DE1917361A1

DE1917361A1 - Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Hohlkoerpern

Info

Publication number: DE1917361A1
Application number: DE19691917361
Authority: DE
Inventors: Barret Greene Anthony Charles
Original assignee: STAFFORDSHIRE POTTERIES HOLDINGS Ltd
Current assignee: STAFFORDSHIRE POTTERIES HOLDINGS Ltd
Priority date: 1968-04-04
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1969-10-23
Also published as: DE1917361B2; FR2005560A1; GB1264789A

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. Walter Meissner

Dipl. Ing. Herbert Tischer 1917361

Büro München

München 2, Tal 71 München, den 3. April 1₉69

/lh

Staffordshire Potteries (Holdings) Limited, Staffordshire, England

Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern, beispielsweise von bchüsseln, (Tassen usw.

Nach dem üblichen Verfahren zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern wird eine abgemessene oder geschätst· Menge plastischer Tonmasse in eine Form eingelegt und die Form in Drehung versetzt, während ein Profilwerkzeug bzw. eine Schablone in die Form nach unten eingeführt wird, das auf die Tonmasse einwirkt. Das Profilwerkzeug hat eine schneidende bzw. formende Kante, die der Gestalt eines halben Längsquerschnitts des Hohlkörper· entspricht, so daß sich die Kante, wenn das Profilwerkzeug ganz in die Form hinein bewegt worden ist, bis zur Mittellinie der Form, jedoch nicht tiber diese Mittellinie hinaue erstreckt, wo zwischen ihr und der (Donmasse keine .Relativbewegung vorhanden ist.

Es ist ferner bekannt, das die innere Kontur des Hohlkörpers bestimmende Werkzeug als Yialze auszubilden. Die Form be-

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findet sich auf einem Untersatz am oberen Ende einer mit etwa 1ooo Umdr./min tunlaufenden Spindel und die Walze durch Reibungskraft über die Tonmasse entgegen der Wirkung einer Bremse mit, ' die auf die Welle der "Walze einwirkt, so daß sich eine lineare Differenzgeschwindigkeit zwischen der Innenseite der Form und der Walze ergibt. Auch kann die Walze zwangsläufig angetrieben werden, genau so wie der Untersatz mit der Form, oder die v/alze kann gegen Drehung blockiert werden, während die Form zwangsläufig angetrieben wird.

Die Bodenfläche der Walze bestimmt dabei die Gestalt der inneren Bodenfläche des Hohlkörpers und ist als Konus mit einem Spitzenwinkel von etwa 16o° ausgebildet.

Der Durchmesser der v/alze ist an ihrem oberen Ende kleiner als der maximale Innendurchmesser des Hohlkörpers, Jedoch ist der Durchmesser an ihrem unteren Ende - der Durchmesser der Grundfläche des erwähnten Konus - fast so groß wie der Durchmesser der Bodenfläche des Hohlkörpers.

Beim Herstellen eines Hohlörpers wird die Jalze nach unten in die Form nicht axial fluchtend mit dieser eingeführt und zwar so, daß am Ende der Abwärtsbewegung die Spitze des unteren Konus in der senkrechten Achse der Form liegt. An dieser Stelle ist also dann keine relative Drehung zwischen der Walze und der Tonmasse vorhanden» Dadurch entsteht im Zentrum des Bodens des Hohlkörpers eine Zone, die nicht so kompakt ist wie die übrigen Zonen, wo eine wesentliche relative Drehung vorhanden ist. Dies kann zu einer rauhen Vertiefung im Zentrum des Bodens des Hohlkörpers führen, der damit als Ausschuß, anzusehen ist.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß es drei Hauptarten gibt, nach denen üblicherweise ,verkzeug und Form zum Her~

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stellen von Hohlkörpern zum Zusammenwirken gebracht werden:

1. Die Walze wird in fester Lage gehalten, und die Form wird in ihrer senkrechten Achse angehoben.

2. Me Form wird in fester Lage gehalten, und die Walze wird senkrecht nach unten in die Form hinein bewegt.

3. Die walze wird auf einem radialen Bogen in die Form hinein bewegt.

Bei allen drei Arten ergeben sich die selben Probleme.

Da der Durchmesser' am unteren Ende der Walze, d.h. der Durchmesser der Grundfläche des Konus, nur wenig kleiner als der Durchmesser der Bodenfläche des Hohlkörpers ist, ist auch der Spalt, durch den die Tonmasse an der wand der Form nach oben steigen muß, sobald die Walze mit dem abgemessenen Tonklumpen in der Form in Berührung kommt, sehr schmal. Wahrend einer kurzen Zeitspanne steigt daher der auf den Boden der Form wirkende Druck erheblich an und kann einen kritischen Wert erreichen, bei dem die Form zerstört wird. Je größer der Durchmesser des Hohlkörpers ist, umso größer ist die Gefahr eines Formbruchs. Bei Hohlkörpern mit einem Bodendurchmesser von 7»5 cm (3 Zoll) und mehr muß die Wandstärke der Form für die erforderliche Festigkeit derselben so stark erhöht werden, daß die Form zu groß wird, um sie in modernen Maschinen zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern benutzen zu können.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern zu schaffen, bei der

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die Tonmasse in der Form hochsteigt, ohne daß hierbei übermäßig hohe Drücke entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Profilwerkzeug eine im wesentlichen zylindrische Y/alze ist, die eine ebene, im rechten Winkel zu ihrer Längsachse liegende Bo-•denfläclie hat und in der Betriebslage exzentrisch innerhalb der Form angeordnet ist, wobei der Durchmesser ihrer Bodenfläche wenigstens so groß ist wie der Radius der inneren Bodenfläche des herzustellenden Hohlkörpers»

Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß im Verlauf einer Umdrehung der Form der ganze Bereich der inneren Bodenfläche des Hohlkörpers von der ebenen Bodenfläche der walze bestrichen wird und keine Stelle verbleibt, an der keine relative Drehbewegung zwischen der Bodenfläche der "walze und der mit ihr in Berührung befindlichen Tonmasse stattfindet.

Bei dieser bevorzugten üusführungsform der Erfindung ist der Durchmesser der 3odenfläche der Waise etwa gleich dem Radius der inneren Bodenfläche des Hohlkörpers, d.h. so klein, wie er sein kann. Diese Dxirchmessergröße bewirkt nicht nur die beste Kompaktheit bzw. Verdichtung des Tons, sondern ergibt auch den größtmöglichen Spalt, durch den der Ton beim Hochdrücken durch die Bodenfläche der V» al ze durchgehen muß. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, daß der Durchmesser der ebenen Bodenfläche der Walze höchstens um 2o ^c/o größer ist als der Radius der inneren Bodenfläche des Hohlkörpers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt

durch eine Form mit der bekannten profilie-

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rend en vial ze zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern;

Fig. 2 eine Aufsicht zu I¹Ig. 1;

Fig. 5 und 4-

entsprechend Fig. 1 und 2 eine Form mit einer profliierenden Walze gemäß der Erfindung ;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer automatischen Maschine zum Herstellen keramischer Hohlkörper.

Bei der bekannten Herstellungsart werden umlaufende Formen aus Gips "benutzt. In eine solche Form 1o gemäß Fig·. 1 wird eine "bestimmte kenge plastischer Tonmasse gegeben, um den gewünschten Hohlkörper 11 zu formen, dessen Aufienkontur durch die Form bestimmt wird. Hiernach wird in die umlaufende Form von oben ein Profilwerkzeug 12 eingeführt, das die Innenkontur des Hohlkörpers 11 bestimmt.

Das Profilwerkzeug 12 hat einen konischen Schaft 14·, dessen Durchmesser nach unten hin größer wird und eine konische Bodenfläche 16. In der untersten Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, fluchten die Achse X-X des Profilwerkzeugs 12 und die Achse Y-Y der Form 1o nicht miteinander, sondern schneiden sich an der Spitze Z des Konus der Bodenfläche des Profilwerkzeugs 12. Wenn dieses und die Form 1o um ihre Achsen X-X bzw. Y-Y rotieren, stehen ihre Teile am Schnittpunkt Z still, d.h. hier ist ein "toter"Bereich, um den Punkt Z herum vorhanden, innerhalb dessen die Verdichtung des Tons unzureichend ist, was so weit gehen kann, daß ein hergestellter Hohlkörper Ausschuß- ist.

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Das Profilwerkzeug 12 bewirkt ein Hoch.dru.cken des zunächst auf dem Boden der Form liegenden Tonkluinpens, so daß der Ton die Seitenwand der Form bedeckt. Hierbei muß dei· 'Ton durch den Spalt G in Fig. 1 durchgehen. Da der Durchmesser der konischen Bodenfläche 16 des Profilwerkzeugs 12 dem .Durchmesser der inneren Bodenfläche des herzustellenden Hohlkörpers entspricht, ist dieser Spalt zwangsläufig schmal und der auf die Tonmasse durch das Profilwerkzeug 12 auszuübende Druck ist daher entsprechend hoch. Daher muß die Form notwendigerweise eine so große Wandstärke haben, daß sie den hohen Druck aushält. Eine Verminderung der v/andstärke zu erreichen, liegt daher im Interesse der Hersteller der Maschinen und der Hersteller der Formen bzw. der keramischen Hohlkörper.

In Fig. 3 ist ein Profilwerkzeug 14 dargestellt, das gemäß der Erfindung im wesentlichen als zylindrische Vv'alze ausgebildet ist, die eine ebene, im rechten /finkel zu ihrer Längsachse X-X liegende Bodenfläche 16 hat. Die ebene Bodenflache erstreckt sieht von einer otelle nahe der Innenwand der Form 1o bis zur .tense Y-Y der Form bzw. etwas darüber hinaus. Am Schnittpunkt Z der ebenen Bodenfläche 16 und der ^chse Y-Y unterliegen auch hier die Form und der Ton keiner Drehbewegung. Der Teil des Profilwerkzeugs 14, der mit dem Ton an dieser otelle in Berührung ist, läuft aber um_s d.h. es ist hier kein toter Bereich vorhanden, wo der Ton unzureichend verdichtet werden kann.

Zu bemerken ist, daß der Spalt G-, durch den der Ton vom Profilwerkzeug 14 nach oben gedruckt wird, hier wesentlich größer ist, als bei dem konischen Profilwerkzeug nach. Fig. 1. Der über den Ton auf die Form ausgebübte Druck ist also ganz erheblich geringer, so daß auch die Wandstärke der Seitenwand und des Bodens der Form beträchtlich geringer sein kann»

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Das walzenförmige Profilwerkzeug 14- kann einen solchen durchmesser haben, daß seine Bodenfläche 16 über die Achse Y-Y der Form hinausgeht. Selbstverständlich darf sich aber die Bodenfläche 16 nicht so weit über die Achse Y-Y hinaus erstrekken, daß der bpalt G zu stark verengt wird. Es wurde festgestellt, daß die Qualität der hergestellten Hohlkörper leidet, wenn die Bodenfläche 16 sich um mehr als 2o ja des Hadius der Form über die .achse Y-Y hinaus erstreckt.

Die Erfindung kann auch bei der Herstellung von Hohlkörpern benutzt werden, deren Innenwand von der zylindrischen Kontur abweicht. Das Profilwerkzeug in Fig. 3 ist dementsprechend etwas tailliert. In diesem Fall muß für eine gewisse v^uerbewegung des Profilwerkzeugs zur Achse Y-Y gesorgt v/erden, damit das Profilwerkzeug nach Fertigstellung des Hohlkörpers aus diesem herausgezogen werden kann» Je größer der öpalt G ist, um so größere Ivtöglichkeiten sind in dieser Hinsicht gegeben. Die Außenkontur des Hohlkörpers kann ebenfalls nichtzylindrisch sein, wobei dann eine zweiteilige Form benutzt wird, wenn dies zum ausformen notwendig ist.

Bei der Benutztung der Erfindung sind wesentliche Änderungen einer üblichen Maschine zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern nicht erforderlich.

Die in Fig. 5 dargestellte automatische Maschine enthält einen absatzweise angetriebenen Förderer 2o, der Formen 1o einer Formstation 3 zuführt, .an dieser Formstation G befindet sich ein Block 22, der einen Untersatz 24 für die Formen 1o trägt. Bevor eine Form 1o die Formstation S erreicht, wird sie mit einer bestimmten Tonmenge gefüllt und sobald sie in der Formstation S ankommt, wird sie vom umlaufenden Untersatz 2Pt aufgenommen und

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durch Verschieben des Blocks 22 wird sie in die gestrichelt gezeichnete Lage nach oben bewegt.

im der Formstation ü ist ein weiterer Block 26 vorgesehen, der für das i-rofilwerkung 14 einen Halter aufweist. Um das Profilwerkzeug 14 zwangläufig anzutreiben, enthält der Halter .28 einen eintrieb zum Drehen des Profilwerkzeuge 14. Der Block 26 ist seitlieh hin und her verschiebbar, so daß das Profilv/erkzeug 14 gegen die »/and der Form angestellt und von dieser zurückgezogen werden kann. ITachdem der xiohlkörper in der Form geformt worden ist, wird der Untersatz 24 nach unten bewegt und die Form 1o wird wieder vom Förderer 2o aufgenommen und von diesem aus der Formstation ö herausgeführt.

Fig. 5 ist ein üblicher Längsschnitt durch die Maschine, so daß Jeweils nur eine Form 1o ersichtlich ist. In Wirklichkeit werden jedoch in der lviaschine immer gleichzeitig mehrere Hohlkörper in mehreren Formen hergestellt, die reihenweise quer zur Laufrichtung des Förderers angeordnet sind.

Die Vorteile der Erfindung sind zusammengefaßt folgende:

1. Der auf den Boden und den unteren Teil der Seitenwand der Form beim Formvorgang durch den Ton. ausgeübte Druck v/ird beträchtlich vermindert, so daß Formbrüche bei einer gegebenen Formgröße vermieden werden können.

2. Bei einer gegebenen Größe des herzustellenden Hohlkörpers kann eine im Auöendurchmesser kleinere Form benutzt werden, so daß Material bei der Herstellung der Formen eingespart wird«,

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5. Bei einer gegebenen Größe im Außendurchmesser der Form kann ein größerer Hohlkörper hergestellt werden.

4-, Im Zentrum des Bodens des Hohlkörpers wird eine bessere Verdichtung erreicht und verschiedene Oberflächenfehler an dieser Stelle werden vermieden.

5. Die Lebensdauer der Formen wird erhöht. Wenn beispielsweise British Gypsum plaster benutzt wird, kann eine Form 2oo bis 25o Füllungen aushalten, selbst wenn der Durchmesser des Bodens des Hohlkörpers mehr als 6,25 cm (2 1/2 Zoll) oder sogar 7,5 cm (3 Zoll) beträgt. Bei einem Bodendurchmesser von 6,25 cm (2 1/2 Zoll) bis 7,5 cm (5 'Zoll) und einem üblichen Profilwerkzeug mit konischer iiodenfläche ist der Abnutzungsgrad der Formen so hoch, daß ihre Lebensdauer nur Λ/'ό der genannten. Füllungszahlen beträgt.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Herstellen von keramischen Hohlkörpern mittels einer umlaufenden, die Außenkontur der Hohlkörper bestimmenden Form, in die ein umlaufendes, die Innenkontur der Hohlkörper bestimmendes, walzenförmiges Profilwerkzeug eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilwerkzeug eine im wesentlichen zylindrische Walze (14-) ist, die eine ebene, im rechten Winkel zu ihrer Längsachse (X-X) liegende Bodenfläche (16) hat und in der Betriebslage exzentrisch innerhalb der Form (1o) angeordnet ist, wobei der Durchmesser ihrer Bodenfläche (16) wenigstens so groß ist wie der Radius der inneren Bodenfläche des herzustellenden Hohlkörpers.

2o Vorrichtung nach Anspruch 1 _s dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der ebenen Bodenfläche (16) des Profilwerkzeugs (14) höchstens um 2o % größer ist als der Hadius der inneren Bodenfläche des herzustellenden Hohlkörpers.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Profilwerkzeugs (14) und der Form (1o) in der Betriebslage parallel zueinander liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilwerkzeug (14) zwangläufig angetrieben ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Profilwerkzeug (14) querbeweglich angeordnet ist.

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SIA

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