DE2140995A1

DE2140995A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Elektrophorese-Gießen von Töpfereiwaren

Info

Publication number: DE2140995A1
Application number: DE19712140995
Authority: DE
Inventors: John Alfred Charles Hanford Stoke-on-Trent; Gough George Terah Newcastle; Stafford Ebrey (Großbritannien)
Original assignee: Gough & Co. (HANLEY) Ltd., Hanley, Stoke-on-Trent, Staffordshire (Großbritannien)
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1971-08-16
Publication date: 1972-09-14
Also published as: DK125970B; BE772539A; FR2107485A5; CA932695A; DE2140995C3; JPS4834204A; US3718564A; GB1306205A; ZA714797B; DE2140995B2; SE358582B; AU3346871A

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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Dr.MOIIwlor/J Dr.Mqnitz · Dr.Dcufel · Dlpl.-Ing. FlnitorwaM Clpt.-Ing.Grfimkow Brounichw»ig, Am BOra*r*wfcS 8 MOndwn 33, Robart-Kodi-SlroB· 1 7 Sluttgarl - lad Conmlolt T«Mbn (0531) 73*87 _UMon p,,, „^ _τ,,,_χ J_{22050 mfcpat} Morkhlrate3,T.Woo (0711) «734! Bank; Zantralkatftf layer. Volkibanktn, MOncton, Kto.-Nr. »22 Pojhdwdi: MOnchan 19415

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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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

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Patentansprüche

Q 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.

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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-

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Station (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..

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