CH248055A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus Thermoplasten. - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und   Einriehtung    zur Herstellung von Hohlkörpern aus Thermoplasten.



   Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Thermoplasten, wie z. B.   Kunst- und    Naturgummi sowie Kunstharzen, welche bei Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur polymerisieren und sich zu einem elastischen, dehnbaren Körper verfestigen.



   Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass man den Thermoplast in ge   schlossene Formteile einfüllt, die : Formteile    in einem salzhaltigen Wärmebad erwärmt und dieselben nach dem Herausnehmen mit der darauf niedergeschlagenen Salzkruste als Wärmeisolator langsam abkühlen lässt, hierauf die noch warmen Formteile zu   der - end-    gültigen Form zusammensetzt, letztere mit ihrem Inhalt in einem zweiten Wärmebad erwärmt und nach dem Herausnehmen bis zur völligen Verfestigung des Formstückes langsam abkühlen   lässt.   



   Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von Rotationshohlkörpern, z. B. Gebläsebällen und dergleichen, sowie insbesondere von Hohlkörpern mit einer Druckgasfüllung, wie   Spielbälle.   



   Zweckmässigerweise verwendet man ein   Polyvinylchlorid-Kunstharz.    In diesem Falle kann die Erwärmung der einzelnen Formteile im Salzbad je nach der Zusammensetzung bei einer Temperatur von 145 bis 1650 C während 10-30 Sekunden erfolgen, während die Erwärmung der vereinigten Formteile im zweiten Bad ebenfalls bei 145 bis 1650 C, jedoch während 10-20 Minuten erfolgen soll.



   Die Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens besitzt mindestens eine mehrteilige Hohlform, Mittel zum Verschliessen der einzelnen, gefüllten Formteile, eine Transportkette zum   llindurchführen    der gefüllten Formteile einzeln für sich durch ein salzhaltiges Wärmebad und eine zweite Transportkette zum Hindurchführen der vereinigten Formteile nebst Inhalt durch ein zweites Wärmebad hindurch, wobei die Länge beider Transportketten so bemessen ist, dass die daran hängenden Formteile bezw. For   men nach der je Herausnahme aus dem Bad im    erforderlichen Masse abgekühlt werden.



   Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt, und ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens sei im Zusammenhang mit der Wirkungsweise der Einrichtung beschrieben.



  In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Einrichtung in schematischem Aufriss,
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Formteil mit Verschlussdeckel in Draufsicht und
Fig. 3 in senkrechtem Schnitt nach Linie   111-111    in Fig. 2.



   Fig. 4 zeigt in halb so grossem Massstab einen in dem Aufhängehalter eingespannten Formteil in Ansicht und
Fig. 5 die zusammengesetzten, im Aufhängehalter eingespannten Formteile in Ansicht mit teilweisem Schnitt.  



   Die Einrichtung besteht aus zwei Hauptteilen, und zwar einem ersten Teil zur Erwärmung der einzelnen Formteile und einem zweiten Teil zur Erwärmung der zusammengesetzten Formen, welche beiden Teile in der Zeichnung untereinander dargestellt sind, in Wirklichkeit aber sich in einer Flucht aneinander anschliessen.



   Der erste Hauptteil weist eine endlose Gelenkkette 1 auf, die über ein Antriebskettenrad 2 und am entgegengesetzten Ende über ein Spannkettenrad 3 läuft und in Pfeilrichtung angetrieben wird. Das Kettenrad 3    ist am einen Arm eines : Winkelhebels 4 ge-    lagert, an dessen anderem Arm das eine Ende einer Zugfeder 5 angreift, deren anderes Ende fest verankert ist. Das Ganze stellt ein Spanngetriebe bekannter Art dar, um die beiden Kettenstränge gespannt zu halten. Der untere   Kettenstrang    läuft über zwei Kettenräderpaare 6, 6 und 7, 7, derart. dass zwischen diesen Räderpaaren die Kette in gesenkter Lage parallel zum obern   Ketten-    strang weiterläuft. Unter dieser Absenkstrecke la des untern   Kettenstranges    ist ein Badtrog 8 angeordnet, welcher eine salzhaltige Flüssigkeit enthält.



     Die- G1-e'lenkkette    1 trägt in regelmässigen Abständen paarweise angeordnete, seitlich herausragende Stifte 9 mit je einer Hängegabel 10 zum Aufhängen der einzelnen, im nachstehenden noch näher beschriebenen Formteile f mittels der Aufhängehalter 12, und die Absenkhöhe der Kettenstrecke la ist so bemessen, dass die aufgehängten Formteile ins Bad 8 eintauchen. Die Länge des   Ketten-    teils rechts von der Strecke la ist so bemessen, dass sich die aufgehängten Formteile langsam bis auf Handwärme abkühlen.



   Um die Länge des   Kettenabsehnittes    la zwecks Regelung der Baddauer verändern zu   können,-ist    der das Leiträderpaar 7, 7 tragende Lagerständer 11 längsverschiebbar gelagert.



   Der zweite Hauptteil zum Erwärmen der zusammengesetzten Formen F ist genau gleich ausgebildet, und die übereinstimmen den Teile sind mit den gleichen, durch einen' ergänzten   Uberweisungszahlen    bezeichnet.



   Ein einziger Unterschied liegt darin, dass die Stifte 9 nebst   Aufhängegabeln    10 nicht paarweise, sondern einzeln an der Gelenkkette 1'angebracht sind. Auch läuft diese   Kette      1' in    Anbetracht der weit längeren   Baddauer    bedeutend langsamer als die   Kette    1. Zum Einspannen der vereinigten Formteile dienen die Aufhängehalter 12'. Unter der Absenkstrecke la der Gelenkkette   1' ist    auch hier ein Badtrog 8' angeordnet,   welcher    nur ein   hochsiedendes    Wärmebad enthält.



   Zur gemeinsamen Beheizung beider Bäder 8 und   8' auf    die Polymerisierungstemperatur ist ein elektrischer Heizkessel B vorgesehen, und eine motorangetriebene Umwälzpumpe P dient dazu, die Heizflüssigkeit im   Kreislauf    durch das Leitungssystem und die in den Badtrögen 8 und 8' eingelegten   Heissehlan-    gen 13 und   13' zu    treiben. Der Durchlauf durch die Bäder erfolgt im Gegenstrom, so dass die Formen im kälteren Teil eintauchen und gegen den wärmeren hin wandern.



   Die in Fig. 2-5 dargestellte Formvorrichtung ist zur Herstellung von Spielbällen bestimmt, welche bekanntlich ein Ventil zum Aufblasen besitzen müssen. Dementsprechend ist die Form F aus zwei halbkugeligen Formteilen f zusammengesetzt.



   Jeder der Formteile f hat nahe dem obern Rande einen Flansch 15 und in der Mitte aussen einen abgeflachten Ansatz 16. Im übrigen ist die Formwandung überall gleich dick. Zum Verschliessen des Formteils f für die Behandlung dient ein kreisrunder Deckel 19 mit einer Vertiefung an seiner Unterseite, in welcher der Rand des Formteils f zentriert ist. Dieser Deckel hat ausserdem an der Unterseite einen zentrischen halbkugeligen Ansatz 17, welcher in die halbkugelige Höhlung des Formteils f hineinragt. Durch den Deckel 19 geht eine konische Bohrung 19a hindurch, deren unteres Ende in die   Formkammer    ausmündet und deren oberes Ende durch einen   flegel    20 verschlossen ist,   derem    freien Ende einer Flachfeder 21 sitzt,  weiche mittels einer Kopfschraube 22 auf dem Deckel befestigt ist.



   Der Deckel für jenen Formteil, welcher die mit dem Ventilansatz versehene Ballhälfte bilden soll, hat in der Mitte des Ansatzes 17 eine offene Bohrung 18.



   Für die Wärmebehandlung wird jeder Formteil in dem in Fig. 4 dargestellten Aufhängehalter befestigt. Derselbe besitzt einen   U-förmigen    Bügel 23, dessen Schenkelenden 23e unter den Flansch 15 des Formteils   j    greifen. Tn den Bügel ist eine Schraube 24 eingeschraubt, welche am obern Ende einen Drehgriff 25 trägt und deren unteres Ende auf eine Scheibe 26 drückt, die eine konzen  t;rische      ScElranbenfeder    27 auf den Deckel 19 drückt und hierdurch den verschlossenen Formteil f festhält.



   Für die Wärmebehandlung der zusammengesetzten Form F ist der in Fig. 5 dargestellte Aufhängehalter vorgesehen. Dieser besitzt einen dreischenkeligen Rahmen   28.    in welchen eine Schraube 29 eingeschraubt ist, die am obern Ende einen Drehgriff 30 trägt. Die beiden gefüllten Formteile f sind mit ihren Rändern aneinandergefügt und durch einen zwischen den Flanschen 15 eingesetzten Passring 31 zentriert. Die Schraube 29 drückt die beiden Formteile f dicht aufeinander und zugleich gegen den Boden des Bügels, wodurch die Form festgehalten wird.



   Natürlich könnten die beiden Bäder 8 und 8' auch direkt mittels Gasbrenner oder eingebauter elektrischer Widerstände beheizt werden. Auch kann eine automatische Wärmeregulierung mittels Thermostat vorgesehen sein. Der Antrieb der Antriebskettenräder 2 und 2' erfolgt zweckmässig über ein nicht dargestelltes   Geschwindigkeitswechselgetriebe,    um die Laufgeschwindigkeit der Ketten   und    damit die   Erwärmungs-und      Abkühlungs-    dauer der Formen verändern zu können.



   Zur Regulierung der umlaufenden   Heiz-    flüssigkeitsmenge ist ein Ventil 32 vorgesehen, und den einzelnen Bädern sind Regulierventile 33 und 34 zugeordnet.



   Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt;
In jedem Formteil wird das zu formende Material, z. B. ein Polyvinylchlorid, in zäh   flüssigem Zustand eingefüllt : In die Bohrung    18 der Formteile für den Ventilansatz wird ein Harz eingefüllt, welches nach der Polymerisierung plastisch bleibt, z. B. ein weiches Chlortrikresylharz, und über dieses eine dünne Schicht Polyvinylchloridharz gestrichen, um es bei   Umstülpen    des Deckels   zwecks    Aufsetzens auf den Formteil f in der Bohrung zu halten. Der Deckel 19 wird von Hand fest auf den Formteil f aufgepresst und hierdurch der   Dberschuss    an Material seitlich herausgedrückt. Dann wird der Formteil f mit dem Deckel 19 zusammen durch Anziehen der Schraube 24 fest in den Bügel 23 eingespannt.

   Die Aufhängehalter 12 werden paarweise, wie aus Fig. 1 ersichtlich, an den   Aufhängen    10 der   Förderkette    1 aufgehängt und ins erste Bad 8 geleitet.



  Dort schlägt sich das Salz auf den kalten Metallteilen der Form sofort nieder. Die Geschwindigkeit der Kette 1 ist so bemessen, dass für einen Formdurchmesser (innen) von z. B. 45 mm und einer Füllung der oben angegebenen Art der Formteil in 20 Sekunden durch das auf   1 54O    C gehaltene Salzbad läuft.



  Beim Erwärmen etwa sich bildende flüchtige Bestandteile oder Materialüberschuss können unter Überwindung der Feder 21 durch die Bohrung 19a des Deckels 19 heraustreten.



  Die Salzkruste auf dem Formteil wirkt als Wärmeisolierung, durch welche eine unerwünschte, zu rasche Abkühlung des Formkörpers verhütet wird.



   Die Länge der   Kette    1 ist einer   Ablçühl-    dauer von 20 Minuten entsprechend bemessen, nach welcher Zeit die Formteile noch handwarm sind   (50-600C).    Dieselben werden nun abgenommen, die Salzkrusten entfernt und die Formteile aus den Aufhängehaltern herausgenommen.



   Nun werden die Ränder der in den Formteilen befindlichen Ballhälften mit einer dünnen Harzschicht bestrichen und immer je zwei Formteile unter Einlegen des Passringes 31 zusammengesetzt. Diese gefüllten Formen F werden nun in die Aufhängehalter  28 eingespannt und an der zweiten Förderkette 1', wie in Fig. 1 angedeutet, so aufgehängt, dass sie durch das zweite Wärmebad 8' laufen und die Ballkörper H fertig polymerisieren. Der Durchgang durch das ebenfalls auf   1546    C erwärmte Bad 8'dauert 10 Minuten und die Abkühlung zirka 25 Minuten, worauf die fertig polymerisierten Ballkörper aus den Formen herausgenommen werden können. Die hierbei erzielte Vereinigungsstelle beider Hälften ist so fest und dicht wie das übrige Material und kaum sichtbar.



  Die den Ventilzapfen V bildende Materialschicht ist hierbei so plastischweich geblieben, dass nun der Ball in üblicher Weise durch Einstechen einer Hohlnadel in den Ventilzapfen aufgeblasen werden kann, und zwar im vorliegenden Beispiel auf zirka 80 bis 100 mm   e.    Bei übertriebenem Aufblasen springen solche Bälle bei zirka 120 mm jedoch nie an der Vereinigungsstelle.



   Die bei der ersten   Erwärmungsphase    auf den Formteilen entstandenen   Salzkrusten    können nach dem Wegbrechen ohne weiteres wieder in das Bad 8 zurückgeführt werden.



   Natürlich könnten in gleicher Weise auch andere geschlossene oder stellenweise offene Hohlkörper hergestellt werden. Eine wesentliche Bedingung ist dabei, dass die Wandungsdicke der Formteile überall möglichst gleichmässig ist. Die Form könnte auch aus mehr als zwei Formteilen zusammengesetzt sein.



   -Auch könnten beliebige andere sich in der Wärme verfestigende Thermoplasten verwendet werden.



      PBTENTBNSPROCHE :   
I. Verfahren zur Herstellung von   Eohl-    körpern aus Thermoplasten, dadurch gekennzeichnet, dass man den Thermoplast in geschlossene Formteile einfüllt, die Formteile in einem salzhaltigen Wärmebad erwärmt und dieselben nach dem Herausnehmen mit der darauf niedergeschlagenen Salzkruste als Wärmeisolator langsam abkühlen lässt, hierauf die noch warmen Formteile zu der endgültigen Form zusammensetzt, letztere mit ihrem Inhalt in einem zweiten Wärmebad erwärmt und nach dem Herausnehmen bis zur völligen Verfestigung des Formstückes langsam abkühlen lässt.   

Claims (1)

1. II. Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass sie mindestens eine mehr teilige Hohlform, Mittel zum Verschliessen der einzelnen, gefüllten Formteile, eine Transportkette zum Eindurchführen der ge füllten Formteile einzeln für sich durch ein salzhaltiges Wärmebad und eine zweite Transportkette zum Hindurchführen der ver einigten Formteile nebst Inhalt durch ein zweites Wärmebad hindurch aufweist, wobei die Länge beider Transportketten so be messen ist, dass die daran hängenden Form teile bezw. Formen nach der Herausnahme aus dem Bad im erforderlichen Masse ab gekühlt werden.

   UNTERANSPRUCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, unter Verwendung von Polyvinylchlorid Kunstharzen, dadurch gekennzeichnet, dass man die gefüllten Formteile bei einer Tem peratur von 145-1650C während 10-30 Sekunden durch das erste Bad laufen, hier auf während 10-30 Minuten auf 50-600 C abkühlen, dann die zusammengesetzten For men bei einer Temperatur von 145-1650 C während 10-20 Minuten durch das zweite Bad hindurchlaufen und schliesslich auf Raumtemperatur abkühlen lässt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, zur Herstellung von zur Erzeugung von Spielbällen dienenden hohl- kugeligen Formkörpern, dadurch gekenn zeichnet, dass jede zweite Formkörperhälfte innen mit einem Ventilzapfen aus einem plastischweich polymerisierenden Chlortri kresylharz versehen wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass vor dem Zusammensetzen der beiden Formteile die Ränder des Kunstharz formkörpers mit einer dünnen Schicht des gleichen Kunstharzes bestrichen werden.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Formteile im wesentlichen gleichförmige Dicke besitzen.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, zur : Herstellung von Rohlingen für Spielbälle, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Formteil eine halbkugelige Höhlung und nahe dem obern Rand einen Flansch aufweist und dass zum Verschliessen des Formteils ein Deckel vorhanden ist, der auf dem Formteilrand mittels einer Vertiefung zentriert ist und an der Unterseite einen in den Formteil hineinragenden, halbkugeligen Ansatz aufweist.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprächen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel eine in die Formkammer ausmündende, konische Boh rung aufweist, welche durch einen : Kegel ver- schlossen gehalten ist, der am Ende einer auf dem Deckel befestigten Flachfeder sitzt.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer genauen Zentrierung der beiden zusammenzusetzenden Formteile ein abnehmbarer, zwischen den Flanschen derselben aufzusetzender Passring vorgesehen ist.

   8. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen der Formteile an der Transportkette ein Aufhängehalter vorgesehen ist, der einen U-förmigen Bügel aufweist, dessen beide Schenkelenden den Flansch des Formteils untergreifen und in welchen eine am obern Ende mit einem Drehgriff versehene Schraube eingeschraubt ist, die mittels einer Scheibe und einer zwischen dieser und dem Formdeckel eingelegten konzentrischen Schraubenfeder den Formteil verschlossen und festhält.

   9. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4=6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen der Formen an der Transportkette ein Aufhängehalter vorgesehen ist, der einen Rahmen aufweist, in welchem die Form mittels einer Druckschraube gehalten wird, die am obern Ende einen Drehgriff trägt.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Transportketten über B : ettenräderpaare laufen, welche ein Absenken des dazwischenliegenden Ketten- abschnittes zu dem darunter angeordneten Bad bewirken, und die Ketten mit seitlich herausragenden Stiften versehen sind, an welchen Hängegabeln zuin Aufhängen der Aufhängehalter befestigt sind.

   11. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 10, dadurch gekennzeichnet, dass der das eine : Kettenräder- paar tragende Lagerständer in der Richtung, in der sich die Formteile bezw. Formen durch das Bad bewegen, verschiebbar angeordnet ist, um die Durchlaufstrecke im Bad einstellen zu können.

   12. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beheizung beider Bäder eine direkt wirkende Wärmequelle vorgesehen ist.

   13. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beheizung beider Bäder in diesen an einen Wärmekessel angeschlossene Rohrschlangen eingesetzt sind, durch welche die Heizflüssigkeit mittels einer Umwälzpumpe im Kreis- lauf hindurchgetrieben wird.