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Verfahren zur Entgasung und Verdichtung keramischer Massen.
Es ist bekannt, dass man die Eigenschaften gebrannter keramischer Erzeugnisse dadurch verbessern kann, dass man den zur Herstellung der Fertigerzeugnisse verwendeten keramischen Massen die darin enthaltene Luft oder die sonst darin enthaltenen Gase durch Evakuierung der Massen entzieht. Durch diese Entlüftung (Entgasung) wird eine Verdichtung des Scherbens und im Gefolge davon eine Verbesserung wichtiger Eigenschaften, wie Wasseraufnahme, Druckfestigkeit, Schlackenbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit usf., erzielt.
Bisher hat man zur Entlüftung (Entgasung) keramischer Massen zwei Verfahren angewendet :
1. Keramische Massen werden in trockenem Zustande entlüftet und im Vakuum durch Zusatz
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noch im Vakuum.
2. Feucht aufbereitete keramische Massen werden auf den sogenannten Vakuumpressen entlüftet (entgast), deren Arbeits-und Wirkungsweise bekannt ist.
Die beiden erwähnten Verfahren stellen gegenüber der ohne Entlüftung (Entgasung) arbeitenden keramischen Fertigung einen bedeutenden Fortschritt dar, doch lassen sie sich nicht für alle Formungsarten in der keramischen Industrie anwenden. Das trifft insbesondere zu für das zuerst genannte Verfahren, nach dem nur trockene keramische Massen entlüftet werden können ; aber auch das zweitgenannte Verfahren gestattet z. B. nicht die wirksame Entlüftung handgeformter und nach dem
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gemeinsam, dass die Entlüftung (Entgasung) an einer bestimmten Stelle des Fertigungsverfahrens vorgenommen werden muss, u. zw. vor der Verformung, so dass z. B. die Entlüftung nach der Verformung mit diesen Verfahren nicht möglich ist.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, das sich auf die Entlüftung (Entgasung) feucht aufbereiteter, jedoch nicht flüssiger keramischer Massen bezieht, durch welches die vorerwähnten Unzulänglichkeiten der bisher angewendeten Verfahren behoben und ausserdem noch eine Verbesserung des Fertigerzeugnisses durch besonders kräftige Verdichtung der keramischen Massen erzielt wird. Durch eingehende Versuche wurde festgestellt, dass feucht aufbereitete keramische Massen mit und ohne Magerungsmittel weitgehend luftdurchlässig sind, so dass der im Innern der Masse herrschende Luft (Gas) druck sich rasch dem die Masse umgebenden Luft (Gas) druck anpasst.
Diese Luftdurchlässigkeit besteht auch-im Gegensatz zur heute gültigen Anschauung-bei umfangreichen Masse- stricken, so dass bei genügender Verdünnung der umgebenden Luft unter Einhaltung einer bestimmten Dauer eine sehr weitgehende Entlüftung (Entgasung des Massestiickes) erzielt wird, ohne dass, wie z. B. bei den Vakuumpressen, eine Aufteilung der Masse in viele feine Massestränge oder Masseteilchen erforderlich ist. Es wurde ferner festgestellt, dass ein unmittelbar nach der erfolgten Evakuierung plötzlich, d. h. schlagartig auf die evakuierten Massekörper einwirkender erhöhter Luft (Gas) druck, z. B. der Druck der atmosphärischen Luft, eine sehr starke Verdichtung der Masse herbeiführt, dergestalt, dass die entgaste und verdichtete Masse fast vollkommen luftundurchlässig wird.
So bewirkte beispielsweise eine derart entgaste und verdichtete Tonschicht von 2 cm Dicke, die als Verschluss eines evakuierten Behälters diente, dass der Druck im Innern dieses Behälters innerhalb 24 Stunden nur um etwa 3 mm Quecksilbersäule anstieg. Die starke Verdichtung wird dadurch bewirkt, dass der
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plötzlich auftretende Gasdruck die an der Oberfläche befindlichen Poren und Kanäle, die Luft in das
Innere führen könnten, vollkommen verschliesst. Die Versuche ergaben ferner, dass die Entlüftung feuchter keramischer Massen bis zu jedem gewünschten Grad getrieben werden kann. Ein Vakuum bis zum Siedepunkt der Anmachflüssigkeit bewirkt, dass die Dämpfe derselben die letzten Reste von Luft aus der Masse vertreiben.
Durch Erwärmung der keramischen Masse lässt sich dabei der Siedepunkt der Anmachflüssigkeit schon bei einem geringeren Unterdruck erreichen. Die weitgehende Entlüftung (Entgasung) der keramischen Masse in Verbindung mit der unmittelbar darauffolgenden starken Verdichtung bewirkt, dass auch verhältnismässig grosse Hohlräume im Massekörper, sogenannte Lunker, wie sie z. B. bei der Handformung immer wieder vorkommen, vollkommen verschwinden und dass auch Schichtungen im Aufbau der keramischen Masse, wie sie sich z. B. beim Stampfen ergeben, unwirksam gemacht werden.
Die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens ist einfach. Die Luft (Gas) entziehung und Verdichtung der keramischen Masse wird von dem übrigen Aufbereitungsund Verformungsvorgang vollkommen getrennt und in einem geeigneten Apparat, z. B. in einem Vakuumkessel bekannter Art, vorgenommen, wobei die an die Entlüftung anschliessende Verdichtung durch plötzliche Einwirkung eines Gasdruckes auf die im Vakuumraum befindliche keramische Masse herbeigeführt wird. Beispielsweise genügt plötzliches Einströmen atmosphärischer Luft durch eine geeignete Einströmöffnung in den Vakuumraum. Diese einfache Verfahrensart ermöglicht die Weiterbenutzung aller bisher verwandten Aufbereitungs-und Formgebungsmethoden und Maschinen.
Sie gestattet ferner, was besonders vorteilhaft ist, die Entlüftung und Verdichtung in jedem beliebigen Abschnitt des Verarbeitungsvorganges, insbesondere auch nach der Verformung. Es hat sich gezeigt, dass die besten Ergebnisse beim Fertigerzeugnis erzielt werden, wenn Entlüftung und Verdichtung am bereits fertiggeformten Formling vorgenommen werden. Dabei ist es gleichgültig, welches Formverfahren angewendet wurde, also z. B. Formgebung auf der Strangpresse, auf der durch Muskeloder Maschinenkraft betriebenen Naehpresse oder Formgebung von Hand aus durch Einwerfen von kleinen oder grossen Batzen in die Form, durch Einstampfen der Masse in die Form u. dgl. Die Entlüftung und Verdichtung wird von jeglicher Aufbereitungs-und Verformungsart unabhängig. Die Vorteile, die sich hiedurch, z.
B. gegenüber der Entlüftung auf sogenannten Vakuumpressen, ergeben, sind namentlich für die Handformerei sehr wichtig. Selbst angenommen, dass für die Handformerei eine auf der Vakuumpresse entlüftete Masse verwendet würde, so ergeben sich bei der Aufteilung des entlüfteten Massestranges und beim Einwerfen oder Einstampfen dieser kleineren Teile in die Form mit Notwendigkeit neue Lufteinschlüsse und Schichtungen.
Das Verfahren nach der Erfindung gestattet aber auch, den beabsichtigten Zweck mit grösserer Sicherheit zu erreichen, denn während bei der Vakuumpresse die Erzielung und namentlich die Konstanthaltung des erforderlichen Vakuums in hohem Masse von der gleichmässigen Beschickung der Presse abhängig ist sowie von der Abdichtung durch die noch nicht entlüftete Masse, fallen diese Bedingungen bei dem neuen Verfahren gar nicht in die Waagschale. Weitere Nachteile der Vakuumpresse sind der hohe Verschleiss der die Aufteilung der Masse besorgenden Maschinenteile (Lochplatten, Schlitz- platten usw. ) und der hohe Kraftbedarf.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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keramischer Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasung unabhängig, d. h. zeitlich und räumlich getrennt von den Aufbereitungs-und Formgebungsvorgängen in an sich bekannter Weise, z. B. in Vakuumapparaten, durchgeführt und die Verdichtung durch unmittelbar auf die Entgasung folgenden plötzlich einwirkenden Gasdruck, z. B. durch atmosphärische Luft, herbeigeführt wird.