WO2006056192A2 - Gussform, insbesondere druckgussform, verfahren zum herstellen einer solchen gussform und verfahren zum niederdruckgiessen - Google Patents

Gussform, insbesondere druckgussform, verfahren zum herstellen einer solchen gussform und verfahren zum niederdruckgiessen Download PDF

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Rudolf Kraus
Uwe Heinold
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    • B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
    • B28B1/261—Moulds therefor
    • B28B1/262—Mould materials; Manufacture of moulds or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B7/34—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials
    • B28B7/344—Moulds, cores, or mandrels of special material, e.g. destructible materials from absorbent or liquid- or gas-permeable materials, e.g. plaster moulds in general

Definitions

  • Mold in particular die-casting mold, method for producing such a mold and method for "low-pressure casting
  • the invention relates to a mold, in particular die-casting mold, with the preamble features of claim 1, to a method for producing such a mold or to a method for low-pressure casting.
  • a mold as a die is used to fabricate e.g. hard metal or ceramic articles by means of the so-called slip casting method.
  • the pressure die consists on the inside of a permeable or porous filter layer through which the liquid of the slurry passes. On the upper side of the filter layer, this results in the formation from the solid constituents of the slip of a broken piece, which forms the ceramic object after removal and sintering.
  • the casting layer adjacent to a base layer which provides the casting layer stability and having a conduit means for discharging the liquid.
  • casting molds for low-pressure casting processes in which molds made of gypsum are used as casting molds. Slip is introduced into the mold virtually without pressure or with slight overpressure. Therefore, such casting methods are referred to as low-pressure casting method.
  • the drainage of such a mold is essentially by capillary action in that the material of the mold absorbs the liquid of the slurry.
  • a disadvantage of the low-pressure casting process the high cycle times of about 3 to 4 hours for simple ceramic articles, since after pouring the slurry and the formation of a cullet on the wall of the mold before demolding of the cullet drying or post consolidation with a duration of about 30 minutes for a simple ceramic article.
  • casting molds with a second conduit device are also known, which are incorporated in the form of hoses for dewatering into the material of the casting mold.
  • the conduit means usually serves on the one hand as a drainage system for draining or discharging the liquid of the slurry.
  • Such molds for die casting usually consist of diecasting molds made of plastic, which has elastic and plastic properties, so that the molds are to be renewed regularly.
  • the problem is a material-inherent life, which already leads to a limited controllable 3D fading in the production of the mold.
  • the mold is replaced when the articles produced are no longer within the given tolerances, so that also by a limited useful life of the die is given.
  • the die-casting mold thus formed is sealed on the outside by means of a resin adhesive.
  • the conduit means for dewatering the porous inner layer or for supplying Compressed air through the porous inner layer thus consists of the coarsely porous outer layer and the tube.
  • EP 0 121 929 B1 or US Pat. No. 4,531,705 describe a very elaborate method for producing a die casting mold, in which, after the molding of a raw base body by means of melting, gaps and pores are formed.
  • DE 42 25 412 C1 describes a mold for producing liquid-containing pressed parts, such as roof tiles made of clay or similar material. The mold has two layers, with the layer coming into contact with the material to be compacted consisting of fine-pored foamed ceramic material, while the layer arranged underneath consists of coarse-pored foamed ceramic material or foamed concrete.
  • the object of the invention is to propose a casting mold, in particular a pressure casting mold, with a simpler construction, a method for producing such a casting mold or an improved method for low-pressure casting.
  • the mold is to provide an improved method of dewatering.
  • the cycle time in the manufacture of ceramic articles is to be shortened by a reduced re-drying time and / or by a reduction in the number of required Shape recovery dryings. A possibility for supplying compressed air would be advantageous.
  • a mold in particular die-casting mold with a base layer, with a permeable filter layer with a filter layer permeability on a surface of the base layer between the base layer and a casting space, with a first conduit means for feeding slurry into the casting space and with a second conduit means is preferred Discharging liquid from the casting space through the filter layer and / or for supplying a pressure medium for detaching a casting space formed in the casting space
  • the mold is advantageous in that the base layer of solid material connected to one another is formed with a base-layer permeability and the filter layer penetrates from the surface of the base layer a distance into the base layer and is connected to the base layer in this area.
  • a casting mold in particular such a casting mold, having a base layer, with a permeable filter layer with a filter layer permeability between the base layer and a casting space, with a first conduit device for feeding slurry into the casting space and with a second conduit device, is preferred for discharging liquid from the casting space through the filter layer and / or for supplying a pressure medium for detaching a broken piece formed in the casting space, wherein the base layer and / or the filter layer is divided by a partition in at least two sections, wherein the sections are separated by printing technology and / or line technology.
  • Die casting method is the application of a negative pressure to the second conduit means far away, since due to the high pressure with which the slurry is pressed into the die, suction through the second conduit means to the outside does not seem necessary, although the application of a negative pressure is also advantageous in die-casting can be.
  • the filter layer permeability preferably corresponds to a permeability or a porosity, as is known from filter layers per se.
  • the base layer permeability or a corresponding base layer porosity is preferably chosen in relation to the filter layer permeability so that there is a slight or negligible pressure resistance in the base layer for the liquid or the slip relative to the ratios in the filter layer consuming
  • a casting mold is preferred in which the bulk material consists of parts of a mineral material, in particular stone or glass, and / or parts of a plastic material.
  • plastics or other materials which have no capillary action or are even water-repellent since the capillary action can be completely or partially dispensed with by the application of the negative pressure is. It is also possible in an advantageous manner to apply a paint of limited permeability or liquid permeability to form the permeable filter layer instead of a granular permeable filter layer.
  • a casting mold is preferred in which the bulk material for its connection is formed from parts of the bulk material which are glued together.
  • a casting mold is preferred in which the bulk material is bonded to a binder wetting the surface of the parts of the bulk material.
  • a casting mold is preferred in which the base layer permeability of the base layer is greater, in particular more than a power of ten is greater than the filter layer permeability of the filter layer.
  • a casting mold is preferred in which the base layer permeability of the base layer is large enough to transport the liquid and / or the printing medium within the base layer with little, in particular negligible, pressure resistance.
  • the pressure resistance within the base layer is seen in the case of die casting in particular relative to the pressure resistance within the filter layer.
  • a casting mold is preferred in which the filter layer is poured onto the base layer, brushed on or sprayed on.
  • a casting mold is preferred in which the filter layer is formed from a material which adheres to the material of the base layer and / or with a coating over the material of the base layer.
  • the coating can be formed for example by an independent coating medium and / or by an adhesive or the binder for bonding the parts of the base layer, whereby advantageously a material and / or positive connection of the bulk material is formed.
  • a casting mold is preferred in which the second conduit device has one or more openings in the base layer.
  • the conduit device accordingly only leads up to the base layer through a wall which surrounds the base layer. The opening thus corresponds to an opening in a surrounding wall or seal of the base layer.
  • a simple conduit system may also pass through the base layer and have one or more separate openings to compensate for any residual pressure resistance within the base layer.
  • a casting mold is preferred with such a dividing wall, in which the dividing wall is formed from a liquid-tight material.
  • a casting mold is preferred in which the dividing wall is formed from a gas-tight material.
  • a casting mold is preferred in which the dividing wall is formed of an elastic material, in particular of plastic and / or silicone.
  • a casting mold is preferred in which the dividing wall subdivides the base layer into the at least two sections, the base layer being formed from a permeable material having a base-layer permeability.
  • such a casting mold is preferred for a low-pressure casting process, wherein the second
  • Conduction device has a connection for applying a ünterdrucks.
  • a low-pressure casting mold from such a casting mold is preferred, the casting mold being dimensioned for applying a differential pressure of less than 2.5 bar, in particular less than 2 bar, to the permeable filter layer by applying a negative pressure to the connection of the second conduit means.
  • the procedure can be implemented from the basic principle but also with larger differential pressures.
  • a low-pressure casting plant with such a mold according to a preceding claim and a pump for applying the negative pressure to the connection of the mold.
  • such a method is preferred in which individual parts of the bulk material are glued together to form the base layer.
  • such a method is preferred in which the filter layer is applied to the surface of the base layer for application to the surface of the Base layer is poured on, brushed or sprayed on.
  • the type of application of the filter layer or of the material of the filter layer depends in particular on the consistency of the fluid of the material.
  • the consistency of the liquid is also selected in view of the fact that the material of the filter layer penetrates sufficiently deep for encompassing parts of the base layer in order to enable a good interlocking of the two layers, but on the other hand does not penetrate too deeply into the base layer in order to prevent a good pressure distribution within the base layer not by too far penetrated material of the filter layer.
  • a method is preferred in which the filter layer, when applied to the surface of the base layer, is liquid enough to penetrate a limited distance into the base layer.
  • a method for producing a casting mold in which a base layer and a permeable filter layer are provided and bonded together, is formed in the base layer and / or in the filter layer, a partition wall such that the partition wall, the base layer and / or the Filter layer divided into at least two printing technology and / or line technology separate sections.
  • the base layer and / or the filter layer is provided with a connection for applying a negative pressure.
  • a method is preferred for producing a cast article using such a casting mold, in which the casting mold is filled with slip and in which a negative pressure is applied to a filter layer and / or a base layer of the casting mold.
  • FIG. 1 is a sectional view of a preferred mold, in particular die-casting mold for a low pressure
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the casting mold from FIG. 1; FIG. and
  • Fig. 3 is a sectional view through a mold with separate printing sections.
  • FIGS. 1 and 2 there is a mold as a die casting or as a casting mold for a low-pressure casting method for manufacturing ceramic articles substantially from a casting layer or filter layer 1, a base layer 2 for supporting and supporting the filter layer 1 and a conduit device 50 The arrangement is surrounded by a wall 40, 41 apart from the side with the filter layer.
  • a mold as a die casting or as a casting mold for a low-pressure casting method for manufacturing ceramic articles substantially from a casting layer or filter layer 1, a base layer 2 for supporting and supporting the filter layer 1 and a conduit device 50
  • the arrangement is surrounded by a wall 40, 41 apart from the side with the filter layer.
  • two or more such die casting molds are arranged with mutually facing filter layers 1 relative to one another to form a casting space 6 between the filter layers 1 ,
  • the conduit means 50-55 consists of a first conduit means 50-52 and a second one
  • the first conduit 50 - 52 consists of a tube 50, which leads through the wall 41 and the filter layers 1-3 to the casting chamber 6 to introduce from the outside Schlicker S in the casting chamber 6.
  • a closure or valve device 52 is connected to the tube 50, above which a slip container 51 for providing the slip S is provided is arranged.
  • a hose which leads to such a Schlicker mynis 51, depending on the needs of the outwardly opening pipe 50 are connected.
  • the second conduit device 53-55 consists of a tube 53, which leads through the wall 40 to the base layer 2, as far as the filter layer 1 or possibly also into this. In principle, it is also possible to guide the pipe 53 and / or further pipes or pipes branching off thereof into the permeable filter layer 1. Under tube is to be understood in principle not only a conventional rigid pipe made of plastic or metal but an arbitrarily designed line system. On the outside, on the pipe 53, in particular in the case of a low-pressure casting process
  • Pump 54 is connected, which serves to apply a negative pressure pl, to suck liquid W. Via an outlet 55, the liquid W is optionally discharged from the pump 54.
  • the pump 54 can be used for injecting compressed air L in the reverse direction.
  • the slurry S introduced into the casting space 6 consists of solid constituents for forming a body and of liquid constituents in the form of the liquid W.
  • This liquid is in particular in the case of a low-pressure casting process by applying a negative pressure of the pump 54 from the casting space 6 through the permeable filter layer 1 and the base layer 2 pulled out.
  • the amount of liquid W is reduced, which remains after such a casting process in the mold.
  • the overpressure p2 in the casting chamber 6 results in particular when the valve 52 is open by a height h of the slurry S standing above the casting space 6 in the first conduit means and possibly the slurry container 51.
  • Optimum negative pressures p1 in the case of a low-pressure casting process can be dependent on Material of the shape, consistency of the slurry S and the geometry of the produced shards or ceramic article individually.
  • the slip S When manufacturing a ceramic article, the slip S is admitted into the casting space 6 above or adjacent to the filter layer 1 in the case of a low-pressure casting process under low pressure. In the case of a die casting process, the slip S is injected under high pressure. The solid constituents of the slip settle on a surface 7 of the filter layer 1, wherein the surface 7 of the
  • Base layer 2 from penetrates the compressed or compressed air L through the filter layer 1 and pushes the broken pieces of the surface 7 away.
  • the base layer 2 is formed from a bulk material in a first working step.
  • the bulk material is a solid, preferably mineral material, such as chippings, stones, etc. Also usable as bulk material are materials such as glass beads or glass pieces, expanded clay, plastic granules and the like.
  • Individual parts T of the bulk material are connected to each other.
  • For bonding preferably serves as a binder B, an adhesive.
  • the parts T of the bulk material can be immersed in a bath of the binder B and then brought into a desired shape in the desired shape.
  • the filter layer 1 is formed on the surface of the base layer 2.
  • the liquid material of the filter layer 1 is poured onto the surface of the base layer and / or brushed and brought into the desired shape.
  • the consistency of the material for forming the filter layer 1 when applied to the surface of the base layer 2 is such that a portion of the material for forming the filter layer 1 penetrates a distance into the surface of the base layer 2 and coincides with the top layer of FIG Parts T of the base layer 2 firmly connects.
  • the consistency of the material for forming the filter layer 1 is selected such that the distance over which the material penetrates into the base layer 2, preferably only as far as is necessary to build a sufficiently strong connection of base layer 2 and filter layer 1 to each other ,
  • the material for the filter layer 1 can be used for conventional materials.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • a fine porous filter layer 1 having a low permeability for passing the liquid W and the compressed air L but for retaining the solid components of the slurry can be formed.
  • the thickness of the filter layer 1 is currently more common in die-casting molds Ceramic article preferably but not necessarily 1 to 40 mm.
  • the base layer 2 As bulk material for the base layer 2, which preferably forms a bed for the filter layer 1, materials are used which offer good strength with regard to the pressures during the casting process.
  • the material for the base layer 2 in the connected, solid state a high permeability k2 and preferably provide high porosity.
  • the adhesive as the binder B preferably cross-links the surfaces of the individual parts T of the bulk material, so that on the one hand sufficient strength is ensured and on the other hand the highest possible permeability is made possible.
  • the permeability k2 in the base layer 2 is preferably large compared to the permeability kl in the
  • the permeability k2 of the base layer 2 is preferably so large by appropriate selection of the bulk material and the binder B, that in the entire base layer 2, a uniform structure of an overpressure in supplying the compressed air L or a negative pressure during the discharge of the liquid W is possible ,
  • Permeability ratio kl: k2 of the filter layer 1 or the base layer 2 can assume any values according to first experiments. It is also possible to construct a base layer 2 with a permeability or porosity decreasing towards the filter layer 1.
  • a low-pressure casting mold can be made by applying the negative pressure pl in accordance with also other materials than, for example, gypsum, which has a high capillary action.
  • a transition region 3 is created, which enables a firm connection of the filter layer and the base layer 2 to one another. Due to the toothing effect in the transition region 3, it is advantageously possible to dispense with additional adhesives, which would be impervious to liquid and compressed air, between the two layers.
  • Fig. 3 shows a sectional view of another embodiment, wherein for simplicity only components are described, which form a difference from the embodiment of FIG.
  • the base layer 2 is divided by means of a partition wall 9 into two separate sections 8, 8 *.
  • the partition wall 9 is preferably made of a liquid-tight and / or gas-tight material.
  • Each of the two sections 8, 8 * is assigned its own second line device 53 * - 55 *.
  • the two or more different sections 8, 8 * can each independently be subjected to suppression pl, pl * and, if appropriate, pressures in the opposite direction.
  • Such an arrangement is advantageous, in particular in the case of molds and die casting molds for complex shaped ceramic articles, in order to allow a uniform pressurization over the entire back surface 7 of the filter layer 1.
  • the partition wall 9 not only make a separation of the base layer 2 in two sections 8, 8 * make * but also partially or completely pass through the filter layer 1, to divide these completely or partially into two separate sections.
  • a material for the filter layer 9 is offered in accordance with first attempts in particular plastic and / or silicone.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gussform, insbesondere Druckgussform mit einer Basisschicht (2), einer permeablen Filterschicht (1) mit einer Filterschicht-Permeabilität (kl) auf einer Oberfläche der Basisschicht zwischen der Basisschicht und einem Gussraum(β), einer erstenLeitungseinrichtung (50 - 52) zum Zuführen von Schlicker (S) in den Gussraum und einer zweiten Leitungseinrichtung (5) zum Ableiten von Flüssigkeit (W) aus dem Gussraum durch die Filterschicht und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums (L) zum Ablösen eines im Gussraum gebildeten Scherben, wobei die Basisschicht aus fest miteinander verbundenem Schüttgut mit einer Basisschicht-Permeabilität (k2) ausgebildet ist und die Filterschicht von der Oberfläche der Basisschicht aus eine Strecke in die Basisschicht eindringt und in diesem Bereich mit der Basisschicht verbunden ist, wobei die zweite Leitungseinrichtung optional einen Anschluss zum Anlegen eines Unterdrucks (pl) aufweist. Gegebenenfalls auch eigenständig vorteilhaft ist eine Druckgussform, wenn die Basisschicht und/oder die Filterschicht durch eine Trennwandung (9) in zumindest zwei Abschnitte (8, 8*) unterteilt ist, wobei die Abschnitte (8, 8*) drucktechnisch und/oder leitungstechnisch voneinander getrennt sind.

Description

Beschreibung
Gussform, insbesondere Druckgussform, Verfahren zum Herstellen einer solchen Gussform und Verfahren zum" Niederdruckgießen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gussform, insbesondere Druckgussform, mit den Oberbegriffliehen Merkmalen des Patentanspruchs 1, auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Gussform bzw. auf ein Verfahren zum Niederdruckgießen.
Eine Gussform als eine Druckgussform dient zum Fertigen von z.B. hartmetallischen oder keramischen Gegenständen mittels des sogenannten Schlickergussverfahrens. Üblicherweise zumindest zwei Druckgussformteile werden zusammengesetzt und unter Druck mit Schlicker gefüllt. Die Druckgussform besteht innenseitig aus einer permeablen bzw. porösen Filterschicht, durch welche die Flüssigkeit des Schlickers hindurchtritt. Auf der Oberseite der Filterschicht bildet sich dadurch aus den festen Bestandteilen des Schlickers ein Scherben, welcher nach Entnahme und Sintern den keramischen Gegenstand ausbildet. Zur Abführung der Flüssigkeit des Schlickers ist der Gießschicht benachbart eine Basisschicht, welche der Gießschicht Stabilität bietet und eine Leitungseinrichtung zum Abführen der Flüssigkeit aufweist.
Bekannt sind außerdem Gussformen für Niederdruck- Gussverfahren, bei denen Formen aus Gips als Gussformen verwendet werden. Schlicker wird in die Gussform quasi druckfrei oder mit geringem Überdruck eingeleitet. Deshalb werden solche Gussverfahren als Niederdruck-Gussverfahren bezeichnet. Die Entwässerung einer solchen Gussform erfolgt im Wesentlichen durch Kapillarwirkung, indem das Material der Gussform die Flüssigkeit des Schlickers aufnimmt. Nachteilhaft sind beim Niederdruck-Gussverfahren die hohen Zykluszeiten von ca. 3 bis 4 Stunden für einfache keramische Artikel, da nach dem Eingießen des Schlickers und dem Ausbilden eines Scherben an der Wandung der Gussform vor dem Entformen des Scherben eine Trocknung bzw. Nachverfestigung mit einer Dauer von ca. 30 Minuten bei einem einfachen keramischen Artikel erfolgen muss. Außerdem muss alle drei bis vier Zyklen eine Trocknung der Gussform selber vorgenommen werden, da diese mit Kapillarwasser vollgesogen ist. Auch eine solche Formenrücktrocknung benötigt einen entsprechend hohen Zeitaufwand. Nachteilhaft ist auch die Lebensdauer von oftmals nur ca. 100 Zyklen aufgrund unter anderem der erforderlichen Formenrücktrocknung, so dass entsprechend hohe Herstellungs- und Entsorgungskosten für die Neubeschaffung von Formen bei Serienfertigungen keramischer Artikel entstehen.
Neben einer ersten Leitungseinrichtung zum Zuführen von Schlicker in einen Gussraum einer solchen Gussform sind auch Gussformen mit einer zweiten Leitungseinrichtung bekannt, welche in Form von Schläuchen zum Entwässern in das Material der Gussform eingearbeitet ist.
Die Leitungseinrichtung dient üblicherweise einerseits als Drainagesystem zum Entwässern bzw. Abführen der Flüssigkeit des Schlickers. Andererseits dient die Leitungseinrichtung zum Lösen des Scherben aus der Form, indem in umgekehrter Richtung Druckluft durch- die Leitungseinrichtung und die Filterschicht gegen den ausgebildeten Scherben gedrückt wird.
Derartige Gussformen für Druckguss bestehen als Druckgussformen üblicherweise aus Kunststoff, welcher elastische und plastische Eigenschaften aufweist, so dass die Gussformen regelmäßig zu erneuern sind. Problematisch ist ein materialbedingtes Eigenleben, welches bereits beim Herstellen der Gussform zu einem nur begrenzt beherrschbaren 3D-Schwund führt. Beim späteren Einsatz in einem Gussverfahren schwindet außerdem die gesamte Form aufgrund der Einspannkräfte der Gussform in einer Druckgusspresse. Üblicherweise wird die Form ausgetauscht, wenn die erzeugten Artikel nicht mehr innerhalb der gegebenen Toleranzen liegen, so dass auch dadurch eine nur begrenzte Nutzungsdauer der Druckgussform gegeben ist.
Allgemein bekannt ist zum Ausbilden der Leitungseinrichtung eine Anordnung von ggf. tausenden Löchern von einer Außenseite bis kurz vor die Oberfläche der permeablen
Filterschicht. Die Herstellung einer solchen Druckgussform ist entsprechend sehr aufwändig. Aus US 5,556,587 ist eine Druckgussform mit einem aufwändigen Drainagesystem als Leitungseinrichtung zum Entwässern und Entformen bekannt. WO 02/072327 Al beschreibt eine Druckgussform mit einer ausgebildeten Dbppelwandung. Unter der Filterschicht befindet sich ein Hohlraum, welcher mit einem Leitungssystem zum Entwässern verbunden ist. Entsprechend ist die Herstellung der Druckgussform mit einem hohen Aufwand verbunden.
DE 37 24 610 C2 bzw. US 4,913,868 zeigen eine Druckgussform, welche zwei übereinander angeordnete poröse Schichten aufweisen. Zur Herstellung der Druckgussform wird eine poröse Innenschicht mit einem mittlem Porendurchmesser von höchstens 20 μm und einer Dicke von 5-40 mm gegossen. Auf der Rückseite der porösen Schicht wird mit einem Muster ein Kleber aufgetragen, wobei wenigstens einige Bereiche der Rückseite von dem Kleber unbedeckt bleiben müssen, woraufhin auf die Rückseite der porösen Innenschicht eine grobporöse Außenschicht aufgesetzt wird. Die grobporöse Außenschicht weist eine Korngröße von 0,1-5 mm und eine Dicke von 5-30 mm auf. An der grobporösen Außenschicht wird wenigstens ein Rohr zum- Abführen von Wasser und zum Einblasen von Luft aus der bzw. in die grobporöse Außenschicht angeschlossen. Außerdem wird die derart gebildete Druckgussform außenseitig mittels eines Harzklebers abgedichtet. Die Leitungseinrichtung zum Entwässern der porösen Innenschicht bzw. zum Zuführen von Druckluft durch die poröse Innenschicht besteht somit aus der grobporösen Außenschicht und dem Rohr. Nachteilhaft ist bei dieser Anordnung jedoch das aufwändige Verkleben der beiden porösen Schichten miteinander.
EP 0 121 929 Bl bzw. US 4,531,705 beschreiben ein sehr aufwändiges Verfahren zum Herstellen einer Druckgussform, bei dem nach dem Formen eines rohen Grundkörpers durch Ausschmelzen Zwischenräume und Poren ausgebildet werden. DE 42 25 412 Cl beschreibt eine Form zum Herstellen von flüssigkeitshaltigen Pressteilen, wie Dachziegeln aus Lehm oder ähnlichem Material. Die Form weist zwei Schichten auf, wobei die mit dem zu verpressenden Material in Kontakt kommende Schicht aus feinporigem geschäumtem Keramikmaterial besteht, während die darunter angeordnete Schicht aus grobporigem geschäumtem Keramikmaterial oder geschäumtem Beton besteht.
Bei einer Vielzahl der Gussformen besteht zudem das Problem, dass die Wandungsstärke der Gussform bei aufwändig zu formenden Keramikartikeln, beispielsweise Toiletten oder Waschbecken, unterschiedlich dick ist, so dass ein sehr aufwändiges Leitungssystem erforderlich ist, damit die verschiedenen Abschnitte der Gussform im Bereich von der Filterschicht optimal entwässert bzw.rückseitig mit Druckluft beaufschlagt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gussform, insbesondere Druckgussform, mit einem einfacheren Aufbau, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Gussform bzw. ein verbessertes Verfahren zum Niederdruckgießen vorzuschlagen. Vorzugsweise soll die Gussform ein verbessertes Verfahren zum Entwässern ermöglichen. Insbesondere soll die Zyklusdauer bei der Herstellung keramischer Artikel verkürzt werden durch eine reduzierte Rücktrocknungszeit und/oder durch eine Reduzierung der Anzahl von erforderlichen Formenrücktrocknungen. Vorteilhaft wäre eine Möglichkeit zum Zuleiten von Druckluft.
Diese Aufgabe wird durch eine Gussform mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 11, ein Verfahren zum Herstellen einer Gussform mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 bzw. 23 bzw. durch ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Artikels mit den Merkmalen des Patentanspruchs 25 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Bevorzugt wird demgemäß eine Gussform, insbesondere Druckgussform mit einer Basisschicht, mit einer permeablen Filterschicht mit einer Filterschicht-Permeabilität auf einer Oberfläche der Basisschicht zwischen der Basisschicht und einem Gussraum, mit einer ersten Leitungseinrichtung zum Zuführen von Schlicker in den Gussraum und mit einer zweiten Leitungseinrichtung zum Ableiten von Flüssigkeit aus dem Gussraum durch die Filterschicht und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums zum Ablösen eines im Gussraum gebildeten
Scherben. Vorteilhaft wird die Gussform dadurch, dass die Basisschicht aus fest miteinander verbundenem Schüttgut mit einer Basisschicht-Permeabilität ausgebildet ist und die Filterschicht von der Oberfläche der Basisschicht aus eine Strecke in die Basisschicht eindringt und in diesem Bereich mit der Basisschicht verbunden ist.
Bevorzugt wird gemäß auch eigenständiger Ausgestaltung eine Gussform, insbesondere eine solche Gussform, mit einer Basisschicht, mit einer permeablen Filterschicht mit einer Filterschicht-Permeabilität zwischen der Basisschicht und einem Gussraum, mit einer ersten Leitungseinrichtung zum Zuführen von Schlicker in den Gussraum und mit einer zweiten Leitungseinrichtung zum Ableiten von Flüssigkeit aus dem Gussraum durch die Filterschicht und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums zum Ablösen eines im Gussraum gebildeten Scherben, wobei die Basisschicht und/oder die Filterschicht durch eine Trennwandung in zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei die Abschnitte drucktechnisch und/oder leitungstechnisch voneinander getrennt sind.
Bevorzugt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Gussform, insbesondere Druckgussform, bei dem eine Basisschicht und eine permeable Filterschicht bereitgestellt und miteinander verbunden werden, wobei die Basisschicht aus einem Schüttgut durch Formen und Verbinden des Schüttguts unter Beibehaltung einer Basisschicht-Permeabilität zum Leiten von Flüssigkeit und/oder zum Leiten von einem Druckmedium ausgebildet wird, nachfolgend die Filterschicht auf einer Oberfläche der Basisschicht aufgebracht wird.
Im Fall des Druckgießens mit hohem Druck, insbesondere aber auch im Fall des Niederdruckgießens mit einem solchen Niederdruck-Gussverfahren unter Einsatz eines Unterdrucks an der zweiten Leitungseinrichtung zum Absaugen von Flüssigkeit ist eine überraschend gute Reduzierung der Zyklusdauer beim Herstellen keramischer Artikel erzielbar. Vorteilhafterweise reduziert sich nicht nur die erforderliche Dauer für das Ausbilden der Scherben. Zusätzlich wird auch eine Reduzierung der Dauer für die Rücktrocknung der Gussform erreicht, da sich weniger Flüssigkeit in dem Körper der Gussform einlagert. Die Übertragung des Konzeptes einer zweiten Leitungseinrichtung, wie sie von Druckgussverfahren zum passiven, unterdruckfreien Entwässern und zum Entformen bekannt ist, ist somit in der erweiterten Form durch den Anschluss an eine Pumpe zum Anlegen eines Unterdrucks überraschend vorteilhaft übertragbar. Im Fall der
Druckgussverfahren liegt das Anlegen eines Unterdrucks an die zweite Leitungseinrichtung fern, da aufgrund des hohen Drucks, mit welchem der Schlicker in die Druckgussform eingepresst wird, ein Absaugen durch die zweite Leitungseinrichtung nach außen hin nicht erforderlich erscheint, obwohl auch bei Druckgussverfahren das Anlegen eines Unterdrucks vorteilhaft sein kann. Die Filterschicht-Permeabilität entspricht vorzugsweise einer Permeabilität bzw. einer Porosität, wie sie von Filterschichten für sich bekannt ist. Die Basisschicht- Permeabilität bzw. eine entsprechende Basisschicht-Porosität wird vorzugsweise im Verhältnis zur Filterschicht- Permeabilität so gewählt, dass in der Basisschicht für die Flüssigkeit bzw. den Schlicker relativ zu den Verhältnissen in der Filterschicht ein geringer oder vernachlässigbarer Druckwiderstand besteht, um ohne ein aufwändiges
Leitungssystem in der vorzugsweise gesamten Basisschicht stets die gleichen Druckverhältnisse zu bieten.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der das Schüttgut aus Teilen eines mineralischen Materials, insbesondere Stein oder Glas, und/oder Teilen eines Kunststoffmaterials besteht. Insbesondere wird dadurch in einem Niederdruck-Gussverfahren bzw. in einer Gussform für ein solches Niederdruck-Gussverfahren auch die Verwendung von Kunststoffen oder sonstigen Materialien ermöglicht, welche keine Kapillarwirkung haben oder sogar wasserabstoßend sind, da die Kapillarwirkung durch das Anlegen des ünterdrucks ganz oder teilweise entbehrlich ist. Auch das Auftrag einer nur bedingt wasserdurchlässigen oder flüssigkeitsdurchlässigen Farbe zum Ausbilden der permeablen Filterschicht anstelle einer körnigen permeablen Filterschicht wird dadurch in vorteilhafter Art und Weise ermöglicht.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der das Schüttgut zu dessen Verbindung aus miteinander verklebten Teilen des Schüttguts ausgebildet ist. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der das Schüttgut mit einem die Oberfläche der Teile des Schüttguts benetzenden Bindemittel verklebt ist.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Basisschicht-Permeabilität der Basisschicht größer, insbesondere mehr als eine Zehner-Potenz größer als die Filterschicht-Permeabilität der Filterschicht ist.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Basisschicht-Permeabilität der Basisschicht groß genug ist, die Flüssigkeit und/oder das Druckmedium mit geringem, insbesondere vernachlässigbarem Druckwiderstand innerhalb der Basisschicht zu transportieren. Der Druckwiderstand innerhalb der Basisschicht wird dabei im Fall des Druckgießens insbesondere relativ zu dem Druckwiderstand innerhalb der Filterschicht gesehen.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Filterschicht auf die Basisschicht aufgegossen, aufgestrichen oder aufgespritzt ist. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Filterschicht aus einem Material ausgebildet ist, welches mit dem Material der Basisschicht und/oder mit einem Überzug über das Material der Basisschicht verklebt. Der Überzug kann beispielsweise durch ein eigenständiges Überzugsmedium und/oder durch einen Klebstoff bzw. das Bindemittel zum Verkleben der Teile der Basisschicht ausgebildet werden, wodurch vorteilhaft eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung des Schüttguts entsteht.
Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die zweite Leitungseinrichtung in der Basisschicht eine oder mehrere Öffnungen aufweist. Gemäß einer einfachen Ausführungsform führt die Leitungseinrichtung entsprechend lediglich durch eine Wandung, welche die Basisschicht umgibt, bis an die Basisschicht heran. Die Öffnung entspricht somit einer Öffnung in einer umgebenden Wandung oder Abdichtung der Basisschicht. Jedoch kann ein einfaches Leitungssystem auch durch die Basisschicht hindurchführen und eine oder mehrere separate Öffnungen aufweisen, um einen ggf. verbleibenden Druckwiderstand innerhalb der Basisschicht auszugleichen. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform mit einer solchen Trennwandung, bei der die Trennwandung aus einem flüssigkeitsdichten Material ausgebildet ist. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Trennwandung aus einem gasdichten Material ausgebildet ist. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Trennwandung aus einem elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff und/oder Silikon ausgebildet ist. Bevorzugt wird insbesondere eine Gussform, bei der die Trennwandung die Basisschicht in die zumindest zwei Abschnitte unterteilt, wobei die Basisschicht aus einem permeablen Material mit einer Basisschicht-Permeabilität ausgebildet ist.
Bevorzugt wird insbesondere eine solche Gussform für ein Niederdruck-Gussverfahren, wobei die zweite
Leitungseinrichtung einen Anschluss zum Anlegen eines ünterdrucks aufweist.
Bevorzugt wird insbesondere eine Niederdruck-Gussform aus einer solchen Gussform, wobei die Gussform dimensioniert ist zum Anlegen eines Differenzdrucks von weniger als 2,5 bar, insbesondere von weniger als 2 bar an die permeable Filterschicht durch Anlegen eines Unterdrucks an den Anschluss der zweiten Leitungseinrichtung. Umsetzbar ist das Verfahren vom Grundprinzip aber auch bei größeren Differenzdrücken.
Bevorzugt wird insbesondere eine Niederdruck-Gussanlage mit einer solchen Gussform nach einem vorstehenden Anspruch und einer Pumpe zum Anlegen des Unterdrucks an den Anschluss der Gussform.
Bevorzugt wird insbesondere ein solches Verfahren, bei dem zum Ausbilden der Basisschicht einzelne Teile des Schüttguts miteinander verklebt werden. Bevorzugt wird insbesondere ein solches Verfahren, bei dem die Filterschicht zum Aufbringen auf die Oberfläche der Basisschicht auf die Oberfläche der Basisschicht aufgegossen, aufgestrichen oder aufgespritzt wird.
Die Art des Auftragens der Filterschicht bzw. des Materials der Filterschicht hängt insbesondere von der Flüssigkeitskonsistenz des Materials ab. Die Flüssigkeitskonsistenz wird insbesondere im Fall eines körnigen Materials auch mit Blick darauf ausgewählt, dass das Material der Filterschicht zwar ausreichend tief zum Umgreifen von Teilen der Basisschicht eindringt, um eine gute Verzahnung der beiden Schichten zu ermöglichen, andererseits aber nicht zu tief in die Basisschicht eindringt, um eine gute Druckverteilung innerhalb der Basisschicht nicht durch zu weit eingedrungenes Material der Filterschicht zu behindern. Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem die Filterschicht beim Aufbringen auf die Oberfläche der Basisschicht flüssig genug ist, eine begrenzte Strecke in die Basisschicht einzudringen.
Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, zum Herstellen einer Gussform, bei dem eine Basisschicht und eine permeable Filterschicht bereitgestellt und miteinander verbunden werden, wobei in der Basisschicht und/oder in der Filterschicht eine Trennwandung derart ausgebildet wird, dass die Trennwandung die Basisschicht und/oder die Filterschicht in zumindest zwei drucktechnisch und/oder leitungstechnisch getrennte Abschnitte unterteilt.
Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren, bei dem die Basisschicht und/oder die Filterschicht mit einem Anschluss zum Anlegen eines Unterdrucks ausgestattet wird.
Bevorzugt wird insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Artikels unter Verwendung einer solchen Gussform, bei dem die Gussform mit Schlicker befüllt wird und bei dem an eine Filterschicht und/oder eine Basisschicht der Gussform ein Unterdruck angelegt wird. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Gussform, insbesondere Druckgussform für ein Niederdruck-
Gussverfahren;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Gussform aus Fig. 1; und
Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine Gussform mit drucktechnisch getrennten Abschnitten.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht eine Gussform als Druckgussform oder als Gussform für ein Niederdruck- Gussverfahren zum Fertigen keramischer Artikel im Wesentlichen aus einer Gussschicht bzw. Filterschicht 1, einer Basisschicht 2 zum Tragen und Stützen der Filterschicht 1 und einer Leitungseinrichtung 50 - 55. Umgeben ist die Anordnung abgesehen von der Seite mit der Filterschicht von einer Wandung 40, 41. Zum Fertigen eines keramischen Artikels werden üblicherweise zwei oder mehr derartige Druckgussformen mit einander zugewandten Filterschichten 1 zueinander angeordnet, um zwischen den Filterschichten 1 einen Gussraum 6 auszubilden.
Die Leitungseinrichtung 50 - 55 besteht aus einer ersten Leitungseinrichtung 50 - 52 und aus einer zweiten
Leitungseinrichtung 53 - 55. Die erste Leitungseinrichtung 50 - 52 besteht aus einem Rohr 50, welches durch die Wandung 41 und die Filterschichten 1 - 3 zu dem Gussraum 6 führt, um von außen her Schlicker S in den Gussraum 6 einzubringen. Außenseitig ist an dem Rohr 50 eine Verschluss- oder Ventileinrichtung 52 angeschlossen, oberhalb der ein Schlickerbehältnis 51 zum Bereitstellen des Schlickers S angeordnet ist. Alternativ kann jedoch beispielsweise auch ein Schlauch, welcher zu einem solchen Schlickerbehältnis 51 führt, je nach Bedarf an das nach außen mündende Rohr 50 angeschlossen werden.
Die zweite Leitungseinrichtung 53 - 55 besteht aus einem Rohr 53, welches durch die Wandung 40 bis zu der Basisschicht 2, bis zu der Filterschicht 1 oder gegebenenfalls auch in diese hineinführt. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, das Rohr 53 und/oder weiterer Rohre oder davon abzweigende Rohre bis in die permeable Filterschicht 1 zu führen. Unter Rohr ist prinzipiell nicht nur ein übliches starres Rohr aus Kunststoff oder Metall sondern ein beliebig ausgestaltetes Leitungssystem zu verstehen. Außenseitig ist an dem Rohr 53 insbesondere im Fall eines Niederdruck-Gussverfahrens eine
Pumpe 54 angeschlossen, welche zum Anlegen eines Unterdrucks pl dient, um Flüssigkeit W abzusaugen. Über einen Auslass 55 wird die Flüssigkeit W aus der Pumpe 54 optional abgeführt. Außerdem kann die Pumpe 54 zum Einpressen von Druckluft L in umgekehrter Richtung eingesetzt werden.
Der in den Gussraum 6 eingefüllte Schlicker S besteht aus festen Bestandteilen zum Ausbilden eines Scherben und aus flüssigen Bestandteilen in Form der Flüssigkeit W. Dies Flüssigkeit wird insbesondere im Fall eines Niederdruck- Gussverfahrens durch das Anlegen eines Unterdrucks der Pumpe 54 aus dem Gussraum 6 durch die permeable Filterschicht 1 und die Basisschicht 2 herausgezogen. Außerdem wird die Menge an Flüssigkeit W reduziert, welche nach einem derartigen Gussverfahren in der Gussform zurückbleibt.
Die bevorzugte Kombination aus Unterdruck über die zweite Leitungseinrichtung 53 - 55 und innerem Überdruck im Gussraum 6 über die erste Leitungseinrichtung 50 - 52 führt zu einer deutlich erhöhten Zykluszahl bei der Fertigung keramischer Artikel. Im Fall eines Niederdruck-Gussverfahrens werden dabei über die permeable Filterschicht 1 wirkende Differenzdrücke von weniger als 2,5 bar, insbesondere geringe Differenzdrücke von ca. 1,5 bar besonders bevorzugt.
Der Überdruck p2 in dem Gussraum 6 ergibt sich dabei insbesondere bei geöffnetem Ventil 52 durch eine Höhe h des oberhalb des Gussraums 6 in der ersten Leitungseinrichtung und gegebenenfalls dem Schlickerbehältnis 51 stehenden Schlickers S. Optimale Unterdrücke pl im Fall eines Niederdruck-Gussverfahrens lassen sich abhängig von Material der Form, Konsistenz des Schlickers S und der Geometrie des herzustellenden Scherben bzw. keramischen Artikels individuell bestimmen.
Beim Fertigen eines keramischen Artikels wird in den Gussraum 6 oberhalb bzw. benachbart der Filterschicht 1 der Schlicker S im Fall eines Niederdruck-Gussverfahrens unter niedrigem Druck eingelassen. Im Fall eines Druckgussverfahrens wird der Schlicker S unter hohem Druck eingepresst. Die festen Bestandteile des Schlickers setzen sich an einer Oberfläche 7 der Filterschicht 1 ab, wobei die Oberfläche 7 der
Filterschicht dem Gussraum 6 zugewandt ist. Die Flüssigkeit W in dem Schlicker dringt durch die Filterschicht 1 hindurch in die Basisschicht 2 und von der Basisschicht 2 über die Leitungseinrichtung 5 nach außen. Die auf der Oberfläche 7 verbleibenden festen Bestandteile des Schlickers bilden einen Scherben aus, welcher nach dem Entformen aus der Gussform in einem nachfolgenden Arbeitsschritt gesintert wird. Zum Entformen des Scherben wird über das zumindest zweite Leitungssystem 53 - 55 ein gasförmiges Medium, insbesondere Druckluft L in die Basisschicht 2 eingepresst. Von der
Basisschicht 2 aus dringt die Druck- bzw. Pressluft L durch die Filterschicht 1 und drückt den Scherben von der Oberfläche 7 weg.
Zum Herstellen einer solchen Gussform wird in einem ersten Arbeitsschritt die Basisschicht 2 aus einem Schüttgut ausgebildet. Als Schüttgut dient ein festes, vorzugsweise mineralisches Material, beispielsweise Splitt, Steine etc. Einsetzbar sind als Schüttgut aber auch Materialien wie Glaskugeln oder Glasstücke, Blähton, Kunststoffgranulat und dergleichen. Einzelne Teile T des Schüttguts werden dazu miteinander verbunden. Zum Verbinden dient vorzugsweise als Bindemittel B ein Kleber. Auf besonders einfache Art und Weise können die Teile T des Schüttguts in einem Bad aus dem Bindemittel B eingetaucht und anschließend in einer geeigneten Form in die gewünschte Form gebracht werden.
Nach dem ausreichenden Aushärten des Bindemittels B bzw. Verfestigen der Basisschicht 2 wird die Filterschicht 1 auf der Oberfläche der Basisschicht 2 ausgebildet. Dazu wird das flüssige Material der Filterschicht 1 auf die Oberfläche der Basisschicht aufgegossen und/oder aufgestrichen und in die gewünschte Form gebracht. Die Konsistenz des Materials zum Ausbilden der Filterschicht 1 ist beim Aufbringen auf die Oberfläche der Basisschicht 2 derart beschaffen, dass ein Teil des Materials zum Ausbilden der Filterschicht 1 eine Strecke in die Oberfläche der Basisschicht 2 eindringt und sich mit der in der Zeichnung oberen Lage von Teilen T der Basisschicht 2 fest verbindet. Die Konsistenz des Materials zum Ausbilden der Filterschicht 1 wird dabei derart gewählt, dass die Strecke, über welche das Material in die Basisschicht 2 eindringt, vorzugsweise nur soweit reicht, wie dies erforderlich ist zum Aufbauen einer ausreichend festen Verbindung von Basisschicht 2 und Filterschicht 1 aneinander. Als Material für die Filterschicht 1 können dafür übliche Materialien verwendet werden. Beispielsweise wird derzeit bevorzugt Polymetylmetacrylat (PMMA) als Formmasse zum
Ausbilden der Filterschicht 1 verwendet. Mit diesem Material ist eine feinporöse Filterschicht 1 mit einer niedrigen Permeabilität zum Hindurchlassen der Flüssigkeit W und der Druckluft L aber zum Zurückhalten der festen Bestandteile des Schlickers ausbildbar. Die Dicke der Filterschicht 1 beträgt bei Druckgussformen zum Herstellen derzeit üblicher keramischer Artikel vorzugsweise aber nicht zwingend notwendig 1 bis 40 mm.
Als Schüttgut für die Basisschicht 2, welche vorzugsweise ein Bett für die Filterschicht 1 ausbildet, werden Materialien verwendet, welche eine gute Festigkeit mit Blick auf die Drücke beim Gießverfahren bieten. Außerdem soll das Material für die Basisschicht 2 im verbundenen, festen Zustand eine hohe Permeabilität k2 und vorzugsweise hohe Porosität bieten. Der Kleber als das Bindemittel B vernetzt vorzugsweise die Oberflächen der einzelnen Teile T des Schüttguts, so dass einerseits eine ausreichende Festigkeit gewährleistet wird und andererseits eine möglichst hohe Permeabilität ermöglicht wird. Die Permeabilität k2 in der Basisschicht 2 ist vorzugsweise groß gegenüber der Permeabilität kl in der
Filterschicht 1. Die Permeabilität k2 der Basisschicht 2 ist durch entsprechende Auswahl des Schüttgutmaterials und des Bindemittels B vorzugsweise so groß, dass in der gesamten Basisschicht 2 ein gleichmäßiger Aufbau eines Überdrucks beim Zuleiten der Druckluft L bzw. eines Unterdrucks beim Ableiten der Flüssigkeit W ermöglicht wird. Das
Permeabilitätsverhältnis kl: k2 der Filterschicht 1 bzw. der Basisschicht 2 kann gemäß erster Versuche beliebige Werte annehmen. Möglich ist auch der Aufbau einer Basisschicht 2 mit einer zur Filterschicht 1 hin abnehmenden Permeabilität bzw. Porosität.
Durch das Anlegen eines Unterdrucks pl zur Erzielung eines geeigneten Differenzdrucks über die permeable Filterschicht 1 wird insbesondere im Fall eines Niederdruck-Gussverfahrens eine Kapillarwirkung der eigentlichen Filterschicht vorteilhaft unterstützt. Bei einer Form ohne oder mit zu geringer Kapillarwirkung wird eine solche bei Niederdruck- Gussverfahren eigentlich erforderliche Kapillarwirkung im Vergleich zum konventionellen Niederdruck-Gussverfahren gegebenenfalls auch vollständig ersetzt. Dies ermöglicht insbesondere auch den Einsatz von porösen bzw. permeablen Kunststoffen oder einer Farbbeschichtung mit sogenannter Schwimmbadfarbe oder dergleichen als permeabler Filterschicht 1 sowie den Einsatz von Kunststoffen zum Herstellen der Basisschicht 3, welche nicht nur keine Kapillarwirkung aufweisen sondern gegebenenfalls sogar eine Flüssigkeit abstoßende Wirkung haben. Eine Niederdruck-Gussform kann durch das Anlegen des Unterdrucks pl entsprechend auch aus anderen Materialien als beispielsweise Gips, der eine hohe Kapillarwirkung hat, gefertigt werden.
Besonders vorteilhaft bei einem derartigen Aufbau einer Gussform mit einer hochpermeablen Basisschicht 2 ist auch die gleichmäßige und gute Verteilung des Unterdrucks pl innerhalb der Basisschicht insbesondere im Fall eines Niederdruck- Gussverfahrens, so dass eine geringe Anzahl von Ablässen, in vorteilhafter Weise ein einziger Ablass in Form des Rohrs 53 zum Auslassen bzw. Abpumpen der Flüssigkeit W ausreicht.
Durch das teilweise Eindringen des Materials der Filterschicht 1 in das Material der Basisschicht 2 entsteht ein Übergangsbereich 3, welcher eine feste Verbindung der Filterschicht und der Basisschicht 2 aneinander ermöglicht. Durch die Verzahnungswirkung im Übergangsbereich 3 kann auf zusätzliche Kleber, welche für Flüssigkeit und Druckluft undurchlässig wären, zwischen den beiden Schichten in vorteilhafter Weise verzichtet werden.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei zur Vereinfachung lediglich Komponenten beschrieben werden, welche einen Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ausbilden. Prinzipiell ist die drucktechnische und/oder leitungstechnische Trennung in verschiedene Abschnitte gemäß Fig. 3 aber auch auf andere Arten von Gussformen, insbesondere auch Druckgussformen bzw. andersartig gefertigte Gussformen vorteilhaft übertragbar und stellt somit einen auch eigenständig vorteilhaften Aspekt dar. Wie dargestellt, ist die Basisschicht 2 mittels einer Trennwandung 9 in zwei separate Abschnitte 8, 8* unterteilt. Die Trennwandung 9 besteht vorzugsweise aus einem flüssigkeitsdichten und/oder gasdichten Material. Jedem der beiden Abschnitte 8, 8* ist eine eigene zweite Leitungseinrichtung 53* - 55* zugeordnet. Dadurch können die zwei oder mehr verschiedenen Abschnitte 8, 8* jeweils eigenständig mit Unterdrücken pl, pl* und gegebenenfalls mit Drücken in Gegenrichtung beaufschlagt werden. Vorteilhaft ist eine solche Anordnung insbesondere für den Fall von Gussformen und Druckgussformen für komplex geformte keramische Artikel, um eine gleichförmige Druckbeaufschlagung über die gesamte rückseitige Oberfläche 7 der Filterschicht 1 zu ermöglichen.
Gegebenenfalls kann die Trennwandung 9 nicht nur eine Trennung der Basisschicht 2 in zwei Abschnitte 8, 8* vornehmen sondern auch teilweise oder ganz durch die Filterschicht 1 hindurchführen, um auch diese ganz oder teilweise in zwei voneinander getrennte Abschnitte zu unterteilen. Als Material für die Filterschicht 9 bietet sich gemäß erster Versuche insbesondere Kunststoff und/oder Silikon an.

Claims

Patentansprüche
1. Gussform, insbesondere Druckgussform mit
- einer Basisschicht (2), - einer permeablen Filterschicht (1) mit einer Filterschicht- Permeabilität (kl) auf einer Oberfläche der Basisschicht (2) zwischen der Basisschicht (2) und einem Gussraum(β),
- einer ersten Leitungseinrichtung (50 - 52) zum Zuführen von Schlicker (S) in den Gussraum (6) und - einer zweiten Leitungseinrichtung (53 - 55) zum Ableiten von Flüssigkeit (W) aus dem Gussraum (6) durch die Filterschicht (1) und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums (L) zum Ablösen eines im Gussraum (6) gebildeten Scherben, dadurch gekennzeichnet , dass - die Basisschicht (2) aus fest miteinander verbundenem Schüttgut mit einer Basisschicht-Permeabilität (k2) ausgebildet ist und
- die Filterschicht (1) von der Oberfläche der Basisschicht (2) aus eine Strecke in die Basisschicht (2) eindringt und in diesem Bereich mit der Basisschicht (2) verbunden ist.
2. Gussform nach Anspruch 1, bei der das Schüttgut aus Teilen (T) eines mineralischen Materials, insbesondere Stein oder
Glas, und/oder eines Kunststoffmaterials besteht.
3. Gussform nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Schüttgut zu dessen Verbindung aus miteinander verklebten Teilen (T) des Schüttguts ausgebildet ist.
4. Gussform nach Anspruch 3, bei der das Schüttgut mit einem die Oberfläche der Teile (T) des Schüttguts benetzenden Bindemittel (B) verklebt ist.
5. Gussform nach einem vorstehendem Anspruch, bei der die Basisschicht-Permeabilität (k2) der Basisschicht (2) größer, insbesondere mehr als eine Zehner-Potenz größer als die Filterschicht-Permeabilität (kl) der Filterschicht (1) ist.
6. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die Basisschicht-Permeabilität (k2) der Basisschicht (2) groß genug ist, die Flüssigkeit (W) und/oder das Druckmedium (L)
5 mit geringem, insbesondere vernachlässigbarem Druckwiderstand innerhalb der Basisschicht (2) zu transportieren.
7. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die Filterschicht (1) auf die Basisschicht (2) aufgegossen,
'10 aufgestrichen oder aufgespritzt ist.
8. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die Filterschicht (1) aus einem Material ausgebildet ist, welches mit dem Material der Basisschicht (2) und/oder mit einem
15 Überzug (B) über das Material der Basisschicht (2) verklebt.
9. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die zweite Leitungseinrichtung (53 - 55) in der Basisschicht (2) zumindest eine Öffnung aufweist.
20
10. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch, bei der die Strecke des Eindringens der Filterschicht (1) in die Basisschicht (2) zumindest eine Schicht aus Teilen (T) der Basisschicht (2) umgreift.
25
11. Gussform, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit
- einer Basisschicht (2) ,
- einer permeablen Filterschicht (1) mit einer Filterschicht- 30 Permeabilität (kl) zwischen der Basisschicht (2) und einem
Gussraum (6) ,
- einer ersten Leitungseinrichtung (50 - 52) zum Zuführen von Schlicker (S) in den Gussraum (6) und
- einer zweiten Leitungseinrichtung (53 - 55) zum Ableiten 35 von Flüssigkeit (W) aus dem Gussraum (6) durch die
Filterschicht (1) und/oder zum Zuleiten eines Druckmediums (L) zum Ablösen eines im Gussraum (6) gebildeten Scherben, wobei
- die Basisschicht (2) und/oder die Filterschicht (1) durch eine Trennwandung (9) in zumindest zwei Abschnitte (8, 8*) unterteilt ist, wobei die Abschnitte (8, 8*) drucktechnisch und/oder leitungstechnisch voneinander getrennt sind.
12. Gussform nach Anspruch 11, bei der die Trennwandung (9) aus einem flüssigkeitsdichten Material ausgebildet ist.
13. Gussform nach Anspruch 11 oder 12, bei der die
Trennwandung (9) aus einem gasdichten Material ausgebildet ist.
14. Gussform nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der die Trennwandung (9) aus einem elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff und/oder Silikon ausgebildet ist.
15. Gussform nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Trennwandung (9) die Basisschicht (2) in die zumindest zwei Abschnitte (8, 8*) unterteilt, wobei die Basisschicht aus einem permeablen Material mit einer Basisschicht- Permeabilität (k2) ausgebildet ist.
16. Gussform nach einem vorstehenden Anspruch für ein Niederdruck-Gussverfahren, wobei die zweite
Leitungseinrichtung (53 - 55) einen Anschluss (53) zum Anlegen eines Unterdrucks (pl) aufweist.
17. Niederdruck-Gussform aus einer Gussform nach Anspruch 16, wobei die Gussform dimensioniert ist zum Anlegen eines
Differenzdrucks (p2 - pl) von weniger als 2,5 bar, insbesondere von weniger als 2 bar an die permeable Filterschicht (1) durch Anlegen eines Unterdrucks (p2) an den Anschluss (53) der zweiten Leitungseinrichtung (53 - 55) .
18. Niederdruck-Gussanlage mit
- einer Gussform nach einem vorstehenden Anspruch und - einer Pumpe (54) zum Anlegen des Unterdrucks (pl) an den Anschluss (53) der Gussform.
19. Verfahren zum Herstellen einer Gussform, insbesondere Druckgussform, bei dem
- eine Basisschicht (2) und eine permeable Filterschicht (1) bereitgestellt und miteinander verbunden werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Basisschicht (2) aus einem Schüttgut durch Formen und Verbinden des Schüttguts unter Beibehaltung einer
Basisschicht-Permeabilität (k2) zum Leiten von Flüssigkeit (W) und/oder einem Druckmedium (L) ausgebildet wird und
- nachfolgend die Filterschicht (1) auf einer Oberfläche der Basisschicht (2) aufgebracht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem zum Ausbilden der Basisschicht (2) einzelne Teile (T) des Schüttguts miteinander verklebt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem die
Filterschicht (1) zum Aufbringen auf die Oberfläche der Basisschicht (2) auf die Oberfläche der Basisschicht (2) aufgegossen, aufgestrichen oder aufgespritzt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem die Filterschicht (1) beim Aufbringen auf die Oberfläche der Basisschicht (2) flüssig genug ist, eine begrenzte Strecke in die Basisschicht (2) einzudringen.
23. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 19 bis 22 zum Herstellen einer Gussform, bei dem
- eine Basisschicht (2) und eine permeable Filterschicht (1) bereitgestellt und miteinander verbunden werden,
- wobei in der Basisschicht (2) und/oder in der Filterschicht (1) eine Trennwandung (9) derart ausgebildet wird, dass die
Trennwandung (9) die Basisschicht (2) und/oder die Filterschicht (1) in zumindest zwei drucktechnisch und/oder leitungstechnisch getrennte Abschnitte (8, 8*) unterteilt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die Basisschicht (2) und/oder die Filterschicht (1) mit einem
Anschluss (53) zum Anlegen eines Unterdrucks (pl) ausgestattet wird.
25. Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Artikels unter Verwendung einer Gussform nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die Gussform mit Schlicker (S) befüllt wird und an eine Filterschicht (1) und/oder eine Basisschicht (2) der Gussform ein Unterdruck (pl) angelegt wird.
PCT/DE2005/002129 2004-11-25 2005-11-25 Gussform, insbesondere druckgussform, verfahren zum herstellen einer solchen gussform und verfahren zum niederdruckgiessen WO2006056192A2 (de)

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