volume prédéterminé de la masse, l'organe d'obturation 56 ferme l'embouchure de la canalisation de remplissage 54 sous l'effet de sa rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre sur les figures 2,3 et 5, c'est-à-dire en sens inverse de la direction de remplissage 70, et fait refluer dans le canal de remplissage 38 la masse 32 qui est située au voisinage de l'organe d'obturation 56. If the mold cavity 68 is filled, which can be determined on the basis of a filling time fixed empirically, or alternatively by calculation, by means of a predetermined volume of the mass, the shutter member 56 closes the mouth of the filling pipe 54 under the effect of its rotation anticlockwise in FIGS. 2, 3 and 5, that is to say in the opposite direction to the direction of filling 70, and causes the mass 32 which is situated in the vicinity of the closure member 56 to flow back into the filling channel 38.

Une fois que l'opération de remplissage est terminée, un fluide comprimé pénètre,à partir de l'espace de distribution 50, derrière la membrane 44, en tassant de façon uniforme la masse céramique 32 introduite dans la cavité de moule 68. I1 apparait alors également, dans une zone marginale 74 de la membrane 44, des forces intenses de compression qui agissent également sur la partie d'extrémité du revêtement 58, au voisinage de l'embouchure du canal de remplissage 38, de sorte que cette zone d'extrémité est comprimée de façon étanche sur l'organe d'obturation 56. Ceci a simultanément pour effet que la membrane 44 et le revêtement 58 établissent dans cette zone une bonne étanchéité empêchant la pénétration de la masse 32 en arrière de la membrane 44. Once the filling operation is complete, a compressed fluid penetrates, from the distribution space 50, behind the membrane 44, by compacting uniformly the ceramic mass 32 introduced into the mold cavity 68. I1 appears then also, in a marginal zone 74 of the membrane 44, intense compressive forces which also act on the end part of the covering 58, in the vicinity of the mouth of the filling channel 38, so that this zone end is compressed in a leaktight manner on the shutter member 56. This simultaneously has the effect that the membrane 44 and the coating 58 establish in this zone a good seal preventing the penetration of the mass 32 behind the membrane 44.

Afin de maintenir à une faible valeur l'usure par frottement que la masse 32 peut faire apparaître pendant l'opération de remplissage au niveau des parois du canal de remplissage 38 et dans l'élément de support de l'organe d'obturation 56, et afin de pouvoir remplacer aisément les pièces d'usure, les surfaces tournées vers le canal de remplissage 38 conformément à la figure 5 et l'élément de support de l'organe d'obturation 56 sont munis d'un revêtement élastique 76 prévu sur le bloc 40, qui peut être remplacé. Le revêtement 58, qui est associé au canal de remplissage 38 et est prévu sur l'anneau de serrage 20, est réalisé par exemple en un acier spécial et peut être remplacé grâce au desserrage d'une liaison vissée non représentée. In order to maintain at a low value the wear by friction that the mass 32 can make appear during the filling operation at the walls of the filling channel 38 and in the support element of the closure member 56, and in order to be able to easily replace the wearing parts, the surfaces facing the filling channel 38 in accordance with FIG. 5 and the support element of the closure member 56 are provided with an elastic coating 76 provided on block 40, which can be replaced. The coating 58, which is associated with the filling channel 38 and is provided on the clamping ring 20, is made for example of a special steel and can be replaced by loosening a screw connection not shown.

Afin d'améliorer l'introduction de la masse 32 dans la cavité de moule 68 lorsque l'outil de compression est fermé, dans la position de remplissage, le revêtement 46 comporte, dans l'élément de moule inférieur 18, conformément à la figure 4, une embouchure de remplissage 80 qui s'étend sur tou te la largeur du canal de remplissage qui pour sa part correspond à la longueur du méplat ménagé sur l'organe d'obturation 56. L'embouchure de remplissage 80 se termine au niveau d'un rebord annulaire saillant 82 qui constitue le bord de l'objet en céramique. La hauteur de l'embouchure de remplissage 80 diminue en direction du rebord 82, au niveau duquel elle se termine. Lors de la compression, la membrane 44 ferme cette embouchure de remplissage. In order to improve the introduction of the mass 32 into the mold cavity 68 when the compression tool is closed, in the filling position, the covering 46 comprises, in the lower mold element 18, in accordance with the figure 4, a filling mouth 80 which extends over all of the width of the filling channel which, for its part, corresponds to the length of the flat formed on the shutter member 56. The filling mouth 80 ends at the level a projecting annular rim 82 which constitutes the edge of the ceramic object. The height of the filling mouth 80 decreases towards the rim 82, at which it ends. During compression, the membrane 44 closes this filling mouth.

En vue de raccourcir la durée de fermeture ou d'améliorer l'étanchéité de la cavité de moule 68 ou d'obtenir un maintien amélioré du revêtement sur l'organe d'obturation, il peut être avantageux que la section transversale de l'organe d'obturation soit triangulaire, rectangulaire ou carrée. In order to shorten the closing time or improve the tightness of the mold cavity 68 or to obtain an improved retention of the coating on the shutter member, it may be advantageous for the cross section of the member either triangular, rectangular or square.

Sur la figure 4, on a représenté des éléments de moule pour des ébauches à symétrie de révolution, qui cependant ne doivent être considérées que comme un exemple étant donné que le dispositif conforme à l'invention permet de fabriquer, avec une économie de coûts, également d'autres organes de compression, notamment de forme ovale. In FIG. 4, mold elements have been shown for blanks with symmetry of revolution, which however should only be considered as an example since the device according to the invention makes it possible to manufacture, with cost savings, also other compression organs, in particular of oval shape.

Claims

1. Device for manufacturing ceramic objects from a pulverulent mass, by isostatic compression, and comprising two mold elements (18,42) movable relative to each other and delimiting a mold cavity ( 68) connected via a filling pipe (54) to a reservoir (34), and a closure member (56) which is installed in a filling channel (38) at the end of the pipe filling (54), at the edge of the mold cavity (68) and which, in the compression position, keeps the filling channel (36) closed, characterized in that the closure member (56) is rotatably mounted and shaped so that in the filling position it forms part of the filling channel (38) and can rotate, in order to interrupt the flow of mass, in one direction opposite to the filling direction (70).

2. Device according to claim 1, characterized in that the closure member (56) is a cylinder having a flattened longitudinal side and which, when closed, can rotate in the opposite direction to the filling direction (70) until its non-truncated diameter portion establishes the closure with a covering (58) of the filling channel (38).

3. Device according to claim 2, characterized in that, in the closed position, the shutter member (56) is applied against the coating (58) and that the latter covers a membrane (44) which covers the elements mold (42).

4 .. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the closure member (56) is mounted on only one of the mold elements (18) and is supported in an insert, of which the support surface and a surface which connects to it and limits the pouring channel (38) have a coating (76).

5. Device according to claim 1, character ized in that the shutter member is constituted by a block-shaped body of polygonal cross section.