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EP0255719A1 - Device and method for manufacturing conically or cylindrically shaped hollow bodies with a part projecting outward, in particular cups with a handle - Google Patents

Device and method for manufacturing conically or cylindrically shaped hollow bodies with a part projecting outward, in particular cups with a handle Download PDF

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Publication number
EP0255719A1
EP0255719A1 EP87111262A EP87111262A EP0255719A1 EP 0255719 A1 EP0255719 A1 EP 0255719A1 EP 87111262 A EP87111262 A EP 87111262A EP 87111262 A EP87111262 A EP 87111262A EP 0255719 A1 EP0255719 A1 EP 0255719A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
handle
filling
membrane
cup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP87111262A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0255719B1 (en
Inventor
Hilmar Bruno Suffa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DORST Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
DORST Technologies GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DORST Technologies GmbH and Co KG filed Critical DORST Technologies GmbH and Co KG
Publication of EP0255719A1 publication Critical patent/EP0255719A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0255719B1 publication Critical patent/EP0255719B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/003—Pressing by means acting upon the material via flexible mould wall parts, e.g. by means of inflatable cores, isostatic presses

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1 and a method according to the preamble of patent claim 9.
  • the pressing tool used for this has a stamp-like inner pressing mold which carries a membrane for isostatic pressing.
  • the upper press mold is formed from two press halves that can be moved laterally.
  • a core which can also be used in one of the press halves and also carries a membrane is also used for shaping the handle. It is therefore a very complex pressing tool, which has the main disadvantage that the upper press mold for forming the outside of the cup is divided, so that after the molding process a seam remains on the cup, which are removed in a separate operation got to. Such a seam remains visible even after the most careful cleaning work after glazing.
  • the object of the invention is to enable the manufacture of handle cups in a single operation in a simple manner and with reproducible wall thicknesses and without the risk of cracking and damage.
  • the invention is characterized in that the outer mold is undivided, so that the formation of a seam and the associated rework are eliminated.
  • a one-piece membrane is used both for shaping the handle and for shaping the cup body simplifies manufacture considerably. Since the outer mold, in the filling position, defines a filling or evacuation gap along its outer circumference with a filling ring, filling is carried out under vacuum, so that metering devices can be dispensed with. Since the outer mold is moved in the axial direction of the molded body against the inner mold to close the mold cavity, the ceramic material located in the mold cavity is statically pre-pressed in the direction of the punch movement.
  • This static pre-pressing is essential because here especially in the area of the floor and the curve in the transition from the floor to the cup walls, the path that the membrane has to make during isostatic pressing is shortened. This is very important because with wide diaphragm paths, especially because of the complicated shape in the transition area from the floor to the cup walls, otherwise uneven wall thicknesses would result due to the existing curves. In the rounded areas, there would be a thickening due to a different resistance to the straight areas, and in particular in the more flat areas, the thickness of the shaped body would be weakened. In addition, tensions could otherwise arise in the membrane, which would lead to damage to the molded article during removal from the mold.
  • the invention thus allows the production of cups with precisely controlled wall thicknesses and in a reproducible manner. The risk of damage is largely excluded even during demolding.
  • a supporting wedge is expediently used, the shaped surface of which is adapted to the upper edge of the handle.
  • the support wedge then delimits the actual handle area with the opposite membrane.
  • the support wedge is mounted in the filling ring.
  • the support wedge From a deformation-resistant and thus rigid material, in particular steel. If a material with an elastic component or a plastically deformable material is used for the support wedge, the support wedge would be compressed during the isostatic pressing, which could lead to damage to the handle in the region of the support wedge during removal from the mold.
  • the membrane in the area of the handle so that the membrane surfaces forming the side walls of the handle taper from the inside to the outside in the manner of a cone.
  • the shaped handle has essentially straight side faces, so that the membrane can be removed without damaging the handle.
  • the inner punch at its lower end with a circumferential bevel, which serves as a stop surface for the membrane pressed in during isostatic pressing. Because of this stop, the membrane is moved together evenly in the cylindrical or conical region of the molded body during isostatic pressing, thus achieving uniform wall thicknesses of the cup body over the circumference.
  • the mold cavity is first filled by vacuum filling, so that a metering device can be dispensed with, and the ceramic mass distributed in the mold cavity is subjected to a static compression molding when the mold is closed, which means that the path for the membrane during isostatic pressing in Bottom area of the mold cavity is reduced.
  • the isostatic pressing is carried out by applying pressure medium to the back of the membrane.
  • the press tool shown in Fig. 1 essentially comprises an upper outer die 1 and a lower inner die 3 formed by an inner die 2, the one with 4 be between them drawn mold cavity for the production of a shaped body, namely a cup provided with a handle.
  • the outer mold 1 is contoured according to the outside of the cup to be manufactured, including the handle.
  • the shape of the inner stamp 2 corresponds to the inner shape of the cup.
  • the inner mold 3 further comprises a support wedge 5, particularly in the case of the manufacture of a cup, in which the handle is arranged offset downwards relative to the upper cup edge.
  • the supporting wedge 5 is received in a recess 6 of a filling ring, generally designated 7.
  • the filler ring 7 itself has at least one feed channel 8 for the ceramic mass and at least one evacuation channel 9.
  • a feed channel 8 is provided for the evacuation.
  • the filler ring 7 has two evacuation channels 9, as shown in FIG. 2.
  • the outer die 1 is attached in a manner shown in the drawing, but not explained here for reasons of clarity, to a die 10, which is only indicated schematically, with which the die 1 is relative to the inner die 2 in the direction of the axis of the die and thus of the hollow body is movable.
  • the outer mold carries a membrane 11 of known type on the molding surface, which is pinched and fixed at 13 on its outer edge 12.
  • the membrane used for isostatic pressing is connected on its underside via channels 14 to a suitable pressure medium source, not shown, so that the membrane can be pressurized from the underside for the isostatic pressing process.
  • the pressure medium channels 14 are provided both in the cylindrical region of the press mold and on the bottom of the press mold and in the handle region.
  • the inner stamp 2 is fastened in the illustrated embodiment according to FIG. 1 on a stamp plate 15 by means of a screw connection 16, so that the inner stamp can be quickly and easily replaced with another inner stamp if required can.
  • the stamp plate 15 itself is seated on a support plate 17 which is fixed to the press.
  • lifting devices in the form of pressure medium pistons are received, by means of which the filler ring 7 can be raised relative to the support plate 17. Only one of the lifting devices 18 is shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows the pressing tool in the filling position, in which the filling ring 7 is raised relative to the support plate 17 as a result of the lifting devices 18 and together with the outer pressing mold 1 relative to the inner punch 2, a narrow filling gap designated 19 and one from FIG. 1 not shown, but limited in FIG. 2, evacuation gap 20.
  • the filling gap 19 extends over the circle segment designated F, whereas the evacuation gap extends essentially over the remainder of the circumference, as identified by E.
  • Fig. 1 shows the pressing tool after closing the mold, but before the isostatic pressing.
  • the membrane for the production of cup with handle is integrally formed. It is largely rotationally symmetrical to form the cup and is formed only in the region of the handle designated by 21 with a radial extension for shaping the handle.
  • the radial extension 21 is expediently conical in a section perpendicular to the axis A-A of the shape, the cone widening from radially outside to radially inside.
  • the support wedge 5 which corresponds to the width of the handle in the upper region, is adapted to the shape of the upper edge 22 of the handle and, together with the inner punch 2 and the membrane 11, delimits the mold cavity.
  • the inner punch 2 is circumferential following the upper edge 23 of the mold cavity with a circumferential bevel 24 formed, which serves as a run-up surface for the upper mold 1.
  • the membrane 11 is formed at 25 with a corresponding circumferential inclined surface.
  • the operation of the press tool is as follows: for the purpose of filling the mold cavity 4, the upper press mold 1 is in the position relative to the inner punch 2 as shown in the left-hand illustration in FIG. 1.
  • the filler ring 7 is also raised as a result of the lifting devices 18, so that a filling gap and an evacuation gap are formed in the manner described above. If negative pressure is now applied to the channels 9, ceramic mass is filled into the mold cavity 4 from the feed channel 8.
  • the stamp 10 is lowered so that the filling ring 7 is also moved downward until it strikes against the upper surface 26 of the support plate 17, which acts as a stop surface. This position is shown in the right half in FIG. 1.
  • the ceramic mass Due to this movement of the stamp 10 and the associated downward movement of the upper outer die 1, the ceramic mass has been statically pressed in the mold cavity in the direction of the stamp movement S, with the membrane 11 still during this process pressure medium has not been applied to its underside.
  • the isostatic pressing takes place, for which purpose pressure medium is supplied via the channels 14 to the back of the membrane 11 in the closed position of the press mold, as shown in FIG. 1 on the right.
  • the pressure medium is discharged again, so that the membrane 11 relaxes.
  • the molded cup can now be removed or ejected.

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Abstract

1. Device for manufacturing cylindrically or conically shaped deep bodies with a lateral projection, particularly handle cups, out of a powdery or granular ceramic material by isostatic pressing, with at least two pressing moulds (1, 3) defining the mould cavity (4) and including at least one outer pressing mould (1) defining the outer face of the shaped body and of the projection and one pressing mould (3) immersing into said outer pressing mould and defining the inner face of the shaped body, one of which pressing moulds is provided with at least one single-piece membrane (11) which is operable by pressure means and adapted to the shaped body, characterized in that an undivided outer pressing mould (1) is provided for in which a membrane (11) adapted to the outside of the projection and of the shaped body is taken up, that in the charging position the outer pressing mould (1) together with a filling ring (7) defines a filling and evacuation slit (19), for closing the mould cavity (4) is movable in axial direction of the pressing mould against the inner pressing mould (2), therein statically compressing the ceramic mass located in the mould cavity, and that the inner pressing mould (2) includes a support wedge (5) the forming surface (22) of which mates the upper edge of the projection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.The invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1 and a method according to the preamble of patent claim 9.

Die Herstellung von mit einem seitlichen Fortsatz in Form eines Henkels versehenen Formkörpern, insbesondere Tassen, bereitet heute noch er­hebliche Schwierigkeiten. Überwiegend erfolgt die Fertigung derartiger Henkeltassen noch dadurch, daß in einem eigenen Arbeitsvorgang der zylindrische oder kegelförmige Tassenkörper und in einem separaten Arbeitsvorgang der Henkel hergestellt werden. Erst danach wird der Henkel an die bereits fertig geformte Tasse garniert. Diese Arbeits­weise ist außerordentlich umständlich und führt dazu, daß der Kosten­faktor für den Henkel bei der Herstellung der Tasse sich auf 70 % der Kosten der Gesamtherstellung beläuft. Abgesehen davon, daß das An­setzen des Henkels an die Tasse in Handarbeit vorgenommen wird, ist der Ansetzbereich des Henkels an der Tasse ein gefährdeter Bereich, der nach Fertigstellung der Tasse zu Rissen und Verformungen führt, insbesondere wenn der Henkel nicht exakt gerade sondern schräg angesetzt worden ist. Diese Fertigung ist somit mit einer sehr hohen Ausschußquote verbunden.The production of shaped bodies, in particular cups, provided with a lateral extension in the form of a handle, still poses considerable difficulties today. Mainly such handle cups are still produced by producing the cylindrical or conical cup body in a separate operation and the handle in a separate operation. Only then is the handle garnished on the already shaped cup. This procedure is extremely cumbersome and leads to the fact that the cost factor for the handle in the manufacture of the cup is 70% of Total manufacturing cost. Apart from the fact that the attachment of the handle to the cup is carried out by hand, the attachment area of the handle to the cup is an endangered area which leads to cracks and deformations after the cup has been finished, in particular if the handle is not placed exactly straight but at an angle is. This production is therefore associated with a very high reject rate.

Schließlich ist es bekannt (DE-OS 33 04 576), eine Henkeltasse in einem Arbeitsvorgang auf isostatischem Wege herzustellen. Das hierfür verwendete Preßwerkzeug weist eine stempelartige innere Preßform auf, die eine Membran für das isostatische Pressen trägt. Die obere Pressen­form wird aus zwei seitlich zusammenfahrbaren Pressenhälften gebildet. Für die Formung des Henkels wird ferner ein in einer der Pressen­hälften einsetzbarer Kern verwendet, der gleichfalls eine Membrane trägt. Es handelt sich mithin um ein sehr aufwendiges Preßwerkzeug, welches vor allem den Nachteil besitzt, daß die obere Pressenform für die Formung der Außenseite der Tasse geteilt ist, so daß nach dem Formvorgang eine Naht auf der Tasse verbleibt, die in einem gesonderten Arbeitsvorgang entfernt werden muß. Eine solche Naht bleibt selbst bei sorgfältigsten Putzarbeiten nach dem Glasieren noch sichtbar. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß der Füllvorgang des Formhohlraums weitgehend unter Schwer­kraftwirkung erfolgt. Dadurch ist eine exakte Dosierung und eine entsprechende Dosiereinrichtung erforderlich. Die Füllung durch Schwerkraft bedingt, daß sich insbesondere im oberen Bereich des Tassenkörpers die Keramikmasse ansammelt. Beim Herunterfahren des Kolbens zum Schließen der Form führt dies dazu, daß der obere Be­reich stärker verdichtet wird als die unteren Bereiche. Erfolgt nun die Pressung unter isostatischem Druck, so werden die weniger verdichteten Bereiche weniger stark ausgebildet, so daß ungleich­mäßige Wandstärken der Tasse die Folge sind.Finally, it is known (DE-OS 33 04 576) to produce a handle cup in one operation by isostatic means. The pressing tool used for this has a stamp-like inner pressing mold which carries a membrane for isostatic pressing. The upper press mold is formed from two press halves that can be moved laterally. A core which can also be used in one of the press halves and also carries a membrane is also used for shaping the handle. It is therefore a very complex pressing tool, which has the main disadvantage that the upper press mold for forming the outside of the cup is divided, so that after the molding process a seam remains on the cup, which are removed in a separate operation got to. Such a seam remains visible even after the most careful cleaning work after glazing. Another disadvantage of the known device can be seen in the fact that the filling process of the mold cavity takes place largely under the action of gravity. This requires exact dosing and a corresponding dosing device. The filling by gravity causes the ceramic mass to accumulate, particularly in the upper area of the cup body. When the piston is lowered to close the mold, the upper area is compressed more than the lower areas. If the pressing is now carried out under isostatic pressure, the less compressed areas are made less strong, so that uneven wall thicknesses of the cup result.

Schließlich ist es zur Herstellung von tiefen zylindrischen oder kegeligen Formkörpern, wie etwa Tassen, bekannt, einen Füllstempel zu verwenden, welcher mit einer unteren Preßform einen umlaufenden Vakuumspalt begrenzt. Im Füllstempel befindet sich ein Füllkanal, so daß beim Anlegen von Vakuum über den Füllstempel Keramikmasse in den Formhohlraum zwischen Füllstempel und unterer Preßform einge­füllt wird. Nach erfolgter Füllung muß allerdings der Füllstempel herausgezogen werden. Hierbei besteht die Gefahr, daß die zylindri­schen Wände, die noch nicht gepreßt sind, nach unten einsacken und einstürzen. Wenn dann der Preßstempel einfährt, so ergibt sich im unteren Bereich der Tasse eine erhöhte Wandstärke. Aufgrund dieser Gefahr des Einsackens ist dieses Verfahren nur auf Formkörper mit einer begrenzten Tiefe anwendbar. Überdies muß bei einer solchen Herstellung der Henkel wiederum separat geformt und an die fertig ge­formte Tasse angesetzt werden.Finally, for the production of deep cylindrical or conical shaped bodies, such as cups, it is known to use a filling stamp which has a rotating mold with a lower mold Vacuum gap limited. There is a filling channel in the plunger, so that when vacuum is applied via the plunger, ceramic mass is poured into the mold cavity between the plunger and the lower mold. After filling, however, the plunger must be pulled out. There is a risk that the cylindrical walls, which have not yet been pressed, will sink down and collapse. Then when the press ram retracts, there is an increased wall thickness in the lower region of the cup. Because of this risk of bagging, this method can only be used on molded articles with a limited depth. In addition, in such a production the handle must again be shaped separately and attached to the finished cup.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Henkeltassen in einem Arbeitsvorgang in einfacher Weise und mit reproduzierbaren Wandstärken sowie ohne die Gefahr von Rißbildungen und Beschädigungen zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the manufacture of handle cups in a single operation in a simple manner and with reproducible wall thicknesses and without the risk of cracking and damage.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the device according to the invention by the features contained in the characterizing part of claim 1.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß auch die äußere Preß­form ungeteilt ausgebildet ist, so daß die Bildung einer Naht und die damit verbundenen Nacharbeiten entfallen. Dadurch, daß eine einstückige Membran sowohl zur Formung des Henkels wie auch zur Formung des Tassenkörpers verwendet wird, vereinfacht sich die Herstellung wesentlich. Da die äußere Preßform in Füllstellung längs ihres Außenumfangs mit einem Füllring einen Füll- oder Eva­kuierungsspalt begrenzt, erfolgt das Füllen unter Vakuum, wodurch Dosiereinrichtungen entfallen können. Da zum Schließen des Formhohl­raums die äußere Preßform in Achsrichtung des Formkörpers gegen die innere Preßform bewegt wird, erfolgt eine statische Vorpressung des im Formhohlraum befindlichen Keramikmaterials in Richtung der Stem­pelbewegung. Diese statische Vorpressung ist wesentlich, weil hier­ durch insbesondere im Bereich des Bodens und der Rundung im Übergang vom Boden zu den Tassenwänden der Weg verkürzt wird, den die Mem­brane beim isostatischen Pressen machen muß. Dies ist sehr wesentlich, weil bei weiten Wegen der Membrane insbesondere aufgrund der kompli­zierten Form im Übergangsbereich vom Boden zu den Tassenwänden aufgrund der vorhandenen Rundungen ansonsten ungleiche Wandstärken resultieren würden. In den gerundeten Bereichen käme es aufgrund eines unterschied­lichen Widerstands gegenüber den geraden Bereichen zu einer Verdickung und insbesondere in den mehr flachen Bereichen zu einer Schwächung der Dicke des Formkörpers. Hinzu kommt, daß in der Membrane ansonsten Spannungen entstehen könnten, die beim Entformen zu einer Beschädigung des Formgegenstands führen würden. Die Erfindung erlaubt somit die Herstellung von Tassen mit genau kontrollierten Wandstärken und zwar in reproduzierbarer Weise. Auch bei der Entformung ist die Gefahr von Beschädigungen weitgehend ausgeschlossen.The invention is characterized in that the outer mold is undivided, so that the formation of a seam and the associated rework are eliminated. The fact that a one-piece membrane is used both for shaping the handle and for shaping the cup body simplifies manufacture considerably. Since the outer mold, in the filling position, defines a filling or evacuation gap along its outer circumference with a filling ring, filling is carried out under vacuum, so that metering devices can be dispensed with. Since the outer mold is moved in the axial direction of the molded body against the inner mold to close the mold cavity, the ceramic material located in the mold cavity is statically pre-pressed in the direction of the punch movement. This static pre-pressing is essential because here especially in the area of the floor and the curve in the transition from the floor to the cup walls, the path that the membrane has to make during isostatic pressing is shortened. This is very important because with wide diaphragm paths, especially because of the complicated shape in the transition area from the floor to the cup walls, otherwise uneven wall thicknesses would result due to the existing curves. In the rounded areas, there would be a thickening due to a different resistance to the straight areas, and in particular in the more flat areas, the thickness of the shaped body would be weakened. In addition, tensions could otherwise arise in the membrane, which would lead to damage to the molded article during removal from the mold. The invention thus allows the production of cups with precisely controlled wall thicknesses and in a reproducible manner. The risk of damage is largely excluded even during demolding.

Insbesondere zur Herstellung einer Tasse, bei der der obere Henkelrand mit Abstand unterhalb des oberen Tassenrandes und damit versetzt zum oberen Tassenrand angeordnet ist, wird zweckmäßigerweise ein Stützkeil verwendet, dessen Formfläche dem oberen Henkelrand angepaßt ist. Der Stützkeil begrenztdann mit der gegenüberliegenden Membrane den eigent­lichen Henkelbereich.In particular for the production of a cup in which the upper edge of the handle is arranged at a distance below the upper edge of the cup and thus offset from the upper edge of the cup, a supporting wedge is expediently used, the shaped surface of which is adapted to the upper edge of the handle. The support wedge then delimits the actual handle area with the opposite membrane.

In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform ist der Stützkeil im Füllring gelagert.In a structurally advantageous embodiment, the support wedge is mounted in the filling ring.

Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, den Stützkeil aus einem verformungssteifen und damit starren Material, insbesondere Stahl, herzustellen. Wird für den Stützkeil ein Material mit einer elastischen Komponente verwendet oder ein plastisch verformbares Material, so würde der Stützkeil bei der isostatischen Pressung komprimiert, was beim Entformen zu Beschädigungen des Henkels im Bereich des Stütz­keils führen könnte.It has proven to be advantageous to produce the support wedge from a deformation-resistant and thus rigid material, in particular steel. If a material with an elastic component or a plastically deformable material is used for the support wedge, the support wedge would be compressed during the isostatic pressing, which could lead to damage to the handle in the region of the support wedge during removal from the mold.

Für die Herstellung von Tassen mit Henkeln gleichbleibender Dicke ist es vorteilhaft, die Membrane im Henkelbereich so auszubilden, daß die die Seitenwände des Henkels bildenden Membranflächen in Art eines Konus von innen nach außen sich verjüngen. Bei einer solchen Querschnitts­bemessung der Membrane im Henkelbereich weist der geformte Henkel im wesentlichen gerade Seitenflächen auf, so daß die Membran ohne Beschä­digungen des Henkels abgezogen werden kann.For making cups with handles of constant thickness it is advantageous to design the membrane in the area of the handle so that the membrane surfaces forming the side walls of the handle taper from the inside to the outside in the manner of a cone. With such a cross-sectional dimensioning of the membrane in the area of the handle, the shaped handle has essentially straight side faces, so that the membrane can be removed without damaging the handle.

Ferner ist es zweckmäßig, den Innenstempel an seinem unteren Ende mit einer umlaufenden Schräge auszubilden, die als Anschlagfläche für die beim isostatischen Pressen nach innen gedrückte Membrane dient. Aufgrund dieses Anschlags erreicht man ein gleichmäßiges Zusammenfahren der Mem­brane im zylindrischen oder kegeligen Bereich des Formkörpers beim isostatischen Pressen und erzielt damit über den Umfang gleichmäßige Wandstärken des Tassenkörpers.Furthermore, it is expedient to design the inner punch at its lower end with a circumferential bevel, which serves as a stop surface for the membrane pressed in during isostatic pressing. Because of this stop, the membrane is moved together evenly in the cylindrical or conical region of the molded body during isostatic pressing, thus achieving uniform wall thicknesses of the cup body over the circumference.

Nach einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung einer Henkeltasse erfolgt zunächst das Füllen des Formhohlraums durch Vakuumfüllen, so daß eine Dosiereinrichtung entfallen kann und wird die im Formhohlraum verteilte Keramikmasse beim Schließen der Form einer statischen Form­pressung unterzogen, wodurch sich der Weg für die Membrane beim iso­statischen Pressen im Bodenbereich des Formhohlraums verringert. Nach diesem statischen Pressen erfolgt das isostatische Pressen, indem die Rückseite der Membran mit Druckmittel beaufschlagt wird.According to an advantageous method for producing a handle cup, the mold cavity is first filled by vacuum filling, so that a metering device can be dispensed with, and the ceramic mass distributed in the mold cavity is subjected to a static compression molding when the mold is closed, which means that the path for the membrane during isostatic pressing in Bottom area of the mold cavity is reduced. After this static pressing, the isostatic pressing is carried out by applying pressure medium to the back of the membrane.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

  • Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein Preßwerkzeug einer Presse sowie
  • Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Füllring des Preßwerkzeugs.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In it show:
  • Fig. 1 is a sectional view through a press tool of a press and
  • Fig. 2 is a plan view of a filling ring of the press tool.

Das in Fig. 1 dargestellte Preßwerkzeug umfaßt im wesentlichen eine obere äußere Preßform 1 und eine untere innere und durch einen Innen­stempel 2 gebildete Preßform 3, die zwischen sich einen mit 4 be­ zeichneten Formhohlraum zur Herstellung eines Formkörpers, nämlich einer mit einem Henkel versehenen Tasse begrenzen. Die äußere Preß­form 1 ist entsprechend der Außenseite der herzustellenden Tasse unter Einschluß des Henkels konturiert. Die Formfläche des Innenstem­pels 2 entspricht der Innenform der Tasse. Die innere Preßform 3 um­faßt ferner einen Stützkeil 5, insbesondere im Falle der Herstellung einer Tasse, bei der der Henkel gegenüber dem oberen Tassenrand nach unten versetzt angeordnet ist.The press tool shown in Fig. 1 essentially comprises an upper outer die 1 and a lower inner die 3 formed by an inner die 2, the one with 4 be between them drawn mold cavity for the production of a shaped body, namely a cup provided with a handle. The outer mold 1 is contoured according to the outside of the cup to be manufactured, including the handle. The shape of the inner stamp 2 corresponds to the inner shape of the cup. The inner mold 3 further comprises a support wedge 5, particularly in the case of the manufacture of a cup, in which the handle is arranged offset downwards relative to the upper cup edge.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stützkeil 5 in einer Aussparung 6 eines allgemein mit 7 bezeichneten Füllrings aufgenom­men. Der Füllring 7 selbst weist mindestens einen Zuführkanal 8 für die Keramikmasse sowie mindestens einen Evakuierungskanal 9 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Zuführungskanal 8 vorgesehen. Für die Evakuierung weist der Füllring 7 entsprechend der Darstellung in Fig. 2 zwei Evakuierungskanäle 9 auf.In the illustrated embodiment, the supporting wedge 5 is received in a recess 6 of a filling ring, generally designated 7. The filler ring 7 itself has at least one feed channel 8 for the ceramic mass and at least one evacuation channel 9. In the exemplary embodiment shown, a feed channel 8 is provided. For the evacuation, the filler ring 7 has two evacuation channels 9, as shown in FIG. 2.

Die äußere Preßform 1 ist in aus der Zeichnung ersichtlichen, jedoch hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher erläuterten Weise an einem nur schematisch angedeuteten Stempel 10 befestigt, mit dem die Preßform 1 in Richtung der Achse der Form und damit des Formhohl­körpers gegen den Innenstempel 2 relativ bewegbar ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, trägt die äußere Preßform auf der Formfläche eine Membran 11 bekannter Bauart, die an ihrem äußeren Rand 12 bei 13 eingezwickt und befestigt ist. Die zum isostatischen Pressen dienende Membran ist an ihrer Unterseite über Kanäle 14 mit einer geeigneten, nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden, so daß die Membran von der Unterseite her für den isostatischen Preßvorgang unter Druck gesetzt werden kann. Die Druckmittelkanäle 14 sind sowohl im zylindrischen Bereich der Preßform wie auch am Boden der Preßform sowie im Henkelbereich vorgesehen.The outer die 1 is attached in a manner shown in the drawing, but not explained here for reasons of clarity, to a die 10, which is only indicated schematically, with which the die 1 is relative to the inner die 2 in the direction of the axis of the die and thus of the hollow body is movable. As is apparent from Fig. 1, the outer mold carries a membrane 11 of known type on the molding surface, which is pinched and fixed at 13 on its outer edge 12. The membrane used for isostatic pressing is connected on its underside via channels 14 to a suitable pressure medium source, not shown, so that the membrane can be pressurized from the underside for the isostatic pressing process. The pressure medium channels 14 are provided both in the cylindrical region of the press mold and on the bottom of the press mold and in the handle region.

Der Innenstempel 2 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel entspre­chend Fig. 1 auf einer Stempelplatte 15 mittels einer Schraubverbin­dung 16 befestigt, so daß der Innenstempel bei Bedarf gegen einen anderen Innenstempel schnell und ohne weiteres ausgetauscht werden kann. Die Stempelplatte 15 selbst sitzt auf einer mit der Presse festen Stützplatte 17.The inner stamp 2 is fastened in the illustrated embodiment according to FIG. 1 on a stamp plate 15 by means of a screw connection 16, so that the inner stamp can be quickly and easily replaced with another inner stamp if required can. The stamp plate 15 itself is seated on a support plate 17 which is fixed to the press.

In der Stützplatte 17 sind mit 18 bezeichnete Hubeinrichtungen in Form von Druckmittelkolben aufgenommen, mittels derer der Füllring 7 relativ zur Stützplatte 17 anhebbar ist. Von den Hubeinrichtungen 18 ist in Fig. 1 nur eine dargestellt.In the support plate 17 designated 18 lifting devices in the form of pressure medium pistons are received, by means of which the filler ring 7 can be raised relative to the support plate 17. Only one of the lifting devices 18 is shown in FIG. 1.

Die in Fig. 1 linke Darstellung zeigt das Preßwerkzeug in Füllstellung, in welcher der Füllring 7 gegenüber der Stützplatte 17 infolge der Hubeinrichtungen 18 angehoben ist und zusammen mit der äußeren Preß­form 1 gegenüber dem Innenstempel 2 einen mit 19 bezeichneten engen Füllspalt und einen aus Fig. 1 nicht ersichtlichen, jedoch in Fig. 2 dargestellten Evakuierungsspalt 20 begrenzt. Wie Fig. 2 zeigt, erstreckt sich der Füllspalt 19 über das mit F bezeichnete Kreissegment, wohingegen sich der Evakuierungsspalt im wesentlichen über den Rest des Umfangs erstreckt, wie mit E gekennzeichnet ist.The left-hand illustration in FIG. 1 shows the pressing tool in the filling position, in which the filling ring 7 is raised relative to the support plate 17 as a result of the lifting devices 18 and together with the outer pressing mold 1 relative to the inner punch 2, a narrow filling gap designated 19 and one from FIG. 1 not shown, but limited in FIG. 2, evacuation gap 20. As FIG. 2 shows, the filling gap 19 extends over the circle segment designated F, whereas the evacuation gap extends essentially over the remainder of the circumference, as identified by E.

Die in Fig. 1 rechte Hälfte zeigt das Preßwerkzeug nach Schließen der Form, jedoch vor dem isostatischen Pressen.The right half in Fig. 1 shows the pressing tool after closing the mold, but before the isostatic pressing.

Gemäß Fig. 1 ist die Membran zur Herstellung von Tasse mit Henkel einstückig ausgebildet. Sie ist zur Bildung der Tasse weitgehend rotationssymmetrisch ausgebildet und lediglich im mit 21 bezeichneten Henkelbereich mit einem radialen Fortsatz zur Formung des Henkels aus­gebildet. Der radiale Fortsatz 21 ist in einem zur Achse A-A der Form senkrechten Schnitt zweckmäßigerweise konisch ausgebildet, wobei sich der Konus von radial außerhalb bis radial innerhalb verbreitert.1, the membrane for the production of cup with handle is integrally formed. It is largely rotationally symmetrical to form the cup and is formed only in the region of the handle designated by 21 with a radial extension for shaping the handle. The radial extension 21 is expediently conical in a section perpendicular to the axis A-A of the shape, the cone widening from radially outside to radially inside.

Der Stützkeil 5, der der Henkelbreite im oberen Bereich entspricht, ist der Form des oberen Rands 22 des Henkels angepaßt und begrenzt zu­sammen mit dem inneren Stempel 2 und der Membran 11 den Formhohlraum.The support wedge 5, which corresponds to the width of the handle in the upper region, is adapted to the shape of the upper edge 22 of the handle and, together with the inner punch 2 and the membrane 11, delimits the mold cavity.

Am unteren Rand ist der Innenstempel 2 umlaufend im Anschluß an den oberen Rand 23 des Formhohlraums mit einer umlaufenden Schräge 24 ausgebildet, die als Auflauffläche für die obere Preßform 1 dient. Hierzu ist die Membran 11 bei 25 mit einer entsprechenden umlaufenden Schrägfläche ausgebildet.At the lower edge, the inner punch 2 is circumferential following the upper edge 23 of the mold cavity with a circumferential bevel 24 formed, which serves as a run-up surface for the upper mold 1. For this purpose, the membrane 11 is formed at 25 with a corresponding circumferential inclined surface.

Die Betriebsweise des Preßwerkzeugs ist die folgende: Zwecks Füllung des Formhohlraums 4 befindet sich die obere Preßform 1 in der gemäß der linken Darstellung in der Fig. 1 angehobenen Stellung gegenüber dem Innenstempel 2. Auch der Füllring 7 ist infolge der Hubeinrichtun­gen 18 angehoben, so daß in der oben geschilderten Weise ein Füllspalt sowie ein Evakuierungsspalt gebildet ist. Wird nun Unterdruck an den Kanälen 9 angelegt, so wird aus dem Zuführkanal 8 Keramikmasse in den Formhohlraum 4 eingefüllt. Nach Beendigung des Füllvorgangs wird der Stempel 10 herabgefahren, so daß der Füllring 7 mit nach unten bewegt wird, bis er gegen die obere Fläche 26 der Stützplatte 17, die als Anschlagfläche wirkt, anschlägt. Diese Stellung zeigt die rechte Hälfte in Fig. 1. Aufgrund dieser Bewegung des Stempels 10 und der damit einhergehenden Abwärtsbewegung der oberen äußeren Preßform 1 hat eine statische Pressung der Keramikmasse im Formhohlraum in Richtung der Stempelbewegung S stattgefunden, wobei bei diesem Vorgang die Membran 11 noch nicht an ihrer Unterseite mit Druckmittel beauf­schlagt worden ist. Nach diesem statischen Pressen der Keramikmasse erfolgt das isostatische Pressen, wozu in der Schließstellung der Preßform entsprechend der rechten Darstellung in Fig. 1 Druckmittel über die Kanäle 14 auf die Rückseite der Membran 11 zugeführt wird. Nach dem isostatischen Pressen wird das Druckmittel wieder abgeführt, so daß sich die Membran 11 entspannt. Nunmehr kann die geformte Tasse abgenommen oder ausgeworfen werden.The operation of the press tool is as follows: for the purpose of filling the mold cavity 4, the upper press mold 1 is in the position relative to the inner punch 2 as shown in the left-hand illustration in FIG. 1. The filler ring 7 is also raised as a result of the lifting devices 18, so that a filling gap and an evacuation gap are formed in the manner described above. If negative pressure is now applied to the channels 9, ceramic mass is filled into the mold cavity 4 from the feed channel 8. After the filling process has been completed, the stamp 10 is lowered so that the filling ring 7 is also moved downward until it strikes against the upper surface 26 of the support plate 17, which acts as a stop surface. This position is shown in the right half in FIG. 1. Due to this movement of the stamp 10 and the associated downward movement of the upper outer die 1, the ceramic mass has been statically pressed in the mold cavity in the direction of the stamp movement S, with the membrane 11 still during this process pressure medium has not been applied to its underside. After this static pressing of the ceramic mass, the isostatic pressing takes place, for which purpose pressure medium is supplied via the channels 14 to the back of the membrane 11 in the closed position of the press mold, as shown in FIG. 1 on the right. After the isostatic pressing, the pressure medium is discharged again, so that the membrane 11 relaxes. The molded cup can now be removed or ejected.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Herstellung von mit einem seitlichen Fortsatz versehenen tiefen zylindrischen oder kegeligen Formkörpern, insbe­sondere Henkeltassen, aus einer pulverförmigen oder granulatartigen Keramikmasse durch isostatisches Pressen, mit mindestens zwei den Formhohlraum begrenzenden Preßformen enthaltend mindestens eine die Außenseite der Tasse und des Henkels formenden äußeren Preßform und eine in diese äußere Preßform eintauchenden, die Innenseite der Tasse formenden Preßform, von denen eine mit mindestens einer durch Druckmittel betätigbaren Membran versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine ungeteilte äußere Preßform (1) vorgesehen ist, in welcher eine einstückige, der Außenseite des Henkels und der Tasse angepaßte Membran (11) aufgenommen ist, daß die äußere Preßform (1) in Füllstellung längs ihres Außenumfangs mit einem Füllring (7) einen Füll- und Evaku­ierungsspalt (19) begrenzt und zum Schließen des Formhohlraums (4) in Achsrichtung der Form gegen die innere Preßform (2) unter statischer Pressung der im Formhohlraum befindlichen Keramikmasse bewegbar ist.1. Device for the production of deep cylindrical or conical shaped bodies provided with a lateral extension, in particular handle cups, from a powdery or granular ceramic mass by isostatic pressing, with at least two molds which delimit the mold cavity and contain at least one outer mold which forms the outside of the cup and the handle and a mold which dips into this outer mold and forms the inside of the cup, one of which is provided with at least one membrane which can be actuated by pressure medium,
characterized by
that an undivided outer mold (1) is provided, in which a one-piece, the outside of the handle and the cup adapted membrane (11) is received, that the outer mold (1) in the filling position along its outer circumference with a filling ring (7) one Filling and evacuation gap (19) limited and movable to close the mold cavity (4) in the axial direction of the mold against the inner mold (2) under static pressure of the ceramic mass located in the mold cavity. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer Tasse, deren oberer Henkelrand mit Abstand unterhalb des oberen Tassenrands angeord­net ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Preßform (2) einen Stützkeil (5) umfaßt, dessen Form­fläche (22) dem oberen Henkelrand angepaßt ist.2. Device according to claim 1 for the production of a cup, the upper edge of which is arranged at a distance below the upper edge of the cup,
characterized by
that the inner mold (2) comprises a support wedge (5), the shaped surface (22) of which is adapted to the upper edge of the handle. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkeil (5) in einer Aussparung (6) des Füllrings (7) ge­lagert ist.3. Device according to claim 2,
characterized by
that the support wedge (5) is mounted in a recess (6) of the filling ring (7). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllring (7) eine den Innenstempel (2) tragende Stempelplatte (15) umschließt und mit der Stempelbewegung für die äußere Preßform (1) relativ zur Stempelplatte (15) in Achsrichtung (A-A) des Formhohl­raums (4) bis gegen einen mit der Stempelplatte (15) festen Anschlag (26) verschiebbar ist.4. Device according to one of the preceding claims,
characterized by
that the filler ring (7) encloses a stamp plate (15) carrying the inner stamp (2) and with the stamp movement for the outer mold (1) relative to the stamp plate (15) in the axial direction (AA) of the mold cavity (4) up to a stop (26) which is fixed with the stamp plate (15). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützkeil (5) aus einem verformungssteifen Material, insbesondere Stahl, hergestellt ist.5. Device according to one of the preceding claims,
characterized by
that the support wedge (5) is made of a rigid material, in particular steel. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Stützkeils (5) der Breite des oberen Rands des fertig geformten Henkels entspricht.6. Device according to one of the preceding claims,
characterized by
that the width of the support wedge (5) corresponds to the width of the upper edge of the finished handle. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Membran (11) senkrecht zur Preßformachse (A-A) im Henkelformbereich (21) von außen nach innen sich konisch erweiternd ausgebildet ist.7. Device according to one of the preceding claims,
characterized by
that the cross section of the membrane (11) perpendicular to the mold axis (AA) in the handle area (21) is designed to widen conically from the outside inwards. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenstempel (2) an seinem unteren Rand mit einer umlaufenden Auflaufschräge (24) für eine entsprechende Schrägfläche (25) der Mem­bran (11) ausgebildet ist.8. Device according to one of the preceding claims,
characterized by
that the inner punch (2) is formed at its lower edge with a circumferential run-up slope (24) for a corresponding inclined surface (25) of the membrane (11). 9. Verfahren zur Herstellung von mit einem seitlichen Fortsatz ver­sehenen tiefen zylindrischen oder kegeligen Formkörpern, insbesondere Henkeltassen, aus einer pulverförmigen oder granulatartigen Keramikmasse durch isostatisches Pressen mit mindestens zwei den Formhohlraum begren­zenden Preßformen, von denen eine mit mindestens einer durch Druckmit­tel betätigbaren Membran versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllung des Formhohlraums durch Vakuumfüllen über einen Füllring erfolgt, die im Formhohlraum verteilte Keramikmasse durch eine Stempel­ bewegung in Schließrichtung der Form mittels einer der Preßformen statisch vorgepreßt und danach der Formling unter Verwendung einer Membran für Tasse und Henkel isostatisch gepreßt wird.9. A process for the production of deep cylindrical or conical shaped bodies provided with a lateral extension, in particular handle cups, from a powdery or granular ceramic mass by isostatic pressing with at least two molds delimiting the mold cavity, one of which is provided with at least one membrane which can be actuated by pressure medium,
characterized by
that the mold cavity is filled by vacuum filling via a filling ring, the ceramic material distributed in the mold cavity by a stamp Movement in the closing direction of the mold is statically pre-pressed by means of one of the press molds and the molded product is then isostatically pressed using a membrane for the cup and handle. 10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Füllung der Form der äußere Preßstempel und der Füllring in eine gegenüber der Schließstellung der Form angehobenen Stellung ver­fahren werden, in welcher der äußere Preßstempel und der Füllring mit dem Innenstempel längs eines Maximalumfangs des Formhohlraums einen Füll- und Evakuierungsspalt begrenzen.10. The method according to claim 9,
characterized by
that the outer die and the filler ring are moved into a position raised relative to the closed position of the mold for filling the mold, in which the outer die and the filler ring with the inner die limit a filling and evacuation gap along a maximum circumference of the mold cavity. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllring zusammen mit der äußeren Preßform infolge Stempelbe­wegung gegen einen festen Anschlag einer den Innenstempel tragenden Stützplatte zum Schließen der Form verfahrbar ist.11. The method according to claim 9 or 10,
characterized by
that the filling ring can be moved together with the outer die as a result of the stamp movement against a fixed stop of a support plate carrying the inner stamp to close the mold.
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