DE956031C

DE956031C - Werkzeug zur Ver- oder Bearbeitung teigiger, breiiger und plastischer Massen

Info

Publication number: DE956031C
Application number: DEB14035A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Boelkow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-10
Filing date: 1951-03-06
Publication date: 1957-01-10

Description

Im Patent 910 154 ist eine Form zum Pressen von Formungen vorgeschlagen, bei der mindestens ein Teil der mit dem Formling in Berührung stehenden Teile der Form aus einem nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellten Stoff besteht. Diesem Vorschlag lag die Aufgabenstellung zugrunde, das lästige Haften der ver- oder bearbeiteten plastischen Massen an der Preßform zu verhindern. Es stellte sich dabei heraus, daß die Porosität der mit dem Ton in Berührung stehenden Teile der Preßform von großer Bedeutung war. Die Erfindung soll die auf diesem Gebiet gemachten Erfahrungen ganz allgemein auf Werkzeuge zur Verarbeitung oder Bearbeitung teigiger, breiiger und plastischer Massen, wie z. B. Teig, Butter, Kakaomassen, Erde, Lehm, Mörtel u. a., ausdehnen.

Es waren bereits Werkzeuge bekannt, bei denen mit Öffnungen versehenen oder durchlöcherten Werkzeugoberflächen durch die Öffnungen öl oder Wasser zugeführt wurde, um dadurch das Haften des plastischen Gutes zu verhindern. Diese Löcher verschmierten sich jedoch so schnell, daß die Werkzeuge dauernd gereinigt werden mußten, was besonders bei großen Maschinenanlagen sehr lästig war.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß die Werkzeuge für die Ver- oder Bearbeitung solcher teigiger, breiiger und plastischer Massen

wenigstens teilweise aus einem porösen pulvermetallurgischen Erzeugnis hergestellt werden. Die porösen Werkzeugteile lassen sich auch nur als mehr oder weniger dünne Schichten vorsehen. Sie können auch nach an sich bekannten Methoden der Baustoffindustrie, wie z. B. bei Gips, Porenbeton, Beton und anderen Stoffen, der keramischen Kunststoffindustrie oder der Kautschukindustrie hergestellt sein. Die Erfindung ermöglicht also ein ίο weitgehendes Eingehen auf die durch, den Einsatz des Werkzeuges bedingten technischen Anforderungen wie Festigkeit, Härte usw. Bei geeigneter Wahl des Werkstoffes können auch beliebige Muster in die Werkzeugoberflächen eingearbeitet werden. Besondere Vorteile der Erfindung ergeben, sich, wenn die porösen Teile der Werkzeuge mit einer geeigneten· Flüssigkeit, z. B. Wasser, Öl od. dgl., getränkt sind. Weitere Ausführungen der Werkzeuge enthalten Flüssigkeitsbehälter, bei denen unter Umständen Vorrichtungen zum Regeln des Druckes vorgesehen sind. Die Flüssigkeitsbehälter verhindern das vorzeitige Austrocknen, der Werkzeuge. Mit den Druckregelgeräten kann die Haftkraft an den Werkzeugoberflächen beliebig geregelt werden, so daß die plastischen Massen durch das Werkzeug nach Bedarf angezogen oder abgestoßen werden, können. Die Anziehungskraft kann z. B. zum Transport der plastischen Massen oder der daraus gewonnenen Formlinge dienen. Bei anderen Werkzeugen sind entsprechende Vorrichtungen, vorzugsweise innerhalb der Werkzeuge, vorgesehen, die es ermöglichen, den Druck eines Gases, z. B. Luft, in den Poren des porösen Werkstoffes zu erhöhen oder zu erniedrigen.

In Fortführung des Erfindungsgedankens werden auch andere Größen dazu verwendet, den Gas- bzw. Flüssigkeitsdruck innerhalb der Poren oder im Zwischenraum zwischen Werkzeug und der plastischen Masse vorzugsweise planmäßig zu verändern oder in eine bestimmte Richtung zu lenken. So werden in einigen Ausführungsbeispielen. Vorrichtungen vorgesehen, die zum vorzugsweise regelbaren Beheizen oder Kühlen der Werkzeuge geeignet sind, z.B. dadurch, daß mindestens Teile der Werkzeuge als elektrische Widerstände ausgebildet oder mit elektrischen Heizkörpern versehen sind. Durch Änderung der Temperatur kann hier der Gasdruck oder der Dampfdruck der in den Poren und zwischen Werkzeug und plastischer Masse befindlichen Gase bzw. Flüssigkeiten beliebig verändert werden. Diese Heizungsmöglichkeit ist für die Bearbeitung von thermoplastischen Massen von besonderem Vorteil. In anderen Ausführungsbeispielen ist mindestens an oder in dem aus porösem Werkstoff bestehenden Teil ein elektrisches Feld zur Erzeugung von z. B. elektroosmotischen Kräften vorgesehen. Bei anderen Ausführungen gemäß der Erfindung sind Poren oder Systeme kegelförmig ausgebildeter Kapillarröhren mit zur kritischen Oberfläche hin sich verjüngenden, gegebenenfalls sich erweiternden Querschnitten vorgesehen. Hierdurch werden einseitig wirkende Kapillarkräfte verursacht.

In weiterer Fortführung der Erfindung sind die zum Tränken der porösen Werkzeugteile verwendeten Flüssigkeiten oder Gase gleichzeitig zur Behandlung, vorzugsweise zur Oberflächenbehandlung der zu verarbeitenden Massen vorgesehen.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele von Werkzeugen gemäß der Erfindung oder deren Teile und ergibt in Verbindung mit der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen weitere Merkmale der Erfindung.

Die Darstellung eines Werkzeuges, das erfindungsgemäß aus einem porösen Werkstoff hergestellt sein soll, bringt gegenüber einem solchen aus kompaktem Material nichts Neues. Auch der \^rorschlag, daß in einem solchen aus porösem Werkstoff hergestellten Werkzeug Hohlräume zur Aufnahme von Flüssigkeiten oder Gasen oder deren Gemischen vorgesehen werden und daß diese Hohlräume gegebenenfalls mit Zuleitungen, an deren Enden sich Behälter, Pumpen oder andere Druckerzeugungsmittel befinden, ausgestattet werden, ist so einfach, daß von einer bildlichen Darstellung dieses Gedankens abgesehen wird.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäß hergestellten Werkzeuges mit poröser Oberfläche;

Fig. 2 zeigt den Schnitt einer speziellen Anordnung eines erfindungsgemäß verwendeten porösen Körpers;

Fig. 3 zeigt den Schnitt einer Ziegelpreßform üblicher Ausführung mit aus der Erfindung sich ergebenden Ergänzungen.

In Fig. ι ist der Schnitt durch einen Teil eines z. B. aus statischen Gründen nur in einer dünnen Schicht seiner Oberfläche, gegebenenfalls nur eines Teiles seiner Oberfläche porös hergestellten Werkzeuges dargestellt. 1 ist die poröse Schicht auf der Oberfläche. Diese wird, ebenso wie im Fall des durchgehend porösen Werkzeuges, aus einem beliebigen, den Anforderungen des Einsatzes entsprechenden Stoff hergestallt. In vielen Fällen, wo es auf die Härte und Widerstandsfähigkeit des Werkzeuges ankommt, wird man vorzugsweise auf pulvermeitallurgischem Wege oder mit Hilfe des Metallspritzverfahrens hergestellte Werkstoffe verwenden. Bei dem speziellen Metallspritzverfahren wird so gearbeitet, daß die Metalltropfen beim Auftreffen auf die zu spritzende Fläche schon erstarrt sind, aber noch eine Temperatur besitzen, die zusammen mit dem durch das Auftreffen erzeugten Druck zu einem Zusammensintern der einzelnen Pulverteilchen führen, so daß ein poröser Sintermetallkörper entsteht. 2 ist der das Gerippe bzw. das feste innere Gefüge des Werkzeuges darstellende Werkstoff-. 3 sind Kanäle od. dgl., die dazu dienen, das Gas oder die Flüssigkeit, die durch die Zuleitung 4 zugeführt werden, gleichmäßig unter der porösen Oberfläche 'zu verteilen. Das andere Ende der Zuleitung 4 endigt in einem Behälter oder einem in an sich bekannter Weise ausgeführten Druck- bzw. Sogerzeuger. Als Beispiele für Werkzeuge, die nur aus einem porösen Stoff hergestellt oder auf die in Fig. 1 dargestellte Weise

mit einer porösen Oberfläche versehen werden, seien nur folgende genannt:

a) Schneideiwerkzeuge aller Art, z. B. Messer zum Schneiden teigiger Massen, wo als poröser Stoff Sintermetall verwendet wird. Die Ausführung nach Fig. ι erlaubt es z. B., die Schneide, wie üblich, aus Stahl, die Gleitflächen aus porösem Stoff auszuführen. Die Zuleitung einer Flüssigkeit wird z. B. im Messerrücken untergebracht. Der Flüssigkeitsbehälter wird in den hohlen Griff eingebaut. Eventuell kann auch eine unmittelbare Zuleitung von z. B. Leitungswasser durch einen Schlauch mit einem Wasserhahn am Griff zur Druckregelung vorgesehen werden.

· Gleichzeitig können diese Werkzeuge' auch so hergestellt werden, daß. durch Erzeugung eines Unterdruckes im Gas- bzw. Flüssigkeitsbehälter der bearbeitete Teil an das Werkzeug angesaugt wird, und dieses auch als Greifmittel zum Transport der z. B. abgeschnittenen Teile der bearbeiteten Masse verwendet werden kann.

b) Preßformen zum Pressen von zum Haften neigenden Massen, z.B. in der Ton-, Lebensmittel-, pharmazeutischen- und Kunststoffindustrie. Auch

hier können alle Im vorhergehenden genannten Vorrichtungen vorgesehen werden.

c) Mundstück für Strang- und Röhrenpressen,' einschließlich Kernen, Schnecken für Schneckenpumpen, Kneter u. dgl., Kolben für die verschiedensten Arten von Pumpen, ebenso die Innenwandungen für Behälter, Zylinder od. dgl. können nach denselben Grundsätzen ausgeführt werden, ebenso Rühr- und Knetbehälter mit Werkzeugen für plastische Massen. Beim Rühren Unterdruck, damit starkes Haften an der Wandung zur Erhöhung der Knet- und Mischwirkung, beim Entleeren Überdruck zum leichten Lösen.

d) Backformen und Backgeräte, bei denen mindestens die zum Anbrennen neigenden Teile mit einer porösen Oberfläche versehen und mit einem geeigr neten Stoff, z. B. einem Fett, getränkt werden. Beim Erhitzen wird dann das Fett schmelzen und, aus den Poren heraustretend, das Anbrennen Verhindern. Aber auch hier lassen sich die im vorhergehenden genannten Vorrichtungen, wie Behälter, Druckregler usw., zweckmäßig anwenden.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Hier ist 1 ein poröser Körper, z. B. eine aus einem etwas brüchigen porösen Material hergestellte Platte. Diese ist z. B. auf einem siebförmig durchlochten Blech 5 angebracht, das unter anderem zur Vergrößerung der Bruchfestigkeit der porösen Platte dienen soll. Das Sieb 5 ist mindestens ein Teil eines Behälters 6, von dem in der Fig. 2 nur ein kleiner Teil dargestellt ist und der zur Aufnahme des erfindungsgemäß vorgesehenen Gases bzw. der entsprechenden Flüssigkeit dient. Diese Ausführungsform gestattet es, z. B. bei den bekannten Gipsformen zum Pressen von Ton (Dachziegel u. a.), die sich durch die Erfindung ergebenden vorteilhaften Vorrichtungen und Verfahren dann anzuwenden, wenn es sich um einen durchgehend porösen Gips handelt, was bei der üblichen Herstellungsweise des Gipses stets der Fall ist. So kann z. B. durch Erhöhung bzw. Senkung des Druckes im Behälter 6 der gepreßte Formling abgestoßen bzw. angezogen .werden. Auf diese Weise kann entweder eine stets zur geplanten Zeit _ erfolgende Loslösung des Formlings von der Form gewährleistet werden oder die Form als Greifer zum Transport des Formlings mittels der durch Saugen erzeugten Haftwirkung benutzt werden. Eine Ausführung dieser Art zeigt Fig. 3. Hier ist 1 eine Gipsform, die den Formling 7, z. B. einen Dachziegel, trägt. Die Haftwirkung wird durch einen Unterdruck im Behälter 6 erzeugt. 5 ist die siebförmige Unterlage für die Gipsform. Um das Eindringen von Luft durch die Gipsform 1 in den Behälter 6 zu verhindern, erstreckt sich, falls erforderlich, die poröse Gipsform nicht über den ganzen Bereich des Formlings, so daß die Form einen nicht porösen Rand 8 besitzt. Durch die Zuleitung 4 wird durch eine nicht gezeichnete Regelvorrichtung der Druck im Behälter 6 wie erforderlich geregelt. Auf diese Weise kann der Formling/ nach Erreichung seines Zieles durch Erhöhung des Druckes im Behälter 6 zur erwünschten Zeit von der Form gelöst werden. Selbstverständlich ermöglicht es die Erfindung, die in diesem Beispiel beschriebene Preßform auch aus einem anderen geeigneten Material, z. B. aus Sintermetall, herzustellen. Erfindungsgemäß kann als porenausfüllende Flüssigkeit auch eine geeignete Engobe verwendet werden.

Die bei den' Beispielen, nach Fig. 1 angeführten Werkzeuge können, falls erforderlich, auch nach der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ausgeführt werden. Diese hat den Vorteil, daß man die porösen Teile des Werkzeuges auswechselbar gestalten kann,. So ist das offensichtlich bei der in Fig. 3 dargestellten Ziegelpreß form. Auch die anderen Werkzeuge, wie Schneidewerkzeuge, Mundstücke, Schnecken, Backgeräte usw., können auf diese Art und Weise mit auswechselbaren porösen Bauteilen versehen werden.

Die weiterhin erfindungsgemäß bestehenden Möglichkeiten zur Verbesserung der Werkzeuge, wie die Beheizung der porösen Teile, sowohl unter Anwendungein- oder angebauter Heizkörper bekannter Ausführung als auch die Gestaltung der porösen Teile als elektrische Widerstände, wozu sich die Verwendung von Sinter- bzw. Verbundmetallen besonders eignet, enthält konstruktiv keine besonderen Merkmale, so daß von einer Darstellung in Form einer Abbildung abgesehen wird. Dasselbe gilt für die Nutzbarmachung elektrischer Kräfte, da die Anwendung dieser Kräfte auf an sich bekanntem Verfahren beruht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Werkzeug für die Ver- oder Bearbeitung teigiger, breiiger und plastischer Massen, z. B. Teig, Butter, Kakaomasse, Erde, Lehm, Ton, Mörtel, Kunststoffe, Kautschuk u. dgl., nach Patent 910 154, dadurch gekennzeichnet, daß

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wenigstens ein Teil der mit den plastischen Massen in Berührung stehenden Werkzeugoberflächen aus porösen, pulvermetallurgischen Erzeugnissen bestellen.
2. Werkzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Werkstoff hur als dünne Schicht vorgesehen ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeidhnöt, daß die pprösen Werkzeugteile nach einem Metallspritzverfahren aufgespritzt sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Werkzeugteile nach an sich bekannten Methoden der Baustoffindustrie, der keramischen Industrie oder der Kunststoffindttstrie hergestellt sind.
5. Werkzeug nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ihre

ao porösen. Teile mit einer Flüssigkeit, z. B. mit Wasser, öl od. dgl., getränkt sind.
6. Werkzeug nach Anspruch. 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeitsbehälter, gegebenenfalls innerhalb der

as Werkzeuge, vorgesehen sind, die den porösen Teilen der .Werkzeuge Flüssigkeiten zuführen.
7. Werkzeug nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zum Regeln des Druckes der in den Flüssigkeitsbehältern befindlichen Flüssigkeiten vorgesehen sind.
8. Werkzeug nach Anspruch 1 oder den folgenden', dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen, vorzugsweise innerhalb des Werkzeuges, vorgesehen sind, die es ermöglichen, den Druck eines Gases, z. B. Luft, in den Poren zu verändern.
9. Werkzeug nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum vorzugsweise regelbaren Beheizen oder Kühlen des Werkzeuges, z. B. dadurch, daß mindestens Teile des Werkzeuges als elektrische Heizwiderstände ausgebildet oder mit elektrischen Heizkörpern versehen sind.
10. Werkzeug nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch elektrische Felder mindestens an oder in den aus porösem Werkstoff bestehenden Teilen.
11. Werkzeug nach. Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Poren oder Systeme kegelförmig ausgebildeter Kapillarröhren mit zur kritischen Oberfläche hin sich verjüngenden, gegebenenfalls erweiternden Querschnitten vorgesehen sind.
12. Werkzeug -nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Tränken, der porösen Werkzeugteile verwendeten Flüssigkeiten oder Gase gleichzeitig zur Behandlung, vorzugsweise zur Oberflächenbehandlung, der zu verarbeitenden Massen vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 440 701, 430 030, 277, 291 803, 44 105, 37 660, 591 144.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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