DE2140995A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektrophorese-Gießen von Töpfereiwaren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Elektrophorese-Gießen von TöpfereiwarenInfo
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Description
DR. MÖLLER-BOR6 DlPL-PHYS. DR. MAN ITZ Dl PL-CHEM. DR. DEUFEL
DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW
T,M ^ 16. AUS. 1971
liüncnen, den
V/e/Obd - G 2174
GOUGH AITD GOMPAITY (HAIiIEY) LIMIT.iO
Glough Street, Hanley, dtoke-on-i'rent,
Staffordshire, jingland
Verfahren und Vorrichtung zum lilektrophoreee-G-ießen
von Töpfereiwaren
Die Erfindung "betrifft das Gießen von Töpfereiwaren.
Traditionsgemäß werden Töpfereiwaren gegossen, indem ein geeigneter Schlamm in eine zwei- oder mehrteilige iOrm aus
gebranntem Gips gefüllt wird und indem dem Schlamm ermöglicht wird, während einer "Abguß»-Periode in der i'orm zu
bleiben, wahrend welcher die i'orm, welche porös ist, Wasser
aus daid Schlamm in der Umgebung ihrer Wände absorbiert, so
daß eine Haut gebildet wird. Die Abguß-Periode wird derart
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gewählt, daß eine Haut geeigneter Stärke gebildet wird, und am Ende dieser Periode wird der verbleibende Schlamm ausgegossen
und die Form und das Gußteil, welches darin bleibt, werden ausreichend getrocknet, daß die Form in eine Lage versetzt wird,
daß sie auseinander-genommen werden kann und das Gußteil ohne
Beschädigung daraus entnommen werden kann.
Dieser Vorgang ist verhältnismäßig langwierig, und obwohl es gelungen ist, Maschinen zu entwickeln, in welchen dieser Vorgang
verhältnismäßig weitgehend mechanisiert ist, sind diese Maschi-
ilen groß und benötigen einen großen Kaum, und zwar im Verhältnis
zu ihrem Durchsatz, wegen der beträchtlichen Länge des Gießzyklus, ψ in welchem die Abgußzeit den beherrschenden Faktor darstellt. Insbesondere
bei-Schlammarten, welche nicht auf Kaolinbasis beruhen,
kann diese Abgußzeit sehr lang sein, woraus für einen gegebenen Aasstoß sowohl eine sehr lange Gießmaschine resultiert, wenn das
Verfahren mechanisiert werden soll, als auch eine sehr große Anzahl von Formen, welche gleichzeitig in Verwendung sind.
Es sind bereits Vorschläge unterbreitet worden, das Phänomen der Elektrophorese anzuwenden, um den Abgußschritt zu beschleunigen.
In der Elektrophorese wird ein in einer Flüssigkeit suspendiertes feinverteiltes Material, beisplelsweiee ein 'lonschlamm, zwischen
zwei Elektroden gebracht, wobei der Durchgang eines elektrischen Gleichstroms zwischen äen Elektroden zu einer Wanderung der suspendierten
Partikeln zu einer der Elektroden führt. Beim Elektrophorese-Gießen
wird eine der Elektroden, gewöhnlich die positive Elektrode, durch die Form gebildet, während die andere jSlektrode
in den in der Form enthaltenen Schlamm eingetaucht wird. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Verwendung der Elektrophorese
eine sehr starke Verminderung in der Abgußzeit erreicht werden kann. Beispielsweise könnte in einem typischen Fall, in welchem
eine metallische Form verwendet wird, eine ähnliche Abgußstärke
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nach zwei lainuten erreicht werden, wie sie durch traditionelle
Verfahren in sechzig Hinuten erreicht wurde, und der Vorteil dieser Beschleunigung ist offensichtlich. Von bestimmten Spezi
alanwendungen abgesehen, haben wir doch verschiedene Probleme
verhindert, daß diese 'Technik angewandt wurd-e.
•■/enn herkömmliche Formen aus gebrannt era Gips verwendet werden,
hat sich gezeigt,* daß als ein Ergebnis der Elektrophorese eine rasche Verschlechterung der formen stattfindet, und. eine Form,
welche in zufriedenstellender Weise vierzig LIaI oder mehr in herkömmlichen Gießverfahren verwendet werden könnte, wird rasch
unbrauchbar, und zwar auf Grund von Abnutzung und Zersetzung ihrer inneren Oberfläche, nachdem sie zwei oder drei Hai in
einem Elektrophor es e- Verfahr en verwendet wurde. Diese Verminderung
der Eormlebensdauer läßt das Verfahren absolut unwirtschaftlich
werden, wenn herkömmliche Formen verwendet werden. Darüber hinaus hat sich auch herausgestellt, daß die innere
Oberfläche der hergestellten Gußteile, d.h., diejenige Oberfläche,
welche von der Wand der SOrm entfernt ist, die Tendenz besitzt,
unannehmbare Oberflächen-Unregelmäßigkeiten zu zeigen, wodurch die Qualität der hergestellten Gußteile gegenüber den
durch das herkömmliche Verfahren hergestellten Gußteilen wesentlich
vermindert ist.
Es sind Versuche unternommen worden, die herkömmlichen formen
aus gebrannter:· Gips durch nicht poröse I-etallformen zu ersetzen,
in diesen Falle bleibt jedoch nicht nur das Problem der Unregelmäßigkeiten auf der inneren Oberfläche bestehen, sondern es besteht
weiterhin eine I'endenz,. daß ein Abbau in der äußeren Oberfläche
der Gußteile auftritt, welche anscheinend durch die Evolution von Sauerstoff an der positiven Elektrode auf Grund der
Elektrolyse des Wassers auftritt. Das Auftreten einer derartigen
Elektrolyse scheint jedoch unvermeidlich zu sein, wenn Öchl&mm-
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ORIGINAL
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arten auf Wasserbasis verwendet werden.
Die Aufgabe der Erfindung bestellt darin, ■ die Anwendung der Elektrophorese
zu ermöglichen, um die Abgußzeit während des G-ießens
von Töpfereiwaren in porösen Formen zu reduzieren, ohne daß dabei eine unannehmbare Verschlechterung der Qualität der Gußteile auftritt
oder eine wesentliche Verminderung in der Lebensdauer der Formen eintritt.
Ss hat sich gezeigt, daß dann, wenn Schlamm in eine poröse Form
gefüllt wird, welche so ausgebildet ist, daß sie eine Elektrode einer Elektrophorese-Zelle bildet und wenn eine kurze Abgußperiode,
welche nachfolgend auch als anfänglicher Abguß bezeichnet wird, zugelassen wird, bevor Strom an die Zelle geführt wird,
wenn weiterhin Strom bei einem vorgegebenen Potential dann während einer kurzen. Periode angelegt wird und wenn eine weitere Abgußperiode
vorgesehen wird, welche nachfolgend auch als abschließende oder endgültige Abgußperiode bezeichnet wird, zugelassen
wird, nachdem der Durchgang des Stromes durch die Zelle aufgehört hat, daß dann Gußteile guter Qualität erreicht werden können,
ohne daß eine wesentliche Verschieenterung der Form eintritt,
während jedoch noch sehr wesentliche Verkürzungen in der
Abgußperiode erreicht werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Gießen von hohlen Töpfereiwaren, unter Verwendung der Elektrophorese, wobei
Schlamm in eine zusammengesetzte Vielteilforin gefüllt wird, welche
aus porösem Material hergestellt ist und eine erhebliche Wandstärke aufweist, wobei gestattet wird, daß der Schlamm in
der Form verbleibt, bis der Abguß stattgefunden hat, wobei überflüssiger
Schlamm aus der Form abgezogen wird, wobei das hergestellte Gußteil teilweise getrocknet wird und wobei die Form
auseinandergenommen und das Gußteil herausgenommen wird, dadurch
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gekennzeichnet, daß während der Abgußstufe ein anfänglicher Abguß ermöglicht wird, Gleichstrom zwischen einer in den Schlamm
eingetauchten Elektrode und einer außen auf die Form aufgebrachten leitenden Schicht in einem solchen Sinne fließt, daß eine
elektrophoretische Ablagerung von festen Bestandteilen aus dem Schlamm auf die letztere erfolgt, daß das Potential zwischen der
äußeren Fläche der Form und der Elektrode derart gewählt ist, daß es ausreichend hoch ist, um eine nennenswerte Ablagerung zu
erzeugen und ausreichend niedrig ist, um die Bildung von wesentlichen Unregelmäßigkeiten in der inneren Oberfläche des entstehenden
Gußteils zu vermeiden und daß ermöglicht wird, daß ein abschließender Abguß während einer wesentlich größeren Periode als
der Dauer des Durchgangs des elektrischen Stromes stattfindet, wobei überflüssiger Sohlamm aus der Form abgeführt wird, wodurch
die erzeugten Gußteile teilweise getrocknet werden und wobei die Form aus_einandergenommen wird und die Gußteile entnommen werden.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Gießmaschine, welche einen Förderer aufweist, der eine Vielzahl von Böden trägt, welche
in einer schrittweisen Betriebsart durch eine endlose Reihe von Stationen weitergerückt werden, wobei diese Stationen wenigstens
eine Füllstation umfassen, an welcher die auf den Böden getragenen
Formen mit Schlamm gefüllt werden, wobei weiterhin wenigstens eine anfängliche Abgußstation vorhanden ist, wobei während
des Aufenthaltes in derselben ein anfänglicher Abguß auftreten kann, wobei weiterhin eine Elektrophorese-Station vorhanden
ist, an welcher ein Kreis geschlossen ist zwischen den in jeder Form in den Schlamm getauchten Elektroden und den Böden, welche
ihrerseits elektrisch leitend sind und mit einer leitenden Schicht auf der äußeren Oberfläche der Formen in Verbindung stehen,
wobei weiterhin eine Vielzahl von endgültigen Abgußstationen vorhanden ist, wobei während des Aufenthaltes in denselben
der endgültige Abguß stattfinden kann, wobei weiterhin eine Viel-
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zahl von Kippatationen vorgesehen ist, an welchen die Böden derart
umgekehrt werden, daß Überflüssiger Schlamm abgegossen wird und daß ein Austrocknen oder Entwässern der Formen stattfinden
kann, daß weiterhin eine Vielzahl von Irockenstationen vorgesehen
ist, an welchen der Feuchtigkeitsgehalt der Formen und der darin enthaltenen Gießteile vermindert wird, daß eine oder mehrere
Stationen vorgesehen sind, an welchen ein Zugang zu den Formen ermöglicht ist, um ihr Auseinandernehmen oder Entfernen und
erneutes Zusammensetzen oder Ersetzen zu gestatten und wobei wenigstens
eine Form Trocknungsstation vorgesehen ist, wobei beim
Durchgang durch dieselbe der Feuchtigkeitsgehalt der Formen vermindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben} in dieser zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Grundriß einer Gießmaschine, um aus
Schlamm kleine Topfereiwaren aus Porzellan, Keramik oder
Steingut zu formen,
Fig. 2 einen Aufriß eines der in der Figur 1 dargestellten FÖrderhunde,
Fig. 3 einen Grundriß desselben Förderhundes und
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Figur 2.
In der Figur 1 ist eine Gießmaschine achematisch dargestellt,
welche dazu bestimmt ist, kleine Steingutwaren wie Milchgießer herzustellen, obwohl darauf hinzuweisen ist, daß die Erfindung
keineswegs auf das Gießen von kleinen Gegenständen beschränkt ist. Sie weist einen Karussellförderer auf, welcher einen Tisch
2, eine Sndloskette 4, welche sich auf einem Weg um die zentrale
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Längsachse des Tisches erstreckt und eine Anzahl von Förderhunden
aufweist, welche auf dem Tisch durch Räder 8 getragen sind (siehe Figur 2) und mit der Kette derart verbunden sind, daß sie
in einem r;eg um den Umfang des Tisches geführt sind. Die Kette
wird schrittweise in vorgegebenen Intervallen angetrieben, beispielsweise
in 90 Sekunden, und zwar über Schritte, welche etwa gleich dem halben Abstand der Förderhunde sind, waa zu dem Ergebnis
führt, daß bei den dargestellten elf Förderhunden ein Förderhund 33 Uinuten benötigt, um einen vollständigen Umlauf um den
Tisch zurückzulegen, wobei er auf diesem Weg&weiundzwanzig verschiedene
Stationen durchläuft. Es sollte klar sein, daß das 90-Sekunden-Schrittintervall
lediglich als Beispiel dient und daß dieses Intervall nach den unten diskutierten Grundsätzen verändert
werden kann. Jeder Förderhund zeigt zwei Böden oder Tabletts, welche jeweils so ausgebildet sind, daß sie eine Reihe
von formen 7 tragen, und zwar derart, daß in jedem Schritt des Förderers alle Reihen von Formen um eine Station vorwärts bewegt
werden.
Beim Übergang von einem Längslauf des Förderers zum anderen durchlaufen die Förderhunde nacheinander die Stationen A und B,
an welchen eine entsprechende Kraft diejenigen Formen auslädt, welche fertiggestellte Gußteile enthalten und den Förderhund mit
leeren Formen belädt. Beim nächsten Schritt des Förderers wird die erste Reihe von Formen auf dem Förderhund in eine Trocknungseinrichtung
tO vorgerückt, welche aas einem geheizten Tunnel
besteht, welcher einen Teil des Förderertisches enthält, der zwei Stationen lang ist (C und D). Eine Reihe von Formen geht
beim Verlassen der Trocknungaeinrichtung 10, welche den Feuchtigkeitsgehalt
der Formen auf einen geeigneten Wert einstellt, in die Station E unter einem Vielfaoh-Ftillkopf 12, welcher ein
automatischer Füllkopf sein kann, wie er beispielsweise in der britischen Patentschrift 17172/70 beschrieben ist. Der Durchgang
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der Reihe von Formen durch die folgenden zwei Stationen F und G-gestattet
einen anfänglichen Abguß von drei Minuten.
An der folgenden Station H wird ein Krangerüst 14, welches eine
Reihe von Elektroden 16 trägt, derart heruntergelassen, daß die Elektroden in den Schlamm eintreten, welcher in den Formen enthalten
ist und daß eine Elektrophorese auftritt. Eine weitere
Beschreibung dieses Schrittes wird unten gegeben. Die Elektrophorese-Behandlung dauert eine und eine halbe Minute, und die Reihe
von Formen geht nachfolgend durch Stationen I, J, K, I, M und H, Vfas veitere neun Minuten erfordert und was einen endgültigen Abguß
ermöglicht.
In der folgenden Station 0 wird die Reihe der Formen umgekehrt, so daß überflüssiger Schlamm in einen Tank 18 abgegossen wird,
welcher unterhalb des Tisches angeordnet ist, und zwar durch eine Tunnel-Anordnung 20 (siehe Figur 2). In den folgenden Stationen
P, Q, R, S und ϊ bleibt die Reihe der Formen umgekehrt, indem sie
zu ihrer normalen Orientierung zurückkehren und in die Station U eintreten. Die Stationen U und V sind innerhalb einer weiteren
Form Trocknungseinrichtung 22 angeordnet,, welche so ausgebildet
ist, daß eine ausreichende Trocknung der Formen erreicht wird, so daß die Gußteile aus den Formen ohne Beschädigung entnommen
werden können. Dann» tritt die Reihe der Formen wieder in die Station
A ein, und die gesamte Folge wird wiedernolt.
Da der Karussellförderer herkömmlicher Art ist, ist ar nicht
im Detail beschrieben worden. Jedoch weisen die Förderhunde, welche die Formen tragen, eine besondere Konstruktion auf und
werden unter Bezugnahme auf die Figuren 2-4 nachfolgend beschrieben. Jeder Förderhund 6 weist im allgemeinen einen rechteckigen
Rahmen 24 auf, welcher durch Räder oder Rollen 8 getragen wird und seinerseits zwei Paare von Tragblöcken 26 hält,
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in welchen Achsatutzen 28 und 30 drehbar gelagert sind, welche
Böden 32 tragen, und zwar zwei für jeden Mörderhund, mittels
indrahmen 34. In dem dargestellten Beispiel trägt jeder Boden
32 eine Reihe von drei Formen, deren Basisteile auf Eupferstrei—
fen 36 ruhen, welche an dem Boden 32 befestigt sind. Die Formen sind auf dem Boden 32 durch eine .Reihe von Klemmschienen 38
festgeklemmt, welche sich zwischen Endplatten 40 erstrecken.
Die Endplatte 40 ist an einem Ende der KL emms chi eilen an einer
Klammer 42 drehbar "befestigt, welche einstellbar an einem Pfosten
44 festgeklemmt ist, der durch das eine Ende des Rahmens 34 getragen wird. Das andere Ende der Platte 40 trägt eine
Elemme 46, welche mit einem Verriegelungsrad 48 ausgestattet
ist und so ausgebildet ist, daß sie mit einem Pfosten 50 in Eingriff kommt, welche durch das andere Ende des Rahmens 34 getragen
ist. Um das Be- und Entladen der Formen zu ermöglichen,
ka-in. das Handrad 48 losgedreht werden und die Anordnung der Endplatten
40 und der Klemmschienen 38 kann um die Gelenkverbindung zur -Klaiämer 42 herumgeschwungen werden, während dann, wenn die
iCLerjae 46 mit dem Pfosten i?0 im Eingriff steht und durch das Rad
48 verriegelt ist, die Formen fest in ihrer Stellung gegen die Streifen 36 geklemmt sind. Die Formen selbst sind herkömmliche
Formen aus gebranntem Gips, mit der Ausnahme, daß ihre äußere Oberflächen mit einer Schicht einer Legierung besprüht sind,
welche einen geringen Schmelzpunkt aufweist, wobei die Schicht
ausreichend stark Ijt, um eine gute elektrische Leitfähigkeit
auf ζ u/z eis en, ohne jedoch so stark zu sein, daß verhindert wird,
daß Feuchtigkeit aus der Form austritt. Ss sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, um den gebrannten Gips zur Herstellung
von porösen Formen zu ersetzen, und diejenigen drsatzvor- :aeinlage, welche zufriedenstellende Ergebnisse bei herkömmlichem
IrIϊJv'erfahren ermöglichen, sind auch dazu geeignet, bei dem erfiri-luiii.j3&«mäßen
Verfahren zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern,
ufifcyr der /oraussetzurig, daß sie.gegen elektrolytische Beschädigung
nicht stärker anfällig sind als gebrannter Gips. Die
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Art der Verbindung oder Legierung ist nicht kritisch., es sollten
jedoch, .solche Substanzen vermieden werden, in welchen eine
Elektrolyse stattfindet und die Formen mit Spuren von Hetallsalzen verunreinigt werden, welche durch die Form hindurchsikkern
können und den Gießsehlamm erreichen können und somit bewirken, daß beim Brennen eine Farbbeeinflussung stattfindet.
Gute Ergebnisse wurden mit einer Legierung aus Zinn, Wismut und Zink erzielt. Es ist weiterhin wünschenswert, daß die Form
so ausgebildet sein sollte, daß sie eine im wesentlichen und vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, gleichförmige
Wandstärke aufweist. Eine 7/ands tärke von mehr als etwa 3 cm
(1 1/4 inches) wird für eine optimale Formlebensdauer bevorzugt, und bei einer derartigen Minimalwandstärke ist ss nicht mehr erforderlich,
daß die "Wandstärke gleichförmig ist, obwohl dies normalerweise in der Praxis der Fall ist. Jede der Stutzenachsen
28 trägt Hocken 52, welche so ausgebildet sind, daß sie mit einer parallel und oberhalb der Kette 4 verlaufenden "Tockenbahn
im JSingriff stehen, und zwar duroii die Stationen O, P, Q, R, S
und if (siehe Figur 1), so daß der zugehörige Boden während seines
Durchganges durch diese Stationen in eine im wesentlichen umgekehrte Lage gebracht wird. Die Förderhunde 6 sind durch
Klammern 54 mit der Kette 4 verbunden, welche durch ein Kastenelement 56 auf ihrer Bewegung geführt ist. Die Kette 4 ist eine
biplanare Kette, welche Sätze von Drahtrollen auf zwei senkrechten
Achsen aufweist, wobei die inneren fiollen 8 fortgelassen sein können.
7/ie nach der unten geführten Diskussion besser verständlich wird,
kann die Anzahl der auf dem Förderer vorgesehenen Stationen und ihre Verteilung zwischen verschiedenen Stufen des Verfahrens den
ijrfordernissen entsprechend verändert werden. Faktoren, welche
diese Verteilung beeinflussen können, sind inabesondere die Größe der zu gießenden Gegenstände, da normalerweise die für jede
Betriebsstufe erforderliche Zeit mit der Größe der zu gießenden
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Gegenstände zunimmt und außerdem die Art dea verwendeten Schlammes,
da die erforderlichen Abgußzeiten "bei verschiedenen Schlammarten stark unterschiedlich sein können. Insbesondere erfordern
Porzellanschlammarten verhältnismäßig kürzere Abgußzeiten als oteingutwaren-Sehlammarten und Schlammarten auf Kaolinbasis erfordern
kürzere Abgußzeiten als Schlammarten, welche auf weiteren üblicherweise verwendeten ionarten basieren.
Ss sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die verschiedenen Stufen
des 'J-ießproaesses, von den Abgußstufen abgesehen, im Grunde
herkömmlicher Art sind, jedoch wird den Abgußstufen eine weitere Betrachtung gewidmet.
Die anfängliche Abgußperiode braucht nur lange genug zu sein, um
eine anfängliche "Haut" auf der inneren Oberfläche der Jj'orm zu
bilden, und eine Zeit von wenigen Minuten ist dazu ausreichend. Diese Zeit ist nicht besonders kritisch, und wenn eine Gießmaschine
gemäß der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, kann sie in der Weise mit der Schrittperiode des Förderers gekoppelt
sein, daß sie etwa 2-4 Minuten dauert. Die kritische Stufe, bzw. der kritische Schritt ist die Slektrophorese-Behandlung. In der
beschriebenen Maschine stellt die Letallschicht auf der äußeren Oberfläche der formen eine .Elektrode für diese Behandlung dar.
Bei allen herkömmlichen Schlammarten ist dies die positive Elektrode. Die negativen elektroden werden darch ein Krangerüst getragen,
welches synchron zu dem Schrittschaltwerk des Förderers
angehoben und abgesenkt wird, und es ist vorzugsweise mit einer elektrischen Verriegelung derart ausgestattet, daß die Elektroden
nicht erregt sind, wenn sich das Krangerüst nicht in der heruntergelassenen oder der abgesenkten Stellung befindet. Das Krangerüst
sollte natürlich mit einer geeigneten Schutzhülle umgeben sein und derart in geeigneter V/eise isoliert sein, daß eine
elektrische Sicherheit gewährleistet ist, und zwar insbesondere im Hinblick auf die gemäß der unten gegebenen Beschreibung ver-
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wendeten hohen Potentiale. Bs ist eine geeignete veränderbare elektrische G-Ieichstromversorgung vorgesehen, deren positive
Leitung geerdet ist und mit der Struktur des Förderers zur Übertragung
duroh denselben auf die ϊόmien über die Kupferstreifen
36 angeschlossen ist und deren negative Leitung mit den elektroden
16 Verbunden ist. Die Konstruktion der Elektroden selbst ist nicht kritisch, obwohl das Krangerüst so ausgebildet sein
sollte, daß dann, wenn die Elektroden abgesenkt sind, diese nicht zu nahe an die Wände oder den Boden der i'orm kommen und
möglichst symmetrisch darin angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt,
daß zufriedenstellende Ergebnisse erreicht wurden, wenn die Elektroden aus Längen von Halbzoll-Eupferrohren herge-"
stellt sind. Es sind keine Probleme mit einer Farbveränderung des Schlammes aufgetreten.
Der während der Elektrophorese-Behandlung fließende Strom wird
zweckmäßigerweise durch .Einstellung des Potentials zwischen den Elektroden gesteuert, und es hat sich herausgestellt, daß bei
Verwendung von herkömmlichen Schlammarten für irdene Waren auf Kaolinbasis ein Potential im Bereich von 200 - 300 YoIt für
kleinere Gegenstände ausreichend ist, während ein etwas höherer Bereich für größere Gegenstände geeignet ist. Der bevorzugte
Spannungsbereich für kleinere Gegenstände wie Milchgießer her-.kömmlicher
Art beträgt 230 - 250 Volt, welcher für größere Gegenstände wie Kaffeekannen auf 250 - 280 YoIt ansteigt. Eine zu
niedrige angelegte Spannung führt zu dem Ergebnis, daß die Slektrophorese-Behandlung. verhältnismäßig unwirksam ist, was
nur zu einer geringen Aufgußzeit-Ersparnis führt, während eine
zu hohe angelegte Spannung zu der Bildung von charakteristischen Wellenmustern auf der inneren Oberfläche des Gußteils
führt. Bs sollte verständlich sein, daß die obigen .Figuren nur
zur Erläuterung dienen und daß die Erfahrung mit verschiedenen Arten von Schlamm oder mit Schlammarten, welche verschiedene
Mengen von Dispergierstoffen enthalten oder mit Elektrolyten
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oder mit verschiedenen Größen und Formen von Gegenständen einige Abwandlungen erfordern können. Überraschenderweise hat sich herausgestellt,
daß die erzielten Ergebnisse in viel stärkerem Maß von der angelegten Spannung abzuhängen scheinen als von dem
durch die ü'orm fließenden Strom. Dieser letztere kann erfahrungsgemäß
den Umständen entsprechend zwischen O92 und 1,5 Ampere
pro jjOrm variieren.
Sowohl das angelegte Potential als auch die Behandlung^dauer
sollten im Hinblick auf wirksame Erlebnisse so gering wie möglich gehalten werden, da überhöhte Potentiale (und folglich erhöhte
Strome) und überlange Behandlungsdauern eine wesentliche .
Verkürzung der i'ormlebensdauer bewirken. Die Erfahrung hat gezeigt,
daß bei Verwendung von formen aus gebranntem Gips und beim Anlegen eines Stromes für ein und eine halbe Minute bei-230
Volt eine herkömmliche Form (mit der - obengenannten Metallbesprühung
ausgestattet) für einen Milchgießer nach einigen vierzig IPormzyklen noch verwendbar ist, was einen vollkommen annehmbaren
,7ert bedeutet.
Nachdem die Elektrophorese-Behandlung unterbrochen wurde und während
des endgültigen Abgusses, so hat sich herausgestellt, wird die Gießrate während dieser Periode dennoch nach der ülektrophorese-Behandlung
angehoben. Obwohl der genaue Grund für dieses Phänomen nicht mit Sicherheit feststeht, iat es bei der Verkürzung
der erforderlichen Elektrophorese-Behandlungsdauer äußerst
wertvoll, während gleichzeitig eine wesentliche Verkürzung in der erforderlichen Gesamtabgußzeit ermöglicht wird. In der oben unter
Bezugnahme auf die Zeichnung speziell betrachteten Vorrichtung, welche für kleine Gegenstände geeignet ist, wird die GesamtabguQ-zeit
einschließlich der Elektrophorese-Behandlung auf 121/2 Minuten
verringert, und zwar im Gegensatz zu einigen 30 Minuten "bis eine stunde bei einem herkömmlichen Verfahren für ähnliche Gegenstände,
wobei derselbe Schlamm verwendet wird. Entsprechende Sin-
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aparungen in der Abgußzeit' können beim Gießen von größeren Gegenständen
erzielt werden. Diese Verminderung in der Abgußzeit iat inabesondere dann von Nutzen, wenn. Schlammarten verwendet
werden, weiche sich nur langsam gießen lassen, beispielsweise
gene Sohlammarten für irdene Waren, welche in Europa sehr verbreitet
sind, die auf einer anderen Basis als auf Kaolinbasis beruhen und deren Abgußzeit wesentlich größer ist als diejenige
von Sohlammarten auf Kaolinbasis. Diese sehr lange Abgußzeit hat sich als ernstes Hindernis gegen die Mechanisierung
des Gießvorganges erwiesen, wenn solche Schlamfiarten verwendet
werden, und zwar auf Grund der sehr beträchtlichen Größe der Gießmaschine, welche erforderlich wäre, wenn ein konventionelles
Gießverfahren angewandt wird, sofern ein vernünftiger Ausstoß erreicht werden soll. Offensichtlich wird dann, wenn die
länge der Abgußperiode verkürzt werden kann, die Länge des Gießzyklus und somit die Größe der Maschine für einen gegebenen
Durchsatz reduziert.
Bin weiterer zufälliger Vorteil der Elektrophorese-Behandlung
besteht darin, daß der Verbrauch an elektrischer Energie, welcher in den Formen und deren Inhalten auftritt, einen nennenswerten
Anstieg in deren Temperatur erzeugt, welcher dahin tendiert, die für die nachfolgenden Verarbeitungsstufen notwendige
Zeit zu vermindern. Während eine Maschine beschrieben wurde, welche zum Gießen kleiner Gegenstände geeignet ist und auf
einem Karussellförderer basiert, können größere Gegenstände gegossen werden, indem eine in geeigneter Weise vergrößerte Maschine
derselben allgemeinen Art verwendet wird. Darüber hinaus braucht die Maschine nicht auf einem Karussellförderer zu basieren,
sondern kann statt dessen auf anderen Arten von stufenweise oder schrittweise durch eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen
geführten Formen beruhen. Beispielsweise kann dann, wenn die Erfindung auf das Gießen von Sanitär-Waren angewandt wird,
ein Fördersystem verwendet werden, wie es in der britischen Patentanmeldung 24678/70 beschrieben ist.
209838/0 589 „ Patentansprüche -
Claims (10)
- -15- 2U0995PatentansprücheQ Verfahren zum Gießen von hohlen Topfereiwaren, unter Verwendung der Elektrophorese, wobei Schlamm in eine zusammengesetzte Yielteilform gefüllt wird, welche aus porösem Material hergestellt ist und eine erhebliche Wandstärke aufweist, wobei gestattet wird, daß der Schlamm in der !Form verbleibt, bis der Abguß stattgefunden hat, wobei überflüssiger Schlamm aus der lOrm abgezogen wird, wobei das hergestellte G-ußteil teilweise getrocknet wird und wobei die Form aus einander-genommen und das Gußteil herausgenommen wird, dadurch gekennzeic Janet, daß während der Abgußstufe ein anfänglicher Abguß ermöglicht wird, Gleichstrom zwischen einer in den Schlamm eingetauchten ίΠ-ektrode und einer außen auf die Form aufgebrachten leitenden Schicht in einem solchen üinne fließt, daß eine elektrophoretische Ablagerung von festen Bestandteilen aus dem Schlamm auf die letztere erfolgt, daß das Potential zwischen der äußeren i'läche der Form und der Elektrode derart gewählt ist, daß es ausreichend hoch ist, um eine nennenswerte Ablagerung zu erzeugen und ausreichend niedrig ist, um die Bildung von wesentlichen Unregelmäßigkeiten in der inneren Oberfläche des entstehenden Gußteils zu vermeiden und daß ermöglicht wird, daß ein abschließender Abguß während einer wesentlich größeren Periode als der Dauer des Durchgangs des elektrischen Stromes stattfindet.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei ohne t , daß die anfängliche Abgußzeit 2-4 Minuten beträgt.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Elektrophorese-Schrittes ein Strom zwischen der Elektrode und der Formbeschichtung zum Fließen gebracht -wird, indem ein Potential von 200 - 500 Volt angelegt wird.209838/0S89
- 4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ ei ohne t , daß das Potential zwischen 230 "bis 250 zum Gießen von kleineren Gegenständen und 250 bis 280 YoIt zum Gießen von größeren Gegenständen liegt.
- 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Stromdurchgangs möglichst kurz ist, und zwar im Hinblick auf effektive Ergebnisse.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Elektrophorese-Behandlung etwa 1 V2 Minute betragt.
- 7» Keramik-Gießmaschine, welche einen Förderer aufweist, der eine Vielzahl von Böden zum Vorrücken durch eine endlose Reihe von Stationen in einem stufenweisen Betrieb trägt, wobei diese Stationen wenigstens eine füllstation aufweisen, an welcher die von den Böden getragenen Formen mit Schlamm gefüllt werden, wobei weiterhin eine Vielzahl von Abgußstationen vorhanden sind, wobei weiterhin eine Vielzahl von Kipp-Stationen vorhanden sind, in welchen die Böden derart umgekehrt werden, daß überflüssiger Schlamm abgegossen wird und daß eine Entwässerung der Formen ermöglicht wird, wobei weiterhin eine Vielzahl von Trocknungsstationen vorhanden sind, in welchen der Feuchtigkeitsgehalt der Formen und der darin enthaltenen Gußteile vermindert wird, daß weiterhin eine oder mehrere Stationen vorhanden sind, an welchen ein Zugang zu den Formen ermöglicht ist-, um zu gestatten, daß sie auseinander genommen oder entfernt und wieder zusammengesetzt oder ersetzt werden und daß wenigstens eine Form 1\τοο1αιυυα^ο8ΐαΐίομ vorhanden ist, wobei beim Durchgang durch dieselbe der Feuchtigkeitsgeiial t der Formen vermindert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Abguß-Stationen wenigstens eine anfängliche Abguß-209838/05892U0995Station (F, G) aufweisen, daß während des Aufenthaltes in denselben ein anfänglicher Abguß stattfinden kann, daß weiterhin eine Elektrophorese-Station (H) vorgesehen ist, an welcher ein Kreis zwischen Elektroden (16), die in den Schlamm in jeder Form (7) eingetaucht sind und den Böden (32) geschlossen ist, daß die letzteren elektrisch leitend sind und mit einer leitenden Schicht auf der äußeren Oberfläche der Form in. Verbindung stehen und daß eine Vielzahl von endgültigen Abgußstatio- nsn. (I,J,K,L,M,Bf) vorgesehen sind, in welchen während des entsprechenden Aufenthaltes in denselben der endgültige Abguß erfolgen kann.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrophorese-Station (H) ein Krangerüst (14) aufweist, welches eine elektrode (16) für jede Forin (7) trägt, welcne die Station zu einer beliebigen Zei"c besetzt und daß eine Einrichtung vorgesehen ist,um die Elektroden in die Formen abzusenken.
- 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch g e k e η nz eichnet , daß die leitende Schicht auf den Formen dorch Aufsprühen einer niedrig schmelzenden Legierung hergestellt ist.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (32) mit elektrisch leitenden Kontaktstreifen (36), auf welchen die Formen (7) stehen und mit einer Klemiaeinrichtung (38) ausgestattet sind, um die Formen in ihrer Lage zu siohern..209838/0889
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