DE2140995B2 - Verfahren zum Gießen von hohlen keramischen Gegenständen - Google Patents

Description

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Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn eine kurze erste Zeitspanne abgewartet wird, die auch als anfäng-Licher »Abguß« bezeichnet wird, bevor die elektrophoretische Ablagerung durch Einschalten des Stromes erfolgt und anschließend nach Unterbrechung der elektrophoreti sehen Ablagerung der Schlicker noch während einer weiteren längeren Zeitspanne, die auch als endgültige Abgußperiode bezeichnet wird, in der Form belassen wird, Gußteile mit guter Qualität hergestellt werden können, ohne daß eine wesentliche Verschlechterung der Form eintritt. Zugleich wird jedoch auch eine sehr wesentliche Verkürzung der Abgnßzeit, d. h. der Zeit, in der die festen Bestandteile aus dem Schlicker auf der inneren Oberfläche der Form abgelagert werden, gegenüber den herkömmlichen Schlickergießverfahren erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Die Erfindung wird nachfolgend ueispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Grundriß einer Gießmaschine zum Gießen kleiner Gegenstände aus keramischen Massen,

F i g. 2 einen Aufriß eines der in der F i g. 1 dargestellten Förderwagens,

F i g. 3 den Grundriß des Förderwagens nach F i g. 2 und

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Gießmaschine ist zum Herstellen kleiner Steingutwaren, wie Milchkännchen, bestimmt, obwohl die Erfindung keineswegs auf das Gießen von kleinen Gegenständen beschränkt ist. Die Gießmaschine weist einen Karussellförderer auf, welcher einen Tisch 2, eine endlose Kette 4, welche sich auf einem Weg um die zentrale Längsachse des Tisches 2 erstreckt, und eine Anzahl von Förderwagen 6 aufweist, welche auf dem Tisch 2 auf Rädern 8 fahren (F i g. 2) und mit der Kette 4 derart verbunden sind, daß sie in einem Weg um den Umfang des Tisches geführt sind. Die Kette 4 wird schrittweise in vorgegebenen Intervallen angetrieben, beispielsweise in 90 Sekunden, und zwar in Schritten, welche etwa gleich dem halben Abstand der Förderwagen sind, was zu dem Ergebnis führt, daß bei den dargestellten elf Förderwagen ein Förderwagen 33 Minuten benötigt, um einen vollständigen Umlauf um den Tisch zurückzulegen, wobei er auf diesem Weg zweiundzwanzig verschiedene Stationen durchläuft. Jeder Förderwagen hat zwei Böden, welche jeweils so ausgebildet sind, daß sie eine Reihe von Formen 7 tragen, und zwar derart, daß in jedem Schritt des Förderers alle Formenreihen um eine Station vorwärts bewegt werden.

Beim Übergang von einem Längslauf des Förderers zum anderen durchlaufen die Förderwagen nacheinander die Stationen A und B, an welchen eine entsprechende Vorrichtung diejenigen Formen auslädt, die fertiggestellte Gußteile enthalten und den Förderwagen mit leeren Formen belädt. Beim nächsten Schritt des Förderers wird die erste Formenreihe auf dem Förderwagen in eine Trocknungseinrichtung 10 vorgerückt, welche aus einem beheizten Tunnel besteht, welcher einen Teil des Tisches enthält, der sich über zwei Stationen C und D erstreckt. Eine Formenreihe kommt beim Verlassen der Trocknungseinrichtung 10, welche den Feuchtigkeitsgehalt der Formen auf einen geeigneten Wert einstellt, in die Station £ unter einen Vielfach-Füllkopf 12. Der Durchgang der Formenreihe durch die folgenden zwei Stationen F und G gestattet einen anfänglichen Abguß in einer Zeit von drei Minuten.

An der folgenden Station H wird ein Krangerüst 14, welches eine Reihe von Elektroden 16 trägt, derart heruntergelassen, daß die Elektroden in den Schlikker eintauchen, welcher in den Formen enthalten ist, und daß eine Elektrophorese auftritt. Eine weitere

ίο Beschreibung dieses Schrittes wird unten gegeben. Die Elektrophorese-Behandlung dauert 1,5 Minuten, und diese Formenreihe geht nachfolgend durch die Stationen /, /, K, L, M und N, was weitere 9 Minuten erfordert und was einen endgültigen Abguß ermöglicht.

In der folgenden Station O wird die Formenreihe umgekehrt, so daß der überflüssige Schlicker in einen unterhalb des Tisches angeordneten Behälter 18 abgegossen wird. In den folgenden Stationen P, Q, R, S und Γ bleibt die Formenreihe nach unten gekehrt.

Dann wird sie in ihre normale Stellung zurückgedreht und gelangt in die Station U. Die Stationen V und V sind innerhalb einer weiteren Trocknungseinrichtung 22 angeordnet, welche so ausgebildet ist, daß eine ausreichende Trocknung der Formen eras reicht wird, so daß die Gußteile aus den Formen ohne Beschädigung entnommen werden können Dann tritt die Formenreihe wieder in die Station A ein, und die gesamte Folge wird wiederholt.

Die Förderwagen, welche die Formen tragen, weisen eine besondere Konstruktion auf und werden unter Bezugnahme auf die F i g. 2 bis 4 nachfolgend beschrieben. Jeder Förderwagen 6 weist im allgemeinen einen rechteckigen Rahmen 24 auf, welcher von Rädern 8 getragen wird und seinerseits zwei Paare von Tragblöcken 26 hält, in welchen Achsstutzen 28 und 30 drehbar gelagert sind, die mittels Rahmen 34 Boden 32 tragen, und zwar zwei pro Förderwagen. In dem dargestellten Beispiel trägt jeder Boden 32 eine Reihe von drei Formen, deren Basisteile auf Kupferstreifen 36 ruhen, welche am Boden 32 befestigt sind. Die Formen sind auf dem Boden 32 durch eine Reihe von Klemmschienen 38 festgeklemmt, welche sich zwischen Endplatten 40 erstrecken. Eine Endplatte 40 ist an einer Klammer 42 drehbar befestigt, welche einstellbar an einem Pfosten 44 festgeklemmt ist, der durch das eine Ende des Rahmens 34 getragen wird. Die andere Endplatte 40 trägt eine Klemme 46, welche mit einem Handrad 48 ausgestattet ist und so ausgebildet ist, daß sie mit einem Pfosten 50 in Eingriff kommt, der durch das andere Ende des Rahmens 34 getragen wird. Um das Be- und Entladen der Formen zu ermöglichen, wird das Handrad 48 gedreht, so daß die Endplatten 40 und die Klemmschienen 38 um die Gelenkverbindung der Klammer 42 herumgedreht werden. Wenn die Klemme 46 mit dem Pfosten 50 im Eingriff steht und durch das Handrad 48 verriegelt ist, sind die Former fest in ihrer Stellung gegen die Kupferstreifen 36 geklemmt.

^C'O Die Formen selbst sind herkömmliche Formen au; gebranntem Gips, deren äußere Oberfläche mit einei Schicht einer Legierung besprüht ist, die einen gerin gen Schmelzpunkt aufweist. Die Schicht ist so dick daß sie eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist ohne jedoch so dick zu sein, daß verhindert wücJ daß Feuchtigkeit aus der Form austritt Dis Εΐίιιχ dung ist auch anwendbar bei bekannten Abwandlun gen der Formen, bei denen gebrannter Gips durc

anderes Material ersetzt ist, unter der Voraussetzung, isoliert sein, daß eine Sicherheit gewährleistet ist, daß solche Formen gegen elektrolytische Einwir- und zwar insbesondere im Hinblick auf die verwenkung nicht anfälliger sind als gebrannter Gips. Dies deten hohen Spannungen. Es ist eine veränderbare gilt auch für die Legierung, die natürlich nicht elek- elektrische Gleichstromversorgung vorgesehen, deren trolysierbar sein soll, damit keine Verunreinigung der 5 positive Leitung geerdet ist und an den Förderer zur Formen und des Schlickers mit Metallspuren unter Übertragung durch denselben auf die Formen über Färbung des Endproduktes erfolgt. Gute Ergebnisse die Kupferstreifen 36 angeschlossen ist und deren newurden mit einer Legierung aus Zinn, Wismut und gative Leitung mit den Elektroden 16 verbunden ist. Zink erzielt. Es ist wünschenswert, daß die Form so Die Konstruktion der Elektroden selbst ist nicht kriausgebildet ist, daß sie eine im wesentlichen und vor- io tisch, obwohl das Krangerüst so ausgebildet sein zugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, gleichför- sollte, daß dann, wenn die Elektroden abgesenkt mige Wandstärke aufweist. Eine Wandstärke von sind, diese nicht zu nahe an die Wände oder den Bomehr als etwa 3 cm wird für eine optimale Form- den der Form kommen und möglichst symmetrisch lebensdauer bevorzugt, und bei einer derartigen Mini- darin angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, daß malwandstärke ist es nicht mehr erforderlich, daß die 15 zufriedenstellende Ergebnisse erreicht wurden, wenn Wandstärke gleichförmig ist, obwohl dies normaler- die Elektroden aus Halbzoll-Kupferrohren hergestellt weise in der Praxis der Fall ist. sind. Probleme mit einer Farbveränderung des

Jeder Achsstutzen 28 trägt Nocken 52, welche so Schlickers sind nicht aufgetreten,
ausgebildet sind, daß sie mit einer parallel und ober- Der während der Elektrophorese-Behandlung flie-

halb der Kette 4 verlaufenden Nockenbahn im Ein- 90 ßende Strom wird zweckmäßi<?erweise durch Einstelgriff stehen, und zwar in den Stationen O, P, Q, R, S lung der Spannung zwischen den Elektroden gesteuundJ (Fig. 1), so daß der zugehörige Boden wäh- ert, und es hat sich herausgestellt, daß bei Verwenrend seines Durchganges durch diese Stationen in dung von herkömmlichen Schlickerarten für irdene eine im wesentlichen umgekehrte Lage gebracht Waren auf Kaolinbasis eine Spannung im Bereich wird. Die Förderwagen 6 sind durch Halter 54 mit as von 200 bis 300 Volt für kleinere Gegenstände ausder Kette 4 verbunden, welche durch ein Element 56 reichend ist, während em etwas höherer Bereich für geführt ist. größere Gegenstände geeignet ist. Der bevorzugte

Die Anzahl der auf dem Förderer vorgesehenen Spannungsbereich für kleinere Gegenstände, wie Stationen und ihre Verteilung zwischen verschiede- Milchkännchen, beträgt 230 bis 250 Volt, welcher nen Stufen des Verfahrens kann den Erfordernissen 30 für größere Gegenstände, wie Kaffeekannen, auf 250 entsprechend verändert werden. Faktoren, welche bis 280 Volt ansteigt. Eine zu niedrige Spannung diese Verteilung beeinflussen können, sind insbeson- führt zu dem Ergebnis, daß die Elektrophorese-Bedere die Größe der zu gießenden Gegenstände, da handlung verhältnismäßig unwirksam ist, was nur zu normalerweise die für jede Betriebsstufe erforder- einer geringen Abgußzeitersparnis führt, während liehe Zeit mit der Größe der zu gießenden Gegen- 35 eine zu hohe Spannung zu der Bildung von charaktestände zunimmt, und außerdem die Art des verwen- ristischen Wellenmustern auf der inneren Oberfläche deten Schlickers, da die erforderlichen Abgußzeiten des Gußteils führt. Überraschenderweise hat sich bei verschiedenen Schlickerarten stark unterschied- herausgestellt, daß die erzielten Ergebnisse in viel Her sein können. Insbesondere erfordern Porzellan- stärkerem Maß von der angelegten Spannung abzuschhckerarten verhältnismäßig kürzere Abgußzeiten 40 hängen scheinen als von dem durch die Form flieals Schlicker für Steingutwaren, und SchHckerarten ßenden Strom. Dieser kann erfahrungsgemäß den auf Kaolinbasis erfordern kürzere Abgußzeiten als Umständen entsprechend zwischen 0,2 und 1,5 Am-Schlickerarten, welche auf weiteren üblicherweise pere pro Form betragen,
verwendeten Tonarten basieren. Sowohl die angelegte Spannung als auch die Be-

Die anfängliche Abgußperiode braucht nur lange 45 handlungsdauer sollten im Hinblick auf wirksame genug zu sein, um eine anfängliche »Haut« auf der Ergebnisse so gering wie möglich gehalten werden, inneren Oberfläche der Form zu bilden, und eine da eine überhöhte Spannung und folglich ein erhöh-Zeit von wenigen Minuten ist dazu ausreichend. ter Strom sowie eine überlange Behandlungsdauei Diese Zeit ist nicht besonders kritisch, und wenn eine eine wesentliche Verkürzung der Lebensdauer dei Gießmaschine gemäß der vorliegenden Beschreibung 50 Formen bewirken. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei verwendet wird, kann sie in der Weise mit der Verwendung von Formen aus gebranntem Gips und Schrittperiode des Förderers gekoppelt sein, daß beim Anlegen eines Stromes für 1,5 Minuten bei 23C diese Zeit etwa 2 bis 4 Minuten beträgt. Die kritische Volt eine herkömmliche Form (mit der obengenann-Stufe bzw. der kritische Schritt ist die Elektropho- ten Metallbesprühung ausgestattet) für ein Milchrese-Behandlung. In der beschriebenen Maschine 55 kännchen nach etwa vierzig Formvorgängen noch stellt die Metallschicht auf der äußeren Oberfläche verwendbar ist, was einen vollkommen annehmbarer der Formen eine Elektrode für diese Behandlung Wert bedeutet.

dar. Bei allen herkömmlichen Schhckerarten ist dies In der oben unter Bezugnahme auf die Zeichnung

die positive Elektrode. Die negativen Elektroden speziell betrachteten Vorrichtung, welche für die werden durch ein Krangerüst getragen, welches syn- 60 Herstellung kleiner Gegenstände geeignet ist, wire chron zu dem Schrittschaltwerk des Förderers ange- die Gesamtabgußzeii einschließlich der Elektrophohoben und abgesenkt wird, und es ist vorzugsweise rese-Behandlung auf 12,5 Minuten verringert gegenmit einer elektrischen Verriegelung derart ausgestat- über etwa 30 bis 60 Minuten bei einem herkömmlitet, daß die Elektroden nicht unter Spannung stehen, chen Schlickergießverfahren für ähnliche Gegenwenn sich das Krangerüst nicht in der heruntergelas- 65 stände, wenn derselbe Schlicker verwendet wird senen oder abgesenkten Stellung befindet. Das Kran- Entsprechende Einsparungen bei der Abgußzeit köngerüst sollte natürlich mit einer geeigneten Schutz- nen auch beim Gießen von größeren Gegenständer hülle umgeben sein und derart in geeigneter Weise erzielt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

140 995 _ ... Partikeln zu einer der Elektroden führt. Beim Eleki ratentansprucne: trophorese-Gießen von keramischen Gegenstand«

1. Verfahren zum Gießen von hohlen kerami- wird eine der Elektroden, gewöhnlich die positiv! sehen Gegenständen, bei dem Schlicker in eine Elektrode, durch die Form gebildet, während die an mit einer elektrisch leitenden äußeren Schicht 5 dere Elektrode in den in der Form enthaltener versehene Form aus porösem Material eingegos- Schlicker eingetaucht wird. Es hat sich herausgestellt sen, eine Elektrode in den eingegossenen Schlik- daß durch die Verwendung der Elektrophorese ein< ker eingetaucht und an die leitende Schicht der sehr starke Verminderung der Abgußzeit erreich Form und die Elektrode eine elektrische Span- werden kann. Beispielsweise könnte in einem typi· nung angelegt wird, so daß zwischen der Form io sehen Fall, bei dem eine Form aus Metall verwende: und der Elektrode ein Gleichstrom in einem sol- wird, eine ähnliche Abgußstärke nach zwei Minuter chen Sinne fließt, daß eine elektrophoretische erreicht werden, wie sie durch traditionelle Verfah-Ablagerung von festen Bestandteilen aus dem ren in sechzig Minuten erreicht wird. Der Vortei Schlicker auf der inneren Oberfläche der Form dieser Beschleunigung ist offensichtlich.

erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß i5 Wenn herkömmliche Formen aus gebranntem die Spannung für die elektrophoretische Ablage- Gips verwendet werden, die auf der Außenseite einen rung erst nach einer kurzen ersten Zeitspanne, als Elektrode dienenden Metallüberzug aufweisen, während der sich eine dünne Schicht auf der in- wie es in der französischen Patentschrift 1418 131 nsren Oberfläche der Form ablagert, angelegt beschrieben ist, zeigt sich, daß als ein Ergebnis der wird und daß nach Unterbrechung der elektro- 20 Elektrolyse eine rasche Verschlechterung der Forphoretischen Ablagerung der Schlicker noch für men stattfindet und eine Form, welche in zufriedeneine weitere Zeitspanne, die wesentlich größer ist stellender Weise vierzigmal oder mehr in herkömmlials die Zeitspanne für die elektrophoretische Ab- chen Gießverfahren verwendet werden könnte, auf lagerung, bis zum Erreichen der gewünschten Grund der Abnutzung und der Zersetzung ihrer inne-Wanddicke des herzustellenden Gegenstandes in 25 ren Oberfläche rasch unbrauchbar wird, wenn sie der Form verbleibt. zwei- oder dreimal in einem Elektrophorese-Verfah-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ren verwendet wird. Diese Verminderung der Formkennzeichnet, daß die erste Zeitspanne, während lebensdauer läßt das Verfahren bei Einsatz herder sich eine dünne Schicht auf der inneren kömmlicher Formen absolut unwirtschaftlich wer-Oberfläche der Form ablagert, 2 bis 4 Minuten 30 den. Darüber hinaus hat sich auch herausgestellt, daß beträgt. die innere Oberfläche der hergestellten Gußteile, d. h.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch diejenige Oberfläche, welche von der Wand der gekennzeichnet, daß eine elektrische Spannung Form entfernt ist, die Tendenz besitzt, unannehmvon 200 bis 300 Volt angelegt wird. bare Unregelmäßigkeiten zu zeigen, wodurch die

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- 35 Qualität der hergestellten Gußteile gegenüber den kennzeichnet, daß zum Gießen von kleineren Ge- durch das herkömmliche Verfahren hergestellten genständen, wie Milchkännchen, eine Spannung Gußteilen wesentlich vermindert ist.

von 230 bis 250 Volt und zum Gießen von größe- Es sind Versuche unternommen worden, die herren Gegenständen, wie Kaffeekannen, eine Span- kömmlichen Formen aus gebranntem Gips durch nung von 250 bis 280 Volt angelegt wird. 40 nicht poröse Metallformen zu ersetzen, in diesem

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Falle bleibt jedoch nicht nur das Problem der Unrebis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit- gelmaßigkeiten auf der inneren Oberfläche bestehen, spanne für die elektrophoretische Ablagerung sondern es besteht weiterhin eine Tendenz, daß auch 1,5 Minuten beträgt. ein Abbau in der äußeren Oberfläche der Gußteile

45 auftritt, welche anscheinend durch die Entstehung

von Sauerstoff an der positiven Elektrode auf Grund

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen der Elektrolyse des Wassers auftritt. Das Auftreten von hohlen keramischen Gegenständen, bei dem einer derartigen Elektrolyse scheint jedoch unver-Schlicker in eine mit einer elektrisch leitenden äuße- meidlich zu sein, wenn Schlickerarten auf Wasserbaren Schicht versehene Form aus porösem Material 50 sis verwendet werden.

eingegossen, eine Elektrode in den eingegossenen Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Schlicker eingetaucht und ain die leitende Schicht der ein Verfahren zum Gießen von hohlen keramischen Form und die Elektrode eine elektrische Spannung Gegenständen der eingangs genannten Art so zu verangelegt wird, so daß zwischen der Form und der bessern, daß dabei keine unannehmbare Verschlech-Elektrode ein Gleichstrom in einem solchen Sinne 55 terung der Qualität der gegossenen Gegenstände auffließt, daß eine elektropboretische Ablagerung von tritt und keine wesentliche Verminderung der Lefesten Bestandteilen aus dem Schlicker auf der inne- bensdauer der Formen eintritt,
ren Oberfläche der Form erfolgt. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

Ein Verfahren dieser Art, bei dem mit Hilfe der gelöst, daß die Spannung für die elektrophoretische Elektrophorese eine Verkürzung der Abgußzeit ge- 60 Ablagerung erst nach einer kurzen ersten Zeitspanne, genüber dem herkömmlichen Schlickergießverfahren während der sich eine dünne Schicht auf der inneren erreicht wird, ist durch die französische Patentschrift Oberfläche der Form ablagert, angelegt wird und daß 131 schon bekannt. Bei der Elektrophorese nach Unterbrechung der elektrophoretischen Ablagewird ein in einer Flüssigkeit suspendiertes, feinver- rung der Schlicker noch für eine weitere Zeitspanne, -ipanQ jsp laqoM 'jipujqaS uapojj^so ismz uaqos 65 die wesentlich größer ist als die Zeitspanne für die -iMz 'uiuiEnpsuox up ssisAvspidsisq 'n?u3}Ep^ S3}(i3i elektrophoretische Ablagerung, bis zum Erreichen gang eines elektrischen Gleichstroms zwischen den der gewünschten Wanddicke des herzustellenden GeElektroden zu einer Wanderung der suspendierten genstandes in der Form verbleibt.