DE102009016378A1 - Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus PTFE - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen, insbesondere von Hohlkugeln. Es werden zwei Halbschalen aus nicht modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen gepresst und in eine hermetisch abschließende Vorrichtung eingelegt. In der Vorrichtung werden die Halbschalen durch Wärmebeaufschlagung miteinander verschweißt und nach ihrer Abkühlung entnommen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen, insbesondere von Hohlkugeln.
  • Formteile oder Hohlkörper aus PTFE bzw. PTFE-Zusammensetzungen finden umfangreich in der Technik Anwendung. Hohlkugeln finden dabei unter anderem Anwendung als Schwimmkugeln zur Flottenabdeckung, Ventilkugeln, Füllstandsanzeigen oder in Rückschlagventilen. Weit verbreitetes Einsatzgebiet ist die chemische Industrie. Ein wesentliches Kriterium für die Hohlkugeln und -körper aus PTFE ist ihre chemische Beständigkeit, weshalb nicht beliebige Materialien einsetzbar sind. Gerade in der chemischen Industrie ist es erforderlich, dass die Kugeln und Körper gegen die chemischen Flüssigkeiten, mit denen sie in Berührung kommen, resistent ist. Aus diesem Grund ist die Verwendung von PTFE wünschenswert; auf Grund der bisherigen Schwierigkeiten bei der Verarbeitung sind jedoch lediglich modifizierte PTFE-Typen zur Anwendung gelangt, um die geforderten thermoplastischen Eigenschaften zu erzielen, die eine Herstellung als Hohlkörper ermöglichen. Bei modifizierten PTFE-Typen ist durch chemische Modifikation eine veränderte Molekülstruktur hervorgerufen. Die aus den modifizierten PTFE-Typen hergestellten Hohlkörper haben zwar eine Qualität, die eine Verwendung in den oben genannten Einsatzgebieten ermöglicht; sie sind jedoch auf Grund des teuren und teilweise weniger Chemikalien resistenten Grundmaterials gegenüber nicht-modifiziertem PTFE im Nachteil.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen zu schaffen, bei dem nicht-modifiziertes PTFE bzw. PTFE-Zusammensetzungen zur Herstellung der Hohlkörper oder Hohlkugeln mit hoher Chemikalienresistenz verwendet werden können. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern oder Hohlkugeln aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen geschaffen, bei dem zwei Halbschalen aus nicht-modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzung gepresst werden und in eine hermetisch abschließende Vorrichtung eingelegt werden, in der die Halbschalen durch Wärmebeaufschlagung miteinander verschweißt werden und nach ihrer Abkühlung entnommen werden.
  • Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern oder Hohlkugeln aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen geschaffen, das in der Lage ist, auch nicht-modifizierte PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen zu verwenden, um Hohlkörper, Hohlkugeln oder andere Formteile herzustellen, die einerseits die erforderlichen thermoplastischen Eigenschaften aufweisen, andererseits eine ausreichende Chemikalienresistenz haben. Durch die Herstellung der Hohlkugeln aus nicht-modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen sind die Kosten für die Herstellung der Kugeln wesentlich reduziert, da das nicht-modifizierte PTFE bzw. die daraus hergestellten Zusammensetz ungen kostengünstiger sind. Zudem ist durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Arbeitsgang im Verhältnis zu bekannten Verfahren eingespart, da Sintern und Schweißen der Halbschalen in einem Vorgang zusammengefasst sind, was die Herstellkosten zusätzlich reduziert.
  • In Weiterbildung der Erfindung werden die verschweißten Halbschalen nach der Entnahme spanend bearbeitet. Hierdurch ist eine zusätzliche Verbesserung der Oberflächengüte möglich.
  • In anderer Weiterbildung der Erfindung werden die verschweißten Halbschalen nach der Entnahme poliert. Hierdurch ist eine weitere Verbesserung der Oberflächengüte ermöglicht.
  • Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Beispielhaft wird das Verfahren anhand der Herstellung von Hohlkugeln erläutert.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung von Hohlkugeln aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen wird zunächst das in Form eines Pulvers vorliegende Ausgangsmaterial, nämlich das nicht modifizierte PTFE bzw. die PTFE-Zusammensetzung zu jeweils zwei Halbschalen verdichtet und zusammengepresst. Dies erfolgt in an sich bekannter Weise. Die so verpressten Rohlinge werden ungesintert der weiteren Verarbeitung zugeführt. Dabei werden beide Halbschalen, aus denen die spätere Kugel zusammengesetzt wird, in eine hermetisch abschließende Vorrichtung eingelegt. Die Innengeometrie der Vorrichtung ergibt sich aus der Außenkontur der zu fertigenden Kugel. Ihre Abmessungen errechnen sich aus den jeweiligen Materialeigenschaften. Sie sind für jeden Kugeldurchmesser unterschiedlich.
  • In der Vorrichtung werden die Halbschalen durch Wärmebeaufschlagung von außen miteinander verschweißt. Die Dauer des Schweiß- und Abkühlvorgangs sowie die jeweilige Schweißtemperatur richten sich nach den jeweiligen Wandstärken der zu schweißenden Kugeln. Nach dem Schweißvorgang sind beide Halbkugeln zu einer Kugel verbunden und werden der Schweißvorrichtung entnommen. Es ergibt sich daraus eine Kugel, die keine sichtbaren Verbindungsstellen aufweist. Zudem ist das Gefüge der beiden Halbkugeln zu einer Kugel homogen.
  • Nach der Abkühlung der Kugel können die verschweißten Halbschalen spanend bearbeitet werden, um die Oberflächengüte der Kugel zu verbessern. Vorzugsweise werden die Kugeln abgedreht. Die Kugeln werden hierzu in einer Vakuumaufnahme angeordnet. Die Vakuumaufnahme umfasst dabei lediglich einen Teilkugelabschnitt der zu bearbeitenden Kugel, so dass lediglich weniger als die Hälfte der Kugeloberfläche in der Aufnahme angeordnet ist. Auf diese Weise ist auch eine Bearbeitung des äußersten Durchmessers der Kugel möglich nach dem Abdrehen der ersten Halbkugel wird die Kugel aus der Vakuumaufnahme herausgenommen und mit der bereits mit der bearbeiteten Oberfläche in die Vakuumaufnahme erneut eingesetzt, so dass die andere Hälfte der Kugel abgedreht werden kann. Zur weiteren Verbesserung der Oberflächengüte der Kugel können die verschweißten Halbschalen nach ihrer Entnahme poliert werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung von Formteilen, beispielsweise von Hohlkörpern oder Hohlkugeln, aus nicht-modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen sind die Formteile ohne Schweißnähte herstellbar. Sie weisen daher eine sehr hohe Chemikalienresistenz auf. Zudem ist ihre Oberflächengute im Vergleich zu anderen Formteilen, die aus modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen hergestellt sind, verbessert. Darüber hinaus ist das Gefüge der beiden Einzelteile, die zu einem Formteil zusammengefügt werden, also beispielsweise zweier Halbkugeln, die zu einer Kugel zusammengefügt werden, homogen. Gleichzeitig ist die Reinheit der Farbe höher als die bei bekannten Formteilen. Da das erfindungsgemäße Verfahren auf der Verwendung von nicht-modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen basiert, dieses Material preiswerter als modifiziertes PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen, sind die Formteile zudem günstiger herstellbar, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Außerdem entfällt durch das Verschweißen der Halbschalen in der hermetisch abschließenden Vorrichtung der zusätzliche Arbeitsgang des Sinterns, da dieser mit dem Schweißvorgang in der hermetisch abschließenden Vorrichtung zusammengefasst ist. Auch hierdurch werden die Herstellungskosten für Formteile in Form von Hohlkörpern bzw. Hohlkugeln nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reduziert.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen, insbesondere von Hohlkugeln, bei dem zwei Halbschalen aus nicht modifiziertem PTFE oder PTFE-Zusammensetzungen gepresst werden und in eine hermetisch abschließende Vorrichtung eingelegt werden, in der die Halbschalen durch Wärmebeaufschlagung miteinander verschweißt werden und nach ihrer Abkühlung entnommen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebeaufschlagung von außen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verschweißten Halbschalen nach der Entnahme oberflächenbehandelt werden.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschweißten Halbschalen nach der Entnahme spanend bearbeitet werden.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschweißten Halbschalen nach der Entnahme poliert werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2311096B2 (de) * 1973-03-06 1975-10-16 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt
US4172112A (en) * 1977-03-17 1979-10-23 Yoshio Arai Method for molding a cover of synthetic resin powder material on a core of irregular surface configuration

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