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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem
Kunststoff
Es sind verschiedene Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen durch Sintern bekannt, bei welchen durch Erhitzen der Formwandungen eine Schicht von geschmolzenem Kunststoff gebildet wird, welche in der Folge durch Abkühlen von den Formwandungen gelöst und aus der Form entfernt wird.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, nach dem mehrere dünne Kunststoffschichten nacheinander in einem
Hohlkern geformt werden, indem man diesen Hohlkern in einem Ofen erhitzt, darauf aus dem Ofen entfernt und mit einem feinverteilten Thermoplast in Berührung bringt und, spätestens wenn sich kein Thermo- plast mehr auf der Wand absetzt, das ganze Verfahren wiederholt. Dabei ist ein fester Verbund zwischen den einzelnen Schichten jedoch deshalb nicht mit Sicherheit gewährleistet, weil beim Niederschmelzen der zweiten und der folgenden Schichten der an die bereits vorhandene Schicht angrenzende Teil der folgenden
Schicht nicht in verlässlicher Weise vollkommen niedergeschmolzen wird und sich mit der während der Überführung der Form aus dem Kunststoffbehälter in den Ofen bereits äusserlich erstarrten vorhandenen
Schicht nicht verschmilzt.
Darüber hinaus ist es notwendig, den starkwandigen Kern auf relativ hohe Temperaturen zu bringen, um für das nachfolgende Anschmelzen von pulverförmigem thermoplastischen Material ausserhalb des Ofens genügend Wärmeinhalt zu besitzen.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem solchen Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Sintern, bei welchem auf die erhitzte Wand einer bewegten Hohlform zerkleinerte Kunststoffe nacheinander aufgebracht und geschmolzen werden, worauf der so gebildete Hohlkörper nach Abkühlung aus der Form entfernt wird. Ziel der Erfindung ist es, Gegenstände herzustellen, deren Aussenwandungen und Innenwandungen verschiedene Farben aufweisen, oder aus Material von zwei verschiedenen Arten oder Qualitäten bestehen. Von einer Milchkanne wird beispielsweise gefordert, dass möglichst wenig Licht in das Innere der Kanne eintritt und es sollte daher eine derartige Kanne aus einem dunkel gefärbten Material bestehen. Anderseits ist es aber im Hinblick auf die Reinhaltung derartiger Kannen erwünscht, dass die Innenflächen weiss sind.
Weiters ist es erwünscht, dass eine solche Kanne eine möglichst hohe Festigkeit aufweist und es sollte daher die äussere dunkel gefärbte Wand aus einem Material hergestellt werden, welches hinsichtlich seiner Festigkeit diesen Anforderungen entspricht. Derartige Materialien sind aber nun nach dem Sinterformverfahren schwer schmelzbar und geben daher nicht die glatte und porenfreie Oberfläche, die mit Hinsicht auf eine gründliche Reinigung erwünscht ist. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäss in einem einzigen Erhitzungsvorgang unmittelbar nacheinander Kunststoffe zur Bildung der Aussen-bzw. Innenwand des Hohlkörpers in die Form eingebracht.
Durch das dauernde Erhitzen der Form bei der Ausbildung der verschiedenen, den Kunststoffgegenstand aufbauenden Schichten wird in verlässlicherer Weise ein inniger Verbund zwischen den Schichten erzielt, als dies bei Verwendung eines Kerns möglich ist, der zwischen dem Aufbringen der verschiedenen Schichten des thermoplastischen Kunststoffes immer wieder von neuem erhitzt werden muss. Es ergibt sich somit, dass beim ermdungsgemässen Verfahren, bei welchem während d : r Herstellung des Kunststoffgegen-' standes die Form dauernd erhitzt wird, die Nachteile, welche bekannt-n Verfähren anhafteten, nicht auftreten, da die bereits vorhandene Schicht sich noch im Schmelzintervall befindet, wenn der Kunststoff, welcher die zweite Schicht bilden soll, in die Form eingebracht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren besitzt aber auch den Vorteil, dass in Anbetracht des dauernden Erhitzens der Form, dünnwandige Formen verwendet werden können und das Erhitzen der Form so vorgenommen werden kann, dass die Temperatur der Formwandung zu keiner Überhitzung des thermoplastischen Kunststoffes führt. Ein solches Arbeiten war naturgemäss bei Verwendung eines starkwandigen Kernes, welcher auf relativ hohe Temperaturen gebracht werden musste, nicht möglich. Selbstverständlich können mit einem erfindungsgemässen Verfahren auch dickere Schichten nacheinander aufgebracht werden.
Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren mit einer bewegbaren Hohlform durchführen, wobei erfindungsgemäss mit dieser Hohlform ein entleerbarer Behälter für feinverteilten Kunststoff verbunden ist. Hiebei kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die zum Inneren der Hohlform
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führende Öffnung des Behälters durch eine Membran bzw. Folie abgeschlossen sein, die bei einer vorbestimmten Temperatur in der Form schmilzt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung stellen eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung dar, die Fig. 3 und 4 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform und Fig. 5 stellt eine weitere Ausführungsform dar.
In den Fig. l und 2 ist die eigentliche Hohlform mit1 und der obere, zur Entfernung des Fertigproduktes abnehmbare Teil mit 2 bezeichnet. Das zur Bildung der Aussenwand eines Kunststoffgegenstandes in die Form eingebrachte, feinverteilte Kunststoffmaterial ist mit 3 bezeichnet. Ein Behälter 4 ist mit der Hohlform 1 verbunden und enthält Kunststoffmaterial von einer, von der Farbe bzw. Qualität des Materials 3 verschiedenenen Farbe und bzw. oder Qualität. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist der Behälter 4 mit einem Verschluss für seine nach unten gerichtete Öffnung versehen, welcher aus einer Membran od. dgl. 5 aus einem Material besteht, welches bei einer vorbestimmten Temperatur in der Form schmilzt, wodurch der Behälter 4 geöffnet wird und sein pulverförmiger Inhalt in die Hohlform fällt.
Die Hohlform 1 ist in einem Rahmen 6 drehbar gelagert. Ein Antrieb 7 ist für die Bewegung oder Drehung des Rahmens ss und bzw. oder der Form vorgesehen. Der Rahmen ss ist zusammen mit der FormJf in einem gegebenenfalls fahrbaren Gestell 8 angeordnet.
In den Fig. 3 und 4 ist mit 9 eine Hohlform bezeichnet, welche einen abnehmbaren oberen Teil 10 aufweist. Die Form 9 ist in einem Rahmen 11 gelagert und um eine Achse 12 drehbar. Der Rahmen 11 ist schwenkbar oder kippbar in einem Traggestell13 auf einem Fahrgestell 14 angeordnet. Die Schwenkbzw. Kippachse des Rahmens 11 ist mit 15 bezeichnet. Das Fahrgestell 14 ist mit einem Antrieb 16 versehen, welcher mittels eines Gelenkes 17 mit der Form verbunden ist, sodass die letztere in Drehung versetzt werden kann. Der Antrieb 16 kann während der Drehbewegung der Form mittels eines Kolbens 18 bzw. eines hydraulischen Zylinders 19 angehoben oder abgesenkt werden.
In Fig. 5 ist eine Form 20 mittels eines Klemmorganes 21 in einem Ring 22 eingespannt. Dieser Ring hat an seiner Aussenseite eine Verzahnung und ist auf Rollen gelagert und durch die Zahnräder 23 angetrieben, welche in einem fest mit einem Aussenrahmen 24 verbundenem Gestell od. dgl., angeordnet sind.
Dieser Rahmen 24 ist mit einer Hohlwelle 25 versehen, welche mit einem Antrieb 26 für die Drehbewegung des Rahmens 24 verbunden ist. Durch die Hohlwelle 25 erstreckt sich eine Welle 27, welche mit einem Zahnrad28versehen ist, das mit einem Zahnrad 29 zusammenwirkt. Dieses Zahnrad 29 weist einen Schwenk- zapfen mit einem Kegelzahnrad 30 auf, von welchem der Antrieb über ein weiteres Zahnrad und eine Kette auf den Ring 22 übertragen wird, so dass dieser Ring 22 in Drehung versetzt wird. Die ganze Anordnung ist auf einem Fahrgestell 31 untergebracht.
Zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens mittels der beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung, wird so vorgegangen, dass zuerst die Hohlform mit der erforderlichen Menge an Rohmaterial derjenigen Qualität und Farbe gefüllt wird, aus welcher die äussere Schicht oder Wand des Gegenstandes bestehen soll. Bei der Sinterung bildet sich sodann eine Schicht an der Formwand, worauf unmittelbar nach Bildung dieser Schicht der in der Form vorgesehene innere Behälter geöffnet wird, wodurch sein Inhalt ohne Unterbrechung der Sinterungsprozesse, in die Form eingebracht wird. Der innere Behälter kann, wie in Fig. 1 dargestellt ist, automatisch betätigt werden, beispielsweise dadurch, dass dieser Behälter mit einer schmelzbaren Membran verschlossen wird.
Das Öffnen des inneren Behälters kann aber auch auf andere Weise erfolgen, u. zw. beispielsweise mittels einer automatischen Vorrichtung, welche den Behälter nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit öffnet.
Zur Ausführung des Verfahrens sind bestimmte Vorrichtungen erforderlich, mittels welcher die Form bzw. die Formen in eine nach zwei Richtungen gerichtete, nichtrhythmische Bewegung versetzt werden, oder mittels welcher der Form oder den Formen eine Drehbewegung und gleichzeitig eine langsame nichtrhythmische Schaukelbewegung erteilt wird, so dass das Kunststoffpulver während des Sinterungsprozesses gleichmässig auf alle Formwandungen verteilt wird.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Sintern, bei welchem auf die erhitzte Wand einer bewegten Hohlform zerkleinerte Kunststoffe nacheinander aufgebracht und geschmolzen werden, worauf der so gebildete Hohlkörper nach Abkühlung aus der Form entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzigen Erhitzungsvorgang unmittelbar nacheinander Kunststoffe zur Bildung der Aussen- bzw. Innenwand des Hohlkörpers in die Form (1, 9, 20) eingebracht werden.