Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern und insbesondere von zylindrischen keramischen Verbundkörpern von Glühstiftkerzen, bei dem die zu verbindenden Einzelteile jeweils aus verschiedenem Material durch Kaltpressen vorgeformt, in einem Fügeschritt zusammengefügt, in einem Warmpressvorgang verbunden und anschließend in einem Konfektioniervorgang in ihre endgültige Form gebracht werden, sowie eine Pressvorrichtung, die als Mehrfachnutzen eingerichtet ist und zur Herstellung der Verbundkörper dient.
Bei einem solchen, von der Robert Bosch GmbH ausgeführten, bekannten Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Keramikkörpern von Glühstiftkerzen wird zunächst mit einem Kaltpressverfahren eine Keramikisolierschicht und separat davon werden die zu beiden Seiten der Isolierschicht liegenden Leitschichten hergestellt. Dann wird die Isolierschicht zwischen die Leitschichten eingelegt und zunächst mit einem Kaltpressschritt verbunden. Dann erfolgt in einem Warmpressverfahren die Vernetzung des Harzes und die Ausbildung des Verbundes. Schließlich werden die Verbundplatten in Vierkantstäbe gesägt und zu ihrer Konfektionierung profilgeschliffen. Aufgrund der beiden zur Herstellung eines Verbundkörpers notwendigen Pressschritte, nämlich dem Kaltpressen und dem Warmpressen, werden verschiedenartige Pressformen und auch der Wechsel von einer Pressform zur anderen nötig. Ferner ist die Zerteilung der ausgehärteten Verbundplatten in Vierkantstäbe und das anschließende Rundschleifen derselben aufwendig und teuer. Auf die DE-A-3 519 437 wird auch verwiesen.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für zylindrische Verbundkörper aus vorher kaltgepressten Einzelteilen, welche sich zur Herstellung keramischer Glühstiftkerzen eignen, sowie eine als Mehrfachnutzen eingerichtete Pressvorrichtung anzugeben, die bei diesem Verfahren verwendbar ist und die Herstellungskosten stark absenken kann. Dabei ist einigen besonderen Eigenschaften des zur Bindung der Keramikpulver eingesetzten Harzes Rechnung zu tragen, so z. B. dass ein Entformen der heiß verpressten Verbunde nur aus der abgekühlten Pressform erfolgen sollte, da die heißen zylindrischen Verbundkörper unter dem Einfluss von Entformungskräften deformiert oder gar beschädigt werden.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Dadurch, dass erfindungsgemäß
Eine solche für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren geeignete als Mehrfachnutzen ausgebildete Pressvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerplatte, deren Dicke bevorzugt der Länge der Formhülsen entspricht, mit parallelen und regelmäßig beabstandeten Bohrungen senkrecht durch die Trägerplatte mit einem zur Aufnahme der Formhülsen angepassten Durchmesser ausgeführt wird und in der Mittenebene der Trägerplatte liegende zweite Bohrungen zum Durchströmen mit einem Heizmedium oder zur Aufnahme von Heizpatronen angebracht sind, dass diese Trägerplatte durch Verwendung von Zentrierelementen derart zwischen zwei Pressplatten eingespannt wird, dass in entsprechenden Bohrungen der Pressplatte verschiebbar angeordnete einzeln gefederte Pressstifte mit den Bohrungen in der Trägerplatte zur Aufnahme der Presshülsen fluchten und dass die Führungshülsen der einzeln gefederten Pressstifte mit je einer beweglichen Druckplatte auf der der Trägerplatte abgewandten Seite der Pressplatten verbunden sind.
Die obigen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläuternden, Beschreibung noch deutlicher, wenn diese Beschreibung bezogen auf die beiliegenden Figuren gelesen wird.
Figur zeigt im Längsschnitt eine zylindrische Formhülse 10 und die Einzelteile eines in diese Formhülse 10 eingelegten Vorpresslings, letztere auf der linken Seite auch im Querschnitt. Der aus einem Isolationsvorpressling 1 und zwei den Isolationsvorpressling 1 zu beiden Seiten einschließenden Leitvorpresslingen 2 bestehende Vorpressling ist von einer Kappe 3 aus vorgepresstem Leitmaterial abgedeckt. Zur Herstellung von Glühstiftkerzen bestehen diese Einzelteile 1 bis 3 aus in einem Festharz gebundenen Keramikpulvern. An ihren Stirnseiten ist die Formhülse 10 jeweils von einem beweglichen Stempel 11 und 12 abgeschlossen. Die Formhülse 10 bildet für die bevorzugte Verwendung zur Herstellung von Glühstiftkerzen eine Zylinderhülse, von der mehrere gleichzeitig in die entsprechenden Bohrungen der Trägerplatte eingedrückt werden.
Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Trägerplatte 27, die beidseitig an die Trägerplatte aus Stahl angelegten Pressplatten 17, die miteinander verschraubten, über die Stange 33 beweglichen Druckplatten 31a und 31b und die in den Pressplatten 17 beweglichen, über Tellerfedern 19 und Spannbolzen 22 vergespannten Druckstifte 13. Es ist ersichtlich, dass Figur 2 nicht die gesamte Pressvorrichtung mit Mehrfachnutzen, sondern nur einen Abschnitt derselben mit der Mittenebene S-S der Trägerplatte 27 als Spiegelebene zeigt.
Bei der 3efüllung der in Figur 2 abschnittsweise gezeigten Pressvorrichtung werden zunächst die gemäß Figur 1 vorbereiteten Formhülsen 10 in Bohrungen einer hier nicht gezeigten Isolierplatte, welche dasselbe Bohrungsbild wie die Trägerplatte 27 aufweist, wie in ein Flaschenregal eingelegt. Dann wird die Isolierplatte von einer Seite aus derart gegen die beheizte Stahlträgerplatte 27 gedrückt, dass die entsprechenden Bohrungen von Isolierplatte und Trägerplatte fluchten, die Formhülsen 10 gleichzeitig mittels einer nicht gezeigten Vorrichtung von den Bohrungen der Isolierplatte in die entsprechenden Bohrungen 20 der beheizten Trägerplatte 27 überführt, die Trägerplatte 27 in die Pressvorrichtung zwischen die beiden Pressplatten 17 eingefahren und die Pressvorrichtung mechanisch oder hydraulisch verriegelt, wobei konische Zentrierstifte 21 gewährleisten, dass die in die Pressplatten 17 eingefahrenen Druckstifte 13 und die Hülsen 10 in der Trägerplatte axial fluchten. Zu erkennen ist, dass Figur 2 nur zwei Bohrungen 20 in der Trägerplatte und in diese eingedrückt zwei Formhülsen 10 mit Druckstempeln 11 zeigt und dass die Linie S-S sowohl die Mittelebene der Trägerplatte als auch die Spiegelebene der gesamten Pressvorrichtung darstellt.
Die Beheizung der Trägerplatte 27 und der Pressplatten 17 erfolgt über die Bohrungen 16 entweder durch eine strömende Wärmeträgerflüssigkeit oder über eingeschobene Heizpatronen.
Neben der halben Trägerplatte 27 ist in Figur 2 von der Pressvorrichtung nur die eine Seite mit der Pressplatte 17, zwei gefederten Druckstiften 13, der Federmechanismus, bestehend aus den Tellerfedern 19, den Spannbolzen 22 für die Tellerfedern 19 und den Führungshülsen 23, welche mit der zweiteiligen Druckplatte 31a und 31b fest verbunden sind, dargestellt, sowie die mit der zweiteiligen Druckplatte 31a und 31b verbundene Druckstange 33, die untere Anschlagplatte 30 bzw. obere Anschlagplatte 32 und die Isolierplatte 15, welche die Pressplatte 17 vom übrigen Bereich der Pressvorrichtung thermisch isoliert.
Beim Anlegen der Pressplatten 17 an die Trägerplatte 27 sind die zweiteiligen Druckplatten 31a und 31b auf beiden Seiten bis auf die jeweilige untere Anschlagplatte 30 zurückgefahren. In dieser Position der Druckplatten schließen die Druckstifte 13 mit der Oberfläche der Pressplatten 17 bündig ab. Beim Pressvorgang bewegt man die zweiteilige Druckplatte 31a, 31b von beiden Seiten gegen die zwischen den Pressplatten 17 eingespannte Trägerplatte 27. Dadurch drücken die Druckstifte 13 gegen die Druckstempel 11 bzw. 12 in den Formhülsen 10, und der Vorformling wird über beide Stirnflächen mit derselben Druckkraft beaufschlagt. Die über die vorgespannten Tellerfedern 19 einzeln gefederten Druckstifte 13 üben über die Druckstempel 11 und 12 auch auf etwas unterschiedlich lange Formkörper in den Formhülsen 10 annähernd gleiche Druckkräfte aus. Man erhält dadurch Formkörper, die während der Härtung dasselbe Temperatur-Druck-Profil durchlaufen haben und nimmt dafür geringfügig unterschiedliche Längen in Kauf. Die Federhülsen 23 können in Richtung der Trägerplatte 27 maximal bis zum Anschlag der Druckplatten 31b an die oberen Anschlagplatten 32 bewegt werden.
Nach dem Ende der Presszeit werden die Druckplatten 31a, 31b über die Druckstangen 33 auf beiden Seiten bis auf die unteren Anschlagplatten 30 zurückgefahren. Dadurch legen sich die Köpfe der Druckstifte 13 an die Absätze in den Führungshülsen 23 an. Die Druckstifte werden so aus den Formhülsen 10 herausgezogen und stehen dann wieder bündig mit den Oberflächen der Pressplatten 17.
Nach dem Öffnen der Pressvorrichtung läßt sich die Trägerplatte 27 zwischen den beiden Pressplatten 17 ausfahren. Dei verpresste Masse härtet dann drucklos in den Formhülsen 10, welche sich noch in den Bohrungen der beheizten Trägerplatte befinden, weiter. Nach dem Ende der Härtezeit werden die Formhülsen 10 aus der heißen Trägerplatte 27 ausgestoßen, an Luft abgekühlt und die gepressten Glühstifte zusammen mit den beweglichen Stempeln 11 und 12 aus den Formhülsen 10 herausgedrückt. Die Fcrmhülsen und Druckstempel werden gereinigt und die Formhülsen erneut mit Vorformlingen gefüllt und mit den Druckstempeln verschlossen. Die abgekühlten Glühstiftkerzen-Rohlinge werden auf einer Schleifmaschine in ihre entgültige Form geschliffen.
Die schematisch in der Figur 2 dargestellte Pressvorrichtung mit Mehrfachnutzen, der z.B. ein 100-fach Nutzen sein kann, ersetzt die beim bekannten Verfahren zum Wechseln nötigen mehreren Pressformen und verringert den zum Schleifen notwendigen Aufwand, da die Trägerplatte 27, während des gesamten Aushärtevorgangs mit und ohne Pressdruck auf konstanter Härtetemperatur gehalten wird. Die an das Heißpressen sich anschließende drucklose Aushärtezeit legt die Verwendung mehrerer der preisgünstigen Trägerplatten für jede Pressvorrichtung nahe, um die im Vergleich zu den Trägerplatten wesentlich teureren Pressvorrichtungen ohne Stillstandszeiten zu betreiben. Außerdem wird eine Verkürzung der Presszeiten dadurch erreicht, dass die Trägerplatte nicht abgekühlt und aufgeheizt werden muss, im Gegensatz zum bisherigen Plattenpressprozess. Damit wird eine deutliche Verringerung der Herstellungskosten von keramischen Glühstiftkerzen erreicht.