DE2324785A1 - Verfahren zum pressen keramischer formlinge, sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum pressen keramischer formlinge, sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrensInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DR. Π?.'-:sr STURM
DR. Π?.'-:sr STURM
DlPL-iN'. ^ "■■■-·' '
TONWAREN- UND PORZELLANFABRIK ROSSLER AG, Ersigen/Schweiz
Verfahren zum Pressen keramischer Formlinge sowie Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen keramischer Formlinge
zwischen zwei Pressformteilen, und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Es ist ein Pressverfahren bekannt, bei welchem eine elastische Haut aus Gummi oder ähnlichem Material zwischen die Pressmasse und
die Form eingeschaltet wird, derart, dass sich die Haut unter dem Pressdruck genau dem Profil der Form anschmiegt. Bei der Vorrichtung
zur Ausführung dieses bekannten Verfahrens ist die Gummihaut mit einem Randwulst versehen, der zwischen den beiden Teilen eines
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zweiteiligen Rahmens eingespresst gehalten wird (D-PS 887 622) .
Dieses Verfahren weist unter anderem den Nachteil auf, dass es Lufteinschlüsse zwischen Gummihaut und Pressform nicht ausschliesst
Zudem erweist sich das Herausheben des Formlings aus der Pressform
als schwierig.
Eine weitere bekannte Vorrichtung, welche obige Forderungen erfüllt,
besteht darin, dass zwischen einer Pressform und der zu verformenden Masse ein elastisches Band angeordnet ist, welches den
Formling nach dem Pressen durch die im Band beim Pressen erzeugte Spannung aus der Form heraushebt, wobei das elastische Band zugleich
als Transportband für die schrittweise Zuführung der Masse zur Form und für den Abtransport der aus der Form entnommenen Formlinge
ausgebildet ist (DAS 1 245 822).
Diese zweite bekannte Vorrichtung eignet sich lediglich für kleine
Formteile wie ZcB. Tassenhenkel, da sonst die Formlinge durch
das elastische Band nicht mehr aus der Pressform herausgehoben werden
können. Im übrigen bietet auch diese Vorrichtung keine Gewähr für formgerechte Produkte.
Weiter ist in der keramischen Industrie der sog. "Ram-Prozess" (US-PS 3,010,176) bekannt* bei welchem auf einem Drehtisch mehrere
Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, von denen jede Einheit einen
anderen Prozessschritt ausführt. Die verschiedenen Schritte bestehen aus einem ersten unter Druck Setzen der Pressmasse zum
schnellen Entwässern und teilweisen Formen, und einem zweiten unter
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3-Druck Setzen der Masse zum weiteren Entwässern und^Formen, wobei
dieser Schritt ebenfalls dazu dient, die masseninternen Spannungen
zu eliminieren.
Dieses Verfahren weist auch den Nachteil auf/ dass die Pressformen
aus Gips bestehen, so dass ihre Lebensdauer sich lediglich über 1000 - 2000 Pressungen erstreckt. Ferner ist es aus Gründen der verhältnismässig
geringen Festigkeit der Pressformen nicht möglich, die Formlinge fest zu verpressen, so dass diese sich verziehen
können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Pressen
keramischer Formlinge zu schaffen, welches keinen der oben genannten Nachteile aufweist und somit eine rationelle Serienherstellung
von Pressformlingen ermöglicht. Die verwendete Pressform ist zweckmässig so aufgebaut, dass sie eine grösstmögliche
mechanische Festigkeit aufweist, so dass sie praktisch verschleissfrei ist. Im weiteren können das Pressverfahren und die Pressvorrichtung
derart sein, dass auch granuliertes Pressgut verarbeitet und der Formling anschliessend gleich weiter bearbeitet werden
kann. Es können zudem sowohl grosse als auch kleine Formlinge hergestellt werden, deren Oberflächen glatt oder strukturiert
sind. Auch können Lufteinschlüsse im Pressraum zwischen den Formteilen und damit schädliche Einflüsse auf die Form der hergestellten
Produkte vermieden werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein Raum jedes der beiden Pressformteile evakuiert und der obere
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Pressformteil auf den untern, mit Pressgut (18) beschickten Pressformteil herabgesenkt wird, so dass das Pressgut verpresst
wird, dass dann der Pressdruck bis ungefähr auf Null reduziert wird, der obere Pressteil abgehoben wird und in
die evakuierbaren Räume der Pressformteile Pressluft eingeblasen wird bis der verpresste Formling aus der Pressform
herausnehmbar ist.
Ein vorteilhaftes Verfahren gemäss der Erfindung ist dabei dadurch
gekennzeichnet, dass es vollautomatisch abläuft.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweiteilige Pressform aufweist, von der jeder Teil einen evakuierbaren Raum enthält, der
mit porösem Füllmaterial gefüllt ist.
Eine vorteilhafte Weiterausgestaltung dieser Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet,, dass das Füllmaterial aus vergossenen Micro-Glasperlen besteht. '
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in
der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben, wobei auch eine beispielsweise Durchführungsart des erfindungsgemässen
Verfahrens mit dieser Vorrichtung erläutert wird.
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Fig. 1 zeigt die Vorrichtung nach Abschluss eines Pressvorgangs, wobei sich ein fertig geformter Formling auf dem unteren Teil der
Pressform befindet. Die gleiche gegenseitige Lage der Formteile besteht auch vor Beginn eines Pressvorganges.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung unmittelbar vor dem Absenken des oberen
Formteils und.
Fig. 3 die geschlossene Pressform vor dem Füllen des oberen Formteils
mit Pressluft.
Die zweiteilige Pressform besteht aus einem oberen Formteil 1 und einem unteren Formteil 2, wobei der obere Teil 1 in Richtung des
Doppelpfeiles 3 (Fig. 1) beweglich ist. Der obere Formteil 1 ist an einer Trägerplatte 4 eines hydraulischen Kolbens bzw. an dessen
Kolbenstange 5 befestigt. Die Befestigung des Teils 1 an der Platte 4 erfolgt mittels Winkelstücken 6 und Schrauben 7. Es wäre auch jede
andere Befestigungsart möglich. Der untere Pressformteil 2 ist auf analoge Weise auf einem Maschinensockel 8 befestigt. Jeder
Pressformteil 1 und 2 besteht aus mehreren Teilen. Es sind dies ein Metallmantel 9, eine elastische Haut, z.B. eine Gummihaut 10, ein
bei jedem Teil 1 und 2 verschieden geformtes äusseres, leicht poröses Formenmaterial 11, ein inneres, stark poröses Formenmaterial
12, das durch eine Abdichtung 13 abgedeckt wird, sowie eine Auflageschicht 14. In den Metallmantel 9 ist ein Rohr 15 eingelassen,
durch welches die zwischen der Gummihaut 10 und der Abdichtung 13 befindliche Luft abgesogen, bzw. der durch diese beiden Elemente
und den Metallmantel 9 begrenzte Raum mit Pressluft gefüllt wird.
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ο q O / 7 Ο C
Die Gummihaüt 10 ist über den Metallmantel 9 gezogen und mittels eines Spannteils 16 so an diesem befestigt, dass sie den oben definierten
Raum luftdicht abschliesst. Die Oberflächen 17 der ausseren Formenmaterialien 11 sind so gestaltet, dass sie bei aufeinanderliegenden
Pressformenteilen 1 und 2 genau den Formling 18 umhüllen,resp. formen.
Bei der elastischen Haut 10 handelt es sich vorteilhafterweise um
eine unverletzte Naturgummihaüt von grosser Elastizität. Als
äusseres Formenmaterial 11 eignen sich vergossene Microglasperlen einer Körnung von 5-50 nut die eine relativ gute Luftdurchlässigkeit
aufweisen und, wenn gewünscht, mit einer glatten Oberfläche
17 herstellbar sind. Als inneres Formenmaterial 12 wird mit Vorteil
ein stark poröses Material wie Quarzsand oder Microglasperlen einer Körnung von 0,7-1,2 mm verwendet, um der Luftzirkulation im
oben definierten Raum einen möglichst kleinen Widerstand entgegenzusetzen.
Vergossene Microglasperlen- sind als Formenmaterial sehr geeignet, da diese ausser der verlangten Porosität genügend mechanische
Festigkeit aufweisen, um die durch das'Verpressen des Pressgutes 19 (Fig. 2) entstehenden Kräfte praktisch unbeschränkt oft
unbeschadet aufzunehmen. Selbstverständlich sind aber andere Materialien, wie z.B. feiner Quarzsand oder Metallgries ebenfalls
als Formenmaterial geeignet.
Je nach dem zu verpressenden, d.h. zu formenden Gut 19 kann es
vorteilhaft sein, den oberen Pressformteil 1 mit einer elektrischen
Heizung z.B. in Form einer in das Füllmaterial 11 oder 12 eingelegten Heizspirale 20 (Fig. 1} zu versehen. Je nach Bedarf
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kann auch der untere Pressformteil 2 mit einer derast4gfe/ Qi&izung
20 versehen werden. Dadurch kann unter gewissen Umständen die Verwendung der Gummihaut 10 des oberen Pressformteils 1 oder der Gummihäute
beider Pressformteile überflüssig werden, denn durch die Erhitzung der Pressform resp. des oder der Pressformteile 1 und
2 auf ca. 60-100°C wird die Oberfläche des Formlings 18 soweit angewärmt, dass letzterer beim Ausformen nicht mehr an der Pressform
kleben bleibt. Voxteilhafterweise behält man aber die Gummi haut 10 auch bei, selbst wenn dieser Teil 1 erhitzt wird, denn
dadurch kann der Formling 18, wie weiter unten beschrieben, sehr leicht aus der Pressform herausgehoben werden. Bei Verwendung der
Pressform ohne obere Gummihaut 10 wird, wie im unten aufgeführten Pressvorgang beschrieben, die Pressform evakuiert. Je nach der
Form des Formlings und der Art von dessen Material können, auch ohne Erhitzung der Formteile 1 und / oder 2 die Gummihäute weggelassen
werden. In diesem Falle bleibt der Formling am obern Pressformteil durch das Vakuum haften und kann dann mittels Pressluft
abgeblasen werden.
Um das erfindungsgemässe Pressverfahren anhand der Zeichnung in
einer beispielsweisen Durchfuhrungsform zu erläutern, wird davon
ausgegangen, dass sich zu Beginn die beiden Pressformteile 1 und 2 in der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage befinden und der dort
gezeigte verpresste Formling 18 entfernt ist.
Der Pressvorgang beginnt damit, dass die beiden durch die Metallmäntel
9, die Gummihäute 10 und die Abdichtungen 13 definierten Räume durch die Leitungen 15 evakuiert werden, bis sich die Gummihäute
10 vollständig und lückenlos an die Oberflächen 17 ange-
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schmiegt haben. Je stärker dieser Raum evakuiert wird, desto besser'
und genauer wird eine eventuelle Oberflächenstruktur der Flächen 17 auf den Formling 18 übertragen. Sobald die beiden Pressformteile
1 und 2 vollständig evakuiert sind, oder aber bereits während der Evakuation dieser Teile 1 und 2, wird der untere Teil
2 mit Pressgut 19 aufgefüllt. Vorteilhafterweise wird dem Pressgut ca. 0,05-0,5 % Zelluloseäther in Pulverform beigemischt, um
ein schnelles Steifwerden des Formlings zu erwirken. Dank dem.Umstand, dass die Masse 19 fest verpresst werden kann, ist ein unmittelbares
Bearbeiten und Transportieren des Formlings gewährleistet.
Fehlt eine Gummihaut, so dient die Evakuierung der Räume der Formteile
1 und 2 der Beseitigung von Lufteinschlüssen im Pressraum zwischen den Formteilen. Man wird dann vorzugsweise solange evakuieren, bis die Form ganz geschlossen ist. In diesem Falle des Fehlens
von Gummihäuten gibt man zuerst in den untern Pressformteil 2 Pressluft und erst nachher in den obern Pressformteil 1.
Sobald beide Gummihäute 10 die genaue Form der Oberflächen 17 angenommen
haben und sich genügend Pressgut 19 im unteren Pressformteil 2 befindet, wird der obere Pressformteil 1 durch den Zylinderkolben
5 nach unten bewegt, bis die beiden Metallmäntel 9, über welche sich die Gummihäute 10 ziehen, aufeinander zu liegen kommen.
Bei Bedarf kann der durch den .Zylinderkolben 5 ausgeübte Pressdruck
während einer beliebigen Zeitdauer aufrechterhalten werden, bevor der Pressdruck auf angenähert Null reduziert und der oben
definierte Raum des oberen Pressformteiles l'mit Pressluft gefüllt
wird, so dass sich zwischen der Gummihaut 10 und dem äusseren Formenmaterial 11 ein Luftkissen bildet, das dem Zweck dient, die
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Gummihaut 10 vom Formling 18 abzulösen. Entweder gleichzeitig mit
dem Einströmen der Pressluft in den oberen Pfessformteil 1, oder
aber mit einer gewissen Verzögerung wird letzterer durch den Zylinder 5 wieder in seine in Fig. 1 und 2 gezeigte Endlage gebracht.
Anschliessend wird der oben definierte Raum des unteren Pressformteiles 2 mit Pressluft gefüllt, so dass sich der auf der Gummihaut
10 liegende Formling 18 aus dem unteren Pressformteil 2 heraushebt, bis er ungefähr in die in Fig. 1 gezeigte Lage kommt. Auch dieses
Einblasen von Luft in den Pressformteil 2 kann bereits gleichzeitig mit der Aufwärtsbewegung des oberen Pressformteils 1 erfolgen. Sobald
der Formling 18 von der Gummihaut 10 entfernt ist, kann ein neuer Pressvorgang beginnen, wobei der obere Pressformteil 1 bereits
während dem Zurückfahren in die Ausgängsstellung evakuiert werden kann.
Um die nachstehend aufgeführten Vorteile des erfindungsgemässen
Pressverfahrens voll ausnützen zu können, ist es angezeigt,sowohl
das Laden des Pressgutes 19 als auch das Entladen des fertig gepressten Formlinge 18 zu automatisieren. Letzteres bereitet insofern
keine Schwierigkeiten,als der verpresste Formling genügend Steifigkeit aufweist, um beispielsweise durch ein gabelähnliches
Instrument oder Vakuum angehoben und transportiert zu werden.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Pressverfahrens liegen für den
■Fachmann auf der Hand, ist es doch erstmals möglich, keramische Formlinge, wie z.B. Teller, Platten, Schüsseln etc. in einem Pressvorgang
steif zu verpressen, so dass das zeit-, geld- und materialaufwendige Vortrockenen des Formlings entfallen kann. Selbstver-
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ständlich ist, dass dank dem erfindungsgemässen Verfahren der Herstellungsvorgang
keramischer Formlinge wesentlich beschleunigt und verbilligt wird. In diesem Zusammenhang kann noch erwähnt werden,
dass die erfindungsgemässe Pressform nicht wie die herkömmlichen Gipsformen nach zwei- bis dreitausend Pressungen ausgewechselt werden
müssen. Dank ihrer mechanischen Festigkeit kann sie praktisch unbegrenzt verwendet werden, mit der Einschränkung, dass je nach
Oberflächenstruktur nach einigen Tausend Pressungen die Gummihaut 10, sofern eine solche gebraucht wird, ausgewechselt werden muss.
Als weiterer Vorteil erweist sich, dass praktisch beliebig geformte und strukturierte Formlinge in einem Arbeitsgang hergestellt werden
können. Zu erwähnen ist ebenfalls, dass die nach dem erfindungsgemässen
Verfahren hergestellten Formlinge praktisch keine inneren · Spannungen aufweisen und sich somit nicht verformen.
Die Reihenfolge der Aufzählung der einzelnen Verfahrensschritte
im Anspruch 1 braucht nicht in allen Fällen auch zeitlich in dieser Reihenfolge abzulaufen. So geht z.B. aus der Beschreibung hervor,
dass beim Fehlen von Gummihäuten man zuerst dem untern Pressformteil
Pressluft zuführt und erst nachher dem obern Pressformteil, während beim Vorhandensein von Gummihäuten vorzugsweise zuerst
der obere Pressformteil mit Pressluft gefüllt wird und der untere Pressformteil erst nachher. Es kann auch Fälle geben, wo beide
Pressformteile gleichzeitig mit Pressluft gefüllt werden.
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Claims (14)
- - li -PATENTANSPRUECHE:1AVerfahren zum Pressen keramischer Formlinge zwischen zwei
Pressformteilen/ dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum jedes
der beiden Pressformteile (1,2) evakuiert und der obere Pressformteil (1) auf den untern, mit Pressgut (18) beschickten
Pressformteil (2) herabgesenkt wird, so dass das Pressgut verpresst wird, dass dann der Pressdruck bis ungefähr auf Null reduziert wird, der obere Pressteil abgehoben wird und in die
evakuierbaren Räume der Pressformteile (1,2) Pressluft eingeblasen wird bis der verpresste Formling (18) aus der Pressform herausnehmbar ist. - 2) Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweiteilige Pressform (1,2) aufweist, von der jeder Teil einen evakuierbaren Raum enthält, der mit porösem Füllmaterial (11, 12) gefüllt ist.
- 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man durch die Evakuierung eine über der Pressoberfläche (17) mindestens des untern Formteils (2) angeordnete elastische Haut (10) vollständig an die Pressoberfläche (17) ansaugt.
- 4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass309881/0341es vollautomatisch abläuft.
- 5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass granuliertes Pressgut (19) verpresst wird.
- 6)»Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man das Pressgut (19) während der Evakuierung der Pressformteile einfüllt.
- 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 6,,dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck vor dem Einblasen von Pressluft eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten wird.
- 8) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Pressoberfläche (17) des untern Formteils (2) durch eine elastische Haut (10) abgedichtet ist.
- 9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (11, 12) aus vergossenen·Microperlen besteht.
- 10) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Haut (10) eine Naturgummihaut ist.
- 11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2. und 8 bis 10, dadurch . gekennzeichnet, dass die evakuierbaren Räume durch einen Metallmantel (9), eine Abdichtung (13) und eine elastische Haut (10)30988 1/03 4 1umschlossen sind.
- 12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (11, 12) aus einer äusseren Schicht (11) und einer inneren Schicht (12) besteht.
- 13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schicht (11) Microglasperlen einer Körnung von 5-50 rtLtcund die innere Schicht (12) Quarz sand oder Microglasperlen einer Körnung von 0,7-1,2 mm aufweist.
- 14) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und / oder der untere Pressformteil (1,2) ein Heizelement (20) aufweist.309881/034 1
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| DE4012700A1 (de) * | 1990-04-20 | 1991-10-31 | Hutschenreuther | Verfahren zur herstellung eines keramischen formkoerpers und einrichtung zum pressen eines keramischen formlings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT987876B (it) | 1975-03-20 |
| FR2188491A5 (en) | 1974-01-18 |
| CH569561A5 (de) | 1975-11-28 |
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