DE68903344T2

DE68903344T2 - Verfahren zur herstellung von huelsen mit geschlossenem ende und ausbildung eines kernes fuer dieses verfahren.

Info

Publication number: DE68903344T2
Application number: DE8989301908T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Misawa; Shinji Oshima
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2009-02-28
Also published as: JPH0544887B2; DE68903344D1; US5120210A; EP0331388A1; US5009832A; JPH01225506A; CA1324249C; EP0331388B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer geschlossenendigen Hülse oder einer Hülse mit einem geschlossenen Ende und insbesondere einen Kernaufbau zur Verwendung in dem Verfahren.
Zur Herstellung von geschlossenendigen Hülsen ist bisher ein Preßformungsverfahren verwendet worden. Jedoch kann durch das Verfahren eine lange geschlossenendige Hülse nicht hergestellt werden. Es ist möglich, eine solche lange Hülse durch Verbindung von einem Endbereich und einem separat geformten Hülsenbereich der Hülse herzustellen. In diesem Falle hat jedoch eine solche verbundene Hülse eine geringe Festigkeit in dem verbundenen Bereich der Hülse. Um diesen Nachteil des Verfahrens auszuschalten, hat der Rechtsinhaber dieser Anmeldung in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung No. 62-85906 ein Verfahren zur Herstellung einer geschlossenendigen Hülse mit einem geschlossenen Ende durch Extrudieren vorgeschlagen.
Die Figuren 1a-1d illustrieren die Herstellungsprozesse des vorgeschlagenen Verfahrens. Wie in Figur 1a gezeigt ist, ist ein Kernglied 23, das eine Paraffinspitze 22 zur Ausbildung einer inneren Oberfläche des Endes oder Bodens der herzustellenden Hülse aufweist, in einem Mundstück 21 angeordnet und eine in ihrem Zentrum mit einer durchgehenden Öffnung 24 versehene äußere Druckplatte 25 zur Formung der äußeren Oberfläche des Endes oder Bodens der Hülse ist unter Bildung eines ringförmigen Raums durch das Mundstück 21, das Kernglied 23 und die äußere Druckplatte 25 am vorderen Ende des Mundstücks 21 angeordnet. Danach wird, wie in Figur 1b gezeigt, ein Formwerkstoff, beispielsweise ein Keramikmaterial zur Formung der Hülse in den ringförmigen Raum eingeführt und leicht extrudiert. Wenn eine gewisse Menge des Keramikmaterials aus der durchgehenden Öffnung 24 austritt, wird der Extrudierungsvorgang gestoppt. Während dieser Extrudierung wird die Paraffinspitze 22 von innerhalb des Kernglieds 23 angesaugt.
Nachdem die äußere Druckplatte 25 von dem Mundstück 21 entfernt worden ist, wie in Figur 1c gezeigt, wird Luft in das Kernglied 23 eingeleitet, um das Keramikmaterial zu extrudieren, so daß ein Zylinder oder eine Hülse mit einer gewünschten Länge erhalten wird, wie in Figur 1d gezeigt. Die verbleibende Paraffinspitze am Ende oder Boden des Zylinders wird beim Brennen des Zylinders entfernt.
Bei dem Verfahren der offengelegten Japanischen Patentanmeldung No. 62-85906 wird die Paraffinspitze 22 in der Weise verwendet, daß die zur Formung des Endes der Hülse verwendete Spitze beim Brennen der Hülse entfernt wird. Jedoch bricht die Paraffinspitze 22 durch den Formungsdruck während des Extrudierungsprozesses bei der Ausbildung des Endes der Hülse oder vor dem Entfernen der äußeren Druckplatte 25 oft zusammen. Als Ergebnis weicht die innere Konfiguration des Endes oder Bodens der Hülse von der gewünschten Konfiguration ab.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Hülse mit einem geschlossenen Ende sowie einen vorzugsweise bei dem Verfahren verwendeten Kernaufbau zu schaffen, bei denen all die Nachteile des Standes der Technik ausgeschlossen werden und eine Hülse erhalten wird, deren innere Konfiguration am Ende nicht in schädlicher Weise abweicht.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Hülse mit einem geschlossenen Ende gemäß dem Anspruch 1 und die Verwendung eines Kernaufbaus gemäß dem Anspruch 12 geschaffen.
Mit der in den Ansprüchen beschriebenen Anordnung ist das Glied zur Bildung der inneren Konfiguration des geschlossenen Endes der Hülse in Form von, zum Beispiel, einem aus Metall hergestellten Kolbenglied oder einem aus einem Keramikmaterial hergestellten porösen Körper vorgesehen und der Formwerkstoff wird durch diese Glieder extrudiert. Daher können geschlossenendige Hülsen zuverlässig mit vorgegebener Gestalt ohne Verformung der inneren Konfiguration der geschlossenen Enden der Hülsen hergestellt werden.
Darüberhinaus kann in dem Falle, daß eine aus einem durchlässigen porösen Körper hergestellte äußere Druckplatte verwendet wird, die äußere Druckplatte durch Einblasen von Luft von außen in die äußere Druckplatte beim Trennen der äußeren Druckplatte von dem Mundstück leicht von dem Mundstück getrennt werden. Darüberhinaus kann die Luft beim Extrudieren des Formwerkstoffs durch die äußere Druckplatte gesaugt werden, so daß die Öffnung im Zentrum der äußeren Druckplatte nicht gebraucht wird. Als Ergebnis tritt kein Vorsprung im Zentrum der äußeren Oberfläche des geschlossenen Endes der Hülse auf, so daß ein Prozess zur Verbesserung der äußeren Oberfläche nach dem Formungsprozess nicht nötig ist.
Die Erfindung wird besser verständlich unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Ansprüche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Figuren 1a-1d sind Schnittansichten, die die Schritte eines Verfahrens zur Herstellung von geschlossenendigen Hülsen nach dem Stand der Technik illustrieren;
Figuren 2a-2e sind Schnittansichten, die die Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Herstellung einer geschlossenendigen Hülse gemäß der Erfindung darstellen;
Figuren 3a-3d sind Schnittansichten, die die Schritte eines anderen Ausführungsbeispiels des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellen;
Figuren 4a-4c sind Schnittansichten, die die Schritte eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellen; und
Figur 5 ist eine Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kernaufbaus darstellt.
Figuren 2a-2e sind Schnittansichten, die ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung einer Hülse mit einem geschlossenen Ende gemäß der Erfindung darstellen.
Zuerst wird, wie in Figur 2a gezeigt, ein Kernglied 2 in einem Mundstück 1 positioniert, während eine äußere Druckplatte 3 zur Formung der äußeren Konfiguration des Endes oder Bodens der Hülse an der Endspitze des Mundstücks 1 angeordnet wird. Ein Kolbenglied 5, das mit einer durch dasselbe verlaufenden Luftdurchlaßöffnung 4 versehen ist, ist zur Formung der inneren Konfiguration des geschlossenen Endes der Hülse lösbar in die Endspitze des Kernglieds 2 eingesetzt. Als Ergebnis wird ein ringförmiger Raum durch das Mundstück 1, das Kernglied 2, das Kolbenglied 5 und die äußere Druckplatte 3 gebildet.
Dann wird, wie in Figur 2b gezeigt, zur Formung des Endes oder Bodens der Hülse ein Formwerkstoff 7 aus, zum Beispiel, einem Keramikmaterial in den ringförmigen Raum 6 eingeführt und durch eine im Zentrum der äußeren Druckplatte 3 ausgebildete Durchgangsöffnung 8 leicht bis zu einem solchen Maße extrudiert, daß eine kleine Menge des Keramikmaterials 7 aus der Durchgangsöffnung 8 austritt. Während eines solchen Vorgangs wird die Luft von einer Durchgangsöffnung 9 des Kernglieds 2 abgesaugt, um zu verhindern, daß das Kolbenglied 5 sich von dem Kernglied 2 weg bewegt.
Nachdem die äußere Druckplatte 3 von dem Mundstück 1 entfernt worden ist, wie in Figur 2c gezeigt, wird die Luft durch die zentrale Durchgangsöffnung 9 des Kernglieds 2 geblasen, wobei das Keramikmaterial 7 weiterhin extrudiert wird, so daß sich das Kolbenglied 5 so lange verschiebt, bis ein Anschlag 5a des Kolbenglieds 5 gegen die Innenseite der Endspitze des Kernglieds 2 anstößt, wie in Figur 2d gezeigt.
Schließlich wird, wie in Figur 2e gezeigt, das Keramikmaterial 7 unter Formung eines Keramikzylinders mit einer gewünschten Länge weiter extrudiert, um die gewünschte geschlossenendige Hülse zu erhalten.
Die Figuren 3a-3d illustrieren ein anderes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei gleiche Bestandteile durch die gleichen Bezugszeichen wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten bezeichnet und nicht weiter im Detail beschrieben werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein erstes Kernglied 2 in einem Mundstück 1 positioniert und eine äußere Druckplatte 3 ist an der Endspitze des Mundstücks 1 angeordnet, wie in Figur 3a gezeigt. An der Spitze des Kernglieds 2 ist eine aus einem porösen Körper hergestellte Stempelspitze 11 für die Formung der inneren Konfiguration des geschlossenen Endes der Hülse vorgesehen. Der poröse Körper kann aus einem Keramikmaterial hergestellt sein. Darüberhinaus umfaßt die äußere Druckplatte 3 ein aus einem porösen Körper hergestelltes äußeres Druckplattenelement 12 und einen Halter 13, so daß die Luft durch das äußere Druckplattenelement 12 in und aus dem ringförmigen Raum 6 geblasen werden kann.
Wie in Figur 3b gezeigt, wird das Keramikmaterial 7 dann in den ringförmigen Raum 6 eingeleitet und zur Formung des Endes oder Bodens der Hülse extrudiert. Gleichzeitig mit dem Extrudieren des Keramikmaterials wird die Luft in dem ringförmigen Raum 6 durch eine Durchgangsöffnung des Kernglieds 2 und die Stempelspitze 11 und weiter durch das äußere Druckplattenelement 12 abgesaugt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit sind die Extrudierung und das Saugen abgeschlossen.
Danach wird die äußere Druckplatte 3 von dem Mundstück 1 entfernt, wie in Figur 3c gezeigt. Gleichzeitig mit dem Entfernen der äußeren Druckplatte 3 wird die Luft in dem ringförmigen Raum 6 durch die Stempelspitze 11 abgesaugt und die Luft in der Atmosphäre durch das äußere Druckplattenelement 12 in den ringförmigen Raum 6 geblasen. Daher kann das Entfernen der äußeren Druckplatte 3 von dem Mundstück 1 leicht und schnell ausgeführt werden.
Schließlich wird die Luft durch die Durchgangsöffnung in den ringförmigen Raum 6 geblasen, während das Keramikmaterial 7 unter Formung eines Zylinders mit einer vorgegebenen Länge weiter extrudiert wird, um die gewünschte mit einem geschlossenen Ende versehene Hülse zu erhalten.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen bei der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann die äußere Druckplatte in dem in den Figuren 2a-2e gezeigten ersten Ausführungsbeispiel aus einem porösen Körper hergestellt sein, der in seinem Zentrum eine Durchgangsöffnung aufweist, womit eine geschlossenendige Hülse guter Qualität erhalten werden kann. Der poröse Körper kann aus einem Keramikmaterial hergestellt sein. Darüberhinaus kann durch Anwendung des in den Figuren 2a-2e gezeigten Verfahrens auf dem Wege des Extrudierens eines Festkörpers ein hohler Körper erhalten werden. Dieses Verfahren soll unter Bezugnahme auf die Figuren 4a-4c genauer im Detail beschrieben werden.
Wie in Figur 4a gezeigt ist, wird während des Extrudierens des Keramikmaterials ein Kernglied 2 in ein Mundstück 1 eingeführt. Nachdem das Kernglied 2 in einer vorgegebenen Lage angekommen ist, wie in Figur 4b gezeigt, wird das Extrudieren des Keramikmaterials 7 fortgesetzt, während Luft durch eine Durchgangsöffnung des Kernglieds 2 in das Kernglied 2 eingeblasen wird, wodurch die gewünschte gechlossenendige Hülse erhalten wird.
Figur 5 ist eine schnittansicht, die ein Beispiel eines ein Kernglied 2 und ein Kolbenglied 5 umfassenden Kernaufbaus zeigt, der vorzugsweise bei dem in den Figuren 2a-2e gezeigten Verfahren verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält das Kernglied 2 ein Halteglied 15 und ein Zylinderglied 16, das mit dem Halteglied 15 verbunden ist und an seinem vorderen Ende einen inneren kegeligen Bereich aufweist. Das Kolbenglied 5 ist an seinem einen Ende mit einem kegeligen Bereich 18 versehen, der eine Luftdurchlaßöffnung 17 aufweist und so ausgebildet ist, daß er in den inneren kegeligen Bereich des Zylinderglieds 16 paßt, sowie mit einem halbkugelförmigen Bereich 19 zur Formung der inneren Konfiguration des Endes der Hülse. Darüberhinaus ist das Kolbenglied 5 am anderen Ende mit einem Anschlag 20 zum Stoppen einer weiteren Bewegung des Kolbenglieds 5 nach seiner Gleitbewegung über eine bestimmte Entfernung versehen.
Die jeweiligen Teile sind aus einem Metall hergestellt, zum Beispiel einem harten Stahl wie S45C (Japanischer Industriestandard). Die äußeren Oberflächen des Halteglieds 15 und des Zylinderglieds 16 und der halbkugelförmige Bereich 19 des Kolbenglieds 5, die für einen Kontakt mit dem sich bewegenden Keramikmaterial vorgesehen sind, sind beispielsweise durch eine Chromplatierung beschichtet. Darüberhinaus ist Teflon (Handelsname) für die Beschichtung des halbkugelförmigen Bereichs 19 des Kolbenglieds 5 sehr zu bevorzugen.
Bei dem Kernglied 2 und dem Kolbenglied 5, wie sie unter Bezugnahme auf die Figur 5 erläutert wurden, werden die kegeligen Bereiche des Zylinderglieds 16 und des Kolbenglieds 5 beim Saugen von Luft durch die Luftdurchlaßöffnung 17 in engem Kontakt miteinander gehalten. Andererseits wird beim Blasen von Luft durch die Luftdurchlaßöffnung 17 die Luft durch einen Zwischenraum zwischen den kegeligen Bereichen geblasen, so daß das Kolbenglied 5 verschoben werden kann bis der Anschlag 20 durch das Kernglied 2 gegen das Zylinderglied 16 anstößt.
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen ist, ist gemäß der Erfindung das Glied zur Formung der inneren Konfiguration des geschlossenen Endes der Hülse durch, zum Beispiel, das aus einem Metall hergestellte Kolbenglied oder den aus einem Keramikmaterial hergestellten porösen Körper gebildet, um den Formwerkstoff zu extrudieren. Daher können geschlossenendige Hülsen zuverlässig mit vorgegebener Gestalt hergestellt werden, ohne daß die innere Konfiguration der geschlossenen Enden der Hülsen verformt wird.
Darüberhinaus kann in dem Fall, daß eine aus einem durchlässigen porösen Körper hergestellte äußere Druckplatte verwendet wird, die äußere Druckplatte leicht von dem Mundstück getrennt werden und es tritt kein Vorsprung im Zentrum der äußeren Oberfläche des geschlossenen Endes der Hülse auf, so daß eine Nachbearbeitung zur Verbesserung der äußeren Oberfläche nicht nötig ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Hülse (7) mit einem geschlossenen Ende durch Extrudieren eines Formwerkstoffs aus einem Mundstück (1), das ein Kernglied (2) mit einer Stempelspitze (5, 11) zum Bilden der inneren Gestalt des geschlossenen Endes hat, wobei während des Extrudierens Luft in das geschlossene Ende geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempelspitze (5, 11) durch das Kernglied (2) während des Extrudierens zurückgehalten wird und die Luft während des Extrudierens durch die Stempelspitze (5, 11) in das Innere des geschlossenen Endes geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Stempelspitze ein bewegbar im äußeren Ende des Kernglieds (2) angeordnetes Kolbenglied (5) ist, das während des Extrudierens veranlaßt wird, relativ zum Mundstück zu gleiten, während Luft durch das Kernglied zugeführt wird, und das einen Anschlag (5a) hat, der am Kernglied (2) zur Anlage gelangt, sodaß es den Gleitweg des Kolbenglieds begrenzt und es zurückhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Stempelspitze ein am äußeren Ende des Kernglieds angebrachter poröser Körper (11) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das die folgenden weiteren Verfahrensschritte umfaßt: Anordnen einer äußeren Form (3) an dem Mundstück zum Ausbilden der äußeren Gestalt des geschlossenen Endes, um einen durch das Mundstück (1), das Kernglied (2) und die äußere Form (3) begrenzten Raum zu bilden; Zuführen des Formwerkstoffs in diesen Raum, um das geschlossene Ende zu bilden; Abnehmen der äußeren Form (3) von dem Mundstuck (1); und weiterhin Zuführen des Formwerkstoffs, um es aus dem Mundstück (1) zu extrudieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, in dem die äußere Form (3) ein poröser Körper ist, und an ihrer Außenseite angesaugt wird, während Formwerkstoff in den Raum geleitet wird, um das geschlossene Ende zu formen.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, in dem Luft aus dem Inneren des Kernglieds (2) während des Ausbildens des geschlossenen Endes und des Abnehmens der äußeren Druckplatte angesaugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, in dem während des Schritts des Abnehmens der äußeren Form (3) von dem Mundstück, durch die äußere Form von außen Luft geblasen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, in dem die porösen Körper aus Keramikwerkstoff bestehen.

9. Verfahren zur Herstellung einer Hülse (7) mit einem geschlossenen Ende nach Anspruch 1, in dem das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: zuerst Extrudieren eines Formwerkstoffs aus dem Mundstück (1) ohne Zufuhr von Luft in das Innere des geschlossenen Endes und danach Extrudieren des Formwerkstoffs aus dem Mundstück (1), während Luft in das geschlossene Ende geleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, in dem beim Schritt des Extrudierens eines Formwerkstoffs aus dem Mundstück (1) ohne Zufuhr von Luft in das Innere des geschlossenen Endes Luft durch die Stempelspitze (5, 11) aus dem Inneren des Kernglieds (2) gesaugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, in dem die Stempelspitze (5) ein bewegbar in dem äußeren Ende des Kernglieds angeordnetes Kolenglied ist, und nachdem das Kolbenglied (5) in eine vorbestimmte Position in dem Formwerkstoff, der extrudiert wird, erstreckt worden ist, die fragliche Luft in den Formwerkstoff durch das Kolbenglied (5) geleitet wird.

12. Verwendung eines Kernaufbaus in einem Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kernaufbau einen Halter (2) mit einem Kegelabschnitt an seinem vorderen Ende und ein Kolbenglied (5) aufweist, das in dem Halter gleitbar ist und an seinem vorderen Ende ein gerundetes Teil zum Ausbilden der inneren Gestalt des geschlossenen Endes der extrudierten Hülse sowie einen Kegelabschnitt besitzt, der so ausgebildet ist, daß er mit dem Kegelabschnitt des Halters übereinstimmt, und der eine Luftverbindungsöffnung aufweist, wobei das Kolbenglied an seinem hinteren Ende einen Anschlag (5a) zum Stoppen des Kolbenglieds nach seiner Gleitbewegung über eine vorbestimmte Entfernung relativ zu dem Halter hat.

13. Verwendung eines Kernaufbaus nach Anspruch 12, in der der Kegelabschnitt des Halters eine trichterförmig nach außen gerichtete Mündung ist und der Kegelabschnitt des Kolbenglieds ein äußerer, derart geformter Kegel ist, daß er in den Kegelabschnitt des Halters paßt.