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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.