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Verfahren zur Herstellung eines keramischen Hohlkörpers und Anlage
zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
keramischer Hohlkörper, bei welchem eine beliebige keramische Gießmasse unter Druck
in eine Form eingebracht wird, eine Entwässerung zum Ansetzen des Scherbens durchgeführt
und die noch vorhandene fließfähige Masse entfernt wird' wonach eine weitere Entwässerung
und die Entformung erfolgt.
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Die Weiterbehandlung erfolgt in der üblichen keramischen Verfahrenstechnik.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des- Verfahrens.
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Hohlkörper im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Rohre'-Flaschen
oder Januskacheln.
Es ist bekannt, derartige keramische Erzeugnisse
in einer Gipsform zu gießen, Die Gipsform bewirkt mit ihren Kapillaren die Scherbenbildung
an der Formwandung. Es ist dabei bekannt, die Kapillarwirkung des Gipses. durch
Massedruck zu unterstützen. Dabei wird aber die Masse allenfalls mit einem Druck
von 1 at zugeführt.
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Andererseits ist es bei Verwendung der Gipsform bekannt, die Entwässerung
zur Ansteifung des Formlinge dadurch zu unterstützen,-daß man an der Außenseite
der Gipsform ein Vakuum anlegt. Diese Verfahren sind verhältnismäßig umständlich
und erfordern einen erheblichen apparativen Aufwand und lassen auch nur die Anwendung
geringer Drücke zu.. Dabei ist die Wirkung ungleichmäßig, weil die Gipsform altert
und die Kapillareigenschaften einerseits überhaupt nicht bei mehrfacher Verwendung
in gleicher -Weise bewahrt und andererseits auch nicht an allen Stellen gleichmäßig
beibehält® Die Gipsform zersetzt sich bei längerem Betrieb. Wenn beispielsweise
bei der Herstellung von Hohlkörpern nach bekannten Verfahren fließfähige Masse entfernt
wird, geschieht dieses durch Auskippen. Insofern muß die Form besonders gehandhabt
werden. Weiterhin ist es für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge-erforderlich, den
Formling bereits t in einem relativ plastischen Zustand zu entfernen, was die manuelle
Handhabung erschwert. Dieses führt zu einem ge-wissen Aus®ohuB, weil der
Formling noch geringe-Festigkeit hat:
Ein weiterer Nachteil bekannter
Gießverfahren unter Verwendung von Gipsformen besteht darin, daß die Maßgenauigkeit
gering iet,da der Formling nach dem Entformen einen unkontrollierbaren Wassergehalt
hat bzx. sich auch auf Grund der oben erwähnten Ungleichmäßigkeit der Gipsform örtlich
verzieht. Weiterhin wirkt der Gips den Elektrolyten der Keramiktasse entgegen, was
die Ansteifung an sich positiv beeinflußt, die Rücklauf- und Abfallmasse selbst
aber beeinträchtigt, durch Verunreinigungen.
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Es wird darauf hingewiesen, daß es bekannt ist, mit
Heiß-. ®assen zu arbeiten. Dieses wird bei der Erfindung als besonders günstig einbezogen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gießverfahren für geeignete
Körper zu schaffen, welches maßgenauere Erzeugnisse herstellt, den Arbeitsvorgang
vereinfacht, den Einsatz von Arbeitskräften vermindert, Formen verwendet, welche
neutral gegenüber der Kasse sind, nicht verunreinigen und kaum altern.
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viese.Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine druckfeste
Form mit urporösen Wandteilen verwendet wird, die mit porösen blattförmigen Materialien
an den Stellen der gewünschten Scherbenbildung ausgekleidet wird, und daß die Druckeinwirkung
in zwei Stufen unterteilt wird, indem die
Gießmasse in an sich bekannter
Weise unter Druck eingebracht wird, dieser Druck eine bestimmte Zeit nach der Formendfüllung
aufrechterhalten wird und nach Aufhebung dieses Drucken ein weiterer Druck durch
Druckluft in den Kern des Formlings zum Austreiben der noch fließfähigen Masse und
nach Absperrung der Massezu- und Abführung zur weiteren Entwässerung und Vortrocknung
des Formlings iiber-eine gewisse Zeit aufrechterhalten wird. r vorteilhaft
wird dabei eine Form aus Metall verwendet-, jedenfalls aber eine Form aus einem
starren maßbeständigen Material. Die Formwandung selbst kann an der Außenseite der
porösen blattförmigen Materialien entweder mit Profilierungen zur Wasserabführung,
wie Rillen oder Riefen oder aber auch mit kleinen Entwässerungsöffnungen
versehen sein.
Die Abmessungen- der Öffnungen werden dadurch bestimmt, daß
sich die porösen..blattförmigen Materialien nicht in diese Öffnungen eindrücken
dürfen. Es wird aber darauf hingewiesen, daß solche Öffnungen für die Erfindung
nicht notwendig sind und vielfach daher in den Hauptanwendungen gar nicht angewendet
werden können, weil bei der Erstellung eines an sich üblichen Formpakets jeweils
benachbarte Formausnehmungen Rücken an Rücken im gleichen Materialteil angeordnet
sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die feste Form gerillt und eine
glatte Auflage des blattfbrmigen-porösen Materials wird mittels eines dazu gelegten
Loch- oder
Siebbleches geschaffen, d, h. dieses Blech wird zwischen
die
Form und das Material gebracht.
Vorteilhaft werden als poröses blattförmiges
Material Stoffe wie..Nylontuchl Baumwollgewebe als Filtermaterial verwendet. Gemäß
einer-anderen Ausführungsform wird Papier als poröses blattförmiges Material verwendet.
Dieses pröse blattförmige Material dient zur Wasserabführung.
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Ein wesentliches Merkmal liegt daring daß das pröse blattförmige Material
außerhalb des Formraums zwischen Flanschen des Formkörpers festgelegt ist und sich
vorteilhaft an der Unterseite der Form über die Flanschen hinaus erstreckt. Hierbei.
wird durchaus anerkanntt daB sich das poröse blattförmige Material beispielsweise!
wenn. es aus Baumwollgewebe oder auch aus Papier besteht, abnutzen oder verbrauchen
kann. Dabei verbraucht sich aber ein billiger und leicht ersetzbarer Teil' während
die sich in der Ausführung aus festem Material erhalten -bleiben. -Entgegen den
bekannten Gieß-Verfahren! die mit Gipsformen arbeiteng.bedient sich di e Erfindung
nicht der kapillaren Kräfte zur Wasserentfernung. Für die Erfindung sind dabei die
angegebene. Druckwirkungen vorgesehen. Vorteilhaft wird dabei-die Masse mit einem
Druck Über 2 kg/cm 2 in die Form eingebracht. Dieser Druck kann zweckmäßig in einem
Bereich von 2 - 30 kg/cm2 angewendet' werden. Es. wird dabei bevorzugt' einen Druck
in der Größenordnung von 'i0 kg/cm 2 anzuwenden. Schon eh. solcher Druck trägt nicht
nur zur einwandfreien Füllung der Form bei, eondera er gewährleistet auch eine !schnelle
Scherbenbildung. Die beschriebene Anordnung des porösen blattförmigen MaterJ8ls
ist dabei ausreichend
zur Formentlüftung, wenn die Masse eingeführt
wird.
Die Dauer der Druckanwendung, nach der Formfüllung, hängt von verschiednen
Faktoren ab! -die sich aus der Verwendung der speziellen keramischen Masse, der
beabsichtigten Wandstärke -und der zulässigen oder beabsichtigten Struktur des Erzeugnisses
ergeben. Es besteht in diesem Zusammenhang beispielsweise die Möglichkeit..
_ den Druck mindestens 30 Sekunden, bei anderen Erzeugnissen, insbesondere
bei größeren
bis zu. 12 Minuten aufrechtzuerhalten! und Massedruck muB zum Beispiel
bei sogen en fetten Massen länger aufrechterhalten werden.
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Da die weitere Entwässerung nach Aufhebung des Druckes nicht wie-:z.B.
bei Gips durch. Kapillarwirkung erfolgt' sieht die Erfindung einerseits schon zum
Ausschieben der noch vorhandenen fließfähigen Masse und andererseits zur Entwässerung
und weiteren Vortrocknung- vor'
[email protected] Aufhebung des Massendrucks ein Druckmediums
und zwar insbesondere Druckluft" -eingeführt wird. Dieses Druckmedium wird zunächst
in die noch mit einen offenen Nassenanschlug versehene Form vorta--ilhaft an einer
diametral gegenüberlie-Senden Stelle eingeführt, um die noch fließfähige Masse auszutreiben.
Nach diesem Vorgang; der je nach -Form, Beschaffenheit der keramischen Masse und
beabsichtigter', 8chwrbensstärke beispielsweise nach Art des beabsichtigten Erzeugnisses
in seiner Zeitdauer bestimmbar istl wird der
Formanschluß
zur Ein- und Abführung
der Masse geschlossen
und
der Druck der
eingeführten Luft aufrechterhalten. Daduroh
wird das Wasser in die porösen
blattförmigen.
Ma-
terialien getrieben und abgeleitet. Vorteilhaft wird die
Druckluft
mit einer Druckhöhe
zwischen 2 und 30 kg/cm2 zugeführt.
Dfe Dauer, während der die Drucklufteinwirkung während einer bestimmten Zeit nach
lusschieben der noch
vorhandenen flüssigen Masse aufrechterhalten wird, richtet
sich
auch hier nach der .Beschaffenheit der Masse und
der
Scherbenstärke.
Diese Druckeinwirkung,
welche also zwei Verfahrensschritte
durchführt, nämlich die noch fließfähige
Masse austreibt und entwässert
oder vortrocknet,
ist ein
wesentliches Merkmal
der Erfindung.
Diese Druckeinwirkung kann
beispielsweise für
eine Zeit von 20-Seknnden
bis 2
Minuten aufrechterhalten werden. -
Besondere Vorteile werden dadurch erreicht, daß erhitzte
Luft unter Druck zugeführt wird. Hierdurch wird der nach-
folgende
Trocknungsvorgeng wesentlich verbessert und be-
schleunigt. Im
übrigen wird aber darauf hingewiesen, daß beispielsweise bei der Erzeugung
von langgestreckten oder
großflächigen Körpern wie Rohren oder
Janusplatten bei
Durchführung durch einen Trockner leicht unterschiedliche
Trocknung herbeigeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausführuhg
verteilt sich die zur Tortrocknung eingeführte, vorteilhaft erhitzte Luft
völlig gleichmäßig im Erzeugnis, das somit eine absolut gleichmäßige
Behandlung erfährt,
was die Endqualität fördert. Es wird
dann beispielsweise bei der Herstellung von Januskacheln die Form geöffnet, so daß
die Seitenwandplatten abgenommen und die porösen blattförmigen Materialien durch
abziehen entfernt werden. Jedenfalls wird aber bezüglich der Vortrocknung festgestellt,
daß das Wasser nur durch Druckwirkung und nicht durch die bei Gipsformen bekannte
Kapillarwirkung entfernt wird.
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Wenn als blattförmiges Material zur Formauskleidung beispielsweise
Papie»eerwendst wird, ergibt sich eine absolut glatte Oberfläche. Stoff-
oder Gewebeauskleidungen haben eine bestimmte Struktur, die sich auf das Erzeugnis
überträgt. Hierdurch können Musterungen oder Dekorationswirkungen verhältnismäßig
leicht erzielt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, als Auskleidung eine Sähichtung
aus zwei blattförmigen Materialien mit verschiedenen-Strukturen zu verwenden, die
sich dann unter der Druckeinwirkung aus dem Inneren des Formlings heraus-in
die Außenseiten überlagern und einprägen, so daß dadurch Noppenprofilierungen
oder dergleichen erzielt werden können. Ferner können unter bestimmter Ausrichtung
blattförmige Materialien mit in einer Richtung verstärkter Struktur, beißpielsweiae
einem Gewebe, verwendet werden, die denn eine entsprechende
Profilierung der Außenseiten der Erzeugnisse herbeiführen.-Eine
wesentliche Ausgestaltung liegt aber dring daß das poröse blattför
rüge Material an einer Seite mit einer Kontur versehen wird,
die eine Dekoration oder einen Einwein
an dem Erzeugnis
ausbildet. Beispielsweise kann eine Scix3.ftkonr ®derw auaYDekorationamuatar@
beispidlsweise eine figürliche Darstellung in Form eines Tieres eines Schiffes oder
einer anderen Abbildung' verwendet w.erden# das an der Außen- oder der Innenseite
des blatt-@förmigen Materials angebracht wird. In diesem Fall dient also dos zur
Formauskleidung verwendete blattförmi-ge Material nicht nur zur und auch zur leichten
Entformungl sondern auch als Träger für eine Profilierung.. die sich in
die Außenseite des Erzeugnisse:, eindrückt und die leloht' engebraeht,.E-
bzw, ausgeweahselt werden kaUnä Eine wesentliche Ausführungsform der lgrfindung
daß die Form an den Flächen, an denen eine Scherbenbildung vorgesehen ist,
at verschiedenen blau- -förmigen porösen Materialien und/oder verschiedener Dosierung
der Abfußlöcher oder Riefen versehen. wird und unterschiedliche Scherbenatärken
nach Maßgabe der Unterschiede erzeugt werden. Die Erfindung schafft in diesem Zusammenhang
ein Verfahrens in welchem besondere Erzeugnisse hergestellt werdeng die in gezielter
Weise unterschiedliche Scherbenstärken über die Erstreckung aufweisen. -Yortsilhaft
wird eine Form verwendete die an äiemetral gegenüberliegenden Seiten mit Zuführungsstutzen
zur Einführung der Masse bzw. eines Druckmediums ausgestattet istg wobei in diesen
Stutzen Absperrorgane
angeordnet sind Lind insbesondere
der Zuführungsstutzen zur
Einführung der .Masse unten und der
Stutzen zur Einführung eines Druckmediums. oben an der Form angeordnet
sind. Dabei
versteht sich, daB sich die Form zu den Stutzen
hin trichter-
förmig verjüngt, so daß ein einwandfreier Materialfluse
gewährleistet ist. Wie noch anhand eines Beispiels be-
schrieben,
wird, sind die Abschnitte, an welchen keine Scher-
benbildung beabsichtigt
ist! nicht mit dem die Scherben»
bildung veranlassenden porösen blattförmigen
Material! ausgekleidet.
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Qrem98 einer wesentlichen Aueführungeform- wird die
Keramikmamoe durch einen geschlossenen Kanal von, einem VorratsbehILl.ter
für die Masse einer oder mehreren Formen zugeführt, und entweder
in diesem Kanal oder an dem Behälter wird die Masse
unter den erforderlichen Massendruck gesetzt.
Dies kann. dadurch geschehen,
daß entweder in dem Kanal
eine Pumpe angeordnet ist, welche nach
Abschaltung des
Antriebs einen Rücklauf zuläßt, oder aber daß
beispielsweise 3.n dem Vorratsbehälter Einrichtungen vorhanden sind,
um
die in ihm befindliche Masse unter Druck zu setzen.
Beispielsweise
kann in dem oberen Bereich eines an sich ge-
schlossenen Vorratsbehälters
Druckluft solange eingeführt werden, wie die Masse unter Druck
gesetzt werden soll.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf solche Vorrichtungen
oder Anlagen, wobei chs wesentliche Merkmal darin besteht,
daß
die Masse zwischen den Formen und dem Vorratsbahälter durch eine Leitung
geführt ist, in welcher sich die Masse
hin- und herbewegt, so
daß die Masse bei der Durchführung des Verfahrens weder mit dem
Arbeiter in Berührung kommt
noch der Umgebungsatmosphäre
ausgesetzt ist. Das ist auch besonders vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß eine sogenannte
Heißmasse verwendet wird.
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Zum besseren Verständnis der grfindung wird im folgenden noch eine
Form erläutert;, die zur Herstellung von Rollren geeignet ist. Das Ausführungsbeispiel
für diese Form ist in `der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigen: Fig. 1: eine
Draufsicht auf zwei Formteil®, von denen eines nur teilweise dar-gestellt ist,
wobei diese Formteile im Schnitt längs der Linie I - I in Fig.
2 gezeigt sind,
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht einett
nur teilweise dargestellten offenen
Formteils, insbesondere auch
zur
Rrläterung der oberen und unteren trichterförmigen Ansätze.
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In beiden Zeicbnungen sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen
bezeichnet.
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In Fig. 1 sind zwei Formteile
1, 2 erkenübar, die
je-
weils Rücken
an Rücken vorgesehene Formausnehsungen
3,4
in Form
eines Halbzylinders
besitzen. Das andere
Forenteil,
in dieses
Fall das Yorsteil
1, hat eine entspre-
chend
ausgebildete Formausnehmung 5, so daß der Forminnenraum zylindrisch ist. Es ist
erkennbar, daß die Forminnenräume beispielsweise mit Nylongeweben 6,7 ausgekleidet
sind, die in den Spalt zwischen den
Flanschen 8, 9 der Formteile geführt
sind. Derartige
Abschnitte
sind beispielsweise in Fig.
1 rechts
mit
10, 11 bezeichnet.
Die blattförmigen Materialien
sind
dort-festgelegt. Die blattförmigen Materialien sind
auf beiden Seiten
den Formhohlraums
so befestigt,
daß
sie eine glatte Auskleidung des Forahohlraunes
bilden. -
In Fig. 2 ist beispielsweise das Formteil
1 gezeigt.
Dabei ist erkennbar, daß der halbzylindrische
Abschnitt
5, iri welchem der Formling hergestellt wird$ oben
und
unten durch konische Ansätze 12, 13 abgeschlossen ist, die sich nach
oben bzw. unten erdiseken: Entsprechend der Halbzylinderform
des Formhohlraumes erstrecken sich
die Ansätze auch nur
über einen durch seinen Scheitel
geschnittenen Halbkonus. In
den-8aheitelpunkten bzw.
unmittelbar neban diesen sind Anschlusstutzen
14, 15
zur Zuführung, oben von Druckluft (durch den Stutzen
14.) und
unten zur Zuführung von Masse (durch den Stutzen 15) vorgesehen. In diesen
Stutzen befinden sich die Ab-
sperrorgane 16, 17, die in der beschriebenen
Weibe ent-
weder von. Hand oder automatisch nach einer Progremmm-
steuereng
betätigt werden.
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In Fig. 2 ist auch die Aaskleidung gezeigt. Sie er-
streckt
sich nicht in die Konusse 12, 13, sondern en-
det an den oberen
und unteren Begrenzungslinien des
halbzylindrischen Abschnitts
5. Die Auskleidung aus
dem porösen blattförmigen Materialerstreckt
&ah
mit den Abschnitten 18, 19 auf die Flanschen
8,
20 und ist an diesen in geeigneter Weises gegebenen-
falls
auch durch Einklemmung der Gegenform, fä st-
gelegt. Es ist
erkennbar, daD die sich an den. Flanschen anlegenden Abschnitte
18= 19 nach unten durch die
Lappen 219 22 verlängert
sind, die beiderseits des
Konusses 13 aus der späteren Yormzusamnenetellung
herausragen und zur Flüssigkeitsabführung nach.unten beitragen.
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Wenn Einzelformen verwendet werden' dann ist es möglichg
die Formausnehmungen 31 4, 5 mit nach außen gerichteten Entwässerungsöffnungen zu
versehen. Die
Entwässerung erfolgt aber durch das poröse flächige
Materials
insbesondere durch Stoffe' die zur Pormauskleidung verwendet
werden.
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Anstelle eines rohrförmigen görpers.mit einer entsprechen4
abgewandelten Form können auch Flaschen herge-
stellt werden. Dabei
ist ein Formende, und zwar insbesondere das obere Formende, geschlossen,
während das
untere Formende Einziehungen zur Bildung des Flaschen-
halses
aufweist. Durch diese Einziehung mündet einer-
seits der Stutzen zur
Einführung der keramischen Masse, andererseits ein verlängerter
rohrförmiger Stuhen zur .
späteren Einführung der Druckluft,
die die noch fließfähige Masse in der-Form austreiben, entwässern
und
vortrocknen soll.
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Ein Merkmal liegt also auch darin, daß Masse
und Druckmedium von der Unterseite in die Form eingeführt werden.