DE19744862A1 - Preßform, insbesondere zur Verpressung von Dachziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßform, insbesondere zur Ver­ pressung von Dachziegeln, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Preßformen für Dachziegeln sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die formgebenden Flächen üblicher Preßformen bestehen entweder aus Gips oder aus Chrom-Nickel-Stahl.

Gipsformen weisen ein hervorragendes Ablöseverhalten der Form­ linge vom Gips nach der Verpressung auf. Gipsformen lassen sich nach dem Verschleiß einfach und kostengünstig wiederher­ stellen. Der wesentliche Nachteil von Gipsformen besteht in dem starken Verschleiß. Die abrasive Belastung der formgeben­ den Flächen beim Formvorgang führt zu minimalen Standzeiten von maximal 2000 Pressungen, wonach eine Erneuerung der Gipsform unerläßlich ist. Dachziegelpressen arbeiten üblicher­ weise mit Hubzahlen von 5 bis 30 Pressungen pro Minute.

Folglich muß bei der Verwendung von Gipsformen der ansonsten kontinuierliche Prozeß des Dachziegelpressens im Mittel alle zwei Stunden wegen Formwechsels unterbrochen werden, was den Wirkungsgrad der Gesamtanlage senkt. Die Notwendigkeit der ständigen Herstellung und Bereitstellung der Gipsformen und der dazu erforderliche maschinelle und personelle Aufwand stellen einen erheblichen Kostenfaktor beim Herstellen von Dachziegeln mit Gipsformen dar.

Dachziegelformen aus Chrom-Nickel-Stahl ermöglichen prinzi­ piell hohe Standzeiten in der Größenordnung von 1 Million Pressungen bis zur Wiederaufarbeitung oder Erneuerung der Preßform. Die Stahlformen sind wesentlich schwerer und teurer als Gipsformen. Ferner ist die auf Dauer erzielbare Qualität der verpreßten Dachziegelformlinge deutlich schlechter als bei der Verpreßung mit Gipsformen. Dies ist insbesondere auf einen "Poliereffekt" zurückzuführen, welcher nach längerem Gebrauch der Stahlformen an entscheidenden Stellen der formgebenden Flächen eintritt und zu unerwünschten Preßfehlern führt. Diese Preßfehler wirken sich desto stärker aus, je glatter die betreffende formgebende Fläche aus Stahl wird. Aufgrund dieser Qualitätsverluste werden derzeit in Deutschland überwiegend Gipsformen zur Herstellung von Dachziegeln eingesetzt.

Das Ablösen des Preßformlinges aus der Form wird bei Stahlfor­ men gewöhnlich entweder durch Bestreichen mit Öl oder durch Elektroschock unterstützt, um ein Ankleben des Tons an den formgebenden Flächen zu unterbinden und damit die Gefahr des Reißens oder des Beschädigens der Formlinge beim Öffnen der Form zu vermeiden.

Bisher ist es nicht gelungen, das Ablösevermögen, hohe Stand­ festigkeit, hohe Qualität der Verpressung und niedrige Kosten der Preßform in einer Konstruktion gleichzeitig zu verwirkli­ chen.

Es ist das technische Problem der Erfindung, eine Preßform insbesondere zum Pressen von Dachziegelformlingen zu schaffen, welche die genannten Eigenschaften in sich vereint.

Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Das Material Siliziumkarbid (SiC), vorzugsweise in Gestalt eines siliziuminfiltrierten Siliziumkarbids (SiSiC) wird zu­ nächst aus den Ausgangsmaterialen Siliziumpulver, Siliziumkar­ bidpulver und Graphit oder Kohlenstoffpulver im üblichen Mis­ chungsverhältnis gemischt und in einem bekannten keramischen Herstellungsprozeß geformt. Hierdurch ist ein Gestalten von komplizierten formgebundenen Oberflächen in einfacher Weise möglich gemacht. Nach der Formgebung sowie der anschließenden Trocknung wird der als Block oder als eine Anzahl von Teil­ stücken vorliegende Formkörper zur Schaffung der Ober- und/oder der Unterform in einem Brennprozeß verfestigt und erhält hierbei hohe mechanische Festigkeit und extrem hohe Abriebs­ festigkeit.

Siliziumkarbid hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit, welche ermöglicht, das übliche Ablösen der Preßformlinge aus Ton durch Elektroschock auch bei der neuen Preßform aus dem Sili­ ziumkarbid-Material zu nutzen.

Dies gilt insbesondere auch für die besonders vorteilhafte Materialvariante aus siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid (Si-SiC), dessen hervorragende elektrische Leitfähigkeit ein be­ sonders leichtes und verletzungsfreies Ablösen durch Elektro­ schock ermöglicht. Dies ist dadurch erreicht, daß die an sich bekannte Siliziuminfiltration im Hinblick auf eine optimierte elektrische Leitfähigkeit während des Herstellungsprozesses steuerbar ist. Die optimierte elektrische Leitfähigkeit führt zu einer optimierten Ablösung der Formlinge von der Form durch Elektroschockwirkung.

Alternativ können die formgebenden Flächen auch in bekannter Weise aus keramisch gebundenem Siliziumkarbid oder aus rekri­ stallisiertem Siliziumkarbid bestehen. Die Formkörper können dabei alternativ durch isostatische oder hydraulische Verpres­ sung oder durch Schlickerguß erzeugt werden.

Die als Blöcke oder aneinandergefügte Teilstücke ausgebildeten Formkörper werden vorzugsweise mit ihrer Rückseite auf Träger­ platten, die vorteilhaft aus Stahl bestehen, lösbar befestigt, wie in den Unteransprüchen 8 und 9 im einzelnen angegeben ist.

Dabei kann zwischen der Rückseite des Blockes oder der Teil­ stücke aus SiC-Material eine elastische/plastische Zwischen­ schicht angeordnet sein, die in einer Ausführung vorteilhaft aus Teflon besteht und eine Dicke von 1 bis 2 mm, insbesondere 1,4 mm haben kann.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnung­ en mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Preßform gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung mit je einem massiven Formkörper aus SiC-Material für eine Oberform und eine Unter­ form;

Fig. 2 eine Variante mit je einem mittels eines Füll­ materials ausgefüllten Hohlgußkörper als Form­ körper aus SiC-Material;

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer Preßform gemäß der Erfindung, bei der die Formkörper von Oberform und Unterform aus Teilstücken aus dem SiC-Mate­ rial zusammengesetzt sind, und

Fig. 4 eine Variante der Fig. 3, bei der die Teil­ stücke jeweils aus mit einem Füllmaterial aus­ gefüllten Hohlgußkörpern bestehen.

In den Figuren sind für gleiche oder gleichwirkende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Allen Ausführungen ist gemeinsam, daß die Preßform eine ins­ gesamt mit der Bezugszahl 2 bezeichnete Oberform und eine ins­ gesamt mit der Bezugszahl 4 bezeichnete Unterform aufweist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführung einer Preßform gemäß der Erfindung in zwei Varianten.

In der Variante nach Fig. 1 hat die Oberform 2 einen auf einer Stahlplatte 20 mittels Leisten 21 über Schrägflächen 23 an den Leisten gehaltenen Formkörper 22, an dessen der Unter­ form 4 und damit dem Formhohlraum zugewandten Unterseite die formgebenden Flächen 25 entsprechend der Innen- oder Außenkontur eines Dachziegels ausgebildet sind. Die plane Rückseite 26 des Formkörpers liegt unter Zwischenlage einer elastischen Teflonschicht 27 einer Dicke von 1,4 mm an der planen Unterseite 28 der Stahlplatte 20 an. Beidseitig hat der Formkörper 22 entsprechend den Schrägflächen 23 angeschrägte Flächen 29, so daß eine schwalbenschwanzförmige Halterung für den Formkörper 22 an der Stahlplatte 20 gebildet ist.

Analog hat die Unterform 4 eine Stahlplatte 40 mit daran ange­ brachten Leisten 41 mit Schrägflächen 43, welche den Formkör­ per 42 über entsprechend angeschrägte Flächen 49 gegen die plane Oberseite 48 der Stahlplatte 40 unter Zwischenlage einer Teflonschicht 47 entsprechend der Teflonschicht 27 halten. An der der Oberform 2 zugewandten Seite hat der Formkörper 42 formgebende Flächen 45.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 sind die Formkörper 22, 42 massiv, weisen jedoch folgenden Unterschied auf:

Bei der Ausführung nach Fig. 1 besteht der Formkörper durch­ gängig aus einem Siliziumkarbid-Material, insbesondere aus einem siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid-Material (SiSiC) dessen Siliziuminfiltration so gesteuert ist, daß eine optima­ le elektrische Leitfähigkeit erzielt ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 bestehen die massiven Formkör­ per 22, 42 aus jeweils einem Hohlgußkörper mit einer Außen­ schicht 220, 420 aus dem Siliziumkarbid-Material, insbesondere SiSiC und einer Füllung 221, 421 aus einem Füllmaterial, wie einer Trägermasse für eine Widerstandsheizung (nicht gezeigt).

Das Füllmaterial ist beispielsweise ein mit Wasser bindender Schamotte- oder SIC-Mörtel oder ein dauerelastischer, selbst­ bindender Kunststoffguß.

Im übrigen sind die Teile der Oberform und der Unterform iden­ tisch mit denjenigen nach Fig. 1 und deshalb nicht nochmals beschrieben.

Die zweite Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich dadurch, daß die Formkörper 22, 42 mit den formgebenden Flächen 25, 45 nicht als massive Blöcke ausgebildet sind, son­ dern von jeweils drei Teilstücken 230, 231, 232 bzw. 430, 431, 432 ausgebildet sind. Jeweils an den Außenseiten der Formkör­ per 230, 232 bzw. 430, 432 sind wiederum die Schrägflächen 28 bzw. 48 zur Halterung mittels der Schrägflächen 23, 43 der Leisten 21, 41 vorgesehen. Die Teilstücke jedes Formkörpers 22, 42 sind an ihren Trennfugen 233, 234; 433, 434 entweder mittels eines Klebers verklebt, der in der Wärme so weich wird, daß ein Lösen der Teilstücke des Formkörpers voneinander möglich ist, oder die an den Trennfugen 233, 234; 433, 434 aneinanderliegenden Seiten sind zueinander passend hochglatt ausgebildet, beispielsweise durch Schleifen oder Läppen, so daß die Teilstücke nach dem Aneinanderlegen an ihren Trenn­ fugen 233, 234 bzw. 433, 434 durch die natürlichen Kohäsions­ kräfte aneinander haften.

Bei der Variante nach Fig. 4 sind die Teilstücke 230, 231, 232 des Formkörpers 22 bzw. die Teilstücke 430, 431, 432 des Form­ körpers 42 als Hohlgußkörper mit einer Außenhaut 2300, 2310, 2320 bzw. 4300, 4310, 4320 aus dem Siliziumkarbid-Material, insbesondere SiSiC und einer Füllung 2301, 2311, 2321 bzw. 4301, 4311, 4321 aus einem Füllmaterial aufgebaut. Ebenso wie bei der Ausführung nach Fig. 3 haften die Teilstücke an den Trennfugen 233, 234 bzw. 433, 434 aneinender durch Verkleben oder aufgrund der an den glattgeschliffenen aneinanderliegen­ den Flächen erzeugten Kohäsionskräfte.

Bei allen Ausführungsbeispielen können die Leisten 21, 41 durch in Fig. 3 angedeutete Schrauben 6, 7 oder in anderer Weise befestigt oder mit den Stahlplatten 20, 40 einteilig sein. Die Leisten können die Formkörper 22, 42 allseitig um­ geben.

Die Formkörper 22, 42 können offenporig mit einer solchen Po­ rengröße und einem solchen Porenverlauf ausgebildet sein, daß über die Poren ein Fluid, wie Luft oder Wasser aus dem Form­ hohlraum nach außen gesaugt werden kann. Hierzu können in den Stahlplatten 20, 40 entsprechende Abziehkanäle (nicht gezeigt) vorgesehen werden, welche an eine Unterdruckquelle angeschlos­ sen sein können (nicht gezeigt).

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (21)

1. Preßform, insbesondere zur Verpressung von Dachzie­ geln, mit einer Oberform und einer Unterform, dadurch gekennzeichnet, daß die formgebenden Flä­ chen der Oberform und der Unterform aus Siliziumkarbid (SiC) bestehen.

2. Preßform nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die formgebenden Flächen aus si­ liziuminfiltriertem Siliziumkarbid (SiSiC) bestehen.

3. Preßform nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Siliziuminfiltration in das Siliziumkarbid im Sinne einer Optimierung der elektri­ schen Leitfähigkeit des formgebenden Materials gesteu­ ert ist.

4. Preßform nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die formgebenden Flächen aus kera­ misch gebundenem Siliziumkarbid bestehen.

5. Preßform nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die formgebenden Flächen aus re­ kristallisiertem Siliziumkarbid (RSiC) bestehen.

6. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für die Ober­ form und/oder die Unterform die formgebenden Flächen an der dem Formhohlraum zugewandten Vorderseite eines einheitlichen Blockes aus dem Siliziumkarbid ausgebil­ det sind.

7. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für die Ober­ form und/oder die Unterform die formgebenden Flächen an den dem Formhohlraum zugewandten Vorderseiten von in der betreffenden Form aneinanderfügbaren, einzeln austauschbaren Teilstücken aus dem Siliziumkarbid aus­ gebildet sind.

8. Preßform nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils die Rückseiten des Bloc­ kes oder der Teilstücke mit dem formgebenden Flächen auf einer Trägerplatte montiert sind.

9. Preßform nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Rückseite des Bloc­ kes und der Trägerplatte eine plastisch oder elastisch verformbare Zwischenschicht angeordnet ist.

10. Preßform nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenschicht eine Kunst­ stoffolie, insbesondere eine Teflonfolie einer Dicke zwischen 1 und 2 mm, vorzugsweise 1,4 mm, ist.

11. Preßform nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Bloc­ kes oder der äußeren Teilstücke schwalbenschwanzförmig divergieren, und daß mit entsprechend angeschrägten Seiten versehene Leisten beidseitig des Blockes bzw. der äußeren Teilstücke an der Trägerplatte befestigt sind.

12. Preßform nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Block oder die Teilstücke im Hohlguß als Hohlkörper ausgeführt sind.

13. Preßform nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlräume der Hohlkörper mit­ tels eines formstabilen Materials aufgefüllt sind.

14. Preßform nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das formstabile Material als Trä­ germasse für eine Widerstandsheizung dient.

15. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wesentliche Bereiche der formgebenden Flächen angerauht sind.

16. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumkarbid-Material der formgebenden Flächen eine den jeweiligen Tonfeuchten angepaßte Porosität aufweist.

17. Preßform nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Porosität zwischen 0 und 60%, jedoch bei Verwendung von Ausfallkörnungen bis 80% beträgt, wobei die Porosität im wesentlichen durch die verbleibende Festigkeit der Matrix be­ schränkt ist.

18. Preßform nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Poren des Siliziumkarbid-Ma­ terials des Blockes bzw. der Teilstücke der Oberform und/oder der Unterform offen sind, so daß sie von ei­ nem Fluid, wie Luft und/oder Wasser, durchströmbar sind.

19. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Block oder die Teilstücke mit den formgebenden Flächen mittels iso­ statischer Verpressung erzeugt sind.

20. Preßform nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Block oder die Teilstücke mit den formgebenden Flächen mittels Schlickerguß erzeugt sind.

21. Preßguß nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Block oder die Teilstücke mit den formgebenden Flächen mittels hy­ draulischer Verpressung erzeugt sind.