DE3018138C2

DE3018138C2 -

Info

Publication number: DE3018138C2
Application number: DE3018138A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl.-Ing. 8672 Selb De Soethje
Original assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Current assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1987-12-10
Also published as: DE3018138A1; GB2075415A; GB2075415B; IT1137008B; IT8121658A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug zum Herstellen keramischer Formlinge, insbesondere Teller, aus pulver- oder granulatförmiger Masse mit

- einem ersten Formteil, das eine zu einer Seite des Formlings, insbesondere zur Tellerunterseite, komplementäre erste Formfläche sowie mindestens einen von dieser zur Rückseite des ersten Form teils führenden Kanal aufweist,
- einem zweiten Formteil, das eine zur entgegengesetzten Seite des Formlings, insbesondere zur Telleroberseite, komplementäre zweite Formfläche aufweist,
- einem topfförmigen Formteilhalter, der eine das erste Formteil umschließende zylindrische Innenwand, einen Boden sowie einen Druckmittelanschluß aufweist und zum Öffnen und Schließen des Preßwerkzeugs sowie zum Pressen der Masse zusammen mit dem ersten Formteil in bezug auf das zweite Formteil axial bewegbar ist,
- einer Membran, die einen am Formteilhalter befestigten, den Außendurchmesser des zu pressenden Formlings bestimmenden Randwulst aufweist und wahlweise durch Unterdruck an die erste Formfläche ansaugbar oder durch ein über den Druckmittelanschluß zugeführtes Druckmittel von der ersten Formfläche wegdrückbar ist, und
- einem Zwischenraum zwischen dem Boden des Formteilhalters und der Rückseite des ersten Formteils, in dem der Unter- bzw. Über druck ebenfalls wirksam ist.

Es ist ein Preßwerkzeug dieser Gattung bekannt (DE-AS 26 27 160), bei dem der Außendurchmesser des als Abstützung für die Membran ausgebildeten ersten Formteils erheblich größer als der Innen durchmesser des Randwulstes der Membran ist, der den Außendurch messer des zu pressenden Formlings bestimmt. Das erste Formteil be steht aus einem am Boden des topfförmigen Formteilhalters festge schraubten ringförmigen Einsatz und einem in diesem Einsatz axial verschiebbar geführten Mittelteil, das durch eine Feder zur Membran hin vorgespannt ist. In der Füllstellung des bekannten Preßwerkzeugs (Fig. 4 der DE-AS 26 27 160) liegt die Membran nur an dem verschiebbaren Mittelteil an und ist durch dieses vom größeren Teil der am ringförmigen Einsatz ausgebildeten Form fläche abgehoben. Es besteht allerdings die Möglichkeit, an dem Druckmittelanschluß, der am Boden des Formteilhalters aus gebildet ist, einen Unterdruck anzulegen, der sich dann im ge samten Innenraum des topfförmigen Formteilhalters ausbreitet und dadurch die Membran an den ringförmigen Einsatz ansaugt, wobei gleichzeitig das verschiebbare Mittelteil durch den auf die Membran einwirkenden Unterdruck zurückgezogen wird.

Der zum Ansaugen der Membran erforderliche Unterdruck im topf förmigen Formteilhalter muß bei dem bekannten Preßwerkzeug mit einer von diesem getrennten Vakuumpumpe erzeugt werden, wobei verhältnismäßig große Räume evakuiert werden müssen, was entweder eine hohe Pumpenleistung oder einen erheblichen Zeit aufwand erfordert. Außerdem ist es bei dem bekannten Preßwerk zeug schwierig, den gepreßten Formling zu entnehmen, da die Membran im entspannten Zustand dieselbe Form und Lage hat wie in der Preßendstellung, so daß vor allem flache tellerförmige Formlinge die Tendenz haben, sich am Randwulst der Membran zu verklemmen, sobald sie nach Aufhebung des Preßdruckes expan dieren; bei einem Tellerdurchmesser von beispielsweise 300 mm bedeutet ein Prozent Expansion schon einen Durchmesserzuwachs von 3 mm.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerk zeug der eingangs beschriebenen Gattung derart zu gestalten, daß sich einerseits der zum Ansaugen der Membran an die Form fläche des ersten Formteils erforderliche Unterdruck mit ge ringem Aufwand und rasch erzeugen läßt und andererseits der gepreßte Formling leicht entnehmen läßt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- der Außendurchmesser des ersten Formteils geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes der Membran,
- das erste Formteil als Ganzes samt seinem mindestens einen Kanal in bezug auf den Formteilhalter kolbenartig verschiebbar ist und
- dem ersten Formteil ein Formteilantrieb zugeordnet ist, der beim Öffnen des Preßwerkzeugs das erste Formteil vom Boden des Formteilhalters weg vorschiebt und dadurch im Zwischenraum zwischen diesem und dem Boden des Formteilhalters einen Unterdruck erzeugt, durch den die Membran während des Entnehmers des gepreßten Formlings und während des anschließenden Einfüllens keramischer Masse an der gesamten Formfläche des vorgeschobenen ersten Formteils anliegend ge halten wird.

Dadurch, daß der Außendurchmesser des ersten Formteils gering fügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes der Membran, wird die Membran beim Vorschieben des ersten Form teils im Bereich unmittelbar innerhalb des Randwulstes umge stülpt, so daß der Rand des Formlings vom Randwulst der Membran freikommt, ehe er sich dort verklemmen kann. Die gesamte übrige Fläche der Membran wird beim Öffnen des Preßwerkzeugs an die Formfläche des insgesamt kolbenartig verformbaren ersten Form teils angesaugt, so daß der Formling nicht durch elastische Rückstellkräfte der Membran belastet wird, durch die er be schädigt werden könnte. Der Formteilantrieb ist im Prinzip von beliebiger Art und jedenfalls weniger aufwendig als eine Vakuum pumpe. Besonders geeignet ist als Formteilantrieb eine Kolben zylindereinheit, die von derselben Druckmittelquelle gespeist werden kann, die für das Wegdrücken der Membran, also zum hydrostatischen Pressen des Formlings, ohnehin erforderlich ist. Der zum Ansaugen der Membran an die erste Formfläche er forderliche Unterdruck ergibt sich durch das Verschieben des insgesamt kolbenartig ausgebildeten ersten Formteils von selbst, wenn die Druckmittelzufuhr von der Druckmittelquelle in der ohnehin erforderlichen Weise, z. B. mittels eines Drei wegeventils, abgesperrt wird, ehe das Preßwerkzeug geöffnet wird.

Insgesamt wird also durch die Erfindung der Aufwand für das Betreiben eines gattungsgemäßen Preßwerkzeugs wie auch die Bruchgefahr für die gepreßten Formlinge erheblich vermindert.

Bei dem erfindungsgemäßen Preßwerkzeug ist das erste Formteil vorzugsweise so ausgebildet, daß der Außendurchmesser der ersten Formfläche um das Zwei- bis Sechsfache der Dicke des äußeren Randes des gepreßten Formlings kleiner als der Innen durchmesser des Randwulstes der Membran ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt eines Preßwerkzeugs in seiner Entnahmestellung,

Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt in der Füllstellung,

Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt in der Preßendstellung,

Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt in einer Zwischenstellung beim Öffnen des Preßwerkzeugs, und

Fig. 5 den Teilschnitt V-V in Fig. 1 in größerem Maßstab.

Das dargestellte Preßwerkzeug hat die Aufgabe, bei jedem Hub einer nicht dargestellten Presse, in die es eingebaut ist, aus pulver- oder granulatförmiger keramischer Masse 10 einen Formling 10′ - im dargestellten Beispiel handelt es sich um einen Suppenteller - zu pressen. Das Preßwerkzeug besteht aus zwei Werkzeugteilen 12 und 14, die im wesentlichen symme trisch zu einer gemeinsamen waagerechten Achse A gestaltet sind. Die Achse A ist zugleich Symmetrieachse des Formlings 10′ und bezeichnet die Richtung der Hubbewegungen der zugehörigen Presse.

Das in Fig. 1 bis 4 rechts dargestellte Werkzeugteil 12 hat einen topfförmigen Formteilhalter 16 mit einer zylindrischen Innen wand 18 und einem Boden 20. An der zylindrischen Innenwand 18 ist ein erstes Formteil 22 kolbenartig längs der Achse A ver schiebbar geführt. Ferner gehört zum Werkzeugteil 12 eine Membran 24 mit einem verdickten Randwulst 26 sowie ein mit dem Formteil halter 16 verschraubter Klemmring 28, der den Randwulst 26 fest klemmt.

Das erste Formteil 22 besteht aus zwei zusammengeschraubten schei benartigen Körpern 30 und 32, von denen der erste Körper 30 eine zur Unterseite des Formlings 10′ komplementäre erste Formfläche 34 aufweist. Durch beide Körper 30 und 32 erstrecken sich achs parallele Kanäle 36 hindurch, die durch zwischen den Körpern 30 und 32 ausgebildete Verteilerkanäle 38 miteinander verbunden sind und die erste Formfläche 34 mit einem Zwischenraum 40 zwi schen dem ersten Formteil 22 und dem Boden 20 verbinden. Die Ka näle 36 sind außerdem durch radiale Kanäle 42, von denen nur einer dargestellt ist, mit einer Ringnut 44 am äußeren Umfang des Körpers 32 verbunden; diese Ringnut hat ständig Verbindung mit einem Druckmittelanschluß 46 am Formteilhalter 16.

Das erste Formteil 22 ist mit Schiebesitz in den Formteilhalter 16 eingepaßt; somit hat der Körper 30 einen Außendurchmesser, der mit dem Durchmesser der Innenwand 18 praktisch übereinstimmt.

Dieser Außendurchmesser ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Randwulstes 26, der den Außendurchmesser des Formlings 10′ bestimmt. Im dargestellten Beispiel ist der Außendurchmesser des Körpers 30 und damit der Durchmesser der ersten Formfläche 34 um etwa das Vierfache der Dicke des äußeren Randes des gepreßten Formlings 10′ kleiner als der Innendurchmesser des Randwulstes 26.

In den Boden 20 ist ein Formteilantrieb 50 eingelassen, der im dargestellten Beispiel von einer handelsüblichen hydrau lischen Kolbenzylindereinheit gebildet ist. Dieser Formteil antrieb 50 läßt sich über einen Kanal 52 in einer Grundplatte 54, mit welcher der Boden 20 verschraubt ist, mit Drucköl ver sorgen und ist unter Einwirkung dieses Drucköls imstande, das Formteil 22 längs der Achse A vom Boden 20 weg zu verschieben.

Das Werkzeugteil 14 weist ein zweites Formteil 60 auf, an dem eine die Oberseite des gepreßten Formlings 62 bestimmende zweite Formfläche 62 ausgebildet ist. Das zweite Formteil 60 ist über einen mit ihm verschraubten Einspannzapfen 64 an einem zweiten Formteilhalter 66 befestigt, der seinerseits mit einer zweiten Grundplatte 68 verschraubt ist.

Das zweite Formteil 60 hat eine zylindrische Außenfläche 70, auf der ein Schiebering 72 längs der Achse A verschiebbar ist. Der Schiebering 72 ist mit einem Haltering 74 verschraubt, der auf der ebenfalls zylindrischen Außenfläche des zweiten Form teilhalters 66 verschiebbar geführt ist. Im Haltering 74 ist ein Paßstift 76 achsparallel befestigt, der in einer in der Grundplatte 68 befestigten Gleitbuchse 78 geführt ist und den Haltering 74 samt Schiebering 72 an einer Drehung um die Achse A hindert.

Der Schiebering 72 weist eine ebene Stirnfläche 80 auf, die in der Füllstellung gemäß Fig. 2 gegen eine ebenfalls ebene Stirnfläche des Randwulstes 26 der Membran 24 abdichtet.

Dieses Abdichten wird durch einen Schieberingantrieb 82 er möglicht, der im dargestellten Beispiel von mehreren über den Umfang des Haltering 74 gleichmäßig verteilten Kolbenzylinder einheiten gebildet wird. Diese Kolbenzylindereinheiten lassen sich durch Kanäle 84 in der zweiten Grundplatte 68 mit Drucköl speisen und drücken dann gegen je eine am Haltering 74 einstell bar befestigte Anschlagschraube 86, um den Haltering 74 samt Schiebering 72 in Richtung zum ersten Formteilhalter 16 hin zu verschieben.

In den oberen Teil des Schieberings 72 ist ein Einfüllkanal 90 eingearbeitet, der gemäß Fig. 5 durch mehrere senkrechte Zwischen wände 92 unterteilt und an einen Einfülltrichter 94 für die zu verpressende pulver- oder granulatförmige keramische Masse 10 angeschlossen ist. Um zu verhindern, daß diese Masse 10 an den Dicht- und Führungsflächen des Schieberings 72 und des Halte rings 74 Verschleiß hervorruft, ist am zweiten Formteilhalter 66 einerseits und am Haltering 74 andererseits eine ringförmige Manschette 96 aus einem Elastomer befestigt.

Ein Arbeitszyklus des beschriebenen Preßwerkzeugs besteht darin, daß ausgehend von der Entnahmestellung gemäß Fig. 1 die Werkzeug teile 12 und 14 längs der Achse A zueinander hin verschoben werden; diese Verschiebung wird beispielsweise vom Werkzeug teil 12 ausgeführt und endet in der Füllstellung gemäß Fig. 2, nachdem der Schieberingantrieb 82 für eine dichte Anlage der Stirnfläche 80 des Schieberings 72 an der Stirnfläche des Rand wulstes 26 gesorgt hat. In der Entnahmestellung gemäß Fig. 1 und auch noch in der Füllstellung gemäß Fig. 2 ist der Formteilan trieb 50 ausgefahren, so daß der Zwischenraum 40 sein größtmög liches Volumen hat und die Membran 24 in ihrem Randbereich un mittelbar radial innerhalb ihres Randwulstes 26 auswärts, d. h. zum zweiten Formteil 60 hin, gestülpt ist, wobei die Membran 24 an der gesamten ersten Formfläche 34 anliegt.

In der Füllstellung gemäß Fig. 2 begrenzt die Membran 24 einer seits und die Formfläche 62 des zweiten Formteils 60 anderer seits einen Füllraum 98, dessen Form sich von derjenigen des gepreßten Formlings 10′ dadurch unterscheidet, daß die Breite des Füllraumes um einen im wesentlichen konstanten Faktor größer ist als die Dicke des gepreßten Formlings 10′. Eine Ausnahme macht ein ringförmiger äußerer Randbereich 100 unmittelbar innerhalb des Randwulstes 26 der Membran 24; innerhalb dieses Randbereichs 100 ist der Füllraum 98, parallel zur Achse A gemessen, überproportional breit. Dies beruht darauf, daß die Membran 24 durch das vorgeschobene erste Formteil 22 in der beschriebenen Weise vorgestülpt ist.

Aus der Füllstellung gemäß Fig. 2 heraus werden die beiden Werkzeugteile 12 und 14 nun weiter zueinander hingeschoben; dies geschieht beispielsweise dadurch, daß das Werkzeugteil 12 festgehalten wird, während das Werkzeugteil 14 von einer starken hydraulischen Kolbenzylindereinheit zum Werkzeugteil 12 hingeschoben wird. Dabei wird das erste Formteil 22 durch den vom zweiten Formteil 60 über die Masse 10 und die Membran 24 auf die erste Formfläche 34 ausgeübten Druck zum Boden 20 hin verschoben. Infolgedessen wird Drucköl, das bisher im Zwischenraum 40 enthalten war, durch die Kanäle 36 und 42, die Ringnut 44 und den Druckmittelanschluß 46 in einen nicht dargestellten Ölbehälter verdrängt, was durch ein ebenfalls nicht dargestelltes Dreiwegeventil ermöglicht wird. Zu Beginn der Bewegung aus der Füllstellung in die Preßstellung wird der Schiebering 72 in Richtung zur zweiten Grundplatte 68 hin verdrängt, wodurch der Füllraum 98 vom Einfüllkanal 90 abgeschnitten wird.

Sobald die Preßstellung gemäß Fig. 3 erreicht ist, wird das erwähnte Dreiwegeventil umgestellt, so daß Drucköl von einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe durch den Druckmittelan schluß 46, die Ringnut 44 und die Kanäle 42 und 36 eindringt und die Membran 24 von der ersten Formfläche 34 wegdrängt. Auf diese Weise wird ein isostatisches Nachpressen der kera mischen Masse 10 bewirkt und somit der Formling 10′ fertigge preßt.

Anschließend wird der Formteilantrieb 50 über ein ebenfalls nicht dargestelltes Dreiwegeventil und den Kanal 52 unter Druck gesetzt und - unabhängig davon - werden die Werkzeug teile 12 und 14 auseinanderbewegt. Dabei wird das erste Form teil 22 vom Formteilantrieb 50 in bezug auf den ersten Form teilhalter 16 in Richtung zum zweiten Formteil 60 hin ver schoben, so daß die Bewegung der Werkzeugteile 12 und 14 von einanderweg zunächst noch nicht zu einer Trennung der Form teile 22 und 60 führt. Bei der vom Formteilantrieb 50 be wirkten Verschiebung des ersten Formteils 22 - in Fig. 1 bis 4 ist es eine Verschiebung nach links - wird das gesamte Öl, das zwischen die erste Formfläche 34 und die Membran 24 eingedrungen war und durch Umschalten des mit dem Druckmittel anschluß 46 verbundenen Dreiwegeventils drucklos geworden war, in den Zwischenraum 40 gesaugt, so daß sich die Membran 24 an die gesamte erste Formfläche 34 anlegt und gleichzeitig in ihrem Randbereich wieder ihre nach außen gestülpte Form an nimmt, die auch in Fig. 4 erkennbar ist. Dabei kommt der Rand des gepreßten Formlings 10′ vom Randwulst 26 der Membran 24 frei, so daß der Formling 10′ unbehindert expandieren kann.

Bei der weiteren Bewegung der Werkzeugteile 12 und 14 von einander weg in die Entnahmestellung gemäß Fig. 1 fällt der gepreßte Formling auf eine beispielsweise von weichen Gurten gebildete Rutsche, sofern es nicht vorgezogen wird, den Form ling mittels einer beispielsweise mit Saugnäpfen versehenen Transportvorrichtung zu entnehmen.

Claims

1. Preßwerkzeug zum Herstellen keramischer Formlinge, insbesondere Teller, aus pulver- oder granulatförmiger Masse mit

- einem ersten Formteil, das eine zu einer Seite des Formlings, insbesondere zur Tellerunterseite, komplementäre erste Form fläche sowie mindestens einen von dieser zur Rückseite des ersten Formteils führenden Kanal aufweist,
- einem zweiten Formteil, das eine zur entgegengesetzten Seite des Formlings, insbesondere zur Telleroberseite, komplementäre zweite Formfläche aufweist,
- einem topfförmigen Formteilhalter, der eine das erste Formteil umschließende zylindrische Innenwand, einen Boden sowie einen Druckmittelanschluß aufweist und zum Öffnen und Schließen des Preßwerkzeugs sowie zum Pressen der Masse zusammen mit dem ersten Formteil in bezug auf das zweite Formteil axial bewegbar ist,
- einer Membran, die einen am Formteilhalter befestigten, den Außendurchmesser des zu pressenden Formlings bestimmenden Randwulst aufweist und wahlweise durch Unterdruck an die erste Formfläche ansaugbar oder durch ein über den Druckmittelanschluß zugeführtes Druckmittel von der ersten Formfläche wegdrückbar ist, und
- einem Zwischenraum zwischen dem Boden des Formteilhalters und der Rückseite des ersten Formteils, in dem der Unter- bzw. Über druck ebenfalls wirksam ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Außendurchmesser des ersten Formteils (22) geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randwulstes (26) der Membran (24),
- das erste Formteil (22) als Ganzes samt seinem mindestens einen Kanal (36) in bezug auf den Formteilhalter (16) kolbenartig ver schiebbar ist und
- dem ersten Formteil (22) ein Formteilantrieb (50) zugeordnet ist, der beim Öffnen des Preßwerkzeugs (12, 14) das erste Formteil (22) vom Boden (20) des Formteilhalters (16) weg vorschiebt und dadurch im Zwischenraum (40) zwischen diesem und dem Boden (20) des Formteilhalters (16) einen Unterdruck er zeugt, durch den die Membran (24) während des Entnehmens des gepreßten Formlings (10′) und während des anschließenden Ein füllens keramischer Masse (10) an der gesamten Formfläche (34) des vorgeschobenen ersten Formteils (22) anliegend gehalten wird.

2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Außendurchmesser der ersten Formfläche (34) um das Zwei- bis Sechsfache der Dicke des äußeren Randes des ge preßten Formlings (10′) kleiner als der Innendurchmesser des Randwulstes (26) der Membran (24) ist.