JPS6258281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は皿などのセラミツク成形物品を粒状材
料から製造するためのプレス工具に関し、特に成
形物品の一側面、例えば皿の下面に対して相互に
補足的な形状とした剛固な雌型、成形物品の上記
側面とは反対側の側面、例えば皿の上面に対して
相互に補足的な形状とし、雌型に対し共通軸線に
沿つて充填位置、プレス終了位置および取出位置
の間を往復動可能とした雄型、ならびに充填位置
において雄型および雌型の間に形成される充填室
を、粒状材料を導入するための少なくとも１つの
流路を残して外部より封鎖するための環状ケース
を具えるプレス工具に関するものである。

急傾斜壁を有し、または直径線上で肉厚が大幅
に変化する皿などのセラミツク成形物品を焼成時
に歪まないように粒状材料からプレス加工するた
めに、多年にわたり数多くの試みがなされてい
る。

米国特許第3173974号に記載された皿製造用の
プレス工具は、上型として皿の下面に対して相互
に補足的な形状に形成した雌型と、下型として皿
の上面に対して相互に補足的な形状に形成した雄
型と、雌型を持上げた充填位置において雄型のみ
を包囲し、かつプレス時には雌型をも受入れるリ
ングとを設けている。雌型はエラストマで被覆
し、このエラストマがプレス工具により粒状材料
を均等に圧縮するようなものとして構成してい
る。しかし、雄型およびその周囲のリングにより
形成されるスペース内に粒状材料が容易に充填さ
れ、そのスペース内で材料がプレスに先だつて雌
型に対して補足的な形状をなすように容易に平滑
化される場合において、上記の構成は不適当であ
ることが確認されている。したがつて、この従来
技術は、粒状材料の傾斜角によつて規定される範
囲内で実施せざるを得ず、また詳述しない様式で
形成される材料の積重ね山が雌型の降下時に容易
にくずされてしまう。

ドイツ特許出願公開第2307496号に記載され
た、粒状陶磁材料から皿その他類似物品を製造す
るためのプレス装置は、下型としての雌型とその
周囲のリングとにより限定された充填室内に膜を
配置し、この膜をその外縁において張架し、かつ
その内側にこれより離間させて皿の糸底に対応す
る環状凹部を形成している。この膜は、雌型に圧
力媒体室を限定し、プレス工具の充填位置におい
てその中間部に接触し雌型で弾性支持した板によ
つて平坦に保持される。粒状陶磁材料を捕集する
ために後退旋回可能な充填シユーを設ける。プレ
ス工具には更に、皿の上面に対して相互に補足的
な形状とされた雄型を上型として設ける。雄型を
降下させる際に膜の下側の圧力媒体室には圧力が
負荷され、その結果均等なプレス圧力が膜を介し
て製造される皿の糸底の半径方向内外面を含む下
面に及ぼされる。しかし、この既知のプレス工具
は製造される皿の形状の正確性および膜の耐久性
が望むべくもない。雄型を下方に移動させ、膜上
の粒状材料への圧力負荷を開始すると、材料はく
ずれて膜の中央部に堆積する危険を生じる。プレ
ス加工を更に進めると、材料と徐々に下側に隆起
した膜との間に比較的大きな相対変位が生じ、膜
がかなり摩耗することになる。

ドイツ特許出願公開第2437852号に記載され
た、皿を粒状セラミツク材料から製造するために
前述した形式の装置に付設するプレス工具は、雄
型および雌型をそれに沿つて相互に変位させる軸
線を水平に配置している。この軸線に沿つて同様
に変位可能な環状ケースには、その上面に半径方
向チヤンネルを形成し、このチヤンネルは雄型お
よび雌型がリング内に挿入され始める時に解放さ
せておき、リング内に更に挿入した時に雄型によ
り閉鎖する。したがつて雄型および雌型は作動行
程の開始時に皿の完成品に対応し、かつ完全に粒
状材料で満たされる充填室を形成する。それにも
拘らず、皿はプレス加工時に完全に均等な圧縮を
受けない。それは、プレス時に粒状材料とリング
内壁との間に生じる摩擦の作用によるものであ
る。

ドイツ特許出願公開第26303559号に記載され
た、垂直軸線を有する前述した形式のプレス工具
は、充填位置において充填室を半径方向外部に対
して封鎖する環状ケースを充填シユーにより形成
し、この充填シユーを上部スタンプの周囲に漏斗
状に配置し、かつこれに対し型軸線の方向に調整
可能に案内して調整装置により支持し、その半径
方向内面に環状チヤンネルを形成している。この
環状チヤンネルは、充填シユーの上部スタンプに
対する降下位置において充填室に向けて解放さ
せ、持上げ位置においては上部スタンプにより閉
鎖させる。この充填シユーによれば、プレス前に
充填室内の粒状材料に回転対称に分布した圧縮力
を作用させることが可能となる。したがつて、特
に効果的なプレス条件を達成することができる。
このプレス工具においては雌型に半径方向外側の
型リングを設け、その輪郭形状を皿の下面の半径
方向外側部分と対応させ、中間型リングを設けて
これを皿の糸底および場合によつては半径方向内
側部分と対応させ、かつ外側型リングに対し型軸
線に沿つて調整可能とし、さらに半径方向内側型
板を設けてこれらを皿の底面に対応させ、かつ外
側型リングに対して剛固に結合する構成とするこ
とができる。この構成によれば肉厚が大幅に変化
する深皿であつても均一にプレスすることができ
る。しかし、プレス工具はその構成によつて比較
的高価となり、しかもある程度の摩耗が生じやす
い。

本発明の目的は、前述した形式のプレス工具、
特にドイツ特許出願公開第26303559号に記載され
たように雄型および雌型の軸線が垂直であり環状
充填シユーが設けられたプレス工具を改良し、構
造を簡略化して製造および保守手入れにあまり経
費を必要とせず、肉厚が大幅に変化し又は急傾斜
壁部分を有する皿などの成形物品を均一にプレス
加工できるようにすることである。

この目的を達成するために本発明は、ドイツ特
許出願公開第2307496号に記載されたように膜を
その外縁部において張架すると共に、この膜によ
り圧力媒体室を雌型に形成し、圧力媒体室に所定
圧力の圧力媒体を導入することのできるポンプ手
段を具え、圧力媒体室内に圧力媒体が導入されて
いない充填位置において上記膜は、その表面の主
要部を雌型の内部との接触状態に保持可能とする
ことを特徴とする。そのために、ドイツ特許出願
公開第26303559号に係るプレス工具の利点が保た
れる。すなわち、充填室を正確に限定し、プレス
成形物品の寸法に所望の様式で適応させることが
でき、この充填室内でセラミツク材料を環状充填
シユーにより完全に均一に分布させることができ
る。雄型および雌型を一体的に変位させることに
より膜はその形状および姿勢を殆ど変えない。な
ぜなら、膜は大面積で、すなわち略々全面におい
て剛固な雌型に接触しているからである。さら
に、雄型および雌型の一体的変位時であつても粒
状セラミツク材料と雌型との間には相対変位が殆
ど生じない。雄型および雌型の一体変位時に、ま
たは望ましくはその後に、圧力媒体室には概知の
様式で圧力が負荷され、それにより成形物品の均
一な事後圧縮が行なわれる。

本発明の好適な実施態様において、圧力媒体室
内に大気圧が作用する間は、膜の固有弾性復元力
により膜を雌型に対して接触状態に保持可能とす
ることができる。このことは、膜が非張架状態に
おいて雌型の形状と対応する自由形状を有するこ
とを前提とするものである。

本発明の他の好適な実施態様において、膜はそ
れ自身では、したがつて非張架状態では、ほぼ平
坦な自由形状を有するものとし、充填位置におい
て圧力媒体室内に作用する負圧により膜を雌型に
との接触状態に保持可能とする。

本発明の特に好適な実施態様においては、使用
する圧力媒体を透過するように、雌型は少なくと
も内部を多孔質材料により構成する。

そのために本発明によれば、雌型の多孔質内部
を通して膜の全下面またはその大部分に所望の圧
力を、例えば膜を雌型に接触させるべき場合には
負圧を、またセラミツク材料を事後圧縮するため
に膜を雄型に向けて押圧すべき場合には正圧を作
用させることができる。このように本発明による
プレス工具は、構造が簡潔なために製造および保
守手入れにあまり経費を必要とせず、肉厚が大幅
に変化し又は急傾斜壁部分を有する皿などの成形
物品を均一にプレス加工することができる。

以下、本発明を図面に示した実施例について説
明する。

図示のプレス工具１０は市販されている流体ま
たは機械プレス内に配設し、このプレスはプレス
台１２と、その上方および側方に配置した２個の
軸受ブロツク１４と、プレス台の上方に垂直に配
置したプレスヘツド１６とを含むものとする。プ
レス内にはプレス台１２の下側に押上装置１８を
配置し、図面にはそのうちプレス台を通して上方
に変位可能な１本のボルトのみを示す。プレス工
具１０の一部、プレスヘツド１６および押上装置
１８がそれに沿つて変位可能な垂直軸線は、以下
では型軸線２０と称する。

両軸受ブロツク１４をその内部で支持される支
持ピン２２と共働させて水平傾動軸線２４を限定
し、この傾動軸線は、図示例においては型軸線と
交差させるが、型軸線２０から離間させてプレス
の外側に配置することもできる。両支持ピン２２
を工具フレーム２６の構成部分とし、工具フレー
ムにより工具下部２８を包囲すると共に工具フレ
ームを型軸線２０に沿つて変位可能に案内する。
工具下部２８は図面に示すその静止位置において
プレス台１２から離間させるが、プレス台で支持
する構成とすることもできる。

工具下部２８に雌型２９を固定し、この雌型は
円板状の基部３０と、針状の中間部３０′と、同
様に針状の内部３０″とにより構成する。基部３
０および中間部３０′は鋼製とする。他方、内部
３０″は約10容積％の合成樹脂と約90容積％の充
填ガラスビーズとの混合物製とする。この混合物
は硬い多孔性のものである。それにも拘らず内部
３０″は作動時の高いプレス力の作用で破裂しな
い。なぜなら、内部は中間部３０′により包囲さ
れ合成樹脂により中間部と剛固に結合されている
からである。内部３０″の上面はプレス工具によ
つて製造すべき皿の下面に対して相互に補足的な
形状とし、皿の糸底に対応する領域には圧力媒体
室３１として作用する環状凹部を形成し、その横
断面を皿の糸底の横断面より幾分大とする。圧力
媒体室３１は、図示例においては中間部３０′内
で先ず軸線と平行に、そして半径方向に延在させ
た多数の流路３３を介して集合導管３７に接続
し、この導管を介して弁３９に接続し、この弁に
よりポンプ４１の吐出側または吸込側に選択的に
接続可能とする。ポンプ４１により実質的に非圧
縮性の圧力媒体を供給する。

静止位置においてポンプ４１が弁３９を介して
圧力媒体室３１内に生じさせる負圧により、膜４
３を雌型２９の内部３０″の上面に対して接触さ
せる。この膜４３は圧力媒体に対し抵抗性を有す
るエラストマにより構成し、非張架状態ではほぼ
平坦な自由形状を有すも、負圧の作用下では環状
凹部４５を形成するものとする。この凹部は製造
すべき皿の糸底と対応させ、負圧の作用下では圧
力媒体室３１内にこれを完全には満たさないよう
に突出させる。

雌型２９の円筒外面で環状雌型ケース４６と軸
線方向に可動として案内する。膜４３は雌型ケー
ス４６と、これに対してねじ止めされたクランプ
リング４７との間に張架する。クランプリング４
７はその上面４８を漏斗形状とする。

雌型ケース４６を型軸線２０と平行に貫通する
３本の長いロツド５０を相互に120゜ずつオフセ
ツトさせて設け、その１つのみを図面の左側に示
す。これらのロツド５０の各々に頭部５２を設
け、この頭部によつてロツドが雌型ケース４６を
クランプリング４７と共に下方に変位させるよう
にし、更につば５４を設け、このつばは圧縮ばね
５６と共に工具フレーム２６の開口５８内に配置
する。

これらの長いロツド５０に対して60゜ずつオフ
セツトさせて同様に型軸線２０と平行に短いロツ
ド５０′を配置し、これらのロツドはそれぞれ上
端において雌型カバー４６にねじ止めし、つば５
４′を設けてこのつばを圧縮ばね５６′と共に工具
フレーム２６の開口５８′内に配置する。短いロ
ツド５０′には工具フレーム２６の下側でナツト
６２を調整可能にねじ込む。

プレス台１６につば６４と、その下側に離間し
た圧力板６６とを設ける。つば６４の上部をヨー
ク６８と係合させ、このヨークは工具上部７０に
形成する。工具上部７０には型軸線２０と平行な
案内ポスト７２を設け、これらの案内ポストは工
具フレーム２６内で変位可能に案内する。案内ポ
ストにはそれぞれ調整可能にばね負荷された脚７
４を設け、これらの脚により案内ポストを工具下
部２８の底板６０に当接させる。

工具上部７０には、相互に120゜ずつオフセツ
トさせた３個の空圧ピストン・シリンダ装置によ
り構成した調整装置７６を介して、充填シユーと
しての中空ケース７８を型軸線２０と同心的に垂
下させて設ける。この中空ケース７８の下部は、
クランプリング４７の漏斗状上面４８と同一角度
を有する漏斗状に形成する。中空ケース７８は、
その下部の半径方向内側における環状出口８０
と、管を介して粒状セラミツク材料の貯蔵容器に
接続されるソケツトとを除いて全面を閉鎖する。

中空ケース７８の半径方向内側で、同様に型軸
線２０と同心的に、工具上部７０に上部スタンプ
８８を固定する。この上部スタンプ８８に円筒つ
ば９０を設け、このつばによりケース７８の環状
出口８０を制御する。上部スタンプ８８の下端に
は皿の上面に対して相互に補足的な形状とした雄
型９２を形成し、または固定する。

図示の静止位置において工具上部７０は、その
ヨーク６８と共にプレスヘツド１６のつば６４か
ら吊下げられる。工具下部２８は長いロツド５０
によりプレス台１２上の離間した位置に吊下げら
れ、長いロツド５０はそのつば５４と関連する圧
縮ばね５６とにより工具フレーム２６により支持
される。膜４３は雌型２９の内部３０″の上面に
接触している。雌型ケース４６はクランプリング
４７と共に短いロツド５０′とこれを支持する圧
縮ばね５６′とにより工具フレーム２６に対する
上端位置に保持される。

型に充填するためにプレスヘツド１６は、工具
上部７０がその案内ポスト７２の脚７４において
工具下部２８の底板６０に当接するまで下方に変
位させる。工具下部２８の工具フレーム２６に対
する位置は依然として変化しない。なぜなら、圧
縮ばね５６には初期ばね力が蓄えられており、そ
のばね力は工具の下部２８および上部７０の重量
より大きいからである。工具上部７０が下降変位
すると雄型９２は雌型２９に接近する。雄型９２
および雌型２９は相互間に充填室を残して閉じら
れ、この充填室は充填シユーとして作用する中空
ケース７８の内部まで半径方向外方に延在する。
その直後にこれらは調整装置７６により降下させ
る。この状態で中空ケース７８内に収められてい
た粒状材料の一部が充填室内に徐々に流入する。
この流入を助けるために、プレス工具１０全体を
傾動軸線２４の周りで例えば30〜45゜、場合によ
つては90゜まで傾動させる。プレス工具１０を逆
方向に傾動復帰させた後は充填室は完全に満たさ
れる。

次に調整装置７６により中空ケース７８を上部
スタンプ８８に対する初期位置まで再び持上げる
と、その円筒状のつば９０が出口８０を閉鎖す
る。中空ケース７８の持上げ変位の間に粒状材料
がある程度はクランプリング４７の漏斗状上面に
付着した状態で残されるので、充填室は縁部も確
実に満たされた状態に保たれる。

次にプレスヘツド１６を更に下方に変位させる
と、その圧力板６６が工具上部７０を押圧する。
その結果、工具上部７０は全体が上部スタンプ８
８およびケース７８と共に下方に変位する。圧縮
ばね５６の初期ばね力は、ばね負荷された脚７４
から底板６０に伝達される力に打負かされる。そ
の結果、工具下部２８は下方に変位する。そし
て、雌型ケース４６は充填室を半径方向外部に対
して閉鎖する。

最後に、工具下部２８の底板６０はプレス台１
２上に接触する位置に至る。この位置においてポ
ンプ４１により圧力媒体をその室３１内に供給す
る。圧力媒体は、ここから雌型ケース４６まで達
するスペースを雌型２９および膜４３の間に形成
するので、製造される皿はその下側全面から圧縮
される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるプレス工具を設けたプレス
の一部の縦断面図である。 ２９……雌型、３０′……針状部分、３０″……
内部、３１……圧力媒体室、４１……ポンプ、４
３……膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク成形物品、特に皿を粒状材料から
   製造するためのプレス工具であつて、 成形物品の一側面、特に皿の下面に対して相互
   に補足的な形状とした剛固な雌型、 成形物品の上記側面とは反対側の側面、特に皿
   の上面に対して相互に補足的な形状とし、雌型に
   対し共通軸線に沿つて充填位置、プレス終了位置
   および取出位置の間を往復動可能とした雄型、な
   らびに、 充填位置において雄型および雌型の間に形成さ
   れる充填室を、粒状材料を導入するための少なく
   とも１つの流路を残して外部より封鎖するための
   環状ケースを具えるものにおいて、 膜４３をその外縁部において張架すると共に、
   この膜により圧力媒体室３１を雌型２９に形成
   し、圧力媒体室３１内に所定圧力の圧力媒体を導
   入することのできるポンプ手段４１を具え、圧力
   媒体室３１内に圧力媒体が導入されていない充填
   位置において上記膜は、その表面の主要部を雌型
   ２９の内部３０″との接触状態に保持可能とする
   ことを特徴とするプレス工具。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のプレス工具にお
   いて、膜４３は非張架状態において雌型２９の内
   部形状に対応する自由形状を有するものとし、圧
   力媒体室３１内に大気圧が作用する間は膜４３の
   固有弾性復元力により膜４３を雌型２９に対して
   接触状態に保持可能とすることを特徴とするプレ
   ス工具。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のプレス工具にお
   いて、膜４３は非張架状態においてほぼ平坦な自
   由形状を有するものとし、充填位置において圧力
   媒体室３１内に作用する負圧により膜４３を雌型
   ２９に対して接触状態に保持可能とすることを特
   徴とするプレス工具。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１
   つに記載されたプレス工具において、雌型２９は
   少なくとも前記内部３０″を多孔質材料により構
   成することを特徴とするプレス工具。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のプレス工具にお
   いて、雌型２９の前記内部３０″は充填材料が埋
   設された合成樹脂により構成することを特徴とす
   るプレス工具。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のプレス工具にお
   いて、雌型２９の前記内部３０″は充填材料とし
   てガラスビーズが埋設された合成樹脂により構成
   することを特徴とするプレス工具。 ７ 特許請求の範囲第５項または第６項記載のプ
   レス工具において、前記充填材料は雌型２９の前
   記内部３０″の85〜95容積％、好ましくは90容積
   ％を占めさせることを特徴とするプレス工具。 ８ 特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１
   つに記載されたプレス工具において、雌型２９の
   前記内部３０″は雌型２９の針状部分３０′により
   包囲することを特徴とするプレス工具。