DE2802652C2 - Verfahren zum Herstellen eines keramischen Körpers mit einem Formhohlraum durch Schlickerguß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Körpers mit einem insbesondere geschlossenen oder hinterschnittenen Formhohlraum durch Schlickerguß.

Beim Schlickerguß wird ein Schlicker des aufbereiteten Rohmaterials in eine Gießform aus saugendem Gipsmaterial gefüllt. Infolge des Aufsaugens des Wasseranteils des Schlickers durch die Gießformwandung lagert sich an dieser eine verfestigte Schicht des Feststoffanteils des Schlickers ab. Diese bildet die Wandung des hohlen Formlings. Der darin noch vorhandene Schlicker wird abgegossen, dann wird die Form geöffnet und der Formling entformt. Der Formling wird nun getrocknet, in der Regel glasiert und schließlich zu dem keramischen Körper gebrannt.

Ungeachtet des hier von selbst entstehenden Hohlraums werden auch beim Schlickerguß zum Teil Gießformen mit Kernen angewandt, insbesondere für komplizierter gestaltete Formlinge. Die Kerne bestehen dabei gleichfalls aus Gips und verursachen gleichfalls eine Ablagerungsschicht an ihrer Oberfläche. Diese . bildet dann z. B. ein inneres Teil des keramischen Körpers, etwa die Wandung eines Leitungskanals in einem Sanitärteil. Man wendet Kerne aber auch in solcher Nähe zur Wand der Gießform an, daß die an dieser und die am Kern entstehende Ablagerungsschicht zusammenwachsen. So kann man größere Wanddicken erzeugen als mit einer Ablagerungsschicht allein, denn die Ablagerungsschichten können nur bis zu einer begrenzten Dicke wachsen.

je komplizierter der Aufbau einer Schlickergießform wird, umso schwieriger gestaltet sich im allgemeinen das Ausgießen des restlichen Schlickers aus dem Inneren des Formlings. Das engt die Möglichkeiten der Formgebung empfindlich ein, zumal das Ausgießen des Schlickers aus Fertigungsgründen nur einfache Manipulationen erfordern darf, wie ein einmaliges bloßes Kippen der Gießform. Außerdem werden die Gießformen mechanisch kompliziert. Die Kerne müssen beweglich in der Gießform angeordnet und herausziehbar sein, bevor der Formling ganz freigelegt wird; man spricht von »Gipsschiebern«. Die Herausziehbarkeit schränkt die Freiheit in der Hohlraumgestaltung noch insofern entscheidend ein, als sie keine hinterschnittenen Hohlräume erlaubt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten der Hohlraumgestaltung in keramischen Körpern beim Schlickergießen damit zu erweitern, daß auch in komplizierten Hohlräumen Restschlicker ausgeschlossen wird.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck in die Gießform ein im wesentlichen der Gestalt des Formhohlraums entsprechender, den Formhohlraum gegen den Schlicker abschließender Kern eingesetzt, der nach dem Entformen zunächst in dem Formling verbleibt und derart nachgiebig ist, daß er der Schwindung des Formlings beim Trocknen folgt, und der erst dann durch Erhitzung zerstört wird.

Der nach der Erfindung vorgesehene Kern eliminiert das Problem der Restschlickerentfernung aus dem Hohlraum, indem er von vornherein überhaupt keinen Schlicker hineinläßt

Bestimmt ist die Hohlraumgestalt weiterhin primär durch die Wandung der Schlickergießform. Die den Formling bildende Masse, d. h. die Ablagerungsschicht, wird allein erzeugt durch die Saugwirkung der Gießformwandung an dieser und in einer im wesentlichen bestimmten, begrenzten Dicke. Die Gestalt des Hohlraums ergibt sich daher insoweit von selbst aus der Gestalt der Gießformwandung. Der Kern kann im Gegensatz; zu den bisher beim Schlickerguß angewandten. Gipskernen selbst keine Ablagerungsmasse erzeugen.

Die erfindungsgemäße Funktion des Kerns verlangt vom Prinzip her auch, abgesehen von der Masseerzeugung, keine formgebende Teilnahme an der Bildung der Hohlraumwandfläche, d. h., indem er die auf ihn zu wachsende Ablagerungsschicht begrenzt. Es genügt, wenn der Kern erst da anfängt, wo die Ablagerungsschicht einschließlich einer Übergangszone von selbst

so aufhört, und es könnte sogar noch ein Schlickerfilm dazwischen verbleiben, soweit die betreffende Schlickermenge nachher bei der Trocknung des Formlings einfach mit austrocknen kann. Das unterscheidet den nach der vorliegenden Erfindung beim Schlickergießen angewendeten Kern von den auch bei anderen Gießverfahren bekannten Kernen, die zwingend immer mit ihrer Oberfläche formgebend und beim Schlickergießen außerdem ablagerungsbildend sein sollen.

Trotzdem kann man auch nach der Erfindung den Kern die einseitig von der Gießformwandung her auf ihn zu wachsende Ablagerungsschicht begrenzen lassen, um auf der sicheren Seite zu sein, d. h. jeden auch geringfügigen Verbleib von Schlicker auszuschließen.

Fallweise und stellenweise kann man darüber hinaus die Dicke der Ablagerungsschicht auch aus anderen Gründen beschränken, z. B. um eine Wanddicke besonders genau einzustellen oder um an bestimmten

Stellen eine zwar nur kleine, aber entscheidende Erweiterung des Hohlraums zu erzielen, etwa an einer Kante oder Ecke, wo die Ablagerung sonst besonders dick würde. Seine wesentliche Funktion hat der Kern beim Schl'ckergießverfahren aber gerade dort wo ohne ihn keine den Formling bildende Ablagerungsmasse anzutreffen wäre, nämlich im Inneren des Hohlraums.

Nach der Erfindung werden Hohlraumgestaltungen ermöglicht, die bisher ausgeschlossen waren, weil der Restschlicker nicht oder nicht vollständig hätte ausfließen können, vor allem auch geschlossene und hinterschnittene Hohlräume. Daraus ergeben sich weitreichende Möglichkeiten für verbesserte Erzeugnisse und vereinfachte Fertigungen.

In der Regel wird man den Kern durch den Brand des Formlings zerstören.

Grundsätzlich ist aber auch eine Zerstörung durch eine mäßige Hitzebehandlung vor dem Brand möglich, etwa mittels Heißluft

Als geeignetes Material für den Kern hat sich geschäumter Kunststoff, insbesondere Polystyrol, erwiesen.

Die Verwendung von ausbrennenden Polystyrolteilen in keramischen Körpern ist an sich seit langem bekannt aus der DE-PS 1126 302, der DE-AS 12 53 132, der DE-AS 12 78 322, der DE-OS 17 71 526 und der DE-OS 24 21 849. Nach allen diesen bekannten Vorschlägen dient das Polystyrol jedoch nur zur Erzeugung von Porenstrukturen verschiedenster Art und wird zu diesem Zweck in Form ungezählter kleiner Teilchen in unkontrollierter, von selbst sich ergebender Verteilung in die Massen eingebracht, nicht als einzelner, definiert angeordneter und gestalteter Formkern. Die Verwendung von Polystyrol für durch Hitze zerstörbare Aussparkörper an definierten Stellen ist aus der DE-OS 19 42 215 bekannt. Dort handelt es sich jedoch um den vergleichsweise sehr einfachen und groben Anwendungsfall der Aussparung von Löchern in dampfgehärteten Porenbetonsteinen, und es sollen von der Oberfläche ausgehende Metall- oder Holzaussparkörper ohne Änderungen der Gestaltung lediglich zur Einsparung des Herausziehens ersetzt werden. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, Erweiterung der Hohlraumgestaltungsmöglichkeiten in verschiedenen Beziehungen bei der keramischen Formgebung nach dem komplizierten Schlickergießverfahren mit dem Problem der Restschlickerentfernung, liegt der Lehre der DE-OS 19 42 215 ebenso fern wie die erfindungsgemäße Lösung, d. h. die neue Vorstellung eines Gießkerns, dessen Oberfläche keine formgebende Funktion zu haben braucht.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zum Herstellen eines innen glasierten Körpers die Glasurmasse auf den Kern aufgetragen wird, von dem sie dann auf den Formung übergeht. Dafür sollte allerdings bereits beim Gießen die Ablagerungsschicht bis zu einer festen Berührung mit der Glasurmasse an den Kern heranwachsen, damit der angelöste, wasserlösliche Leimanteil der Glasurmasse eine Haftung an der Formlingsoberfläche herstellt. Im Trocknungsvorgang wird diese Verbindung gefestigt. Sie überdauert die Schrumpfung und den späteren Zerstörungsvorgang des Kernes ohne schadhafte Einwirkung auf die zu glasierende Oberfläche. Zur Trennung der Glasurmasse vom Kern kann ein diesen Vorgang förderndes Mittel auf den Kern aufgetragen werden, z. B. eine schwache Säure, vorzugsweise Zitronensaft. Das Mittel kann außerdem zunächst die am Material des Kerns selbst meist nicht gegebene Haftung der Glasurmasse am Kern vermitteln. Die eigentliche keramische Verbindung der Glasurschicht mit dem Formling vollzieht sich schließlich beim Brand. Auch diese neue Technik eröffnet neue Möglichkeiten, ivian kann in Erwägung ziehen, sie nur oder weitgehend des Glasierens wegen anzuwenden, also an Stellen, die den neuen Kern eigentlich gar nicht erfordern; sie kann den Ausschlag zu dessen Verwendung geben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von "zwei durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Küchenspüle,

F i g. 2 eine Ansicht der Küchenspüle von unten,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 durch den noch in der Gießform befindlichen Formling der Küchenspüle,

F i g. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch den noch in der Gießform befindlichen Formling einer anderen Küchenspüle.

Eine Küchenspüle 1 mit einem Becken 2 und einer Ablageplatte 3 ist an der in F i g. 1 durch den Pfeil 4 gekennzeichneten Stelle bruchgefährdet. Um die Ablageplatte 3 zu verstärken, sind an ihrer Unterseite zwei flache Kästen 5 mit Hohlräumen angeformt. Die Kästen 5 werden wie folgt erzeugt:

Eine aus einem Unterteil 7 und einem Oberteil 8 bestehende Schlickergießform 9 bildet in herkömmlicher Weise mit dem Unterteil die Oberseite und mit dem Oberteil die Unterseite des Spülenformlings aus. Das Oberteil 8 weist zwei den Kästen 5 entsprechende Formräume 10 auf. In diesen ist jeweils ein Kern 11 aus nachgiebigem, geschäumtem Polystyrolmaterial angeordnet. Er ist an dem Oberteil 8 befestigt mittels Bolzen 12, die klemmend in Löcher 13 des Oberteils 8 eingeschoben sind bis zu einem Absatz 14; hier schließt sich ein etwas dickerer Bolzenabschnitt 15 an, der den Kern 11 im Abstand von der Wandung des Oberteils 8 hält. Nach Füllen und mehrmaligem Nachfüllen der Gießform mit Schlicker durch einen in der Zeichnung nicht erscheinenden Einlaß hindurch lagert sich infolge des Ansaugens des Schlickerwassers durch die saugende Gießform eine verfestigte Schicht 16 des Schlickerfeststoffs an der Wandung des Unterteils 7 und des Oberteils 8 ab, die den um den Kern 11 herum in der Gießform verbliebenen Raum im wesentlichen vollständig anfüllt, so daß kein störender Rest an Schlicker verbleibt. Eine im vorliegenden Falle praktisch undurchführbare Restschlickerentfernung entfällt damit. Die im Material 16 des Formlings durch die Bolzenabschnitte 15 gebildeten Löcher 17 (Fig.2) stören an der Unterseite der Spüle nicht.

Beim Abheben des Oberteils 8 von dem Unterteil 7 und dem Formling zieht sich das Loch 13 von selbst von dem Bolzen 12 ab. Der Kern 11 verschwindet beim Brand des Formlings. Die Alternative, die Kästen 5 nach bekannter Technik anzugarnieren, ist wesentlich umständlicher und teurer.

Das durch F i g. 4 verdeutlichte Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die Herstellung einer Doppelbekken-Küchenspüle, und zwar am Überlaufschacht. Der dargestellte Schnitt ist durch die Zwischenwand 17' und die Abläufe JS der beiden Becken gelegt.

Es wird eine Gießform aus einem Unterteil 19 und einem Oberteil 20 verwendet, zwischen denen in dem zu bildenden Überlaufschacht ein Kern 21 aus nachgiebi-

gem, geschäumtem Polystyrol eingesetzt ist.

Der Kern 21 ist am Oberteil 20 der Schlickergießform wie folgt befestigt:

An den beiden Abläufen 18 füllt der Kern 21 den Zwischenraum zwischen dem Unterteil 19 und dem Oberteil 20 jeweils in voller Höhe mit einer zylindrischen Hülse 22 aus. Die beiden Hülsen 22 sind auf an dem Oberteil 20 der Gießform ausgebildete Bolzen 23 klemmend aufgesteckt. Oben an der Zwischenwand 17 ragt aus dem Oberteil 20 der Gießform ein leicht konischer Stift 24 aus nicht rostendem Material heraus und durch die Wandungsdicke hindurch in eine Aussparung 25 des Kerns 21, wiederum klemmend, hinein.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel lagert sich auch hier nach Füllen und mehrmaligem Nachfüllen der Gießform eine den Formling bildende verfestigte Schicht 26 an der Gießform ab, die den Zwischenraum zwischen dem Untereil 19 und dem Oberteil 20 einerseits und dem Kern 21 andererseits ohne Hinterlassung problematischen Restschlickers ausfüllt.

Wird beim Entformen das Oberteil 20 der Gießform von dem Unterteil 19 und dem Formling abgehoben, so ziehen sich dabei die Bolzen 23 und der Stift 24 aus den Hülsen 22 bzw. der Aussparung 25 des Kerns 21 von selbst heraus. Das vom Stift 24 in der Formlingswandung 26 hinterlassene Loch 28 wird mit gleicher Masse, jedoch von plastischer Konsistenz, verstopft und damit geschlossen. Einlaufschlitze 27, durch die das Wasser bei gefülltem Becken oben ausfließen kann, werden eingeschnitten.

Beim Verschwinden des Kerns 21 im Brand überträgt sich eine vorher auf den Kern 21 aufgebrachte Glasurschicht auf die Formlingswandung 26. Die Glasur kann mit üblicher Leimung und Viskositätseinsteilung hergestellt und auf eine vorher auf den Kern aufgetragene und angetrocknete wäßrige Zitronensäurelösung durch Streichen, Tauchen o. dgl. aufgebracht und ebenfalls antrocknen gelassen werden.

Auf diese Weise kann der vollständige Hohlraum von Überlaufschacht und Abläufen sehr einfach erzeugt werden.

In beiden Ausführungsbeispielen ist der Kern an ein Gießformteil, und zwar das Oberteil, mittels einer Steckverbindung angesetzt, deren Steckrichtung mit der Richtung des Auseinandernehmens von Schlickergießformteil und Formling beim Entformen übereinstimmt. Die Befestigung des Kerns an der Gießform löst sich beim Entfernen ohne irgendeinen zusätzlichen Arbeitsgang von selbst. Sie ist jedoch trotzdem fest genug, um

ίο den Kern sicher gegen seine nicht unerhebliche Auftriebskraft im Schlicker zu halten. Die Befestigung des Kerns an einem Oberteil der Gießform verdient insofern den Vorzug, als dann die Auftriebskraft in Schließrichtung der Steckverbindung wirkt. Zweckmäßigerweise liegt die Steckverbindung an einer Stelle, wo die Wandung des Formlings eine Aussparung haben muß (wie an den Abläufen i8) oder haben kann, und die Teile der Steckverbindung sind durch den Kern und das Schlickergießformteil unmittelbar gebildet, d. h. der Bolzen am Kern und sein Steckloch in der Gießform oder umgekehrt.

Damit der Kern beim Trocknen der Schwindung des Formlings folgt und den Formling nicht sprengt, kann ein Kern verwendet werden, der durch seine Materialauswahl, insbesondere Auswahl der Vorschäumkörnungen, und/oder durch Hohlraumbildung in dem Kern von vornherein oder durch nachträgliches Ausschneiden und/oder durch eine festigkeitsverringernde Nachbehandlung, wie Kneten oder Walken, mit einer Kraft zusammendrückbar ist, die kleiner ist als die Bruchkraft des den Kern bei der Trockenschwindung zusammendrückenden Materials des Formlings.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich z. B. besonders zur Erzeugung des Überlauf-Hohlraums eines Waschbeckens oder sonstigen Beckens, des Wasserverteilers eines Klosetts, des hohlen Henkels und/oder der Tülle eines Hohlgeschirrteils, hohler Extremitäten o. dgl. von Zierfiguren oder -gegenständen oder einer Verstärkung durch Ausbildung einer Hohlkammer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: 28Ό2 652

1. Verfahren zum Herstellen eines keramischen Körpers mit einem insbesondere geschlossenen oder" hinterschnittenen Formhohlraum durch Schlickerguß, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gießform ein im wesentlichen der Gestalt des Formhohlraums entsprechender, den Formhohlraum gegen den Schlicker abschließender Kern eingesetzt wird, der nach dem Entformen zunächst in dem Formling verbleibt und derart nachgiebig ist, daß er der Schwindung des Formlings beim Trocknen folgt, und der erst dann durch Erhitzung zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch den Brand des Formlings zerstört wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern aus einem geschäumten Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines innen glasierten Körpers die Glasurmasse auf den Kern aufgetragen wird.

5. Verfahren nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß vor der Glasurmasse ein die Ablösung der Glasurmasse von dem Kern förderndes Mittel auf den Kern aufgetragen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als die Ablösung förderndes Mittel eine schwache Säure verwendet wird, vorzugsweise Zitronensaft.