CH297103A - Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung und Formung von zu Gefügeänderungen neigenden organischen Substanzen. - Google Patents

Description

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 Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung und Formung von zu Gefügeänderungen neigenden    organischen   Substanzen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung und    Formung      von   Substanzen, die zu Gefügeänderungen neigen und gegen Beeinflussung durch mechanische Kräfte, wie Druck- und Bewegungskräfte, empfindlich sind, wie z. B. solchen, die durch Koagulation,    Polymerisation,   Kondensation oder Vernetzung nur kurze Zeit    Mess-      fähig   sind,    oder      von   solchen, die zum Beispiel durch    Sehaumbildung   gegen Druck, Stoss oder dergleichen empfindlich und schwer fliessend sind und ihr Gefüge nach kurzer Zeit ver- ändern. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sieh dadurch aus, dass man die Substanz aus    einem   Behälter direkt in die    Formhöhlungen   eines Körpers von unten nach oben unter Verdrängung von Gas emporsteigen und darauf    verfestigen   lässt. An Beispielen für solche    or-      ganisehe      Substanzen   seien genannt: Stoffe, die durch Koagulation,    Polymerisation,   Kondensation oder Vernetzung nur beschränkte Zeit    verformungsfähig   sind, oder die infolge    z.   B. Schaumbildung    bewegungs-   und    druck-      empfindlich   sind, z.

   B. gelöste,    dispergierte   oder    verflüssigte   Kunststoffe, Natur- oder    synthetischer      Kautschuk,      Zellulosederivate   oder dergleichen. Die Verfestigung kann vorteilhaft in oder ausserhalb der Formhöhlungen    erfolgen.      Man   kann dabei zweckmässig den    Hohlraumkörper   oder den    Massebehälter   oder die Masse selbst bewegen. Zweckmässig ist die in den    Massebehälter   eingewogene Substanzmenge nahezu gleich dem Gesamtgewicht der verfestigten Formlinge.

   Die Formlinge können zum Beispiel vor, während oder nach der Verfestigung durch    Aufdrüeken   eines Stempels oder Auflegen von    Matrizenplatten   oder durch eine entsprechende Gestaltung der Formhöhlungen an den    Füllöffnungen   profiliert werden. Es kann ferner vorteilhaft sein, eine Schaumbildung bzw.    Viskositätsänderung   der    Substanz      gleichzeitig   mit der Verformung stattfinden zu lassen. Die Formhöhlungen des    Mehrfachkörpers   können zum Beispiel auch vor der Füllung mit den zu verformenden Substanzen mit. festen, besonders faserigen Stoffen gefüllt werden. 



  Zur Durchführung des Verfahrens verwendet man zweckmässig eine ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung, die sich auszeichnet durch einen Behälter und einen Körper mit mehreren Hohlräumen, die    eine   Anzahl nebeneinander angeordnete, mit    Gasabzugsöffnungen   versehene Formhöhlungen bilden, die unten eine Zuflussöffnung besitzen. An ihrer Oberseite sind vorteilhaft gleichfalls Öffnungen vorgesehen. Die    Formhöhlungen   sind zweckmässig so angeordnet, dass die Substanz einen möglichst kleinen    Einflusswiderstand   findet.

   Der    Hohl-      raumkörper   kann zum Beispiel in einem    Massebehälter,   in dem er genau    eingepasst   ist, auf und ab bewegt oder er kann radartig aus- 

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 gebildet. sein und in einem    Massebehälter   eine schwingende oder- durch den    Massebehälter   rotierende Bewegung vollführen. Bei kontinuierlichem Arbeiten kann der    Massebehälter   zweckmässig mit einem die Masse kontinuierlich fördernden Niveaugefäss verbunden werden. 



  Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher    erläutert.   Es    zeigen:      Fig.   1 im    Querschnitt   einen Metallblock    finit   puppenförmigen Hohlräumen, welcher Körper 1 genau in einem mit abziehbarem Boden    versehenen   Behälter hineinpasst,    Fig.   2 einen zylindrischen Körper mit radial angeordneten Formhöhlungen in Gestalt von Schultereinlagen. Die Füllfugen, in denen die Bildung des    wulstförmigen,   nach dem    Armel   auslaufenden Endes der Schultereinlagen stattfindet, liegen in der Zylindermantelfläclie.

   Die mit Öffnungen versehenen, den Füllfugen gegenüberliegenden Spitzen der Formhöhlungen liegen an der Achse,    Fig.   3 eine Seitenansicht von    Fig.   2,    Fig.      -I   einen Schnitt nach Linie    A-B   der    Fig.   2,    Fig.   5 einen ähnlich    Fig.   2 konstruierten    Hohlraumkörper   während der rotierenden Bewegung durch einen mit einem Niveaugefäss verbundenen Behälter,    Fig.   6 im Schnitt einen    Hohlraumkörper   nach dein    Einsenken   in den    Behälter   mit fingerartig auf dem Behälterboden aufgesetzten Kernen. 



  Bei der Herstellung von zum Beispiel Puppen    unter      Verwendung   einer    Vorrielitung   nach    Fig.   1 verfährt man wie folgt In mit Schaum- und    Vulkanisiermitteln      versehene      Kautschi@limilch   wird in einer üblichen    Sehaiuilmasehine   so viel Luft eingepeitscht, dass das Schaumvolumen gleich dem    IIohl_raumvolumen   des Körpers 1 ist.

   Der    Seliaum   wird in den    Massebehälter   2 gegossen, Matt gestrichen und der Körper 1 langsam in den Behälter 2 getaucht, bis die    LTnterfläehe   des    Körpers      finit   der    Innenfläelie   des    Behälter-      bodeiLs      2cr   zur Anlage    konunt.   Dabei steigt der Schaum unter    Verdrängung   der Luft, die aus den obern    Abzugöffnungen   der Formhöhlungen 8 entweicht, in diese, worauf der    Hohl-      raumkörper   1 mit. dem Behälter 2 gewendet und die    Bodenplatte      2a   unter reibender Bewegung nach der Seite weggezogen wird.

   Dabei wird die dünne, zwischen Körper 1 und Bodenplatte    2a   zurückgebliebene Schaumschicht aufgerieben. Es erfolgt, somit gleichzeitig mit der Verformung eine Dosierung. Durch bekannte Stoffe, die der Schaummasse zugesetzt werden, erfolgt    nunmehr   die selbsttätige    Verfestigung   (Koagulation) des Schaumes. Bei beginnender Koagulation wird der Schaum noch mit einem Stempel 3 abgerundet und dann der    Hohlraumkörper   1. zwecks    Vulkanisation   erhitzt. Schliesslich werden die elastisch gewordenen    Schaumgummiformlinge      lieraiusgesogen,   gewässert und getrocknet. 



  Bei der Herstellung von Puppen aus unelastischem Material, wie beispielsweise aus vielen Kunststoffpasten, wird der    Hohlraum-      körper   1 in sich unterteilt und    auseinander-      nehmbar   konstruiert. Man füllt zum Beispiel den Behälter 2 mit einem flüssigen,    vorkon-      densierten      Phenol-Formaldehyd-Kiinstharz,   das ebenfalls durch Erhitzung der Form verfestigt werden kann. 



  Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Verfahrens ist in    Fig.      \?   dargestellt. Der    Massebehälter   - 2 wird mit einer    Kautschuk-      milehmischung   gefüllt, der - wie an sich bekannt - eine    bestimmte   Menge Wasserstoffsuperoxyd zugesetzt wurde. Durch Zerfall des    -N#@Tasserstoffsuperoxyds   entsteht in bekannter eise das gewünschte    Schaumvohunen.   Der Behälter    \-_'   wird nun unter geringen pendelnden    Drehungen   des    Hohlraumkörpers   1 um eine Achse gehoben, wodurch sich die untere Hälfte der    insgesamt   vorgesehenen Formhöhlungen 8 des Körpers 1 mit    Sehaura   unter Verdrängung der Luft füllt.

   Nach Drehung des    Hohlraunikörpers   1 um 180" kann der Behälter abermals mit Schaum    gefüllt.   und die andere Hälfte des Körpers lauf dieselbe Weise gefüllt. werden. Inzwischen hat die erste Füllung eine Haut an der freiliegenden Oberfläelie gebildet, die mit einem Stempel 3 eingedrückt wird,    wodurch   jedes gewünschte Pro- 

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    fil   erreicht werden kann. Der    Hohlraümkör-      per   1 wird längs der    Achse   in einen Heizsehrank geschoben, wo die    Vulkanisation   erfolgt. 



  Falls kein Schaum zur Füllung benutzt. wird, der sich selbsttätig bei Raumtemperatur und schnell verfestigt, kann der    Hohlrauinkör-      per   1 auch zwecks Wärmekoagulation frei geheizt werden, da der Schaum trotz der grossen Öffnungen nur ein geringes Bestreben zeigt,    der      Schwerkraft      folgencl   herauszufliessen und der    Hohlraumkörper   1 ausserdem im    Heiz-      schrank   um die Achse langsam gedreht werden kann. Ein nachträgliches Beschneiden ist nicht erforderlich, da. die geringe überflüssige    Schaummasse   am Zylindermantel des Körpers I vorher am Rande des    Massebehälters   2 abgerieben wird. 



  Statt. - wie gemäss    Fig.1.   - den    Hohl-      raumkörper   zu bewegen oder - wie gemäss    Fig.   2 - den Behälter 2 mit dem Schaum zu bewegen, kann man auch    Hohlraumkörper   und Behälter unbewegt lassen und nur den Schaum bewegen, z. B. nach    Fig.   5 vermittels eines mit dein Schaum gefüllten Niveaugefässes 7. Durch diese Anordnung wird die kontinuierliche Gestaltung des Prozesses ermöglicht. Die    Vul-      kanisation   erfolgt im Heizkanal 4. Nach Durchgang durch denselben werden die    Form-      linge   aus den Formhöhlungen 8 herausgenommen.

   Zwecks Herstellung von    faser-   oder haargefüllten Polstern kann in die    Hohl-      i-iiunie   vor dem Eintauchen in den Behälter 2 noch Fasermaterial eingebracht werden. Wenn der    Körper   1 relativ warm in den Behälter 2    gelangt,   dehnt sich der Schaum in den Formhöhlungen aus und nimmt an den Füllfugen der Formhöhlungen erhabene, gerundete Formen 5 an. 



  Bei einem weiteren Beispiel des    erfin-      dungsgemässen   Verfahrens lässt man die    Schaumbildung   im wesentlichen während der Verformung erfolgen. Gemäss    Fig.   6 wird eine    Mischung   aus Kautschukmilch    Wasserstoff-      superoxyd   zugesetzt und diese Mischung sofort in noch dünnflüssigem Zustand in den Behälter 2 gegossen.

   Während oder nach der nun einsetzenden Schaumbildung wird der    Hohlraumkörper   1 gesenkt, wobei die auf dem Behälterboden mittels    verriegelbarer   Bolzen aufgesetzten fingerartigen Kerne 6 die Wirkung haben, dass auch bei    Verwendung   nichtwärmeleitenden Materials für den Körper 1 bei eventuell vorgenommener    Erwärmung   eine gleichmässige und schnelle    Aufheizung   relativ grosser und gasreicher Schaumformlinge erreicht werden kann. 



  Die Vorteile der erläuterten    Verformungs-      art   liegen, wie sieh zeigte, darin, dass mit sehr einfachen, geringen und billigen Mitteln eine nahezu vollständige Mechanisierung bei der Dosierung und Verformung der genannten Ausgangsstoffe erreicht wird, wobei Lufteinschlüsse ausgeschlossen sind und man    ziun   Beispiel auch absolut massive Formlinge ohne    Lunkerstellen   erhält.

   Weiterhin kann man praktisch ohne    Substanzverluste   arbeiten, was besonders bei solchen Substanzen sich von gro- ssem Vorteil    erweist,   welche die Fähigkeit der Verflüssigung nach einiger Zeit verlieren, beispielsweise durch die Verfestigung der Substanz durch    Polymerisation,   Kondensation oder Koagulation oder ähnliche Gefügeänderungen, so dass eine Wiederverwertung von Substanzresten durch    Wiederlösen,   Wiederschmelzen oder    Wiederpeptisieren   nicht mehr möglich ist. Die Formlinge brauchen ausserdem nicht nachbearbeitet zu werden, da die gesamte Substanz wesentlich die    gewünschten   Konturen ohne Hautbildung annimmt.

   Es hat sich gezeigt, dass solche Verfahrensbeispiele sich auch besonders für solche Substanzen eignen, die bei der    Verfestigung   im Formkörper schrumpfen, weil dabei noch flüssige    Substanz   weitgehend selbsttätig in den Hohlraum nachsteigt, wenn die Füllung von oben her durch Abkühlung erstarrt bzw. durch Wärme koaguliert. 



  \Weiterhin können    durch   sehr langsames Eintauchen des Formkörpers Substanzen verarbeitet werden, die gegen    Beeinflussung   durch    mechanische   Kräfte, wie Druck-,    Rei-      bungs-   und Bewegungskräfte, empfindlich sind, da die Eintrittsöffnungen der Formhöhlungen gross und daher    Stauungs-,      Reibungs-      und   Strömungsgeschwindigkeiten sehr klein 

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 gehalten    -werden   können. Auch    luftempfind-      liehe   Substanzen können derart geformt werden. 



  Zur Verformung oder Dosierung von zum Beispiel    Kautsehukdispersionen   oder -schäumen verwendete man bekanntlich schon einzelne Hohlformen oder bei der Herstellung von    Massenartikeln      Mehrfaehformen   mit einer beliebigen Anzahl von    Formhöhlungen,   die den Konturen des gewünschten Formlings angepasst sind. Diese    Formhöhlungen   werden mit der zu verformenden Masse durch Eingiessen, Einsaugen, Einspritzen oder    Einstrei-      ehen   gefüllt. 



  Das Eingiessen führt häufig zu    Misserfol-      gen,   da Luftreste ein Zusammen- und Einflie- ssen der Substanz teilweise verhindern oder weil die Substanz bei der nachfolgenden Erstarrung schrumpft und    Lunkerstellen   bildet. Aus diesem Grunde ist das    Eingiessverfahren   für viskose und schrumpfende Substanzen ungeeignet. Das Einsaugen erfordert besonders gedichtete Formen, Pumpen und andere kostspielige Apparaturen. 



  Das Einspritzen ist bei bewegungsempfindlichen Substanzen nicht anwendbar, erfordert umfangreichere Hilfsmittel als das Giessverfahren und ist bei    kompressiblen   Substanzen, z. B. Schaum, besonders bei der Herstellung von Massenartikeln umständlich und kostspielig. 



  Bei der V    erforinung   und Dosierung von viskosen, schwer fliessenden oder bewegungsempfindlichen Substanzen, z. B. bei    ver-      schäumten      Kautschukdispersionen,      verwendet   man nach einem bekannten Verfahren zweiteilige Formen, die aus einem mit einer Mulde    versehenen   Teil und einem Deckelteil bestehen. Die Substanz wird mit. einem    Abniess-      gerät,   z. B. einem Löffel, in die Mulde eingestrichen und Mulden- und Deckelteil so zusammengesetzt, dass möglichst keine Luft eingeschlossen wird.

   Infolge der nicht genau durchzuführenden Dosierung treten dabei beträchtliche    Substanzverluste   auf, weil die überschüssige    :Tasse   bei der    Auflegung   des Deckels    herausgepresst   wird und bei der nachfolgenden Verfestigung Häute ergibt, wo- durch eine    Naehbearbeitung   der einzelnen Formlinge notwendig wird. Dies muss bei zum Beispiel elastischen Stoffen durch    Be-      sehneiden   von Hand erfolgen. 



  Nach einem andern bekannten Verfahren hat man zur Verformung von    versehäumten      Latelmassen   eine    Mehrfachform   verwendet, die aus    mehreren      übereinanderliegenden,   mit Mulden versehenen Scheiben    bestellt   und aus einem    Massegefäss.   Diese    Muldenseheiben   werden nacheinander in das mit der Schaummasse gefüllte Gefäss so eingesenkt, dass die dabei verdrängte    -fasse   über die Scheiben    von   oben nach unten in die Mulden einfliesst. Die ganze    Vorrichtung-      wird   mit einem Deckel verschlossen.

   Nach diesem Verfahren kann keine oder höchstens    unzureiehende   Verdrängung der Luft    bzw.   von Gas stattfinden, und es kommt daher zur Bildung von    Lunkerstel-      len   im Material. 



  Es ist auch schon    vorgesehlagen   worden, gehört jedoch noch nicht zum Stande der Technik, bei der Herstellung von Schulterpolstern und ähnlichen    Formlingen   eine    Mehrfachform   mit    hoelikant   nebeneinanderstehenden Formnestern mit ganz oder teilweise offenen Füllfugen zu    verwenden.   Die Füllung der Masse erfolgt von oben durch Einstreichen in diese Füllfugen. 



  Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der    Erfindung      werden   die    vorgängig   angeführten Nachteile vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1: Verfahren zur Dosierung itncl Formung von organischen Substanzen, die zu (Tefüge- änderungen neigen und gegen Beeinflussung durch mechanische Kräfte empfindlich sind, dadurch gelieiinzeielinet, dass man die Substanz aus einem Behälter (\?) direkt in die Formhöhlungen (8) eines Körpers (1) von unten nach oben unter Verdrängung von Gas emporsteigen und dann verfestigen lässt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentansprueli 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine koagu- lierbare Substanz verwendet. <Desc/Clms Page number 5> ?.

   Verfahren nach Patentansprueh I und Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Kautsehukdispersion verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine polymeri- sierbare Verbindung verwendet.. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine konden- sierbare Substanz verwendet. h. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine vernetz- bare Substanz verwendet. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Substanz in verschäumter Form verwendet. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Substanz mit schaumbildenden Stoffen verwendet. B. Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch (rekennzeiehnet, dass der Körper (l) bewegt wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) hcwegt wird. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da- durch g-ekennzeiehnet, dass die Substanz be- wegt wird. 7l.. Verfahren nach Patentanspruch I, da- dureh gekennzeichnet, da.ss in den Behälter (2) eine Substanzmenge eingewogen wird, die reich dem Gesamtgewiebt der \,erfestigten Formlin-e ist. 7.2. Verfahren nach Patentanspruch I, da- dureli gekennzeichnet, dass die Formlinge im noch plastischen Zustande weiter geformt werden. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Formung in den Formhöhlungen während einer Gefüge- änderung der Substanz. stattfindet. 14. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (l) erwärmt wird. 15. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in die Formhöhlungen vor der Füllung mit der Substanz Fasern eingeführt werden. PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Behälter (2) und einen Körper (1) mit mehreren Hohlräumen, die eine Anzahl nebeneinander angeordnete, mit Gasabzugsöffnungen versehene Formhöhlungen (8) bilden, die unten eine Zuflussoffnung besitzen. UNTERANSPRLTCHE 16.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit einem abziehbaren Boden (2a) versehen ist. 17. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden (2a) Kerne (6) aus wärmeleitendem Material angebracht sind. 18. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) mit einem für die Substanz bestimmten Gefäss (7) verbunden ist, dessen Höhenlage verändert werden kann.