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Verfahren zur Herstellung keramischer Gegenstände Die Etfindung -
richtet sich auf die Herstellung keramischer Gegenstände, z. B. Zündkerzensteine,.
aus einem Gemisch von feingepulvertem keramischem -Stoff und .einem organischen
Bindemittel durch Pressen in normen,. wobei die' Formlinge bei so hoher Temperatur
gebrannt werden, daß das Bindemittel ausgetrieben und die keramischen Teilchen zu
.,einer zusammenhängenden Masse vereii)igt werden. ,.
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Die Erfindung kennzeichnet sich weiventlich dadurch, daß ein thermoplastischer
Stoff als Bindemittel verwendet und da f3 eine so starke Erwärmung heim Pressen
vorgenommen- wird, claß.-das,Bind.,iiittel-iließenci-wird.: Vermöge dieser Behandlungsweise
wird der Erfolg 'erzielt; daß sich der Preßdruck beim Formen gleichmäßig über den
ganzen Körper verteilt. Dadurch entsteht ein Gebilde von überall gleichmäßiger Dichte,
und es werden die inneren Spannungen vermieden, die sich bisher aus Ungleichmäßigkeiten
cLer Körperstruktur zu ergeben pflegten.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung keramischer Gegenstände
in Gemisch unter Pressung zu formen und die so geformten Körper dann zu ]>rennen,
um die einzelnen Teilchen miteinander zu vereinigen. Mögen auch manche älteren Verfahren
durchaus befriedigend sein, so ist man doch beträchtlichen
Schwierigkeiten
insofern begegnet, als immer eine Anzahl der erzeugten Gegenstände, sei es heim
ßrenixu. sei es später im Gebrauch. zu Bruch ging. Dieser Ausschuß beruht, wie sich
licrausgestellt hat, darauf, daß gewisse Teile oder Schichten des Gegenstandes
In
ihrer Dichte von anderen Teilen alw-eichen. Die Bereiche größerer Dichte
weisen andere physikalische Eigenschaften als diejenigen geringerer Dichte auf,
insbesondere verschiedene Wärmedehnungszahlen. mit dem Ergebnis. daß hei sehr hohen
Tenperaturen eiltweder heinn Brennen oder frei der späteren Verwendung innere Spannungen
auftreten, welche Bruch zur Folge haben können.
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Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe, denn die: keramischen Körper
werden in solcher Weise geformt, daß sich der- Preßdruck gleichmäßig über den ganzen
Körper verteilt und somit sämtliche Teile des Guts auf die gleiche Dichte bringt.
Ungenügend ist es, nur für eine gleichmäßige Verteilung des Drucks über dit= --"ußenfläche
des Körpers zu sorgen, wie das in älteren Vorschlägen geschehen ist, denn wenn sich
der Druck nicht außerdem gleichmäßig über das Innere des Körpers auswirkt, wird
nur erreicht, daß sich die Außenschichten stärker als die Innenschichten verdichten,
und es entsteht die als Schichthildung bekannte schädliche Erscheinung.
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Im Gegensatz dazu sorgt die Erfindung für eine gleichmäßige Druckverteilung
nicht nur über die Außenfläche, sondern über sämtliche Teilchen des Körpers. Erreicht
wird dies erfindungsgemäß durch Verwendung des bei Wärme weich-verdenden (thermoplastischen)
Binde=mittels und in Vereinigung damit durch :'Anwendung einer genügend hohen Erwär
-mung -während des Pressens, wodurch ein Fließen des Bindemittels hervorgerufe=n
und, i dadurch der Formdruck gleichmäßig über die ganze Masse verteilt wird, in
der gleichen Weise, wie wenn der Körper flüssig wäre.
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Diese erfindungsgemäß dem Gut zu wer- j leihende Fließeigenschaft
unter der Wirkung von Wärme und Druck steht in Gegensatz zu denjenigen älteren Verfahren,
hei -welchen' plastische, aber nicht fließende Stoffe Verwendung finden, -welche
das Bestreben haben, (ler gleichmäßigen Druckverteilung, wie sie Flüssigkeiten zukommt,
erheblichen Widerstand eiltgegenzusetzen.
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Während der Anwendung von Hitze und Druck leim Formen ist das Gut
fließend. Damit nun beim >..''herführen und sonstigen Behandeln des Gegenstandes
vor dem Brennen die beim Pressen erlangte Form nicht zerstört wird, ist in manchen
Fällen erwünscht, ein Bindemittel zu benutzen, das hei Erwärmung zwar. zunächst
fließend, bei höherer Erwärinuiig jedoch wieder fest wird (thermosettilig ).
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1:s wird dadurch ein wichtiger '"rorteil gegenüber älteren Zierfahren
erzielt, frei denen die noch ungebrannten Gegenstände außer: t ainlrfindlicli sind
und mit besonderer Sorgfalt behandelt werden müssen.
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f Die Druckverteilung über die Gesamtmasse während des Formens keramischer
Gegenstände hat bisher wenig oder gar keine Beachtung gefunden; dies ist der Grund
dafür, weshalb soviel Ausschuß bei der Fabrikation in Kauf genommen werden mußte.
Die stärkere Verdichtung eines Teils oder einer Schicht des Körpers im Vergleich
mit anderen führt zum Eierziehen und Reißen heim Brennerv sowie zu inneren Spannungen
in dein gebrannten Gegenstand, welche später Bruch zur Folge haben. Die umerwünschten
Folgen ungleichmäßiger Druckverteilung, insbesondere Schicr.tbildung, treten vonviegend
bei sog. - Trockenverfahren auf, d. h: solchen, 1yei welchen der Gegenstand durch
Formen trockenen keramischen Pulvers unter Druck gebildet wird. Durch Befeuchten
des Pulvers mit Wasser oder Säure lassen sich die Nachteile des Trockenverfahrens
in genvissem Grade mildern. Setzt man jedoch genug Flüssigkeit zu, um dem Gut ausreichende
Fließeigenschaft heim Pressen zu verleihen, . so wird es zu weich und zu naß, um
nach dem Herausnehmen aus der Form seine Gestalt zu bewahren.
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So kommt es, daß weder die Trockenverfahren noch die Maßverfahren,
die man bisher angewendet hat, eine befriedigende Lösung der der Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabe bieten: , Es ist auch schon vorgeschlagen worden. das gepulverte
keramische Gut vor <lein Formen mit verschiedenen Bindemitteln zu mischen. Zweck
solcher Bilidemittel ist, die Teilchen des keramischen Guts zusammenzuhalten, so
daß der geformte Körper seine Gestalt his zum Brennen bewahrt. Durch das Bindemittel
wird jedoch, da es ein Zusammenhaften der Teilchen hervorruft, die gleichmäßige
Druckverteilung über den ganzen Gegenstand während des Formens eher
erschwert
?.ls erleichtert. Die Teilchen der äußeren Schichten backen zusammen und hindern
gerade die Fortpflanzung des Drucks nach dem Innern des Körpers, und so entsteht
Schichtenbildung.
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Vorbekannt ist schließlich die Verwendung von Kunstharz und Teer als
Bindemittel für urbildsame keramische Stoffe.
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In der Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel der Verstellung eines
Zündkerzenisolators veranschaulicht; es sind f# ig. t ein Schnitt durch einen Teil
einer
Presse zur Veranschaulichung der Herstellung eines Vorformlings,
wie er beim Aufbau eines Isolators verwendet wird, Fig. a bis .I ähnliche Schnitte
durch eine Presse, die jedoch weitere Vorformlinge für den Isolator herstellen,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht .aller für die Endform nötigen Vorformlinge,
Fig.6 ein Schnitt durch eine Formpresse für den letzten Formvorgang; die Vorformlinge
sind zusammengefügt und befinden sich in Formlage, Fig. y ein Schnitt ähnlich Fig.
6 zur Darstellung der Lage der Teile nach Beendigung des Formens und Fig.8 eine
perspektivische Ansicht des fertigen Isolators, wie er aussieht, wenn er in den
:Mantel eingesetzt ist.
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Der erste Schritt des Verfahrerns@ gemäß der Erfindung bestellt in
der Zubereitung des Rohstoffs.
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Im allgemeinen kann der unplastische Stoff ein beliebiger keramischer
Stoff sein, der in gebranntem Zustand den an die- besondere Warengattung zu stellenden
Anforderungen entspricht. Im Gegensatz zu den in der keramischen Industrie fast
ausschließlich verwendeten Verfahren bringt das vorliegende Verfahren keine wesentliche
Beschränkung in der Auswahl der unplastischen Stoffe mit sich. Die Durchführung
des Verfahrens ist also nicht davon abhängig, ob derartige Eigen-. schaffen, wie
Bildsamkeit in feuchtem Zustande, Löslichkeit, bestimmte Korngröße, Schleiffähigkeit
usw., vorliegen. Daher läßt sich das Verfahren mit nur kleinen Abänderungen bei
einer großen Zahl verschiedener keramischer Stoffe, sowohl natürlicher alis auch
künstlicher, anwenden. Während Ton in ausgedehntem Maße in der keramischen Industrie
Verwendung findet, sei es als Hauptbestandteil oder als Bindemittel zum Zusammenhalten
bis zum Brennen, wird man hei dem neuen Verfahren in den meisten Fällen vorziehen,
weder rohen noch gebrannten Ton. zu benutzen, wenngleich solche Stoffe als "Zusatz
dienen können, um ihre Bestandteile zur Verfügung zu stellen.
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Bei Bier Herstellung von Zündkerzenisolatoren hat sich Tonerde als
unplastischer 13estaildteil als besonders günstig erwiesen, wie weiter unten geschildert
ist. Die Verwendung anderer feticrfester Oxyde, z. B. -der Oxyde von Tellur, Thorium,
Beiryllium, Magnesium; Zirkonium, Yttrium, Titan und Vanadiuni, oder feuerfester
Zusammensetzungeil, wie Sillinianit, Mullit und anderer Minerale der Silliinanitgruppe,
4-st am Platze. Die ausgedehnte Anwendbarkeit des Verfahrens auf unplastische Stoffe
läßt sich am besten würdigen, wenn man bedenkt, daß das zeitweilig verwendete Bindemittel
heim Brennen der Körper nahezu vollkommen ausgetrieben wird, so daß der unplastische
Stoff zuletzt allein durch seine eigene holiiis:ion iil Form gehalten wird.
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Die harze oder harzartigen Stoffe werden (lern nichtplastischen Stoff
zugesetzt, damit sie die Körner umkleiden oder zwischen den Körpern derart wirken,
daß nach dem Pressen der geformte Körper hart und dicht ist. Dies trägt zu den endgültigen
Eigenschaften des Körpers bei und macht ihn leicht behandelbar.
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Die Harze oder Harzgemische können entweder in der Hitze plastisch
oder in der Hitze fest sein; es können synthetische oder natürliche, trockene der
feuchte, lösliche oder unlösliche Stoffe- sein. Synthetische, in der Hitqe plastische
Harze, wie die durch Kondensation von Glycerin und Phthalsäure gewonnenen Kunstharze,
unter dem Warenzeichen Glyptal bekannt, sowie aus Vinylverbindting gewonnenen, unter
dem Warenzeichen Vinylit bekannten Kunstharze, sind schon mit Erfolg verwendet worden,
ebenso natürliche Harze wie rote und gelbe Akaroidharze und Drachenblutharze. Auch
die Verwendung mannigfacher anderer synthetischer oder natürlicher, bei Hitze plastischer
Harze scheint angezeigt. Die natürlichen Harze können, wenn man will, derart chemisch
behandelt werden, daß ihre thermoplastischen Eigenschaften verstärkt werden. Bei
Anwendung thermoplastischer Harze ist es wichtig, daß nicht zuviel davon genommen
wird, damit nicht das Weichwerden des Harzes heim Brennen dazu führt. daß der Körper
vor dem Austreiben des llarzes seine Form verliert.
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Die besten Ergebnisse haben sich bei Anwendung des unter dem Warenzeichen
Bakelit bekannten, bei Hitze erhärtenden Harzes ergeben. Ein wichtiger Vorzug bei
Hitze erhärtender Harze ist der Umstand, daß sie heim Brennen nicht weich werden
und fließen. sondern sich verflüchtigen und oxydieren und so eine feste Preßmasse
unplastischen Stoffs' von der ursprünglichen Form zurücklassen. Harn;stoff-Formaldehyd-Kunstharz,
sog. Plaskon, wie auch andere synthetische, bei Hitze erhärtende Harze mit ähnlichen
Eigenschaften lassen sich verwenden. Natürliche Harze lassen sich nach bekannten
Verfahren chemisch so behandeln, daß ihre Wirkung unter Hitze und Druck derjenigen
von bei Hitze erhärtenden Harzen gleichkommt: Unter den harzartigen Stoffen, mit
denen Versuche durchgeführt wurden, gibt es organische oder anorganisch-organische
Zusammensetzungen, wie Altiminiumstearat, Celluloseacetat und verschiedenie Wachse;
die Ergebnisse befriedigen alyer nicht wie die mit Harzen.
Schmiermittel
wird zugesetzt, damit sich nach dem letzten Pressen der Isolator leichter aus der
Form nehmen läßt. Es bildet einen Überzug an dem Metall der Forin und verhindert
so die umplastische. gegebenenfalls schleiffähige Masse an unmittelbarer Berührung
mit der Form. Das Schmiermittel kann eine organische Verbindung, wie Stearinsäure,
Ölsäure, Palmitinsäure usw., sein oder ein anorganisches Salz einer organischen
Säure, oder es können sonstige Stoffe sein, die unter- Hitze und Druck ähnlich wirken.
Der Schmelzpunkt des Schmiermittels soll unterhalb der Temperatur liegen, hei welcher
das Weichwerden -der Harze beginnt. Der zuzusetzende Betrag bestimmt sich nach der
Wirkung, die der beim Brennen vom Schmiermittel freigelassene Raum auf die endgültige
Struktur des Isolators ausübt. Statt Schmier-, mittel: als besonderen Bestandteil
zuzusetzen, läßt.#es sich in das Gemisch auch dadurch einbringen, daß man es . dem
synthetischen Harz bei seiner Zubereitung zusetzt.
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Es folgt nun als Beispiel ein Gemisch, das sich bei der Herstellung
von Zündkerzenisolatoren bewährt hat: Cafcinierte Tonerde . . . . . . . . . . 88%
Bakelit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100/0 . Schmiermittel ...... ..... ....
20/0 Die calcirlierte Tonerde besaß nur geringeren Alkaligehalt, nachdem sie zur
Beseitigung alkalischer Verunreinigungen mit Borsäure behandelt war. Die Korngröße
der pulverigen Bestandteile beträgt vor der Zusammenballung zu größeren Körnern
bei 9501a der Masse zwischen o und 5 Mikron. Bei dieser Anwendung der Erfindung
erwies sich ein bei Hitze erhärtendes Harz als vorteilhaft, weil dadurch der bei
thermoplastisehen. Bindemitteln auftretende 'Wechsel der Eigenschaften beim Erhitzen
und Kühlen vermieden wird.
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Der pulverige umplastische Stoff, entweder allein oder zusammen mit
dem Harz oder dem Schmiermittel oder mit beidem, wird vorzugsweise vor dem Formen
zu größeren Körnern zusammengeballt, damit ein frei fließender dichter Stoff entsteht,
der das Füllen der Formen erleichtert und die Zusammendrückbarkeit des lockeren
Stoffs möglichst beschränkt. Dies geschieht vorzugsweise durch Zusammenmahlen von
Harz, Schmiermitteln und; umplastischem Stoff bis auf eine passende Korngröße mit
anschließendem Befeuchten durch Wasser, Durchreiben durch ein Sieh von entsprechender
Maschenweite und Trocknen.unterhalb von 50° C. Diese höchste Temperatur wird aufrechterhalten,
damit das ;Harz nicht erhärtet. _ ..,:Gemäß einer abgeänderten Verfahrensweise kann
der umplastische. Stoff auch mit o,5 bis r 11/o Furfurol gemahlen werden, woraus
Tran ein harz und ein Schmiermittel zusetzt und dann das Glanze auf die richtige
Korngröße vermahlt. Sodann wird der Stoff befeuchtet und, wie beschrieben, nach
(lern l)--vorztigten Verfahren behandelt. Erzeugung von Körnungen kann auch dadurch
herbeigeführt ,werden, daß man zunächst eine wäßrige Masse gegebenenfalls mit ::inem
kleinen Anteil von Deltrin od. dgl. bereitet und dann in bekannter Weise durch Verspritzen
trocknet oder daß man die Masse trocknet und dann durch Zerkleinern und Aussieben
auf --die gewünschte Korngröße bringt. Wird Harz oder Schmiermittel oder beides
nicht vor dem Körnen zugesetzt, so lassen sie sich auch in trockenem Zustand unter
den gekörnten Stoff mischen. Vorzugsweise muß man danach die Mischung eine kurze
Weile umrühren, damit sich das Harz und das Schmiermittel mit dem übrigen Stoff
verreibt. Dadurch wird das letzte Pressen erheblich erleichtert.
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Der nächste auf die Zubereitung des Rohstoffs folgende Schritt ist
die Herstellung der Vorformlinge. Zweck der Vorformarbeit ist, die durch die zuletzt
angewandten Gesenke hervorgerufene Verkleinerung herabzusetzen. Im Fall von Zündkerzenisolatoren
wird das Loch für die Mittelelektrode schon in der Vorformpresse hergestellt.
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Fig. i bis 4 veranschaulichen schematisch die Herstellung von 'Vorformlingen.
io bedeutet eine ortfeste Büchse mit Mittelbohrung in einen Träger i i. Das eine
Ende der Bohrung ist durch einen Stempel i2 abgeschlossen, der in der Grundplatte
13 sitzt und den die Öffnung für die llittelelek-trode herstellenden Dorn 14 trägt.
In dem anderen Ende einer jeden Bohrung ,sitzt der Gegenstempel 16, der in dem beweglichen
Gliede i7 der Presse gelagert ist und eine 'Mittelbohrung zur Aufnahme des ortsfesten
Dorns 14 aufweist.
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Im Betrieb nimmt der untere Stempel die gezeichnete Lage ein, während
der obere Stempel 16 aus der Büchse io herausgezogen ist. Die Bohrung wird mit dem
vorbereiteten Gemisch gefüllt. Danach wird der obere Stempel 16 in die in den Abbildungen
dargestellte. Lage gesenkt; er preßt den Stoff so weit zusammen, daß seine Teilchen
aneinanderhaftei. Drücke voll etwa 700 kg/dcin erweisen sich als geeignet.
Sodann wird der obere Stempel i6 wieder abgezogen, und der untere Stempel 12 dringt
nach oben nach und stößt den Vorformling aus, den man von dein Dorn rd. abstreift.
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Bei Verwendung eines hei Hitze erhärtenden Harzes, wie Bakelit, darf
man die Vorform-st- nicht erhitzen, da sonst das Harz er-11
härten
würde, bevor die Körper ihre Eiidforin erlangen. Bei thermoplastischen Harzen dagegen
kann es günstig sein, die Stempel zu erhitzen. Dann. kann man (las bewegliche 1'rrs.setigli-ed
17, (1-en Träger ii und die Grundplatte 13 mit Kanälen 18 zur Aufnahme elektrischer
Heizkörper i9 versehen. Weini man will, kann man auch Dampfheizung wählen. Gewöhnlich
wird aber Druck allein zum Herstellen, der @'orformlinge genügen.
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Der in Fig.2 dargestellte Z'orforililing ist für den dsekeren Mittelteil,
den sog. Absatz der Zündkerze, bestimmt. Der X'(>rf(irniling nach Fig. i gehört
zu dein ob@rliall) des Absatzes liegenden Teil der Zündkerze, dem sog. dicken Ende;
zwei davon werden zu jedem Isolator Braucht. Die Vorforml__inge nach Fig. 3 und
4 endlich dienen für -das spitze. Kerzenende, d. h. für den in die. Verbrennungskammer
hineinragenden Teil. Man kann die Vorformlinge auch kegelförmig herstellen. Dadurch
pergrößert man bei gleichem Kleinstdurchmesser die Menge an: Stoff je Längeneinheit
der Höhe, womit gewisse Vorteile erzielt .werden.
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Die Länge der Vorformlinge kann betächtlich schwanken. Schwierigkeiten,
- die. bei langen Stücken infolge von Abblättern auftreten, lassen sich durch Zusatz
eines kleinen Anteils von Feuchtigkeit oder Furfurol zu dem Gemisch beheb..
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Der nächste Schritt besteht darin, die zur Bildung eines . Isolators
erforderlichen Vorformlinge auf einen mit Gewinde versehenen Mitteldraht ' aufzustecken.
Fig. 5 zeigt die Stücke in der Reihenfolge des Aufsteckens auf den Mitteldraht,
während Fig. 6 die bereits auf den Draht aufgesteckten und in. die Presse eingesetzten
Teile erkennen läBt: Der besondere Mitteldraht 2o hat einen Kopf 22, der durch einen
kegelförmigen, mit Gewinde versehenen. Schaft 24 mit einem zylindrischen Schaft
26 verbunden ist; dieser ragt etwas über den letzten der Vorformlinge, die ihn umgeben,
hinaus, so da.$ er in die Öffnung 28 einer Büchse 3o des oberen Pressengliedes 32
einzutreten vermag. Das obere Pressenglied hat diejenige Form, welche nötig ist,
um den in die Verbrennungskammer hineinreichenden Isolatorteil zu bilden. Der mit
dem oberen Pressenglied 32 zusammenwirkende untere. Stempel 33 ist zusammen mit
dem in eine darin ,vorgesehene Aussparung passenden Mitteldraht 2o derart gestaltet,
(faß sich die für den oberen Teil des Isolators nötige Form ergibt., , Das. obere
Ende des'Untersteinpels 33 paßt (licht in eine Büchse 34 eines Blocks 36, der auf
der Grundplatte der.Presse durch Bolzen 38 beweglich gelagert». ist. Die,..Bolzen
38 durchsetzen einen weiteren.,Block4o,. der den unteren @tcinpel 33 trägt und auf
einer Unterlage,I2 ruht. Eine Stvßstange44 ist im Fortsatz der Bohrung des unteren
Stempels 33 verschiebbar. @%'ird die Stol3stan#,'-c .1.1 he1-sP»elsweise (I(ü-Cli
einen LIcl)cl 40 in lle@tegunr;' gesetzt, von dein nur (las Ende bezeichnet ist,
,o trifft die Stangt44 gegen den hopf 22 des Mitteldrahts 20 und wirft durch dessen
Vermittlung den geformten Formling aus dem unteren Stempel aus.
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In ähnlicher Weise ist der obere Stempel 32 an einem Block 4$ gelagert,
der an einem beweglichen Teil der Presse sitzt; auch der obere Stempel 3a hat eine
Stoßstange 5o, die zur richtigen Zeit- angetrieben wird, um die Büchse
30 niederzudrücken, welche die Isor latorstütze erfaßt und den Isolator aus
dem oberen Stempel herausdrückt.
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Es ist Vorsorge für das Erhitzen der Stempel getroffen. Die Stempeltragblöcke
48, 36 wid 4o sind bei 52 durchbohrt und nelunen hier elektrisch Heizkörper 54 auf.
In vielen Fällen wird man es der Kosten wegen vorziehen, die Stempel durch Dampf
zu erhitzen.
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Es versteht sich, daß bei Stempelheizung die auf dem besonderen Mitteldraht
2o vereinigten Vorformen derart in die Bohrung der Büchse 34 eingesetzt werden,
daß sie in .Berührung mit dem unteren Stempe1.33 gelangen (Fig. 6). Danach geht
der obere Stempe132 in die Lage gemäß Fig. 7 nieder und preßt die Vorformlinge zu
einem einheitliehen Isolator zusammen, wobei die Hitze dazu beiträgt, daß sich der
Druck gut verteilt und da.B die Teile zusammenfließen.
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Der PreBdruck mag zwischen 1750 und 7000 kg/cm2 liegen, je
nach der Art des Preßstücks und des verwendeten Rohstoffs. Zu beachten ist, daß
ein Preßdruck- sowohl auf das dicke Ende und den Absatz als auch auf das spitze
Ende angewendet wird, damit gleichmäßiger Druck eintritt. Der fertige Körper bleibt
unter Preßdruck i bis .4 Minuten, je nach Größe und.Form des fertigen, Stücks.
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Der besondere Mitteldraht 2o dient in Wirklichkeit als Bestandteil
der Stempel und trägt zur Verteilung des endgültigen Drucks über alle Teile des
Preßkörpers (Isolator) bei. Es hat sich als möglich erwiesen, Isolatoren mit. Mittellöchern
von weniger als i min Durchmesser erfolgreich zu pressen, bei Drücken von etwa 70001%9/cm-".
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Nach (lein PreßganT wird der Mitteldraht 2o aus dem noch heißen Preßkörper
herausgeschraubt, und der Isolator ist dann fertig für das Brennen.
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Das Brennen kann nach jedem bekannten Verfahren und in jeder bekamiten
Ofengattung vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß. darin die erforderliche Wärmebehandlung
möglich
ist. Man kann Tunnelöfen mit stehgen Durchsatz oder Öfen mit absatzweiser Beschickung
verwenden; es können Öfen mit unmittelbarer Befeuerung oder auch Muffelöfen sein.
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Die Brennzeit, die Geschwindigkeit der Heizung und Abkühlung der -
Ware muß natürlich, wenn man die besten Ergebnisse erzielen will, nach der besonderen
Körperzusammensetzung gewählt «-erden, entsprechend den in der Keramik üblichen
Regeln.
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Die Brenntemperatur bestimmt sich nach den Eigenschaften des urplastischen
Stoffs. Bei Tonerde sind Temperaturen von rund i75o''C erforderlich, um die Stoffe
in eine zusammenhängendeMasseumzukristallisieten. Lange beN-or dieser Zustand erreicht
*ird, haben sich Harz- und Schmiermittel. verflüchtigt- und/oder oxydiert und sind:
so durch die Hitze ausgetrieben. Eine sorgfältige petrographische Untersuchung des
gebrannten Körpers läßt keine Spuren dieser Stoffe erkennen. Das Brennen ruft eine
erhebliche Schrumpfung hervor. Gewisse Körper schrumpfen i5,5o/o an Länge und i.I.5o/o
an Durchmesser. jedoch wahren die Körper innerhalb sehr enger Grenzen ihre Form.
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Fig.8 ist eine vergrößerte Ansicht eines gebrannten Isolators, wie
er im Zusammenhang der Zündkerze erscheint. Der wirkliche Isolator ist weit kleiner
als der ungebrannte Formling nach Fig. 7.
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Das Verfahren ist für Massenfabrikation geeignet. Die Vorformlinge-
lassen sich mit großer Geschwindigkeit in Halbautomaten herstellen und ertragen
rohe Behandlung. Die Endpressung läßt sich in Vielfachformen aufs schnellste durchführen.
Der Ausschuß infolge unvollkommen geformter Stücke ist im Vergleich - mit anderen
Verfahren - ganz gering.
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Die Vorbereitung des Rohstoffs ist weit einfacher als bei gewöhnlichen
keramischen Verfahren. Weder der urplastische Stoff noch (las Harz, noch das Schmiermittel
bedürfen chemischer Behandlung beim Gießen oder :fahlen (Füllen oder Pressen usw.),
um plastische Eigenschaften zu entwickeln, wie es hei anderen Herstellungsverfahren
erforderlich ist. Der Isolatorformling ist unmittelbar nach den Pressen fertig zum
Brennen. Mangels Glasur bedarf man nicht der hierfür nötigen Arbeitsgänge.
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Zündkerzenisolatoren, die nach dem obigen Verfahren mit Tonerde als
urplastischem Stoff hergestellt werden, zeichnen sich durch eine dichte gleichförmige
Struktur aus. Einzelkristalle der Tonerde in der Natur haben zur kleine Linker oder
Löcher in sich. Isola-Loren, die durch dieses Verfahren aus Tonerde [ hergestellt
sind, kennzeichnen sich durch größere Lunker, die sich offenbar beim Zusammenfließen
von Einzelkristallen bilden. Isolatoren,die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt
sind, haben ein spezifisches Gewicht von 3.85, während gegossene Ton-; erdeisolatoren
Werte von 3,65 oder 3.73 aufweisen.
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Der neue Isolator kennzeichnet sich durch eine glänzende, gleichmäßige
Oberfläche. wa.. anscheinend darauf beruht, daß die feineren Tonerdeteilchen infolge
des Pressens an die Oberfläche treten. Es scheint, daß das durch . den -schweren
Druck an die Oberfläche gequetschte Schmiermittel das Bestreben hat. die feinen
Teilchen urplastischen Stoffs mit sich zu führen ünd so die glänzende -Oberfläche
hervorzurufen.
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Gleich den gegossenen Tonerdeisolatoren sind auch die neuen Isolatoren
praktisch imzerbrechlich, außerordentlich wärmefest, stark wärmeleitfähig und von
vorzüglichem elektrischen Widerstand. Die neuen Isolatoren haben jedoch alle diese
Eigenschaften in verstärktem Maße bei großer Gleichförmigkeit über den ganzen Einsatz
hin, ein Vorzug, der sich bei den gegossenen Körpern durchaus nicht immer erreichen
läßt.
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Das neue Herstellungsverfahren bietet die Möglichkeit, den Isolator
aus mehreren Abschnitten aus verschiedenen unplastisehen Stoffen herzustellen. Auf
diese Weise läßt sich jeder Abschnitt des Isolators aus einem Stoff herstellen,
der gerade dafür-am besten paßt. Beispielsweise kann die Spitze aus Tonerde und
das dicke Ende aus lfullit und Glas hergestellt werden, damit man eine Spitze von
hohem elektrischen Widerstand auch hei Hitze- und von guter Wärmeleitfähigkeit erhält,
während das dicke Ende bei seiner schlechteren Wärmeleitfähigkeit ja nur geringere
Temperaturen auszuhalten hat. Es versteht sich, daß bei solchen Körpern die Aufgab
dichter Verbindung zwischen den verschiedenen Abschnitten, die in der Verbrennungskammer
den verdichteten Gasei ausgesetzt werden, Aufmerksamkeit erfordert.