DE19901314A1 - Keramische Druckgießvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine keramische Druckgießvorrichtung zur Herstellung keramischer Rohprodukte aus einem Schlicker durch Filtrationsdruckgießen ist versehen mit DOLLAR A - zwei relativ zueinander verfahrbaren Schließplatten (2, 4), DOLLAR A - jeweils einer kastenartigen Aufnahme (10, 11) für das Gießwerkzeug (12, 13) an jeder Schließplatte (2, 4), wobei die Aufnahme (10, 11) mit Anschlüssen (16, 17, 18, 19) für die Schlickerzufuhr und die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschlagung des Gießwerkzeuges versehen ist, und DOLLAR A - mindestens zwei Gießformeinsätzen (12, 13), die DOLLAR A -- jeweils aus porösem, für Wasser und Luft durchlässigen Material bestehen, DOLLAR A -- gemeinsam das Gießwerkzeug bilden, DOLLAR A -- auswechselbar in der ihnen jeweils zugeordneten Aufnahme (10, 11) gehalten sind, und DOLLAR A -- jeweils über eine Verteilereinrichtung (22) mit den Anschlüssen (16, 17, 18) an der Aufnahme (10, 11) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische Druckgießvorrichtung zur Herstel­ lung keramischer Rohprodukte aus einem Schlicker durch Filtrationsdruck­ gießen.

Herkömmliche Druckgießvorrichtungen dieser Art weisen eine feststehen­ de und eine hydraulisch verfahrbare Schließplatte auf, an denen jeweils eine Gießform angebracht ist. Die beiden Gießformen, die je nach geome­ trischer Komplexität des herzustellenden keramischen Produktes auch mehrteilig ausgeführt sein können, bilden das Gießwerkzeug.

Die heute üblichen Gießformen werden in einem Stück durch Abformen von einem Arbeitsmodell in der Modelleinrichtung vollständig aus porösem Kunststoff hergestellt. Letzterer erlaubt eine Filtration des unter Druck in den Formraum eingebrachten Gießschlickers, wodurch sich durch die abge­ schiedenen Massepartikel ein Scherben an der Formoberfläche bildet. Der Filtrationsprozeß wird dabei durch eine Vakuumbeaufschlagung der Form von der Rückseite her unterstützt. Nach Vollendung des Formgebungspro­ zesses wird der gebildete Scherben durch Druckluft, die von der Rückseite der Form aufgebracht wird, von den Formflächen getrennt. Da auch geringe Schlickerreste als Art Sedimente in die Form eindringen, wird diese zy­ klisch mit Wasser von der Rückseite her durchgespült, um diese Reste wie­ der aus dem Formenmaterial zu entfernen.

An den bekannten Gießformen sind nun die jeweiligen Anschlüsse für die Schlickerzufuhr sowie die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschla­ gung fest an der Kunststoff-Gießform installiert, womit verschiedene Nachteile einhergehen. So ist der Wechsel einer Gießform während der Produktion dadurch unnötig zeitaufwendig, da alle Anschlußverbindungen gelöst und bei der neu eingesetzten Gießform wieder hergestellt werden müssen. Ferner unterliegen die eingesetzten Gießformen durch den Filtrati­ onsprozeß einem Verschleiß, wodurch sie nach einer bestimmten Anzahl von Abgüssen durch eine neue Gießform ersetzt werden müssen. Die weg­ zuwerfenden Formen mit ihren integrierten Anschlüssen sind aufgrund der unterschiedlichen daran beteiligten Materialien in aller Regel als Sonderab­ fall zu entsorgen. Für die neu herzustellenden Gießformen ergibt sich ein zusätzlicher konstruktiver und herstellungstechnischer Aufwand, da diese wiederum mit eigenen Anschlüssen versehen werden müssen.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine keramische Druckgießvorrichtung zu schaffen, die einen einfacheren Gießwerkzeugwechsel bei verringertem konstrukti­ ven und herstellungstechnischen Aufwand für die Gießform erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Kern der Erfindung ist dabei der modulare Aufbau der Gießform, die nämlich einerseits aus jeweils einer kastenartigen Aufnahme für das Gießwerkzeug an jeder Schließplatte besteht, wobei die Aufnahme mit sta­ tionären Anschlüssen für die Schlickerzufuhr und die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschlagung des Gießwerkzeuges versehen ist. Anderer­ seits sind mindestens zwei Gießformeinsätze vorgesehen, die jeweils aus porösem, für Wasser und Luft durchlässigem Material bestehen und ge­ meinsam das Gießwerkzeug bilden. Diese Gießformeinsätze sind auswech­ selbar in der ihnen jeweils zugeordneten Aufnahme gehalten und jeweils über eine Verteilereinrichtung mit den Anschlüssen für die oben bezeich­ neten Medien an der Aufnahme verbunden.

Aufgrund dieses modularen Aufbaus genügt es für einen Wechsel des Gießwerkzeuges die Gießformeinsätze aus der Aufnahme zu entnehmen und durch neue Gießformeinsätze zu ersetzen. Da die Anschlüsse für die Schlickerzufuhr und die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschlagung an der kein Austauschteil bildenden Aufnahme fest installiert sind, brau­ chen für den Wechselvorgang keinerlei diesbezügliche Handhabungen durchgeführt werden. Da die Gießformeinsätze ferner "sortenrein" aus ei­ nem einheitlichen Material ohne Armaturen für die Anschlüsse bestehen, ist eine besonders einfache Entsorgung gewährleistet. Ferner brauchen für neue oder anders gestaltete Formen lediglich neue Einsätze hergestellt wer­ den, ein Anbringen von Anschlußarmaturen entfällt völlig.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Druckgießvor­ richtung sind in den Unteransprüchen angegeben. In diesem Zusammen­ hang wird zur Erläuterung auf die nachfolgende Beschreibung eines Aus­ führungsbeispieles der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen keramischen Druckgießvorrichtung,

Fig. 2 eine höchst schematische, weggebrochene Perspektivdarstel­ lung eines ersten Aufnahmekastens der Druckgießvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch den ersten Aufnahmeka­ sten gemäß Fig. 2 mit darin befindlichem Gießformeinsatz, und

Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Aufnahmeka­ sten-Gießformeinsatz-Kombination, die mit der Einheit ge­ mäß Fig. 2 und 3 das Gießwerkzeug bildet.

Die in Fig. 1 dargestellte Druckgießvorrichtung weist ein als ganzes mit 1 bezeichnetes Maschinengestell auf, an dem eine feststehende Schließplatte 2 angeordnet ist. Auf Führungsstangen 3 ist eine verfahrbare Schließplatte beweglich gelagert, die mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 5 gegen die Schließplatte 2 beaufschlagbar ist. Im Bereich zwischen den Schließplatten 2, 4 sind die Führungsstangen 3 im Übrigen durch Faltenbälge 6 abgedeckt.

In einem Schaltschrank 7 sind die Steuerung und Betätigungselemente für die Druckgießvorrichtung angeordnet. Wie in Fig. 1 ferner strichliert dar­ gestellt ist, ist die Schließplattenanordnung mit Hydraulikzylinder um ein horizontales Schwenklager 8 klappbar, das zwischen dem Maschinengestell 1 und der Lagerplatte 9 für die Führungsstangen 3 und den Hydraulikzylin­ der 5 angeordnet ist.

Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, ist an jeder Schließplatte 2, 4 jeweils eine kastenartige Aufnahme 10, 11 montiert, in der jeweils ein Gießformeinsatz 12, 13 sitzt.

Anhand von Fig. 2 und 3 ist die Aufnahme 10 mit ihrem Gießformeinsatz 12 näher zu erläutern. Die zweite Aufnahme 11 mit ihrem Gießformeinsatz 13 ist komplementär dazu ausgebildet und bedarf daher keiner eigenen Er­ örterung und Darstellung.

Wie aus Fig. 2 besonders deutlich wird, ist die Aufnahme 10 kastenartig mit einem Boden 14 und vier Seitenwänden 15 ausgebildet, von denen in Fig. 2 lediglich drei Wände erkennbar sind. In Bodennähe sind an den Sei­ tenwänden 15 Anschlußarmaturen 16, 17, 18 und 19 für die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschlagung des Gießwerkzeuges und die Zufuhr des keramischen Schlickers angeordnet. Von den Anschlußarmaturen 16 bis 18 für Druckluft, Wasser und Vakuum führen Zuleitungen 20, 21 zu einer flachen, quaderförmigen Vertiefung 22 im Boden 14 der Aufnahme 10. Die entsprechenden Mündungsöffnungen 23 der Zuleitungen 20, 21 sind in Fig. 2 angedeutet. Diese Vertiefung 22 dient zusammen mit den Zuleitungen 20, 21 als Verteilereinrichtung für die oben genannten Medien.

Die in Fig. 4 dargestellte Aufnahme 11 ist - bis auf die noch näher zu er­ läuternde Schlickerzuleitung - analog der Aufnahme 10 ausgebildet und bedarf somit keiner nochmaligen Erörterung. Übereinstimmende Bauteile sind mit zu Fig. 2 und 3 identischen Bezugszeichen versehen.

Zu der Verteileinrichtung für Wasser, Druckluft und Vakuum in Form der Vertiefung 22 ist noch festzuhalten, daß diese Verteileinrichtung auch als kleines Kanalsystem ausgebildet sein kann, das in den Boden der Aufnah­ men 10, 11 eingearbeitet ist.

Wie aus Fig. 3 und 4 deutlich wird, sind die Gießformeinsätze 12, 13 je­ weils als einstückig aus porösem Kunststoff geformter Block ausgebildet, dessen Quaderform im Wesentlichen der Öffnung der Aufnahmen 10 bzw. 11 angepaßt ist. Die Rückseite 24 der Gießformeinsätze 12, 13 schließt in der in Fig. 3 bzw. 4 gezeigten Einsatzstellung dicht mit einer O-Ring- Dichtung 25 ab, sodaß die Vertiefung 22 mit der Rückseite 24 einen - bis auf die Mündungsöffnungen 23 - geschlossenen Raum bildet. Der O-Ring der Dichtung 25 sitzt in einer in den Boden 14 der Aufnahme 10 bzw. 11 eingefrästen Aufnahmenut 38. Die Fixierung der Gießformeinsätze 12, 13 in der Aufnahme 10, 11 erfolgt durch Verriegelungsleisten 26, die mittels Schrauben 27 in entsprechenden Gewindebohrungen 28 fixiert sind, die in der die offene Seite 30 der kastenförmigen Aufnahme 10 umgebenden Stirnkante 29 eingebracht sind. Die Verriegelungsleisten 26 weisen einen nach innen vorstehenden Steg 31 auf, der in eine Randnut 32 im Gießfor­ meinsatz 12 eingreift und letzteren niederhält.

Alternativ zu der Befestigung mit Verriegelungsleisten 26 können die Gießformeinsätze 12, 13 auch durch übliche Schnellspannbeschläge oder Exzenter fixiert werden. Dies hat den Vorteil einer sehr rationellen und schnellen Auswechselbarkeit der Einsätze 12, 13.

Die Gießformeinsätze 12, 13 weisen sie durchsetzende Fluidkanäle 33 auf, wie sie auch von herkömmlichen Kunststoff-Gießwerkzeugen bekannt sind. Diese Fluidkanäle 33 gehen von der Rückseite 24 des jeweiligen Gießfor­ meinsatzes 12, 13 aus und reichen an die Formfläche 34 bis auf einige Mil­ limeter heran. Die Formfläche 34 selbst ist von einer einstückig mit dem Gießformeinsatz 12 ausgebildeten Dichtleiste 35 umgeben, die mit einer entsprechenden Dichtleiste 35' am anderen Gießformeinsatz 13 hermetisch abschließt. Zur sauberen Positionierung der beiden Gießformeinsätze 12, 13 während des Druckgießens sind komplementäre, ineinandergreifende Positionierelemente 36, 36' - sogenannte "Schlösser" - an den einander zu­ gewandten Paßflächen 37 der Gießformeinsätze 12, 13 vorgesehen.

Die Zuleitung des Gießschlickers erfolgt durch den in Fig. 4 dargestellten Anschluß 19 für die Schlickerzufuhr. Dieser Anschluß 19 weist ein kurzes Rohrstück 39 auf, das eine seitliche Öffnung 40 in der Aufnahme 11 unter Spiel durchgreift. Dieses Rohrstück 39 mündet in eine Anschlußmuffe 41 in der gegenüberliegenden Seitenwand des Gießformeinsatzes 13. Von dort führt eine Schlickerleitung 42 zur Formfläche 34 des Gießformeinsatzes 13 und mündet dort über die Einspritzöffnung 43 in den durch die beiden Gießformeinsätze 12, 13 gebildeten Formhohlraum aus. Das Rohrstück 39 wird im übrigen durch eine Fixierung in Form z. B. einer Überwurfmutter 44 unter Zwischenlage einer Dichtscheibe 45 befestigt.

Im praktischen Einsatz werden die Aufnahmen 10, 11 mit entsprechenden Gießformeinsätzen 12, 13 für ein bestimmtes Produkt bestückt. Durch Ak­ tivierung des Hydraulikzylinders 5 wird die Schließplatte 4 gegen die Schließplatte 2 gefahren, wodurch die beiden Gießformeinsätze 12, 13 mit ihren Formflächen 34 den Formhohlraum für das Produkt bilden. Der Schließdruck ist so auszulegen, daß der Druckwert von 1 bis 3 MPa errei­ chende Gießdruck zuverlässig beherrscht wird.

Nach dem Schließen der Form wird unter hohem Druck Schlicker in den Formhohlraum eingepreßt, wobei das Wasser aus dem Schlicker über die Poren des Kunststoffmaterials, aus dem die Gießformeinsätze 12, 13 beste­ hen, abfiltriert wird. Dieser Vorgang wird durch eine Beaufschlagung der Gießformeinsätze 12, 13 mit Vakuum über die Fluidkanäle 33 unterstützt. Es bildet sich in bekannter Manier der sogenannte "Scherben" im Form­ hohlraum aus.

Nach Vollendung des Gießprozesses wird bei Beaufschlagung des an der beweglichen Schließplatte angebrachten Gießformeinsatzes 13 durch Druckluft von hinten der Hydraulikzylinder 5 zurückgefahren und die Form geöffnet. Die Druckluftbeaufschlagung dient dabei zur Ablösung des Scherbens von der Formfläche des Gießformeinsatzes 13. Anschließend kann durch Beaufschlagung des Gießformeinsatzes 12 mit Druckluft der Scherben komplett abgelöst und mit einer entsprechenden Handhabungs­ einrichtung abtransportiert werden, wie dies bei üblichen Druckgießma­ schinen bekannt ist. Nach einer bestimmten Anzahl von Gießvorgängen kann jeder der beiden Gießformeinsätze 12, 13 über die Fluidkanäle 33 mit Wasser gespült werden, um den Filterbereich des Einsatzes 12, 13 von Einlagerungen möglichst weitgehend zu befreien.

Zusammenfassend wird durch die Erfindung ein mehrfach verwendbares, schnell zu wechselndes Druckgießwerkzeug für keramische Produkte ge­ schaffen, das eine erheblich vereinfachte Formenherstellung zuläßt und eine deutlich geringere Restabfallmenge bei der Entsorgung des Einsatzes entstehen läßt.

Claims (10)

1. Keramische Druckgießvorrichtung zur Herstellung keramischer Roh­ produkte aus einem Schlicker durch Filtrationsdruckgießen mit

• - zwei relativ zueinander verfahrbaren Schließplatten (2, 4),
• - jeweils einer kastenartigen Aufnahme (10, 11) für das Gießwerk­ zeug (12, 13) an jeder Schließplatte (2, 4), wobei die Aufnahme (10, 11) mit Anschlüssen (16, 17, 18, 19) für die Schlickerzufuhr und die Druckluft-, Wasser- und Vakuumbeaufschlagung des Gießwerkzeuges versehen ist, und
• - mindestens zwei Gießformeinsätzen (12, 13), die
• - jeweils aus porösem, für Wasser und Luft durchlässigen Mate­ rial bestehen,
• - gemeinsam das Gießwerkzeug bilden,
• - auswechselbar in der ihnen jeweils zugeordneten Aufnahme (10, 11) gehalten sind, und
• - jeweils über eine Verteilereinrichtung (22) mit den Anschlüs­ sen (16, 17, 18) an der Aufnahme (10, 11) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bo­ den (14) der Aufnahme (10, 11) eine Vertiefung (22) als Verteilerein­ richtung vorgesehen ist, in die Zuleitungen (20, 21) für Wasser, Druckluft und Vakuum von den zugehörigen Anschlüssen (16, 17, 18) her münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Boden (14) der Aufnahme (10, 11) eingearbeitetes Kanalsystem als Verteilereinrichtung vorgesehen ist, das mit Zuleitungen für Wasser, Druckluft und Vakuum von den zugehörigen Anschlüssen (16, 17, 18) her verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (22) von einer mit der Rückseite (24) des Gießformeinsat­ zes (10, 11) dicht abschließenden Ringdichtung (25) umgeben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gießformeinsatz (12, 13) durch eine Verriege­ lungseinrichtung (26) in Einsatzstellung in der Aufnahme (10, 11) ge­ halten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung durch Verriegelungsleisten (26) gebildet ist, die auf der die offene Seite (30) der kastenförmigen Aufnahme (10, 11) umgebenden Stirnkante (29) der Aufnahme (10, 11) fixierbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung durch Schnellspann-Beschläge oder Ex­ zenter gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Gießformeinsatz (12, 13) mit einer den eigentli­ chen Formraum umgrenzenden Dichtleiste (35) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gießformeinsätze (12, 13) an ihren einander zuge­ wandten Paßflächen (37) mit zueinander komplementären, ineinander eingreifenden Positionierelementen (36) versehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gießformeinsätze (12, 13) mit von ihrer Rückseite (24) an ihre Formfläche (34) heranreichenden, von der Verteilerein­ richtung (22) ausgehenden Fluidkanälen (33) versehen ist.