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Verfahren und Form zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern und nach dem Verfahren hergestellter Kunststoff-Hohlkörper
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Bällen,Polsterungen, Schwimmgürtel od. dgl., die einen inneren Überdruck aufweisen, und bei dem in eine Form der Kunststoff in Pastenform eingebracht und darauf letzterer unter ständiger Bewegung der Form um ihre verschiedenen Achsen auf die Reaktionsteniperatur aufgeheizt wird, dadurch erreicht, dass nach dem Einbringen der Kunststoffpaste und Schliessen der Form in diese Pressluft eingeblasen wird, deren Druck dem nach Fertigstellung gewünschten Überdruck im Hohlkörper entspricht, worauf das Verfahren in bekannter Weise durchgeführt'wird.
Die so nach der Erfindung vorbereitete Form wird in bekannter Weise erhitzt, wobei die Kunststoffmasse dünnflüssiger wird. Die Masse polymerisiert schliesslich, wobei der Hohlkörper nach Abkühlung entnommen werden kann. Dadurch dass im Innern des Hohlkörpers bereits der erforderliche Überdruck vorhanden ist, entfällt also das bisher angewendete Durchstechen der Wandung mit Hilfe einer Injektionsnadel zwecks Herstellung des erforderlichen Überdruckes. Der Hohlkörper ist vielmehr nach dem Verlassen der Form bis auf ein geringfügiges Nacharbeiten, auf welches weiter unten nochmals eingegangen wird, gebrauchsfertig.
Das im vorstehenden angegebene Verfahren kann nicht nur zur Herstellung von runden KunststoffHohlkörpern, wie beispielsweise Bällen, Verwendung finden, sondern auch zur Herstellung von flachen Kunststoff-Hohlkörpern, beispielsweise Matratzen, Polsterungen, Schwimmgürtel od. dgl., dienen.
Zur Herstellung von flachen Kunststoff-Hohlkörpern wird eine aus mindestens zwei Teilen bestehende Form verwendet, bei der an der einen Formhälfte in der Wandung eine Bohrung vorhanden ist, und die einen zur Absperrung der durch die Bohrung eingefüllten Druckluft geeigneten Hahn od. dgl. aufweist, wobei im Innenraum der Form z. B. Wände, Stifte, zur Unterteilung des Kunststoff-Hohlkörpers ange- ordnet sind. Solche Stifte können, vorzugsweise regelmässig verteilt auf der einen Formhälfte zum Halten von Kunststoffschlauchstücken angebracht sein.
Die Form kann ferner so ausgebildet sein, dass die Höhe der Querwände geringer als der Abstand der die Querwände tragenden Innenwand von der gegenüberliegenden Wand der Form ist. Auch können die beiden Formhälften durch einander gegenüberliegende Querwände unterteilt sein, zwischen denen bei zusammengesetzter Form ein Abstand verbleibt.
In den Fig. 1 - 10 der Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Form zur Herstellung von Bällen. Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine zweiteilige Form mit Stiften zur Aufnahme von Kunststoffschlauchstücken. Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Kunststoffkörper, der mit der Form nach Fig. 2 hergestellt ist. Fig. 4 ist die Ansicht des in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Hohlkörpers. Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine zweiteilige Form mit Unterteilung durch Wände. Fig. 6 ist die Draufsicht auf einen Formteil, welcher die Unterteilungswände trägt. Fig. 7 ist die Rückansicht eines in einer Form nach den Fig. 5 und 6 hergestellten, aus einzelnen Hohlkörpern bestehenden Gesamtkörpers. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines solchen Körpers.
Fig. 9 zeigt im Teilschnitt die Ausführung der Form für einen Kunststoff-Hohlkörper ähnlich Fig. 8, bei dem jedoch die einzelnen Hohlkörper in der Mitte ihrer Höhe durch Stege verbunden sind. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Körpers, der in einer Form nach Fig. 9 hergestellt wurde.
Die Form nach Fig. l besteht aus zwei Halbkugeln 1 und 2. Die Halbkugel 1 hat einen ringförmigen Ansatz 3, während in der Halbkugel 2 eine entsprechende Eindrehung 4 vorgesehen ist. Für die Durchführung des Verfahrens ist es von Wichtigkeit, dass der Ansatz 3 und die korrespondierende Ausdrehung 4 mit grösster Sauberkeit gearbeitet sind. Um einen ringförmigen Ansatz an der Aussenseite des Balles zu vermeiden, müssen die beiden Formhälften auf gleichen Innendurchmesser geschliffen werden, so dass praktisch die Herstellung der Bälle erfolgen kann, ohne dass es notwendig wäre, die Bälle selbst noch nachzuarbeiten. Eine der beiden Formhälften, beispielsweise die Formhälfte 1, hat eine Durchbohrung 5 für die einzuführende Druckluft sowie ein Absperrmittel 6.
Die Innenkugelfläche der beiden Hälften 1 und 2 muss möglichst blank poliert sein. So hat es sich beispielsweise bewahrt, wenn man die beiden Kugelhalften auf der Innenseite verchromt. Die in die Form eingebrachte Kunststoffmasse wird durch Erhitzen der Form auf die Polymerisationstemperatur von etwa 180 bis 2000 C gebracht. Auf der Innenwand der beiden Hohlkugeln bildet sich eine feste Schicht aus dem Kunststoff. Dadurch dass die Form während des Erhitzungsvorganges ständig um ihre verschiedenen Achsen bewegt wird, fliesst unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte und vor allem unter Wirkung des verhältnismässig hohen Druckes im Inneren des Balles die Masse auch in die Bohrung 5 bis zur Abschlussstelle im Absperrorgan 6, also beispielsweise bis zu dem Hahnkegel oder dem Ventilkegel.
Im festen Zustand, d. h. nach Abkühlung der Form, hat der Ball einen zapfen- förmigen Ansatz, der durch das Einfliessen der Kunststoffmasse in die Bohrung 5 gebildet wurde. Dieser
Ansatz wird beim Herausnehmen des Balles aus der Form abgeschnitten. Die letzten Reste des warzenför- migen Ansatzes können verputz werden, so dass man von aussen kaum die Stelle erkennen kann, an der sich der Ansatz befand.
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Schneidet man einen nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Ball auf, so bemerkt man auf der Innenseite zunächst nicht, wo der Einführungskanal war. Erst im durchscheinenden Licht sieht man an der Materialstruktur, dass es sich um die Lufteinlassstelle handelt. Zu bemerken ist, dass während des Erhitzens im Innern des Balles ein Überdruck herrscht, der ein Vielfaches des Druckes im kalten Zustand ist.
Wenn also beispielsweise der Innendruck beim Einlassen der Druckluft bzw. nach Erkalten des Balles 1 - 2 atü beträgt, so ist während des Erhitzens der Druck beispielsweise 10 atü, weil sich die Luft unter der starken Erhitzung entsprechend ausdehnt und dadurch ihren Druck erhöht. Mit der Abkühlung nimmt dieser Überdruck ab und geht schliesslich auf den normalen Druck von beispielsweise 1 bis 2 atü zurück.
Es liegt auf der Hand, dass das Verfahren nach der Erfindung nur dann erfolgreich sein kann, wenn dafür Sorge getragen wird, dass in der Zeit, in der die Kunststoffmasse noch pastenförmig ist, diese Pa- ste nicht unter dem hohen Luftdruck an der Zusammensetzungsstelle der beiden Formhälften nach aussen aus der Form herausgedrückt wird. Zu diesem Zweck ist es unbedingt notwendig, dafür zu sorgen, dass die beiden Ballhälften äusserst sauber aufeinander passen. Dies erreicht man in bekannter Weise durch sorgfältiges Einschleifen der Dichtungsstellen.
Die Form nach Fig. 2 besteht aus zwei Teilen, u. zw. einem Teil 7 und einem Deckelteil 8. Letzte- rer hat eine Bohrung 9 zum Einfüllen von Pressluft und einen Hahn 10, durch den die eingefüllte Pressluft abgesperrt werden kann. Der Formteil 7 trägt Stifte 11, auf welche Kunststoffrohrstücke oder-schlauch- stücke 12 geschoben sind. Die Lange dieser Kunststoffrohre ist derart bemessen, dass sie von der Innenseite des Formteiles 7 bis zur Innenseite des Formteiles 8 reichen. Nach Durchführung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens kann man der Form einen Körper entnehmen, wie er in Fig. 3 im Schnitt dargestellt ist.
Man erkennt, dass dieser Körper 13 eine Anzahl Stützen 14 hat, deren Inneres eine Bohrung 15 aufweist. Diese Bohrung ist nichts anderes als der Innenraum des in Fig. 2 dargestellten Schlauches 12, der sich bei der Herstellung mit dem den Hohlkörper bildenden Kunststoff zu einer Einheit verschmolzen hat. Beim Herausnehmen des Körpers 13 aus der Form wird der Körper mit den Stützen 14 von den Stiften 11 (Fig. 2) abgezogen. In Fig. 4 erkennt man an der Stelle 15 die Bohrungen, in denen bei der Herstellung die Stifte 11 sassen.
Die Form nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Form dadurch, dass der Formteil 16 durch Langs- und Querwände 17 in einzelne Hohlräume 18 unterteilt ist. Man erkennt aus Fig. 5, dass die Höhe der Wände 17 geringer als die lichte Höhe zwischen der Innenfläche des Formteiles 16 und der Innenfläche des Formteiles 8 ist. Es entsteht also ein flacher Raum 19, der bei der Durchführung des Verfahrens die Bildung einer Kunststoffplatte 20 ermöglicht, wie sie in der Fig. 8 durch die strichlierte Linie angedeutet ist. Durch die einzelnen Abteilungen 18 werden für sich druckmässig abgeschlossene Kunststoffkörper 21 gebildet, die jedoch durch die Platte 20 zu einer Einheit zusammengehalten werden. Diese Körper 21 sind druckmässig völlig unabhängig voneinander.
Je nach der gewählten Wandstärke und dem Innendruck drücken sich die Wandungen mehr oder weniger nach aussen, wie dies in den Fig. 7 und 8 durch die Kreise 22 angedeutet ist.
Eine Abänderung eines Körpers nach Fig. 8 kann man mit Hilfe der in Fig. 9 im Teilschnitt dargestellten Form erhalten. Es sind hier zwei Formhälften 23 und 24 vorhanden, welche jede für sich Längsund Querwände 25 bzw. 26 trägt. Man erkennt aus der Figur, dass zwischen den Enden der Wände 25 und der Wände 26 ein Zwischenraum 27 entsteht, welcher dem Raum 19 in Fig. 5 entspricht. Bei Durchführung des Verfahrens bilden sich in dem Raum 27 durchgehende Streifen 28 (Fig. 10), welche die einzelnen druckmässig selbständigen Körper 29 zu einer Einheit zusammenhalten.
Derartige flächenförmige Hohlkörper, wie sie etwa in Formen nach den Fig. 5 und 6 bzw. 9 hergestellt und in den Fig. 7, 8 und 10 dargestellt sind, lassen sich vielseitig verwenden. So können beispielsweise derartige Hohlkörper in grossen Stücken geliefert werden, wobei dann der verarbeitende Tapezierer oder Polsterer in der Lage ist, sich je nach dem vorliegenden Bedürfnis entsprechend grosse Stücke abzuschneiden. Er ist also z. B. in der Lage, von demselben Halbfabrikat schmale Streifen für Armlehnenpolster abzuschneiden oder mehr quadratische Stücke für Sitzpolster od. dgl. Es entfällt also die bisherige Arbeit, Polster besonderer Grösse herzustellen und man ist in der Lage, ausgehend von einem von der Kunststoffirma gelieferten Halbfabrikat sich jede gewünschte Form in einfachster Weise abzuschneiden.
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Method and mold for the production of plastic hollow bodies and plastic hollow bodies produced by the method
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Balls, padding, swimming belts or the like, which have an internal overpressure, and in which the plastic is introduced into a mold in paste form and the latter is then heated to the reaction temperature with constant movement of the mold around its various axes, achieved by the fact that after the introduction of the plastic paste and closing of the mold is blown into this compressed air, the pressure of which corresponds to the desired overpressure in the hollow body after completion, whereupon the method is carried out in a known manner.
The form thus prepared according to the invention is heated in a known manner, the plastic mass becoming thinner. The mass finally polymerizes, and the hollow body can be removed after cooling. Because the required overpressure is already present in the interior of the hollow body, the previously used piercing of the wall with the aid of an injection needle for the purpose of producing the required overpressure is dispensed with. Rather, after leaving the mold, the hollow body is ready for use, with the exception of a slight reworking, which will be discussed again below.
The method specified above can be used not only for the production of round plastic hollow bodies, such as balls, but also for the production of flat plastic hollow bodies, for example mattresses, upholstery, swimming belts or the like.
To produce flat plastic hollow bodies, a mold consisting of at least two parts is used, in which there is a bore in the wall of one mold half and which has a tap or the like suitable for shutting off the compressed air filled in through the bore, wherein in the interior of the form z. B. walls, pins, are arranged to subdivide the plastic hollow body. Such pins can be attached, preferably evenly distributed, on one mold half for holding pieces of plastic tubing.
The mold can also be designed such that the height of the transverse walls is less than the distance between the inner wall carrying the transverse walls and the opposite wall of the mold. The two mold halves can also be divided by opposing transverse walls, between which a distance remains when the mold is assembled.
Several exemplary embodiments of the invention are illustrated in FIGS. 1-10 of the drawings.
Fig. 1 shows a mold for making balls. Fig. 2 is a section through a two-part mold with pins for receiving pieces of plastic tubing. FIG. 3 is a cross section through a plastic body made with the mold of FIG. Fig. 4 is the view of the hollow body shown in Fig. 3 in section. Fig. 5 is a section through a two-part mold divided by walls. Figure 6 is a top plan view of a molding which supports the partition walls. 7 is the rear view of an overall body made in a mold according to FIGS. 5 and 6 and consisting of individual hollow bodies. Fig. 8 is a perspective view of such a body.
FIG. 9 shows in partial section the design of the mold for a plastic hollow body similar to FIG. 8, in which, however, the individual hollow bodies are connected in the middle of their height by webs. FIG. 10 is a perspective view of a body made in a mold of FIG. 9.
The shape according to FIG. 1 consists of two hemispheres 1 and 2. The hemisphere 1 has an annular extension 3, while a corresponding recess 4 is provided in the hemisphere 2. For the implementation of the method it is important that the approach 3 and the corresponding recess 4 are made with the greatest possible cleanliness. In order to avoid a ring-shaped approach on the outside of the ball, the two halves of the mold must be ground to the same inner diameter so that the balls can practically be produced without the need to rework the balls themselves. One of the two mold halves, for example the mold half 1, has a through hole 5 for the compressed air to be introduced and a shut-off means 6.
The inner spherical surface of the two halves 1 and 2 must be polished as brightly as possible. For example, it has proven to be successful if the two halves of the ball are chrome-plated on the inside. The plastic compound introduced into the mold is brought to the polymerization temperature of about 180 to 2000 ° C. by heating the mold. A solid layer of the plastic forms on the inner wall of the two hollow spheres. Because the mold is constantly moved around its various axes during the heating process, the mass flows under the effect of centrifugal forces and especially under the effect of the relatively high pressure inside the ball into the bore 5 up to the termination point in the shut-off element 6, for example up to the stopcock cone or the valve cone.
In the solid state, i.e. H. After the mold has cooled down, the ball has a peg-shaped attachment which was formed by the flow of the plastic compound into the bore 5. This
Approach is cut off when removing the ball from the mold. The last remnants of the wart-shaped approach can be plastered, so that from the outside you can hardly see the place where the approach was.
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If you cut open a ball produced according to the above process, you initially do not notice on the inside where the insertion channel was. Only in the translucent light can you see from the material structure that this is the air inlet point. It should be noted that when the ball is heated, there is an overpressure that is a multiple of the pressure in the cold state.
If, for example, the internal pressure when the compressed air is let in or after the ball has cooled down is 1 - 2 atmospheres, the pressure during heating is, for example, 10 atmospheres, because the air expands accordingly under the intense heating and thereby increases its pressure. This overpressure decreases as it cools down and finally returns to the normal pressure of, for example, 1 to 2 atmospheres.
It is obvious that the method according to the invention can only be successful if care is taken that during the time when the plastic compound is still pasty, this paste is not exposed to the high air pressure at the point of assembly both mold halves is pushed outwards out of the mold. For this purpose, it is absolutely necessary to ensure that the two halves of the ball fit together extremely neatly. This can be achieved in a known manner by carefully grinding in the sealing points.
The form of Fig. 2 consists of two parts, u. between a part 7 and a cover part 8. The latter has a bore 9 for filling in compressed air and a tap 10 through which the compressed air that is filled in can be shut off. The molded part 7 carries pins 11 onto which plastic pipe pieces or hose pieces 12 are pushed. The length of these plastic pipes is dimensioned such that they extend from the inside of the molded part 7 to the inside of the molded part 8. After the method according to the invention has been carried out, a body can be removed from the mold as shown in section in FIG.
It can be seen that this body 13 has a number of supports 14, the interior of which has a bore 15. This bore is nothing other than the interior of the tube 12 shown in FIG. 2, which has fused to form a unit with the plastic forming the hollow body during manufacture. When removing the body 13 from the mold, the body with the supports 14 is pulled off the pins 11 (FIG. 2). In FIG. 4, at point 15, one can see the bores in which the pins 11 were seated during manufacture.
The shape according to FIGS. 5 and 6 differs from the shape described above in that the molded part 16 is divided into individual cavities 18 by longitudinal and transverse walls 17. It can be seen from FIG. 5 that the height of the walls 17 is less than the clear height between the inner surface of the molded part 16 and the inner surface of the molded part 8. A flat space 19 is thus created which, when the method is carried out, enables a plastic plate 20 to be formed, as is indicated in FIG. 8 by the dashed line. The individual compartments 18 form plastic bodies 21 which are closed in terms of pressure, but which are held together by the plate 20 to form a unit. These bodies 21 are completely independent of one another in terms of pressure.
Depending on the selected wall thickness and the internal pressure, the walls press themselves more or less outwards, as indicated in FIGS. 7 and 8 by the circles 22.
A modification of a body according to FIG. 8 can be obtained with the aid of the shape shown in partial section in FIG. There are two mold halves 23 and 24, each of which carries longitudinal and transverse walls 25 and 26, respectively. It can be seen from the figure that an intermediate space 27 is created between the ends of the walls 25 and the walls 26, which space corresponds to the space 19 in FIG. When the method is carried out, continuous strips 28 (FIG. 10) are formed in space 27, which hold the individual bodies 29, which are independent in terms of pressure, together to form a unit.
Such sheet-like hollow bodies, such as those produced, for example, in shapes according to FIGS. 5 and 6 or 9 and shown in FIGS. 7, 8 and 10, can be used in many ways. For example, hollow bodies of this type can be supplied in large pieces, in which case the upholsterer or upholsterer who processes them is then able to cut off correspondingly large pieces, depending on the present requirement. So he is z. B. able to cut narrow strips for armrest cushions or more square pieces for seat cushions or the like from the same semi-finished product. So the previous work to produce special size cushions is eliminated and you are able to start from a semi-finished product supplied by the plastics company cut off any desired shape in the simplest way.
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