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Vorrichtung zur Herstellung von Full- un Ausgussstutzen aus pulverförmigem Polyäthylen od. ähnl. thermoplastischen Werkstoffen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Füllund Ausgussstutzen aus pulverförmigem Poly- äthylen od. ähnl. thermoplastischen Werk- stoffen unter gleichzeitiger Formung von Gewinden an den Stutzen. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist eine Formplatte vorgesehen, die einen Teil des Formsatzes bildet, mindestens eine durchgehende Öffnung aufweist und an einer Seite eine die Öffnung umgebende freie Formfläche zur Aufnahme von Polyäthylenpulver od. dgl. hat.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Vorrichtung so auszugestalten, dass sie sich besser für die Massenfertigung von aus Poly- äthylen od. dgl. geformten Behälterausgussstutzen eignet.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Formsatz ferner wenigstens einen mit einer Endfläche auf der Formplatte aufsitzenden Formring und mindestens einen Formkopf umfasst, der auf der zweiten Endfläche des Formringes aufliegt und einen in den Formring nach unten hineinragenden Teil hat, der an seiner Aussenseite eine bei zusammengesetzter Form innerhalb der Formfläche des Formringes und von dieser im Abstand liegende Formfläche aufweist und dessen Oberteil den Ringraum zwischen dem Formring und dem in diesem nach unten ragenden Teil des Formkopfes an der der Formplatte abgewendeten Seite des Formringes abschliesst, wodurch die Formteile im zusammengesetzten Zustand einen einseitig offenen Formhohlraum bilden, der an seinem offenen Ende an die Formfläche der Formplatte anschliesst,
wobei entweder der Formring oder der Formkopf oder beide an ihrer Formfläche ein Schraubengewinde aufweisen und in bezug zu den andern Formteilen des zusammengesetzten Formsatzes drehbar und durch Drehung in bezug zu einem im Formhohlraum geformten Stutzen von diesem abnehmbar sind und wobei weiters eine Einrichtung vorgesehen ist, durch welche die Formplatte, der Formring und der Formkopf während des
Formvorganges in ihrer gegenseitigen Lage gehaltert sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Formkopf der Vorrichtung ein massiver Körper mit grosser Wärme- speicherfähigkeit, wodurch die zu erwünsch- ten Erweichung und Verschmelzung der Teil- chen des Polyäthylens oder eines andern thermoplastischen Werkstoffes erforderliche Wärme besser verwertet und ohne zwischenliegende neuerliche Wärmezufuhr für eine längere Zeitspanne erhalten bleibt.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung hervor. Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die gemäss der Erfindung als Formsatz ausgebildete Vorrichtung und zeigt einen Ausguss- oder Füllstutzen aus Polyäthylen während seiner Herstellung nach dem erfindungsgemässen Verfahren.
Fig. 2 zeigt in auseinandergezogener Darstellung die Teile eines Formsatzes zur Formung des Deckels eines Behälters aus Polyäthylen bei gleichzeitiger Formung von zwei mit dem Deckel verbundenen, mit inneren und äusseren Gewin. den versehenen Stutzen. Fig. 3 zeigt im Querschnitt die Teile des in Fig. 2 dargestellten Formsatzes in zusammengesetztem Zustand.
In Fig. 1 ist ein Formsatz veranschaulicht, mit dem gemäss der Erfindung Stutzen aus Polyäthylen geformt und gleichzeitig mit äusseren und inneren Gewinden versehen werden können. Der Formsatz hat eine Bodenplatte 11 mit einer Öffnung 12. Die Randteile der Bodenplatte sind nicht dargestellt.
Der Randteil der Bodenplatte kann als Formplatte für einen Deckel oder eine Abschlussplatte eines an seinem Ende geschlossenen Behälters ausgebildet sein. Wenn die Stutzen für sich getrennt vom Behälterdeckel geformt werden sollen, dann kann die Bodenplatte 11 einen passenden kleineren Durchmesser haben. Die Bodenplatte 11 trägt auf einer Fläche einen Haltering 13, der durch Schweissung oder auf andere Weise mit der Bodenplatte 11 verbunden ist und einen Innen-
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durchmesser hat, der etwas grösser als der
Durchmesser der Öffnung 12 ist. In den Ring
13 ist ein an seiner Innenseite mit einem
Innengewinde versehener Formring 14 ein- gesetzt, der auf der Bodenplatte 11 auf- liegt.
Wie Fig. 1 zeigt, weist der Formring
14 in seiner Bohrung ein Standard-Glasinnen- gewinde auf, wie es an Ausgüssen von Glas- behältern od. dgl. üblich ist. Auf der oberen
Fläche des Formringes 14 liegt ein zugeordneter Formkopfteil 15 auf, der einen nach unten ragenden Ansatz trägt, welcher auf einem dem mit Gewinde versehenen Teil des Formringes 14 entsprechenden Teil seiner Länge ein Aussengewinde aufweist und mit einem Kegelstumpfteil endigt. Bei zu- sammengestellter Form liegt der das Aussenge- winde tragende Teil des Formkopfes 15 ge- genüber der das Innengewinde aufweisenden Innenfläche des Formringes 14.
Der Aussen- durchmesser des Aussengewindeteiles des Formkopfes ist entsprechend kleiner als der Innendurchmesser der Innengewindefläche des Formringes 14, so dass zwischen den beiden Formteilen ein der vorbestimmten Wandstärke des Gewindeteiles des fertigen Stutzens entsprechender Ringraum oder Ringspalt frei bleibt. Der Formkopf 15 hat einen Ringansatz 15', dessen Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Formringes 14 ist und der zur Zentrierung des Formkopfes 15 im Formring 14 dient. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, erstreckt sich durch den Formkopf 15 ein axialer Luftkanal 17 und das untere Ende des Kegelstumpf teiles 16 weist ein Innengewinde zum Einschrauben eines Rohres 22 auf, durch das eine allfällige Verstopfung des Luftkanals durch Polyäthylenteilchen während des Formungsvorganges verhindert wird.
An der Form sind nicht dargestellte Klemmorganie zum Zusammenspannen der Formteile vorgesehen, die mit einem Ansatz 21 an der oberen Fläche des Formkopfteiles 15 zusammenwirken. Der Ansatz 21 kann sechseckige oder quadratische Umrissform haben, um die Zerlegung der Formteile zu erleichtern. Wie ersichtlich, sind die Wand. stärken des Formringes 14 und des Formkopfteiles 15 im Vergleich zur Dicke der Bodenplatte 11 verhältnismässig gross, wodurch diese Teile eine erhöhte Wärmespeicherungs- fähigkeit erhalten, welche die Sinterung und beginnende Verschmelzung des Polyäthylen- pulvers während dss Formungsvorganges begünstigt.
Während des Formens weist die Fläche 18 der Bodenplatte 11 des Formsatzes nach oben, der Formsatz liegt also umgekehrt wie in Fig. 1 dargestellt. Nachdem nun der Formsatz durch Erhitzen auf geeignete Temperatur gebracht worden ist, vorzugsweise durch Vorerhitzen in erforderlichem Ausmass, wird Poly- äthylenpulver im Überschuss auf die Form aufgebracht, vorzugsweise durch Pressen und
Streichen gegen die Fläche 18 der Formboden- platte 11 und in den Ringraum zwischen dem
Formkopfteil 15 und dem Formring 14. Der hiebei entstehende geformte Polyäthylenaus- gussstutzen ist im folgenden mit 20 bezeichnet.
Nach der Fertigstellung des mit Innen- und Aussengewinde versehenen Polyäthylenstutzens werden die Klemmorgane vom Formsatz abgenommen und der Formkopf 15 wird aus dem Stutzen herausgeschraubt. In gleicher Weise wird der Formring 14 vom geformten Stutzen abgeschraubt. Schliesslich wird die Bodenplatte 11 vom geformten Stutzen getrennt.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Formsatz ver- anschaulich, der sich zur Verwendung bei der Herstellung von geformten Deckeln für aus Polyäthylen geformte Behälter oder Fässer eignet und mit dem in einem Formvorgang mit dem Deckel aus einem Stück bestehende Stutzen der in Fig. 1 veranschaulichten Art geformt werden können. Zu dem in den Fig.
2 und 3 gezeigten Formsatz gehört eine Deckelformplatte 31 mit öffnungen 32a und 32b. Dies. e öffnungen, welche eine gleiche oder gemäss der Darstellung eine verschiedene Grösse haben können, sind vorzugsweise einander diametral gegenüber und verhältnismässig nahe dem äusseren Rand der Deckelformplatte 31 angeordnet. An einer Fläche des Deckelformkörpers sind die Öffnungen 32a und 32b in einem Abstand umgebende Halteringe 33a bzw. 33b befestigt. Die Öffnungen 32a und 32b und die ihnen zugeordneten Formteile sind in ihren Abmessungen und ihren gegenseitigen Grössenverhältnissen so bemessen, dass ein Ausgussstutzen mit verhältnismässig kleinem Öffnungsdurchmesser und ein Füllstutzen mit verhältnismässig grossem Öffnungsdurchmesser geformt wird.
In die Halteringe 33a und 33b sind mit Innengewinde versehene Formringe 34a bzw. 34b eingesetzt. Auf den oberen Flächen dieser Gewindeformringe 34a und 34b liegen Formkopfteile 35a bzw. 35b auf, die einen mit einem Aussengewinde versehenen Teil aufweisen und ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Formkopfteil 15 gestaltet sind. Der Gewindeteil jedes Formkopfes kann zentriert in den zugeordneten Innengewindeformring 34a bzw.
34b eingesetzt werden. Ein Klemmbalken 36 mit öffnungen 37 a und 37b zur Aufnahme von an der oberen Fläche der Formköpfe 35a bzw. 35b vorgesehenen Ansätzen 41a bzw. 41b dient zum Zusammenspannen der verschiedenen Teile des Formsatzes. Das Zusammenspannen der Formsatzteile wird durch Gewindebolzen 38a und 38b bewirkt, die an derselben Seite wie die Halteringe 33a und 33b
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an der Deckelformplatte 31 angeschweisst sind. Wenn die Formteile gemäss Fig. 3 zur vollständigen Form zusammengesetzt sind, ragen die Gewindebolzen 38a und 38b durch Öffnungen 39a bzw. 3 ? b im Klemmbalken 36 hindurch und dieser kann durch auf die Bolzen 38a und 38b aufgeschraubte Muttern 40a bzw. 40b gegen die Formkopfteile 35a und 35b gepresst werden.
Zur einstückigen Formung eines Deckels samt Stutzen aus Polyäthylen mit am Stutzen gleichzeitig ausgebildeten Aussen- und Innengewinden wird der Formsatz in einer im Vergleich zur Darstellung in Fig. 3 umgekehrten Lage verwendet. Nach vorhergegangener Erhitzung der Form auf eine geeignete, zum beginnenden Schmelzen und Zusammenfliessen der Polyäthylenteilchen unter später näher beschriebenen Bedingungen ausreichende Temperatur wird Polyäthylenpulver, vorzugsweise durch streichenden Druck, auf die Fläche der Deckelform und in die Ringräume zwischen den Innengewindeformringen 34a bzw. 34b und den Formköpfen 35a bzw. 35b gepresst.
Durch die Formköpfe 35a und 35b gehen Luftkanäle der in Fig. 1 dargestellten Art, so dass bei der Vereinigung des in Fig. 3 angedeuteten Polyäthylendeckels 42 mit einem an einem Ende offenen Polyäthylenbehälter im zugehörigen Formsatz während der Verschmel- zung oder Verschweigung des getormten Deckelteiles mit dem geformten Behälterteil der Druck im Innern des nunmehr geschlossenen Behälters gegenüber dem äusseren Luftdruck im wesentlichen gleich bleibt.
Die Formteile müssen aus einem geeigneten Material bestehen, das einer Temperatur in einem Bereich von 149-246a C ohne Verformung durch die Hitze standhält und gleichzeitig eine verhältnismässig hohe Wärmeleitfähigkeit bei genügend grosser Wärmespeicherungsfähigkeit besitzt.
Die Wärmeleitfähigkeit, die Wärmespeicherungsfähigkeit und die Materialmasse der Form sind wichtige Faktoren für die Bemessung der Menge von pulverisiertem Poly- äthylen, welches in der Form in einem Arbeitsvorgang, d. h. im Zeitraum zwischen einer Erhitzung und der nächsten Nacherhitzung, erweicht oder gesintert und mehr oder weniger zum Zusammenfliessen zu einer geformten Schicht oder einem Körper aus Polyäthylen gebracht werden kann. Es werden gewöhnlich Metallformen bevorzugt, in welchen umso mehr Hitze gespeichert, d. h. in einem gegebenen Zeitraum zwischen zwei Erhitzungen in der Form umso mehr Poly- äthylenpulver gesintert und zu einer Schicht geformt werden, je dicker die Wände der Form sind.
Gleichzeitig muss aber darauf geachtet werden, dass die Form nicht so weit überhitzt wird, dass sich das Polyäthylen oder der jeweils verwendete thermoplastische Stoff zersetzt. Zur Herstellung der Formteile sind unter ändern Werkstoffen Eisen und Stahl verschiedener Art, Gusseisen, rostfreier Stahl, metallumhüllte Werkstoffe, Aluminium, Kupfer usw. geeignet. Die Formen sollen im allgemeinen aus einem Material hergestellt sein, das sich von dem daran geformten Polyäthylen leicht ablöst oder an dem Polyäthylen nicht fest anhaftet.
Zur Erleichterung der Abnahme des geformten Polyäthylengegenstandes von der Oberfläche der Form kann diese zweckmässig vor der Aufbringung des Polyäthylenpulvers mit einem geeigneten Formablösemittel für Polyäthylen, z. B. mit einer Silikonverbindung in Form einer Flüssigkeit oder einer Paste überzogen werden.
Bei der beschriebenen, bevorzugten Aus- führung weist die Form für den Stutzen einen zweckmässig aus Gusseisen hergestellten Innen- kern oder Formkopfteil 15 mit verhältnis- mässig dickem Querschnitt auf, der eine re- lativ grosse Wärmemenge speichern kann. Der eine Innengewindeformfläche aufweisende
Ringteil 14 ist aus Stahl oder Gusseisen her- gestellt. Der ebene Formteil 11, der entweder eine der Verwendung als Bodenplatte zur Her- stellung des Deckels eines aus Polyäthylen geformten Behälters entsprechende Form und
Grösse hat oder bei Verwendung zur Her- stellung von getrennt geformten Stutzen mit kleinerem Durchmesser ausgeführt ist, kann aus einer verhältnismässig dünnen Stahlplatte, z. B. mit einer Dicke von etwa 2, 8 bis 4, 4 mm bestehen.
Die Stoss- und Berührungsflächen der Formteile 11, 14 und 15 sind maschinell oder auf andere Weise poliert, um im zusammengesetzten Zustand beim Formungsvorgang eine dichte Anlage der Flächen zu gewährleisten.
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