EP0689912A1 - Process and device for the slip-casting of ceramic articles - Google Patents
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- EP0689912A1 EP0689912A1 EP95810420A EP95810420A EP0689912A1 EP 0689912 A1 EP0689912 A1 EP 0689912A1 EP 95810420 A EP95810420 A EP 95810420A EP 95810420 A EP95810420 A EP 95810420A EP 0689912 A1 EP0689912 A1 EP 0689912A1
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- casting
- mold
- slip
- pressure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/26—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor
- B28B1/265—Producing shaped prefabricated articles from the material by slip-casting, i.e. by casting a suspension or dispersion of the material in a liquid-absorbent or porous mould, the liquid being allowed to soak into or pass through the walls of the mould; Moulds therefor ; specially for manufacturing articles starting from a ceramic slip; Moulds therefor pressure being applied on the slip in the filled mould or on the moulded article in the mould, e.g. pneumatically, by compressing slip in a closed mould
- B28B1/266—Means for counteracting the pressure being applied on the slip or on the moulded article in the mould, e.g. means for clamping the moulds parts together in a frame-like structure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/002—Producing shaped prefabricated articles from the material assembled from preformed elements
Definitions
- the invention relates to a method and a device for slip casting ceramic parts, namely a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 9.
- the method and the device serve in particular to produce ceramic wash bowls, water closets and the like.
- the slip is poured into a mold cavity of a pressure-resistant, porous casting mold under a pressure of 0.5 to 2 MPa in such a way that the water contained in the slip is released under the effect of this pressure to the mold parts forming the mold cavity or, if appropriate, through them is led outside.
- This casting process is continued until the slip in the area of the inner surfaces of the molded parts is dewatered, so that it is deposited on them in a layer of a certain thickness.
- the casting mold is rotated or inclined and compressed air is fed into the mold cavity in order to push the remaining slip out of the casting mold again via a slip discharge opening.
- the latter can be formed, for example, by inflatable air pockets which are arranged in the intermediate space and are able to clamp the casting mold by absorbing compressed air.
- other clamping devices such as hydraulic or pneumatic cylinder units, can also be used instead of inflatable air pockets.
- a fluid is then introduced into the intermediate space surrounding the mold under a second pressure which is higher than the first pressure.
- This second pressure acts via a communicating connection on the slip present in the mold cavity, as a result of which water enters the porous molded parts, preferably made of plaster, until a molded product of a certain thickness is formed within the casting mold.
- the molded parts each have a plurality of channels through which the entering water can be removed from the mold.
- the moldings also do not have absolutely smooth outer surfaces, it is very often difficult with the device known from DE-C2-37 26 383 and also with other known devices to produce fluid-tight molds. Accordingly, in the known methods, the molded parts are generally clamped with a relatively high pressure acting on the molded parts on all sides in such a way that their service life is considerably shortened.
- Assembling or garnishing is basically done manually today, i.e. it is carried out by at least one person.
- the water closets are usually manufactured using the hollow casting process, there is very often a reduction in quality due to a seam that is clearly visible in the end product.
- a reduction in quality also results from the fact that, in the known processes, the ceramic parts produced and subsequently assembled in separate casting devices cannot usually be produced under the same physical and chemical conditions and can therefore differ in terms of their consistency.
- the present invention is based on the object of creating a method for slip casting ceramic parts which does not have the disadvantages of the aforementioned methods.
- the invention further relates to a device used to carry out the method, which is defined by the features of claim 9.
- the invention in particular also relates to a method for slip casting water closets and the like, which enables the production of a product from at least two interconnectable ceramic parts, and which is at least partly automatically controllable with a relatively high product quality.
- the device for slip casting ceramic parts shown in FIGS. 1 and 2 and designated as a whole by 1 essentially has a device on a holding device 2 arranged, vertically displaceable bell 3 and three molded parts 4a, 4b and 4c.
- the latter together with a base part 5 and a further molded part (not shown in the drawing), form a casting mold 6 which stands on a rigid plate 7, preferably made of metal or concrete.
- FIG. 1 shows the molded parts 4a, 4b, 4c and 5 in a state in which they are detached from one another, while in FIG. 2 the casting mold 6 is shown in an operational state.
- the molded parts 4a and 4b are horizontally displaceable relative to one another in the direction of arrow 8.
- the molded part 4c forming the cover of the casting mold 6 can be displaced vertically in the direction of the arrow 9.
- the molded part 4c can in this case be fastened to the bell 3, for example, with holding means (not shown in FIG. 1).
- Each of the aforementioned molded parts 4a, 4b and 4c preferably consists of a porous material, for example of polyacrylic resin or another comparable material. These molded parts have a plurality of substantially parallel passages through which the slip water entering the molded parts during operation of the device 1 can be passed. Molded parts that can be used for the device according to the invention are preferably produced by the method disclosed in US Pat. No. 4,591,472.
- the casting mold 6 and the bell 3 covering it and forming a chamber together with the plate 7 delimit an intermediate space 10 which at least partially surrounds the casting mold 6.
- this intermediate space 10 several, but preferably five, inflatable air pockets 11 are arranged, which can work together to prevent movement of the mold 6 throughout To clamp the casting process.
- the air pockets 11 cover the side surfaces of the casting mold 6 almost completely and are connected via air lines 12a to 12e to an air supply line 13 which in turn is connected via an inlet valve 14 to a compressed air source not shown in FIG. 2.
- This has, for example, at least one compressor and a storage container in order to generate a compressed gas, namely compressed air.
- the air supply line 13 is also connected to the outside atmosphere via an air outlet valve 15.
- the compressed air supply line 13 has a controllable shut-off element 16 with which the pressure of the air to be introduced into the air pockets 11 can be regulated. Further likewise controllable valves 17, 18 and 19 are arranged in the line sections 13b and 13c arranged downstream after the distributor cross 13a and in the air line 12e.
- Each of the drawn molded parts is provided on its respective outer side with an outer layer 20a or 20b or 20c.
- These outer layers serve, in particular, to absorb and discharge the pressurized water conducted through the passages mentioned above.
- each outer layer is operationally connected to a flexible hose 21 which is connected to the outside atmosphere via a valve 22.
- the bottom part 5 of the casting mold 6 has an opening 23 through which the slip can be introduced into the mold cavity 24 of the casting mold 6 and can be removed from it again.
- the opening 23 is connected to a slip reservoir 27 via a line 26 having a shut-off element 25.
- the line 26 is - in particular for the slip introduction - additionally connected via a valve 28 and a pump 29 to a slip source, not shown in the drawing.
- the slip reservoir 27 is communicatively connected to the compressed air line 13 via a compressed air line 30, in which a further shut-off device 31 is arranged, so that the device 1 according to the invention compensates for pressure between the mold cavity 24 and the air pockets 11 can be brought about.
- the molded part 4c also has an opening 32 opening into the mold cavity 24, which is connected to a line 34 having a shut-off element 33.
- the latter is - like the line 13 - connected to a compressed air source, not shown.
- valves or shut-off elements 14 - 19, 22, 25, 28, 31 and 33 shown in FIG. 2 and mentioned above each have a passage and closure means which serve to selectively shut off or release the passage and are provided with at least one for feeding and / or or deriving compressed air serving pneumatic line connected to an electronic monitoring and control device 35, only one such line being drawn in FIG. 2 per valve or shut-off device.
- the valves or shut-off elements 16 to 19 and 31 can be pneumatically controlled in such a way that the passage cross-sectional areas that can be released by the closure means can be adjusted at least in stages.
- the electronic monitoring and control device 35 serves to fully or partially automatically control the casting process described below.
- This control device 35 includes a control circuit with electrical and / or electronic components for measuring, controlling and regulating.
- the control device 35 can also have operable operating elements with which at least some of the functions controllable by the control device 35 can be carried out manually.
- the casting process according to the invention is explained in more detail below with reference to FIG. 3.
- the time t is plotted on the abscissa of FIG. 3 and the pressure P on the ordinate.
- the solid curve 36 shows the pressure curve that changes during the entire process within the air pockets 11 and the dashed curve 37 shows the corresponding pressure curve within the mold cavity 24. It should also be noted at this point that the pressure values mentioned below are such It must be interpreted that they are each greater than the ambient air pressure by the specified value.
- the mold parts 4a, 4b and 4c forming the casting mold 6 are displaced in the direction of the arrows 8 and 9 in such a way that the operating state shown in FIG. 2 will be produced.
- shut-off device 16 and the valves 14, 17, 18 and 19 are then opened and, with a pressure of approximately 100-300 KPa, air is introduced into the air pockets 11 in order to inflate them and to prestress the casting mold 6 formed from the molded parts 4a, 4b and 4c .
- the slip supply valve 28 is opened and slip is introduced into the reservoir 27 by means of the pump 29 (or by means of compressed air).
- the shut-off device 16 and the slip supply valve 28 are closed, the valves 31 and 25 are opened and, with compressed air, at least part of the slip previously introduced into the reservoir 27 is passed through the line 26 passed into the mold cavity 24.
- the valves 22 of the pressure relief hoses 21 are opened, so that the air contained in the mold cavity 24 when filling the slip can at least partially flow out over the porous molded parts 4 and the pressure relief hoses 21.
- an internal pressure of at most 100 KPa builds up in it. This pressure build-up and the monitoring of the slip level in the casting mold 6 is carried out by the electronic monitoring and control device 35.
- the shut-off device 31 When the shut-off device 31 is open, it is ensured that the pressure in the air pockets 11 is equal to that which also acts on the free surface of the slip in the reservoir 27. Since this reservoir 27 is in fluid communication with the mold cavity 24, the pressure acting on the slip in the mold cavity 24 is also equal to the pressure which is applied to the slip in the reservoir 27. As a result, the application of almost the same pressure is achieved both on the respective inner surface and on the respective outer surface of each molded part. As can now be seen from FIG.
- the pressure prevailing in the mold cavity 24 during the casting process is only approximately the same as the pressure acting in the air pockets 11, but is preferably somewhat less than this.
- This pressure difference is used in particular to ensure that the casting mold is optimally clamped and secured during the entire casting process Keep shape.
- the pressure difference is built up and regulated by the electronic control device 35, for which purpose the shut-off elements 16 and 31 in particular are regulated differently.
- the water contained in the slip penetrates through the porous molded parts 4 into the outer layers 20, whereupon the body 38, or the shaped part, of the parts to be produced Wash bowl forms.
- both the air pockets 11 and the mold cavity 24 are then partially vented. This can be done, for example, by opening the air outlet valve 15.
- compressed air is again conducted through the line 34 into the mold cavity 24, with the shut-off element 33 open, in order to discharge the slip still present in it via the slip line 26.
- the residual slip discharged in this way from the casting mold flows, for example, via the shut-off element 25 into the reservoir 27, in which it is kept for further use.
- the slip can also be discharged via an additional line, not shown, connected to line 26.
- valves or shut-off devices 14, 15, 16, 31 and 33 are now controlled by the electronic monitoring and control device 35 in such a way that a pressure of approximately 0.3 MPa is obtained both in the mold cavity 24 and in the air pockets remains, the pressure in the air pockets 11 preferably being kept somewhat greater than the pressure in the mold cavity 24.
- the cullet 38 is further dewatered, namely until it contains only a maximum of 20% by weight, for example 17% by weight, of water.
- the mold cavity 24 and the air pockets 11 are finally vented together, in accordance with the course of the curves 36 and 37.
- the mold 6 is then opened and the body 38 is removed, for which purpose compressed air is preferably passed through the hose 21 from the outside, in order to thereby detach the moist body 38 from the inner wall of the mold 6.
- valves in the line sections 13b and 13c arranged after the distributor cross 13a and in the air line 12e, namely those also provided by the monitoring and control device 35 controllable valves 17, 18 and 19 arranged. These are used in particular to produce different pressure conditions in the air pockets 11, the air pockets 11 arranged on the side walls of the casting mold 6 being controllable in pairs and separately from one another and also separately from the air pocket 11 resting on the molded part 4c.
- the device according to the invention now has the advantage over the device described in the introduction and known from DE-C2-37 26 383 that it is based on a simpler construction.
- the bell 3 determined to cover the casting mold 6 does not have to be closed in a fluid-tight manner. This is particularly so because the external pressure necessary during the casting process and acting on the casting mold 6 is not built up in the intermediate space 10 but within the air pockets 11 arranged in the intermediate space 10.
- the device for slip casting a ceramic water closet shown in FIGS. 4 and 5 and designated as a whole by 101 is generally of the same design as the device 1 described above and has a vertically displaceable bell 103 arranged on a holding device 102 and a plurality of horizontally displaceable molded parts , two of which are shown in the drawing and designated 104a and 104b.
- these molded parts 104a and 104b together with a two-part, fixed molded part 105 form two molds 106a and 106b.
- molded part 105 has two sections 105a and 105b, which are arranged symmetrically to one another and are designed as casting cores, one of which forms part of a casting mold 106a or 106b. It can be seen from the drawing that the water closet which can be produced with the device 101 is composed of two ceramic parts to be connected to one another at vertical edges, such a part being cast in a casting mold 106a or 106b.
- the casting molds 106a and 106b and the bell 103 covering them together delimit a space 110, as is shown in FIG. 5.
- a space 110 in this intermediate space 110, several, but preferably five, inflatable air pockets 111 are arranged, which can cooperate in order to clamp the molds 106a and 106b in a manner that prevents movement during the casting process.
- the air pockets 111 are of the same design as the air pockets 11 of the device 1, that is to say they cover the free side surfaces of the molds 106a and 106b almost completely and are connected to an air supply line 113 via air lines 112a to 112e.
- a molded part 104a and 104b together with a section 105a or 105b and other molded parts not shown, delimit a mold cavity 123a or 123b.
- a line 124a or 124b opens into each mold cavity 123a or 123b, through which the slip can be introduced into the mold cavity 123a or 123b and removed from it again.
- the device 101 is otherwise designed exactly the same as the device 1 described above, so like it has, among other things, several controllable valves, a slip reservoir 127 and an electronic monitoring and control system 132.
- the molded parts 104a and 104b forming the molds 106a and 106b and the bell 103 are displaced in the direction of the arrows 137a and 137b such that the one shown in FIG operating state shown is produced.
- Air is then passed into the air pockets 111 and slip into the mold cavities 123a and 123b, in the way that has already been described above with reference to the device 1.
- the valves 122 of the pressure relief hoses 121 are opened, so that the air still contained in the mold cavities 123a and 123b when filling the slip can flow out through the porous molded parts 104a, 104b and 105 and the pressure relief hoses 121.
- the process sequence of the method for casting the two ceramic parts 130a and 130b is almost identical to the process described above for producing a wash bowl, so that a detailed description of the method which can be carried out with the device 101 can be dispensed with below.
- the two parts 138a and 138b together form the molding 139 of the water closet intended to be produced.
- the parts 138a and 138b are connected or glued to one another at their vertical edges by means of flowable slip, and preferably in a still moist state.
- a demolding device is preferably used which is designed to remove the two parts 138a and 138b simultaneously and while still moist from the opened molds 106a and 106b and by means of a garnishing robot with slip to be glued together and then placed on a frame 140 to dry.
- the demolding device and the garnishing robot are controllably connected to the monitoring and control system 132.
- a major advantage of the method that can be carried out with the device 101 is that the two ceramic parts 138a and 138b to be connected vertically to one another are cast simultaneously in one method step and under the same physical conditions.
- FIG. 8 now shows a water closet 141 which can be produced with a device of the type shown in FIGS. 1 to 4.
- This water closet has a water ring 143 which is open at the bottom and a siphon line 145 emerging from the rear wall 144.
- water closets can be produced in a simple manner and without additional manual work, which have an S-shaped siphon. This is possible in particular because of the one described above Device 101 two ceramic parts are castable, each of which forms a half-shell of the S-shaped siphon.
- the device shown in FIGS. 9 and 10 and designated as a whole by 151 makes it possible - as will be explained below - to produce a water closet with a closed water ring.
- the device 151 like the devices 1 and 101 described with reference to FIGS. 1 to 6, has a vertically displaceable bell 153 arranged on a holding device 152 and a plurality of molded parts.
- Six of the molded parts are shown and designated 154 to 159.
- the molded parts 154, 155, 156 and 157 or the molded parts 158 and 159 each form a casting mold.
- the molded parts 157 and 158 are also connected to one another in such a way that the two casting molds can be assembled vertically one above the other.
- the molded parts 154, 155 and 156 stand on a rigid plate 160, preferably made of metal or concrete, and together with the molded part 157 designed as a casting core, serve to produce the bowl of the water closet, as is shown in FIG. 10.
- the molded parts 158 and 159 are used to manufacture the water ring.
- the process for producing the partial shards 161 and 162 (FIG. 10) forming the bowl and the water ring is largely identical to the process described with reference to FIGS. 1 to 3 and 4 to 6, in which case the device 151 is of course equipped with a garnish. Robot is provided, which is designed for horizontal garnish.
- FIG. 12 shows such a demolding device for the device 151 and denotes 163.
- This demolding device 163 has two horizontally and vertically displaceable holding arms 164 and 165 for holding and transporting the cast parts 161 and 162.
- the holding arm 164 has two carriers 164a (only one is shown in the drawing), each of which has one the sherds 161 are provided with certain schooners 64b.
- the holding arms 164 and 165 are now arranged on a horizontally displaceable carriage 166 in such a way that the two parts 161 and 162 can be assembled and garnished in the vertical direction with the demolding device 163 and the molding 167 formed from the two parts 161 and 162 for drying on Frame 168 can be discontinued.
- the garnishing is carried out by a robot (not shown in the drawing) which can be controlled by the monitoring and control system 132.
- the molded parts forming the casting molds can also be designed such that during casting the part 161 has a specific end face lying on the part 162 circumferential groove and the part 162 get a rib fitting into this groove.
- FIG. 13 also shows a water closet 171 which can be produced with a device of the type shown in FIGS. 9 and 10. Here it has a cistern 172 and a substantially closed water ring 173 with openings 175 opening into the interior 174.
- FIG. 14 shows an arrangement of three devices 180 of the type mentioned above, which are operated by a common demolding device 181.
- the latter is preferably designed such that it periodically picks up the cullet produced by each device 180 and together forms a water closet, then vertically or horizontally merges it into a molding and finally deposits the latter on a drying system 182, the cullet being connected to one another by a garnishing robot before drying be glued.
- a monitoring and control system of the type described above is used to control the devices 180, which then additionally has control means for controlling the cyclical operation of the devices 180 and maneuvering means for automatically maneuvering the demolding device 181.
- compressed gas or even pressurized water can be used to inflate the air pockets 11 or 111 instead of compressed air.
- the two parts 138a and 138b or 161 and 162 which can be connected to one another on vertical or horizontal cutting planes are not only cast simultaneously but also with the same physical parameters.
- the device according to the invention can also be designed and provided with additional valve and control means that both the pressure and the amount of slip that can be filled into the mold cavity per unit time can be regulated separately for each casting mold. Such a device remains - according to the invention - still controllable so that the casting process for both parts can be ended at the same time.
- the method and device can also be modified in such a way that the moldings to be produced can be assembled from more than just two fragments or parts, for example from three or four, with all of these being used to produce the fragments and / or Part-serving molds are preferably arranged within only one chamber formed by a bell.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Schlickergiessen von Keramik-Teilen, nämlich ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 9.The invention relates to a method and a device for slip casting ceramic parts, namely a method according to the preamble of
Das Verfahren und die Einrichtung dienen dabei insbesondere dazu, um keramische Waschschüsseln, Wasserklosetts und dergleichen herzustellen.The method and the device serve in particular to produce ceramic wash bowls, water closets and the like.
Bei bekannten Schlickergiessverfahren wird der Schlicker derart unter einem Druck von 0,5 bis 2 MPa in einen Formhohlraum einer druckbeständigen, porösen Giessform gegossen, dass das im Schlicker enthaltene Wasser unter der Wirkung dieses Druckes an die den Formhohlraum bildenden Formteile abgegeben oder gegebenenfalls durch diese hindurch nach aussen geführt wird. Dieser Giessvorgang wird solange fortgesetzt, bis der Schlicker im Bereich der Innenflächen der Formteile entwässert ist, so dass er sich an diesen in einer Schicht von bestimmter Dicke ablagert. Nach Ausbildung dieser, nachfolgend als Scherben bezeichneten Schlickerschicht wird die Giessform gedreht oder geneigt und Druckluft in den Formhohlraum geleitet, um den restlichen Schlicker über eine Schlicker-Abfuhröffnung aus der Giessform wieder herauszudrücken.In known slip casting processes, the slip is poured into a mold cavity of a pressure-resistant, porous casting mold under a pressure of 0.5 to 2 MPa in such a way that the water contained in the slip is released under the effect of this pressure to the mold parts forming the mold cavity or, if appropriate, through them is led outside. This casting process is continued until the slip in the area of the inner surfaces of the molded parts is dewatered, so that it is deposited on them in a layer of a certain thickness. After formation of this slip layer, referred to below as fragments, the casting mold is rotated or inclined and compressed air is fed into the mold cavity in order to push the remaining slip out of the casting mold again via a slip discharge opening.
Aus der deutschen Patentschrift C2-37 26 383 ist nun ein Verfahren zum Druckgiessen von Keramik-Teilen der vorstehend genannten Art bekannt. Bei diesem Verfahren wird die aus einer Mehrzahl von porösen Formteilen gebildete und eine fluiddichte Aussenseite aufweisende Giessform innerhalb eines druckbeständigen Behälters angeordnet, um einen Zwischenraum zu bilden, der die Giessform innerhalb des Behälters umgibt. Der druckbeständige Behälter wird anschliessend abgedichtet, worauf dann der Schlicker mit einem ersten Druck beaufschlagt und in den Formhohlraum der Giessform eingefüllt wird. Zur Abdichtung wird die Giessform mittels einer Mehrzahl von an den Aussenflächen der Formteile angreifbaren Klemmvorrichtungen verspannt und bewegungshindernd festgehalten. Letztere können beispielsweise durch aufblasbare Lufttaschen gebildet sein, die im Zwischenraum angeordnet sind und durch Aufnahme von Druckluft die Giessform zu verspannen vermögen. Zum Verspannen der Giessform können anstelle von aufblasbaren Lufttaschen aber auch andere Klemmvorrichtungen, wie zum Beispiel Hydraulik- oder Pneumatik-Zylindereinheiten, verwendet werden.From the German patent specification C2-37 26 383 a method for die casting ceramic parts of the above-mentioned type is now known. In this method, the fluid formed from a plurality of porous molded parts and a fluid-tight Outside mold located within a pressure-resistant container to form a space that surrounds the mold within the container. The pressure-resistant container is then sealed, whereupon the slip is subjected to a first pressure and is filled into the mold cavity of the casting mold. For sealing, the casting mold is clamped by means of a plurality of clamping devices which can be attacked on the outer surfaces of the molded parts and is held in place to prevent movement. The latter can be formed, for example, by inflatable air pockets which are arranged in the intermediate space and are able to clamp the casting mold by absorbing compressed air. To clamp the mold, other clamping devices, such as hydraulic or pneumatic cylinder units, can also be used instead of inflatable air pockets.
Anschliessend wird ein Fluid unter einem zweiten Druck, der höher als der erste Druck ist, in den die Giessform umgebenden Zwischenraum eingeleitet. Dieser zweite Druck wirkt dabei über eine kommunizierende Verbindung auf den im Formhohlraum vorhandenen Schlicker ein, wodurch Wasser in die porösen, vorzugsweise aus Gips bestehenden, Formteile eintritt bis ein Formling von bestimmter Dicke innerhalb der Giessform gebildet ist. Die Formteile besitzen hierbei jeweils eine Mehrzahl von Kanälen, durch die das eintretende Wasser aus der Giessform abgeführt werden kann. Nach Ausbildung des Scherbens wird die Giessform gedreht, Druckluft in den Formhohlraum eingeleitet und der restliche Schlicker aus dem Formhohlraum abgeführt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne wird dann der Formhohlraum auf Atmosphärendruck entspannt, die Giessform geöffnet und der gebildete Scherben entladen.A fluid is then introduced into the intermediate space surrounding the mold under a second pressure which is higher than the first pressure. This second pressure acts via a communicating connection on the slip present in the mold cavity, as a result of which water enters the porous molded parts, preferably made of plaster, until a molded product of a certain thickness is formed within the casting mold. The molded parts each have a plurality of channels through which the entering water can be removed from the mold. After the body has been formed, the casting mold is rotated, compressed air is introduced into the mold cavity and the remaining slip is removed from the mold cavity. After a certain period of time, the mold cavity is then relaxed to atmospheric pressure, the casting mold is opened and the broken body is discharged.
Das in der DE-C2-37 26 383 offenbarte Verfahren hat nun den wesentlichen Nachteil, dass zur Ausbildung des auf die Giessform einwirkenden zweiten Druckes der Behälter fluiddicht, insbesondere luftdicht, abgeschlossen werden muss. Diese Bedingung setzt nämlich eine entsprechend kompliziert ausgebildete Einrichtung, insbesondere aber einen fluiddicht abschliessbaren Behälter voraus, was schliesslich nicht nur hohe Anschaffungskosten sondern auch einen zusätzlichen Wartungsaufwand zur Folge hat.The method disclosed in DE-C2-37 26 383 now has the major disadvantage that in order to form the second pressure acting on the casting mold, the container is fluid-tight, especially airtight, must be completed. This condition requires an appropriately complicated device, but in particular a fluid-tight lockable container, which ultimately not only results in high acquisition costs but also in additional maintenance.
Da die Formteile zudem nicht absolut glatte Aussenflächen haben, ist es mit der aus der DE-C2-37 26 383 bekannten Einrichtung sowie auch mit anderen bekannten Einrichtungen sehr oft schwierig, fluiddichte Giessformen herzustellen. Dementsprechend werden bei den bekannten Verfahren die Formteile in der Regel derart mit einem verhältnismässig hohen, allseitig auf die Formteile einwirkenden Druck verspannt, dass dadurch deren Lebensdauer erheblich verkürzt wird.Since the moldings also do not have absolutely smooth outer surfaces, it is very often difficult with the device known from DE-C2-37 26 383 and also with other known devices to produce fluid-tight molds. Accordingly, in the known methods, the molded parts are generally clamped with a relatively high pressure acting on the molded parts on all sides in such a way that their service life is considerably shortened.
Was schliesslich die Herstellung von Wasserklosetts betrifft, so stellen verschiedene Länder unterschiedliche Anforderungen an den Wasserverbrauch und an die Führung der die Fäkalien abführenden Siphonleitung. So werden etwa in Ländern ausserhalb des mitteleuropäischen Raumes Wasserklosetts gefordert, die einen geschlossenen Wasserring mit in den Schüssel-Innenraum mündenden Öffnungen besitzen. Für die Herstellung eines solchen Wasserklosetts werden bekannterweise zwei voneinander unabhängig bedienbare Giessformen verwendet, mit denen man - getrennt voneinander - zwei zueinander passende Formlinge giesst, die mittels Schlicker an ihrer Nahtstelle manuell miteinander verklebt, d.h. garniert werden. Als Formlinge werden hierbei insbesondere ein die Schüssel bildender erster Scherben und ein den Wasserring bildender zweiter Scherben gebildet.Finally, as far as the manufacture of water closets is concerned, different countries have different requirements for water consumption and for the management of the siphon pipe that removes the faeces. For example, in countries outside of Central Europe, water closets are required that have a closed water ring with openings opening into the bowl interior. For the production of such a water closet, it is known to use two casting molds which can be operated independently of one another, with which one molds - separately from one another - two matching moldings which are manually bonded to one another by means of slip at their interface, i.e. be garnished. In particular, a first body forming the bowl and a second body forming the water ring are formed as molded parts.
Verfahren, bei welchen man die herzustellenden Produkte aus mindestens zwei Scherben (Diese werden nachfolgend auch als Keramik-Teile bezeichnet.) zusammensetzt, sind in der keramischen Sanitär-Industrie hinlänglich bekannt. So werden etwa auch Wasserklosetts mit einem im Innern angeordneten S-förmigen Siphon ebenfalls aus mehreren gegossen Keramik-Teilen zusammengesetzt, wobei in diesen Fällen dann beispielsweise mindestens vier Keramik-Teile miteinander an ihren Nahtstellen verklebt werden müssen.Processes in which the products to be manufactured are composed of at least two pieces of glass (these are also referred to below as ceramic parts) are in the ceramic Sanitary industry well known. For example, water closets with an S-shaped siphon arranged inside are also composed of several cast ceramic parts, in which case, for example, at least four ceramic parts must then be glued together at their seams.
Das Zusammensetzen bzw. Garnieren erfolgt heute grundsätzlich manuell, wird also durch mindestens eine Person durchgeführt. Dadurch und dadurch, dass die Wasserklosetts in der Regel im Hohlgussverfahren hergestellt werden, kommt es sehr oft zu einer Qualitätsminderung durch eine beim Endprodukt gut sichtbare Nahtstelle. Eine Qualitätsminderung ergibt sich ferner auch aus der Tatsache, dass bei den bekannten Verfahren die in voneinander getrennten Giesseinrichtungen hergestellten und nachträglich zusammengesetzten Keramik-Teile meist nicht unter den gleichen physikalischen und chemischen Bedingungen herstellbar sind und sich daher in Bezug auf ihre Konsistenz unterscheiden können.Assembling or garnishing is basically done manually today, i.e. it is carried out by at least one person. As a result of the fact that the water closets are usually manufactured using the hollow casting process, there is very often a reduction in quality due to a seam that is clearly visible in the end product. A reduction in quality also results from the fact that, in the known processes, the ceramic parts produced and subsequently assembled in separate casting devices cannot usually be produced under the same physical and chemical conditions and can therefore differ in terms of their consistency.
Schliesslich weisen die bekannten Verfahren zum Schlickergiessen von Wasserklosetts und dergleichen den weiteren Nachteil auf, dass die einzelnen Teilscherben immer noch manuell zusammengesetzt bzw. garniert werden müssen, was unter anderem einen erhöhten zeitlichen Arbeitsaufwand zur Folge hat.Finally, the known methods for slip casting water closets and the like have the further disadvantage that the individual partial fragments still have to be assembled or garnished manually, which among other things results in an increased expenditure of time.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun - ausgehend von der DE-C2-37 26 383 - die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schlickergiessen von Keramikteilen zu schaffen, das Nachteile der vorgenannten Verfahren nicht aufweist.Starting from DE-C2-37 26 383, the present invention is based on the object of creating a method for slip casting ceramic parts which does not have the disadvantages of the aforementioned methods.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a method with the features of
Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Einrichtung, die durch die Merkmale des Anspruches 9 definiert ist.The invention further relates to a device used to carry out the method, which is defined by the features of claim 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Advantageous embodiments of the method and the device emerge from the dependent claims.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere auch ein Verfahren zum Schlickergiessen von Wasserklosetts und dergleichen, welches die Herstellung eines Produktes aus mindestens zwei miteinander verbindbaren Keramik-Teilen ermöglicht, und bei einer verhältnismässig hohen Produktequalität mindestens zum Teil automatisch steuerbar ist.The invention in particular also relates to a method for slip casting water closets and the like, which enables the production of a product from at least two interconnectable ceramic parts, and which is at least partly automatically controllable with a relatively high product quality.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- die
Figur 1 eine schematisch, teils im Schnitt, teils in Ansicht dargestellte Einrichtung zum Schlickergiessen einer Waschschüssel mit voneinander losgelösten Formteilen, - die
Figur 2 eine schematische Darstellung dieser Einrichtung im Betriebszustand, - die
Figur 3 ein Druck-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung des Giessvorganges, - die Figur 4 eine schematische Darstellung einer zur Herstellung eines keramischen Wasserklosetts dienenden Einrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten Giessformen,
- die
Figur 5 eine schematische Darstellung der in der Figur 4 dargestellten Einrichtung im Betriebszustand, - die
Figur 6 eine schematische Darstellung der beiden in den Figuren 4 und 5 dargestellten Giessformen mit zwei gegossenen Keramik-Teilen, - die
Figur 7 eine Frontansicht auf den aus den beiden Keramik-Teilen derFigur 6 zusammengesetzten Formling, - die
Figur 8 eine Seitenansicht eines Wasserklosetts, welches mit einer Einrichtung der in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Art herstellbar ist, - die Figur 9, eine schematische Darstellung einer Einrichtung mit zwei vertikal übereinander abgeordneten Giessformen,
- die
Figur 10, eine schematische Darstellung der beiden in der Figur 9 dargestellten Giessformen mit zwei gegossenen Keramik-Teilen, - die
Figur 11 eine Seitenansicht auf den aus den beiden Keramik-Teilen derFigur 10 zusammengesetzten Formling, - die Figur 12 eine schematische Darstellung einer Entformungsvorrichtung,
- die
Figur 13 eine Seitenansicht eines Wasserklosetts, das mit einer Einrichtung der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Art herstellbar ist, und - die
Figur 14 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit drei Giess-Einrichtungen und einer die drei Giess-Einrichtungen bedienenden Entformungsvorrichtung.
- FIG. 1 shows a device, schematically, partly in section, partly in view, for slip casting a wash basin with molded parts detached from one another,
- FIG. 2 shows a schematic representation of this device in the operating state,
- 3 shows a pressure-time diagram to illustrate the casting process,
- FIG. 4 shows a schematic representation of a device for producing a ceramic water closet with two casting molds arranged next to one another,
- FIG. 5 shows a schematic illustration of the device shown in FIG. 4 in the operating state,
- 6 shows a schematic illustration of the two casting molds shown in FIGS. 4 and 5 with two cast ceramic parts,
- FIG. 7 shows a front view of the molded part composed of the two ceramic parts of FIG. 6,
- 8 shows a side view of a water closet, which can be produced with a device of the type shown in FIGS. 4 to 6,
- FIG. 9, a schematic representation of a device with two casting molds arranged vertically one above the other,
- FIG. 10 shows a schematic illustration of the two casting molds shown in FIG. 9 with two cast ceramic parts,
- FIG. 11 shows a side view of the molded part composed of the two ceramic parts of FIG. 10,
- FIG. 12 shows a schematic illustration of a demolding device,
- FIG. 13 shows a side view of a water closet which can be produced with a device of the type shown in FIGS. 9 and 10, and
- FIG. 14 shows a schematic representation of a device with three casting devices and a demolding device that operates the three casting devices.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte und als ganzes mit 1 bezeichnete Einrichtung zum Schlickergiessen von KeramikTeilen weist im wesentlichen eine an einer Haltevorrichtung 2 angeordnete, vertikal verschiebbare Glocke 3 und drei Formteile 4a, 4b und 4c auf. Letztere bilden dabei zusammen mit einem Bodenteil 5 und einem weiteren - in der Zeichnung nicht dargestellten - Formteil eine Giessform 6, die auf einer biegefesten, vorzugsweise aus Metall oder Beton gebildeten Platte 7 steht.The device for slip casting ceramic parts shown in FIGS. 1 and 2 and designated as a whole by 1 essentially has a device on a
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, zeigt die Figur 1 die Formteile 4a, 4b, 4c und 5 in voneinander losgelöstem Zustand, während in der Figur 2 die Giessform 6 in betriebsbereitem Zustand dargestellt ist. Aus diesen Figuren ist nun klar ersichtlich, dass die Formteile 4a und 4b in Pfeilrichtung 8 gegeneinander horizontal verschiebbar sind. Demgegenüber kann das den Deckel der Giessform 6 bildende Formteil 4c in Pfeilrichtung 9 vertikal verschoben werden. Das Formteil 4c kann hierbei beispielsweise mit in der Figur 1 nicht dargestellten Haltemitteln an der Glocke 3 befestigt sein.As can be seen from the drawing, FIG. 1 shows the molded
Jedes der vorgenannten Formteile 4a, 4b und 4c besteht vorzugsweise aus einem porösen Material, beispielsweise aus Polyacrylharz oder einem anderen vergleichbaren Material. Diese Formteile haben eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Durchgängen, durch die das beim Betrieb der Einrichtung 1 in die Formteile hineintretende Schlicker-Wasser hindurchgeleitet werden kann. Für die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendbare Formteile werden dabei vorzugsweise durch das in der US-Patentschrift 4 591 472 offenbarte Verfahren hergestellt.Each of the aforementioned molded
Wie nun in der Figur 2 dargestellt, begrenzen im Betriebszustand die Giessform 6 und die diese überdeckende, zusammen mit der Platte 7 eine Kammer bildende Glocke 3 einen Zwischenraum 10, der die Giessform 6 mindestens teilweise umgibt. In diesem Zwischenraum 10 sind mehrere, vorzugsweise aber fünf, aufblasbare Lufttaschen 11 angeordnet, die zusammenwirken können, um die Giessform 6 bewegungshindernd während des gesamten Giessvorganges festzuspannen. Die Lufttaschen 11 decken hierzu die Seitenflächen der Giessform 6 nahezu vollständig ab und sind über Luftleitungen 12a bis 12e an einer Luftzufuhrleitung 13 angeschlossen, die ihrerseits über ein Einlassventil 14 mit einer in der Figur 2 nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist. Diese weist beispielsweise mindestens einen Kompressor und einen Speicherbehälter auf, um ein Druckgas, nämlich Druckluft zu erzeugen. Die Luftzufuhrleitung 13 steht ferner über ein Luftauslassventil 15 mit der Aussenatmosphäre in Verbindung. Um die Druckluftmenge, die zur vollständigen Klemmbefestigung der Giessform 6 in die Lufttaschen 11 geführt werden muss, zu verringern, ist es vorteilhaft, einen verhältnismässig engen Zwischenraum 10 vorzusehen.As shown in FIG. 2, in the operating state, the casting
Wie aus der Figur 2 zudem ersichtlich ist, weist die Druckluftzufuhrleitung 13 ein steuerbares Absperrorgan 16 auf, mit welchem der Druck der in die Lufttaschen 11 einzuleitenden Luft reguliert werden kann. Weitere ebenfalls steuerbare Ventile 17, 18 und 19 sind in den nach dem Verteilerkreuz 13a stromabwärts angeordneten Leitungsabschnitten 13b und 13c sowie in der Luftleitung 12e angeordnet.As can also be seen from FIG. 2, the compressed
Jedes der gezeichneten Formteile ist an seiner jeweiligen Aussenseite mit einer Aussenschicht 20a bzw. 20b bzw. 20c versehen. Diese Aussenschichten dienen insbesondere dazu, das durch die vorstehend genannten Durchgänge geleitete Druckwasser aufzunehmen und abzuführen. Jede Aussenschicht ist hierzu betrieblich an einem flexiblen Schlauch 21 angeschlossen, der über ein Ventil 22 mit der Aussenatmosphäre verbunden ist.Each of the drawn molded parts is provided on its respective outer side with an
Der Bodenteil 5 der Giessform 6 weist eine Öffnung 23 auf, durch die der Schlicker in den Formhohlraum 24 der Giessform 6 hineingeführt und aus dieser wieder abgeführt werden kann. Dafür ist die Öffnung 23 über eine ein Absperrorgan 25 aufweisende Leitung 26 mit einem Schlicker-Reservoir 27 verbunden. Die Leitung 26 ist - insbesondere für die Schlicker-Einführung - noch zusätzlich über ein Ventil 28 und eine Pumpe 29 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Schlickerquelle verbunden.The
Wie die Figur 2 zudem zeigt, ist das Schlicker-Reservoir 27 über eine Druckluftleitung 30, in welcher ein weiteres Absperrorgan 31 angeordnet ist, mit der Druckluftleitung 13 kommunizierend verbunden, so dass mit der erfindungsgemässen Einrichtung 1 ein Druckausgleich zwischen dem Formhohlraum 24 und den Lufttaschen 11 herbeigeführt werden kann.As FIG. 2 also shows, the
Schliesslich besitzt der Formteil 4c noch eine in den Formhohlraum 24 mündende Öffnung 32, die an einer, ein Absperrorgan 33 aufweisenden Leitung 34 angeschlossen ist. Letztere ist dabei - wie auch die Leitung 13 - mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden.Finally, the molded part 4c also has an
Die in der Figur 2 dargestellten und vorstehend genannten Ventile bzw. Absperrorgane 14 - 19, 22, 25, 28, 31 und 33 weisen je einen Durchgang sowie zum wahlweisen Absperren oder Freigeben des Durchganges dienende Verschlussmittel auf und sind über mindestens eine zum Zuführen und/oder Ableiten von Druckluft dienende pneumatische Leitung mit einer elektronischen Überwachungs- und Steuereinrichtung 35 verbunden, wobei in der Figur 2 pro Ventil bzw. Absperrorgan nur eine solche Leitung gezeichnet wurde. Hierbei sind insbesondere die Ventile bzw. Absperrorgane 16 bis 19 und 31 derart pneumatisch steuerbar, dass die durch die Verschlussmittel freigebbaren Durchlassquerschnittsflächen mindestens stufenweise verstellt werden können.The valves or shut-off elements 14 - 19, 22, 25, 28, 31 and 33 shown in FIG. 2 and mentioned above each have a passage and closure means which serve to selectively shut off or release the passage and are provided with at least one for feeding and / or or deriving compressed air serving pneumatic line connected to an electronic monitoring and
Die elektronische Überwachungs- und Steuervorrichtung 35 dient dazu, um den nachfolgend beschriebenen Giessvorgang ganz oder teilweise automatisch zu steuern. Zu dieser Steuervorrichtung 35 gehört eine Steuerschaltung mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen zum Messen, Steuern und Regeln. Die Steuervorrichtung 35 kann ferner auch bedienbare Bedienungselemente aufweisen, mit welchen mindestens einige der durch die Steuervorrichtung 35 steuerbaren Funktionen manuell ausgeführt werden können.The electronic monitoring and
Der erfindungsgemässe Giessvorgang wird nachfolgend anhand der Figur 3 näher erläutert. Hierbei ist auf der Abszisse der Figur 3 die Zeit t und auf der Ordinate der Druck P aufgetragen. Im Diagramm zeigt die ausgezogene Kurve 36 den sich während des gesamten Prozesses innerhalb der Lufttaschen 11 ändernde Druckverlauf und die strichlierte Kurve 37 den entsprechenden Druckverlauf innerhalb des Formhohlraumes 24. Zu den nachfolgend genannten Druck-Werten, sei an dieser Stelle noch vermerkt, dass diese derart auszulegen sind, dass sie jeweils um den angegebenen Wert grösser sind als der Luftdruck der Umgebung.The casting process according to the invention is explained in more detail below with reference to FIG. 3. The time t is plotted on the abscissa of FIG. 3 and the pressure P on the ordinate. In the diagram, the
Wenn mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einrichtung 1 eine keramische Waschschüssel hergestellt werden soll, werden die die Giessform 6 bildenden Formteile 4a, 4b und 4c derart in Richtung der Pfeile 8 bzw. 9 verschoben, dass der in der Figur 2 dargestellte Betriebszustand hergestellt wird.If a ceramic wash bowl is to be produced with the
Anschliessend werden das Absperrorgan 16 und die Ventile 14, 17, 18 und 19 geöffnet und mit einem Druck von etwa 100 - 300 KPa Luft in die Lufttaschen 11 geleitet, um diese aufzublasen und die aus den Formteilen 4a, 4b und 4c gebildete Giessform 6 vorzuspannen.The shut-off
Gleichzeitig oder kurz darauf wird bei geschlossenem Absperrorgan 25 das Schlickerzufuhr-Ventil 28 geöffnet und mittels der Pumpe 29 (oder mittels Druckluft) Schlicker in das Reservoir 27 eingeleitet.Simultaneously or shortly thereafter, with the shut-off
Sobald sich in den Lufttaschen 11 ein Druck von etwa 100 KPa stabilisiert hat, werden das Absperrorgan 16 und das Schlickerzufuhrventil 28 geschlossen, die Ventile 31 und 25 geöffnet und mit Druckluft mindestens ein Teil des zuvor in das Reservoir 27 eingeleiteten Schlickers durch die Leitung 26 hindurch in den Formhohlraum 24 geleitet. Hierbei sind die Ventile 22 der Druckentlastungsschläuche 21 geöffnet, so dass die beim Einfüllen des Schlickers im Formhohlraum 24 enthaltene Luft mindestens zum Teil über die porösen Formteile 4 und die Druckentlastungsschläuche 21 hinausströmen kann. Beim Füllen des Formhohlraumes 24 mit Schlicker baut sich in diesem ein höchstens 100 KPa betragender Innendruck auf. Dieser Druckaufbau und die Überwachung des Schlickerniveaus in der Giessform 6 wird durch die elektronische Überwachungs- und Steuervorrichtung 35 vorgenommen.As soon as a pressure of approximately 100 KPa has stabilized in the
Anschliessend wird in den Lufttaschen 11 - und zwar über die Luftzufuhrleitung 13 - ein beispielsweise 1 bis 2 MPa, vorzugsweise aber 1,5 MPa betragender Druck aufgebaut. Bei geöffnetem Absperrorgan 31 wird dabei sichergestellt, dass der Druck in den Lufttaschen 11 gleich demjenigen ist, der auch auf die freie Oberfläche des Schlickers im Reservoir 27 wirkt. Da dieses Reservoir 27 in Fluidverbindung mit dem Formhohlraum 24 ist, ist auch der im Formhohlraum 24 auf den Schlicker wirkende Druck gleich dem Druck, der im Reservoir 27 auf dem Schlicker lastet. Demzufolge wird die Anwendung eines nahezu gleichen Druckes sowohl an der jeweiligen Innenfläche als auch an der jeweiligen Aussenfläche jedes Formteiles erreicht. Wie nun aus der Figur 3 ersichtlich ist, ist der während des Giessvorganges im Formhohlraum 24 herrschende Druck nur annähernd gleich dem in den Lufttaschen 11 wirkenden Druck, vorzugsweise aber etwas kleiner als dieser. Diese Druckdifferenz dient insbesondere dazu, die Giessform während des gesamten Giessvorganges in einer optimal verspannten und gesicherten Form zu halten. Die Druckdifferenz wird dabei durch die elektronische Steuereinrichtung 35 aufgebaut und reguliert, wozu insbesondere die Absperrorgane 16 und 31 unterschiedlich reguliert werden.A pressure of, for example, 1 to 2 MPa, but preferably 1.5 MPa, is then built up in the air pockets 11 - specifically via the
Nach dem Aufbau des zum Druckgiessen notwendigen, vorzugsweise 1,5 MPa betragenden Giess-Druckes dringt das Wasser, das im Schlicker enthalten ist, durch die porösen Formteile 4 hindurch in die Aussenschichten 20, worauf sich der Scherben 38, bzw. der Formling der herzustellenden Waschschüssel bildet.After the build-up of the casting pressure necessary for die casting, preferably 1.5 MPa, the water contained in the slip penetrates through the porous molded parts 4 into the outer layers 20, whereupon the
Als nächstes kann - bei vorzugsweise gleichbleibendem Giess-Druck und geöffneten Ventilen 22 - das durch jedes Formteil 4 hindurchströmende Druckwasser über die Schläuche 21 abgeführt werden.Next - with preferably constant casting pressure and open valves 22 - the pressurized water flowing through each molded part 4 can be discharged via the
Etwa nach einer - von Beginn des Füllvorganges an gerechneten - Zeitspanne T₁, die etwa 200 bis 400 Sekunden, beispielsweise 300 Sekunden betragen kann, hat sich der Scherben 38 vollständig ausgebildet. Nach Bildung des Scherbens 38 werden dann sowohl die Lufttaschen 11 als auch der Formhohlraum 24 zum Teil entlüftet. Dies kann dabei beispielsweise durch Öffnen des Luftauslassventiles 15 geschehen. Während des Druckabbaues im Formhohlraum 24 wird aber erneut - und zwar bei geöffnetem Absperrorgan 33 - Druckluft durch die Leitung 34 in den Formhohlraum 24 geleitet, um den in diesem noch vorhandene Schlicker über die Schlicker-Leitung 26 abzuführen. Der auf diese Weise aus der Giessform abgeführte Restschlicker strömt dabei beispielsweise über das Absperrorgan 25 in das Reservoir 27, in welchem er für eine weitere Verwendung aufbewahrt wird. Der Schlicker kann aber auch über eine an der Leitung 26 angeschlossene, nicht gezeichnete, zusätzliche Leitung abgeführt werden.After a period of
Während des vorgenannten Druckabbaues werden die Ventile bzw. Absperrorgane 14, 15, 16, 31 und 33 nun derart von der elektronischen Überwachungs- und Steuervorrichtung 35 gesteuert, dass sowohl im Formhohlraum 24 als auch in den Lufttaschen ein etwa 0,3 MPa betragender Druck erhalten bleibt, wobei der Druck in den Lufttaschen 11 vorzugsweise etwas grösser gehalten wird als der Druck im Formhohlraum 24.During the aforementioned pressure reduction, the valves or shut-off
Sobald der Schlicker-Ablassvorgang abgeschlossen ist, wird über die Leitung 34 erneut Druckluft in den Formhohlraum 24 geleitet, und zwar mindestens solange bis sich in diesem ein beispielsweise 0,5 bis 1 MPa, vorzugsweise 0,7 MPa betragender Innendruck aufgebaut hat. Selbstverständlich werden die anderen, vorstehend genannten Ventile und Absperrorgane derart durch die Überwachungs- und Steuervorrichtung 35 reguliert und gesteuert, dass auch der in den Lufttaschen 11 herrschende Druck um die gleiche Druckerhöhung wieder zunimmt.As soon as the slip drainage process is completed, compressed air is again conducted into the
Während einer darauf folgenden Zeitspanne T₂ von etwa 20 bis 60 Sekunden wird der Scherben 38 weiter entwässert, nämlich solange, bis dieser nur noch höchstens 20 Gew.%, beispielsweise 17 Gew.%, Wasser enthält.During a subsequent time period T₂ of about 20 to 60 seconds, the
Nach dieser Entwässerungsphase werden schliesslich - entsprechend dem Verlauf der Kurven 36 und 37 - der Formhohlraum 24 und die Lufttaschen 11 miteinander entlüftet. Anschliessend wird die Giessform 6 geöffnet und der Scherben 38 entfernt, wozu vorzugsweise von aussen Druckluft durch den Schlauch 21 hindurchgeleitet wird, um dadurch den feuchten Scherben 38 von der Innenwand der Giessform 6 zu lösen.After this dewatering phase, the
Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, sind in den nach dem Verteilerkreuz 13a angeordneten Leitungsabschnitten 13b und 13c sowie in der Luftleitung 12e weitere zusätzliche Ventile, nämlich die ebenfalls durch die Überwachungs- und Steuervorrichtung 35 steuerbaren Ventile 17, 18 und 19 angeordnet. Diese dienen insbesondere dazu, um in den Lufttaschen 11 voneinander abweichende Druckbedingungen herzustellen, wobei die an den Seitenwänden der Giessform 6 angeordneten Lufttaschen 11 jeweils paarweise und getrennt voneinander und auch getrennt von der am Formteil 4c anliegenden Lufttasche 11 steuerbar sind. Mit dieser zusätzlichen Freiheit der Druckregulierung kann erreicht werden, dass die verschiedenen Formteile 4a, 4b und 4c während des gesamten Giessvorganges optimal miteinander verspannt bleiben und zusammen eine fluiddichte Giessform 6 bilden, und dies, ohne dazu die Formteil übermässig stark mechanisch zu belasten, so dass dadurch die Lebensdauer der Formteile nach Möglichkeit verlängert wird.As can be seen from FIG. 2, there are further additional valves in the
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist nun gegenüber der in der Einleitung beschriebenen und aus der DE-C2-37 26 383 bekannten Einrichtung den Vorteil auf, dass ihr eine einfachere Bauweise zugrunde liegt. Die die Giessform 6 zu überdekken bestimmte Glocke 3 muss nämlich nicht fluiddicht abgeschlossen werden. Dies insbesondere deshalb, weil der während des Giessvorganges notwendige und auf die Giessform 6 einwirkende Aussendruck nicht im Zwischenraum 10 sondern innerhalb der im Zwischenraum 10 angeordneten Lufttaschen 11 aufgebaut wird.The device according to the invention now has the advantage over the device described in the introduction and known from DE-C2-37 26 383 that it is based on a simpler construction. The
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte und als ganzes mit 101 bezeichnete Einrichtung zum Schlickergiessen eines keramischen Wasserklosetts ist im allgemeinen gleich ausgebildet wie die vorstehend beschriebene Einrichtung 1 und weist eine an einer Haltevorrichtung 102 angeordnete, vertikal verschiebbare Glocke 103 und mehrere horizontal verschiebbare Formteile auf, von denen in der Zeichnung deren zwei dargestellt und mit 104a und 104b bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel bilden diese Formteile 104a und 104b zusammen mit einem zweiteiligen, ortsfesten Formteil 105 zwei Giessformen 106a und 106b. Das Formteil 105 besitzt hierzu zwei flächensymmetrisch zueinander angeordnete und als Giesskerne ausgebildete Abschnitte 105a und 105b, von denen je einer ein Teil einer Giessform 106a bzw. 106b bildet. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das mit der Einrichtung 101 herstellbare Wasserklosett aus zwei an vertikalen Rändern miteinander zu verbindenden Keramik-Teilen zusammengesetzt wird, wobei in je einer Giessform 106a bzw. 106b ein solcher Teil gegossen wird.The device for slip casting a ceramic water closet shown in FIGS. 4 and 5 and designated as a whole by 101 is generally of the same design as the
Im Betriebszustand begrenzen die Giessformen 106a und 106b und die diese überdeckende Glocke 103 zusammen einen Zwischenraum 110, so wie das in der Figur 5 dargestellt ist. In diesem Zwischenraum 110 sind mehrere, vorzugsweise aber fünf, aufblasbare Lufttaschen 111 angeordnet, die zusammenwirken können, um die Giessformen 106a und 106b während des Giessvorganges bewegungshindernd festzuspannen. Die Lufttaschen 111 sind gleich ausgebildet wie die Lufttaschen 11 der Einrichtung 1, decken also die freien Seitenflächen der Giessformen 106a und 106b nahezu vollständig ab und sind über Luftleitungen 112a bis 112e an einer Luftzufuhrleitung 113 angeschlossen.In the operating state, the casting
Wie aus der Figur 5 zudem ersichtlich ist, begrenzen je ein Formteil 104a und 104b zusammen mit je einem Abschnitt 105a bzw. 105b und anderen nicht dargestellten Formteilen einen Formhohlraum 123a bzw. 123b. In jeden Formhohlraum 123a bzw. 123b mündet eine Leitung 124a bzw. 124b, durch die der Schlicker in den Formhohlraum 123a bzw. 123b hineingeführt und aus diesem wieder abgeführt werden kann.As can also be seen from FIG. 5, a molded
Die Einrichtung 101 ist im übrigen genau gleich ausgebildet wie die vorstehend beschriebene Einrichtung 1, besitzt also wie diese unter anderem mehrere steuerbare Ventile, ein Schlicker-Reservoir 127 und eine elektronische Überwachungs- und Steueranlage 132.The
Wenn mit der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Einrichtung 101 ein Wasserklosett hergestellt werden soll, werden die die Giessformen 106a und 106b bildenden Formteile 104a und 104b und die Glocke 103 derart in Richtung der Pfeile 137a und 137b verschoben, dass der in der Figur 5 dargestellte Betriebszustand hergestellt wird.If a water closet is to be produced with the
Dann wird Luft in die Lufttaschen 111 und Schlicker in die Formhohlräume 123a und 123b geleitet, und zwar so, wie das bereits vorstehend anhand der Einrichtung 1 beschrieben ist. Hierzu werden insbesondere die Ventile 122 der Druckentlastungsschläuche 121 geöffnet, so dass die beim Einfüllen des Schlickers in den Formhohlräumen 123a und 123b noch enthaltene Luft durch die porösen Formteile 104a, 104b und 105 und die Druckentlastungsschläuche 121 hinausströmen kann.Air is then passed into the
Nach dem Aufbau des zum Druckgiessen notwendigen und gleichzeitig auf beide Giessformen 106a und 106b einwirkenden Giess-Druckes dringt das Wasser, das im Schlicker enthalten ist, durch die porösen Formteile 104a, 104b und 105 hindurch, worauf dann innerhalb jeder Giessform 106a und 106b je ein Schlicker-Scherben 138a bzw. 138b entsteht. Diese beiden - nachfolgend auch als Keramik-Teile bezeichneten - Scherben 138a und 138b bilden nun ihrerseits zusammen das herzustellen beabsichtigte Wasserklosett, so wie dies in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist.After the build-up of the casting pressure necessary for die casting and simultaneously acting on both casting
Der Prozessablauf des Verfahrens zum Giessen der beiden Keramik-Teile 130a und 130b ist nahezu identisch mit dem vorstehend beschriebenen Prozess zur Herstellung einer Waschschüssel, so dass nachfolgend auf eine detaillierte Beschreibung des mit der Einrichtung 101 durchführbaren Verfahrens verzichtet werden kann.The process sequence of the method for casting the two ceramic parts 130a and 130b is almost identical to the process described above for producing a wash bowl, so that a detailed description of the method which can be carried out with the
Die beiden Teile 138a und 138b bilden zusammen den Formling 139 des herzustellen beabsichtigen Wasserklosetts. Zur Bildung des Formlings 139 werden die Teile 138a und 138b mittels fliessfähigem Schlicker an ihren vertikalen Rändern miteinander verbunden bzw. verklebt und zwar vorzugsweise in noch feuchtem Zustand.The two
Zum Entformen der Keramik-Teile 138a und 138b bedient man sich vorzugsweise einer Entformungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um die beiden Teile 138a und 138b gleichzeitig und in noch feuchtem Zustand aus den geöffneten Giessformen 106a und 106b zu entnehmen und mittels eines Garnier-Roboters mit Schlicker klebend zusammenzufügen sowie anschliessend - zum Trocknen - auf ein Gestell 140 abzulegen. Entformungsvorrichtung und Garnier-Roboter sind dazu mit der Überwachungs- und Steueranlage 132 steuerbar verbunden.To remove the
Ein wesentlicher Vorteil des mit der Einrichtung 101 durchführbaren Verfahrens besteht nun darin, dass die beiden vertikal miteinander zu verbindenden Keramik-Teile 138a und 138b gleichzeitig in einem Verfahrensschritt und unter den gleichen physikalischen Bedingungen gegossen werden.A major advantage of the method that can be carried out with the
In der Figur 8 ist nun ein Wasserklosett 141 dargestellt, das mit einer Einrichtung der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Art herstellbar ist. Hierbei besitzt dieses Wasserklosett einen nach unten geöffneten Wasserring 143 und eine aus der Rückwand 144 austretende Siphon-Leitung 145.FIG. 8 now shows a
Mit der anhand der Figuren 4 bis 6 dargestellten Einrichtung 101, können auf einfache Art und Weise und ohne zusätzlichen manuellen Arbeitsaufwand Wasserklosetts hergestellt werden, welche einen S-förmigen Siphon besitzen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung 101 zwei Keramik-Teile giessbar sind, von denen jede eine Halbschale des S-förmigen Siphons bildet.With the
Anhand der Figuren 9 bis 12 soll nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.A further embodiment of the invention will now be described with reference to FIGS. 9 to 12.
Die in den Figuren 9 und 10 dargestellte und als ganzes mit 151 bezeichnete Einrichtung ermöglicht - wie nachfolgend noch erläutert wird - die Herstellung eines Wasserklosetts mit einem geschlossenen Wasserring. Die Einrichtung 151 besitzt hierzu, wie die anhand der Figuren 1 bis 6 beschriebenen Einrichtungen 1 und 101, eine an einer Haltevorrichtung 152 angeordnete, vertikal verschiebbare Glocke 153 sowie mehrere Formteile. Von den Formteilen sind deren sechs dargestellt und mit 154 bis 159 bezeichnet. Hierbei bilden die Formteile 154, 155, 156 und 157 bzw. die Formteile 158 und 159 je eine Giessform. Die Formteile 157 und 158 sind zudem derart miteinander verbunden, dass sich die beiden Giessformen vertikal übereinander zusammensetzen lassen. Die Formteile 154, 155 und 156 stehen auf einer biegefesten, vorzugsweise aus Metall oder Beton gebildeten Platte 160 und dienen zusammen mit dem als Giesskern ausgebildeten Formteil 157 der Herstellung der Schüssel des Wasserklosetts, so wie das in der Figur 10 dargestellt ist. Demgegenüber dienen die Formteile 158 und 159 der Herstellung des Wasserringes.The device shown in FIGS. 9 and 10 and designated as a whole by 151 makes it possible - as will be explained below - to produce a water closet with a closed water ring. For this purpose, the
Das Verfahren zur Herstellung der die Schüssel und den Wasserring bildenden Teilscherben 161 und 162 (Figur 10) ist mit dem anhand der Figuren 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 beschriebenen Verfahren weitgehend identisch, wobei in diesem Fall die Einrichtung 151 selbstverständlich mit einem Garnier-Roboter versehen ist, der zum horizontalen Garnieren ausgebildet ist.The process for producing the
Wie bereits erwähnt, bedient man sich zum Entformen der Giessformen einer steuerbaren Entformungsvorrichung. In der Figur 12 ist eine solche Entformungsvorrichtung für die Einrichtung 151 dargestellt und mit 163 bezeichnet. Diese Entformungsvorrichtung 163 besitzt zwei horizontal und vertikal verschiebbare Haltearme 164 und 165 zum Halten und Transportieren der gegossenen Teile 161 und 162. Der Haltearm 164 weist dabei zwei Träger 164a auf (wobei in der Zeichnung nur einer dargestellt ist), von denen jeder mit einem an den Scherben 161 zu liegen bestimmten Schoner 64b versehen ist. Die Haltearme 164 und 165 sind nun derart an einem horizontal verschiebbaren Schlitten 166 angeordnet, dass die beiden Teile 161 und 162 mit der Entformungsvorrichtung 163 in Vertikalrichtung zusammensetz- und garnierbar sind und der aus den beiden Teilen 161 und 162 gebildete Formling 167 zum Trocknen auf ein Gestell 168 abgesetzt werden kann.As already mentioned, a controllable demolding device is used to demold the molds. In the FIG. 12 shows such a demolding device for the
Das Garnieren erfolgt, wie bereits erwähnt, durch einen - in der Zeichnung nicht dargestellten - Roboter, der mit der Überwachungs- und Steueranlage 132 steuerbar ist. Um eine optimale und exakte Garnierung zu ermöglichen, durch welche die Naht- bzw. Fugenstellen nahezu unsichtbar werden, kann man die die Giessformen bildenden Formteile zusätzlich noch derart ausbilden, dass beim Giessen das Teil 161 an seiner auf den Teil 162 zu liegen bestimmten Stirnfläche eine umlaufende Nut und das Teil 162 eine in diese Nut passende Rippe erhalten.As already mentioned, the garnishing is carried out by a robot (not shown in the drawing) which can be controlled by the monitoring and
In der Figur 13 ist noch ein Wasserklosett 171 dargestellt, das mit einer Einrichtung der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Art herstellbar ist. Hierbei besitzt dieses einen Spülkasten 172 und einen im wesentlichen geschlossene Wasserring 173 mit in den Innenraum 174 mündenden Öffnungen 175.FIG. 13 also shows a
In der Figur 14 ist schliesslich eine Anordnung von drei Einrichtungen 180 der vorstehend genannten Art dargestellt, die von einer gemeinsamen Entformungsvorrichtung 181 bedient werden. Letztere ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie periodisch die von jeder Einrichtung 180 hergestellten und zusammen ein Wasserklosett bildenden Scherben aufnimmt, diese dann vertikal oder horizontal zu einem Formling zusammenfügt und letzteren schliesslich auf einer Trocknungsanlage 182 ablegt, wobei noch vor dem Trocknen die Scherben mittels eines Garnier-Roboters an ihrer Nahtstelle miteinander verklebt werden.Finally, FIG. 14 shows an arrangement of three
Zur Steuerung der Einrichtungen 180 dient eine Überwachungs- und Steueranlage der vorstehend beschriebenen Art, wobei diese dann noch zusätzlich Steuermittel zum Steuern des zyklischen Betriebes der Einrichtungen 180 und Rangiermittel zum automatischen Rangieren der Entformungsvorrichtung 181 besitzt.A monitoring and control system of the type described above is used to control the
Abschliessend sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass die anhand der Figuren 1 bis 14 beschriebenen Verfahren nur eine Auswahl von mehreren möglichen Ausführungsformen der Erfindung darstellen und in verschiedener Hinsicht geändert werden können.Finally, it should also be mentioned at this point that the methods described with reference to FIGS. 1 to 14 represent only a selection of several possible embodiments of the invention and can be changed in various respects.
So kann beispielsweise zum Aufblasen der Lufttaschen 11 bzw. 111 anstelle von Druckluft auch ein anderes Druckgas oder sogar Druckwasser verwendet werden.For example, another compressed gas or even pressurized water can be used to inflate the
Die beiden an vertikalen oder horizontalen Schnittebenen miteinander verbindbaren Teile 138a und 138b oder 161 und 162 werden nicht nur gleichzeitig sondern auch mit den gleichen physikalischen Parametern gegossen. Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Einrichtung aber auch derart ausgebildet und mit zusätzlichen Ventil- und Steuermitteln versehen sein, dass sowohl der Druck als auch die pro Zeiteinheit in den Formhohlraum einfüllbare Schlickermenge für jede Giessform separat regulierbar ist. Eine derartige Einrichtung bleibt jedoch - gemäss der Erfindung - weiterhin so steuerbar, dass der Giessvorgang für beide Teile gleichzeitig beendet werden kann.The two
Schliesslich können Verfahren und Einrichtung auch derart modifiziert sein, dass die herzustellenden Formlinge aus mehr als nur zwei Scherben bzw. Teilen, beispielsweise aus drei oder vier solchen, zusammensetzbar sind, wobei auch in diesen Fällen beim Betrieb der Einrichtung alle zur Herstellung der Scherben, bzw. Teile dienenden Giessformen vorzugsweise innerhalb nur einer durch eine Glocke gebildeten Kammer angeordnet werden.Finally, the method and device can also be modified in such a way that the moldings to be produced can be assembled from more than just two fragments or parts, for example from three or four, with all of these being used to produce the fragments and / or Part-serving molds are preferably arranged within only one chamber formed by a bell.
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