DE2204584A1 - Formwerkzeug, insbesondere für keramische Gegenstände - Google Patents
Formwerkzeug, insbesondere für keramische GegenständeInfo
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Description
Peter John Batchelor, Ernest Twigg, Peter Bromwell Frayling
und John Robert Allright,
Ceramic Consultants International, Productivity House, Rectory Road, SheIton, Stoke-on-Trent, Staffordshire, England.
Formwerkzeug, insbesondere für keramische Gegenstände
Die Erfindung bezieht sich auf Formen, insbesondere zum Pressen oder Gießen von keramischen Gegenständen. Der Gebrauch von Formwerkzeugen
zum Herstellen von keramischen Gegenständen durch Pressen hat noch nicht die notwendige Anerkennung gefunden, v^eil
geglaubt wird, daß wegen des hohen Abnutzungsgrades der Formen ein häufiges Auswechseln erforderlich ist und sich folglich die
Kosten der Produktion erhöhen.
Diese Schwierigkeiten werden mit der Erfindung überwunden, indem sie einen Formkörper schafft, der aus einer Zusammensetzung von
porösem Mörtel und einem die Verschleißfestigkeit der Zusammensetzung erhöhenden Zusatz besteht, und der Durchgangsmittel besitst,
die sich in dem Formkörper befinden, über die Unterdruck oder komprimierte Luft in den Formkörper leitbar ist, die aufgrund
der Porosität der Zusammensetzung auf den in der Hohlform befindlichen Gegenstand einwirkt.
Vorzugswaise besteht die Zusammensetzung aus Mörtel und Harz.
Bestimmtes Harz, das anschließend beschrieben wird, wurde als besonders geeignet gefunden. Der Harzausatz erhöht die Verschleißfestigkeit
der Zusammensetzung, in Vergleich mit Mörtel allein, während jede Verminderung der Porosität durch Anwendung von Unterdruck
oder Überdruck ausgeglichen wird, der zu passenden
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Zeiten während des Arbeitszyklus zu den Durchgangamitteln geliefert
wird.
Bei der Anwendung auf Preßformen werden zwei solcher Formkörper vorgesehen, von denen jeder aus einer Zusammensetzung der beschriebenen
Art gebildet ist und jeder von einem entsprechenden Pressentisch getragen wird. Die Presse besitzt Mittel für die Bewegung
eines oder beider Tische relativ zueinander, eine Druck-· luftquelle, eine Unterdruckquelle und Mittel für die v/ahlweise
Anwendung von Luftdruck oder Unterdruck in dem entsprechenden Formkörper. Die Durchgangsmittel sind als perforierte oder poröse
Röhren ausgebildet, die in den oder in die Formkörper während der Herstellung eingebettet worden sind. Sio stehen aus ihnen an
geeigneter Stelle heraus, um eine Verbindung mit Mitteln für die Anwendung von Unterdruck oder Preßluft zu schaffen.
Ein Beispiel für eine Mörtel- und Harzzusanmensetzung, die befriedigende
Resultate bringt, umfaßt eine Mischung, von der je 10Og
enthalten 0,03 bis 0,15g Natrium-Kaliira-Tartrat, 2 bis 8g Kalziumphosphat
und genügend oC- und/oder β-Haibhydrat des Gipses
zur Ergänzung der 100g der Mischung; diese ist verdünnt mit 24 bis 35ml einer Lösung, die 2 bis 25ml einer 20#igen wässrigen
Lösung eines modifizierten Melaminharzea oder 0,2 bis 5g eines
festen modifizierten Melaminharzes enthält. Vorzugsweise enthält die Mischung auch kleine Mengen eines Beschleunigers, eines Härters
und eines Verzögerers.
Vorzugsweise enthalten die 24 bis 35ml der verdünnten Losung
auch 0,5 bis 1,0ml einer v/äs sr ige η Phenolharz- und/oder Harnstoffharzlösung
oder anstelle dessen ein festes Phenolharz und/ oder Harnatoffharz, in welchem Falle der absolute Betrag des
Harzes in der wässrigen Lösung zwischen 0,2 bis 5i0g ist.
Die Art der keramischen Zusammensetzung, die bearbeitet werden soll, bestimmt den Typ oder die Mischung des Gipses, der zu benutzen
ist, nämlich das Verhältnis von oC~ zu β -Halbhydrat. Da3 r;odifizierte
Melaminharz weist vorzugsweise .mindestens eine sulfit·-1
oder sulfonsäure-uiodlfizierte Aminogruppe auf. Auch die Verwendung
der Melaminharzlösung allein bringt gute Resultate, aber
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die Hinzufügung von Phenolharz- und Harnstoffharslösungen vermindert
merklich die ,nachteiligen Wirkungen dea Lösungswassers
der zu formenden Zusammensetzung.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und in der Zeichnung
dargestellt, die einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Formwerkzeug zeigt, das in einer Naßpreßmaschine verwendet wird.
Bezugnehmend auf die Zeichnung umfaßt das Formwerkzeug einen oberen
Formkörper 5 und einen unteren Formkörper 6. Der obere1 Formkörper 5 wird in zeitlicher Folge mit Hilfe einer beweglichen
Rammstange 7 auf und ab bewegt. Der untere Formkörper 6 wird von einem festen Bett 8 getragen. Die Formkörper 5, 6 wirken so zusammen,
daß zwischen ihnen eine Hohlform 9 in der Gestalt des gewünschten Produktes gebildet wird. Die Formkörper 5, 6 sind
aus einer Harz- und Mörtel-Zusammensetzung aufgebaut, die aus zwei prinzipiellen Bestandteilen besteht, nämlich aus einer Mischung
und einer verdünnenden Löeung. Allgemein ausgedrückt enthalten
je 100g der Mischung zwischen 0,03 und 0,15g Natrium-Kalium-Tartrat,
2 bis 8g Kalziumphosphat und genügend oC- und/oder β-Halbhydrat des Gipses zum Vervollständigen der 100g der Mischung.
Die Mischung ist mit 24 bis 35ml einer Lösung verdünnt, die 2 bis 25ml einer 20#igen wässrigen Lösung ea.nes modifizierten
Melaminharzes oder 0,2 bis 5,0g eine3 festen modifizierten
Melaminharzes enthält.
Zwei spezifische Beispiele von geeigneten Zusammensetzungen sind die folgenden:
Eine pulverförmige Mischung, von der je 100g enthalten: 0,03 bis
0,1^g feingemahlenes Ealium-Natrium-Tartrat, 0,05 bis 2,5g feingemahlenes
wasserfreies Aluminiumsulphat (Härter), 0,0C5 bis
0,1g eines Verzögerers (z.B. nach der Markenbezeichnung Retardan),
2 bis 8g Ealziuinhydrogenphosphat, Rest Kalbhydrat von Gips, und
24 bis'35311 einer Lösung, bestehend aus 2 bis 25ml einer 2O^igon
v-ä^sr j gen. Losunz van ^elaTninbarz u-id Q,5 bis !»Oral ei act: Phenol-
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BAD ORIGINAL
harz- oder Harnstoffharz-Lösung, der Rest Wasser.
Eine pulverförmige Mischung, von der je 10Og enthalten: Ou1 bis
Oj3g p-Toluol-Sulfonsäure, 0,3 bis 0,6g einer Mischung, bestehend
aus 40 Teilen Kaliumsulfat und 1 Teil eine3 Verzögerers, 5 bis 15g eines feingemahlenen Bimssteinpuders oder Kieselgur oder Perlit Pl, Rest feingemahlener β-Halbhydrat-Gips; diese werden eingeführt
in 30ml einer Lösung, bestehend aus 2 bis 15ml einer 20#igen wässrigen Lösung eines modifizierten Melaminharze^ und
genügend Wasser zum Ergänzen der Lösung.
Um die Durchlässigkeit der Zusammensetzung zu erhöhen, kann eine
Pudermischung, bestehend aus einem porenbildenden Agens und einer Karboxyl-Methylzellulose oder einer Methylzellulose, hinzugefügt
werden. Anstatt das Harz in Lösung zu verwenden, kann auch festes Harz eingesetzt werden, z.B. in Granulatform. In diesem
Falle werden 0,2 bis 5g des modifizierten Melaminharzes per 100g der Mischung benutzt. Anstelle von sulfit- oder sulfonsäure-raodiflziertem
Melaminharz kann auch Melaminharz mit äquivalenten Eigenschaften benutzt werden. Das oben genannte zusätzliche Bimesteinpuder,
Kieselgur oder Perlit kann durch eine geringe Menge von beispielsweise 0,3 bis 3,0g eines unkristallinen Silikonoxyds
ersetzt werden.
Innerhalb jedes Formkörpers ist eine perforierte metallische Rohrschlange 10 eingebettet, die mit einem Einlaß- und Auslaßrohr
11 verbunden ist, die aus dem entsprechenden Formkörper hervorstehen.
Diese dienen für die v/ahlweise Verbindung mit einer Quelle von Vakuum oder Preßluft mittels nicht dargestellter Röhren,
die zumindest für den Fall, daß sie an dem beweglichen oberen Formkörper angeschlossen sind, flexibel sind. Nicht dargestellte
Ventile dienen zur Steuerung der Quellen, mit denen die Rohrschlangen zur gegebenen Zeit verbunden werden sollen.
Im BetriebsKuatöTid wird eine bestimmte Menge Ton in daa Zentrum
des unteren Formkörpers 6 eingesetzt, während der obere Formkörper
5 in der oberen Stellung ist. Der obere Formkörper 5 wird dann zum Pressen des Gegenstandes herabpelaspen, Der ybeiflU^ui-
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ge Ton fließt über die Kanten der Haupthohlform 9 in den mit 12 gekennzeichneten Raum. Während die Formkörper 5, 6 geschlossen
sind, werden die Rohrschlangen 10 unter Vakuum gestellt, wodurch die Feuchtigkeit aus dem Ton durch die poröse Formausammensetzung
herausgezogen wird. Somit wird durch die Anwendung dieser Vakuuia-Technik
die Porosität dieser Formkörper wirkungsvoll erhöht, wodurch ein schnelles Herausziehen der Feuchtigkeit und folglich
ein kurzer Preßzyklus ermöglicht wird. Die Formkörper v/erden dann
voneinander getrennt, nachdem der Unterdruck im unteren Formkörper 6 beseitigt ist, während er jedoch weiter auf den oberen
Formkörper 5 einwirkt. Der geformte Gegenstand wird deshalb bei der Aufwärtsbewegung des oberen Formkörpers 5 mit heraufgehoben,
worauf ein Träger in eine Stellung nahe des Gegenstandes gebracht wird, der dann durch das Abschalten des Unterdrucks und das Einleiten
von Preßluft von dem oberen Formkörper losgelöst wird. Der Gegenstand fällt dann auf den Träger, wodurch er frei von
der Presse ist. Anschließend wird der Abfallton entfernt und der Zyklus kann wiederholt werden.
Die beschriebene Formzusammensetzung ist sehr Verschleißfest im Vergleich mit konventionellen Mörtelformen und hat deshalb eine
wesentlich längere Lebensdauer. Die Anwendung des Vakuums, zum Herausziehen der Feuchtigkeit durch die Formkörper aus dem Ton,
erhöht wirkungsvoll die Porosität der Form und erweist sich bei der Anwendung an Pressen als gut brauchbarer Vorschlag.
Die erfindungsgemäßen Formen können auch für Gießzwooke ange'wendet
werden, aber keinesfalls ausschließlich, speziell für große Gegenstände, wie sanitäre Artikel. Die Formen worden mit Röhren,
Rohrschlangen, Rohrwindungen oder mit anderen Durchgänge bildende Mittel rund um den Umfang der Hohlform vurnshen, so daß höhere
Quoten an herausgezogener Feuchtigkeit und größere Erleichterung beim Freimachen und Auslösen der Formen, verglichen mit
konventionellen Mörtelformen, erreicht werden.
Natürlich können auch verschiedene Abwandlungen und Ausgestaltungen
geschaffen werden, ohne den Erfindungsgedanken au vftrlaaeen.
Z.B. kann die Anordnung der LuftdurohgSingo variiert werden,
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um sie an die Form anzupassen, und die Erfindung kann auch auf
Formen angewendet werden, die aus drei oder mehr Teilen besteht. Die Luftdurchgänge können auch mit Hilfe anderer Mittel als
Rohrschlangen oder Rühren gebildet werden und die Hars/Gips-ZusaiomensetzuTig
kann anders sein als die speziell beaonriebene.
Es können auch Zusammensetzungen von Gips und anderen ?U3ätsen,
die den Yerochleißwideratand erhöhen, benutzt
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Claims (1)
- Patentanwalt Erwin H. W. Kosel, D - 85 NürnbergLudwlgetraOe 58 Tel. 0811/854982— 7 —Ansprüche!./Formwerkzeug, gekennzeichnet durch die Kombination eines Formkörpers (5f 6), der aus einer Zusammensetzung von porösem Mörtel und einem die Verschleißfestigkeit der Zusammensetzung erhöhendem Zusatz "besteht, mit Durchgangsmitteln (10), lie . sich in dem Formkörper befinden, über die Unterdruck odor komprimierte Luft in den Formkörper leitbar ist, die aufgrund der Porosität der Zusammensetzung auf den in der Hohlform befindlichen Gegenstand einwirkt.2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus Mörtel und Harz besteht.3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Mischung ist, von der je 100g enthalten 0,03 bis 0,15g Natrium-Kalium-Tartrat, 2 bis 8g Kalziumphosphat und genügend oC - und/oder β-Halbhydrat des Gipses sur Ergänzung der 100g der Mischung, diese ist verdünnt mit 24 bis 35ml einer Lösung, die 2 bis 25ml einer 2O?6igen wässrigen Lösung eines modifizierten Melaminharzes oder 0,2 bis 5,0g eines festen modifizierten Melaninharzes enthält.4. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 24 bis 35ml der verdünnten Lösung auch 0,5 bis 1,0ml einer wässrigen Phenol- und/oder Harn3toffharzlösung enthalten.5. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; daß die1 24 bis 35nl der verdünnten Lösung auch 0,2 bis 5.0g eines festen Phenol- und/oder Harnstoffharzes enthalten.c Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5». dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Melaminhars mindestens209840/0586SAD ORIGINALeine sulfit- oder eulfonsäure-modifizierte Aminogruppe aufweist.7. Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung einen Beschleuniger, einen Härter und einen Verzögerer enthält.8. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus den Bestandteilen nach dem Beispiel 1 besteht, .9. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus den Bestandteilen nach dem Beispiel 2 besteht.10. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsmittel aus einem oder mehreren durchbrochenen oder porösen rohrförmigen Gliedern (10) bestehen, die in den Formkörper (51 6) eingebettet sind.11. Presse für die Herstellung von keramischen Gegenständen, die ein Paar von komplementären Formkörpern und Mittel zum Bewegen mindestens eines dieser Formkörper in bezug auf den anderen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper nach den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet, sind, daß eine Druckluftquelle, eine Ilnterdruckquelle, Röhren, welche die Quellen mit den Durchgangsmitteln (10) in den Formkörpern (5t 6) verbinden, und Ventile, welche die Druckluft oder den Unterdruck zu diesen Durchgangsmitteln steueren, vorgesehen sind, mit deren Hilfe entweder Unterdruck oder Druckluft durch den porösen Formkörper auf den in der Form befindlichen Gegenstand einwirkbar ist.209840/0586
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