DE1149884B - Verfahren zur Waermebehandlung von aus nichthaertbaren Polymerisaten bestehenden Formkoerpern, insbesondere elektrischen Isolierformkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wärmebehandlung von aus nichthärtbaren Polymerisaten bestehenden Formkörpern, insbesondere elektrischen Isolierformkörpern Formkörper aus Polymerisaten müssen häufig nach ihrer Fertigstellung einer Wärmebehandlung unterworfen werden. So ist es zur Vermeidung der Rißbildung in Formkörpern aus Polystyrol bekannt, die Formkörper nach deren Formgebung oder nach einer anderen mechanischen Beanspruchung einer Erhitzung auf Temperaturen zu unterwerfen, die im Be reich von etwa 4000 und unterhalb des Fließbeginns des Polystyrols liegen, Als Dauer für die Erwärmung werden je nach der Höhe der Temperatur Erwärmungszeiten von etwa 1 bis 5 Stunden angegeben.
• Nach neueren, veröffentlichten Versuchen wurde festgestellt, daß es möglich ist, die Wärmestandfestigkeit von aus Polymerisaten bestehenden Formkörpern zu erhöhen, wenn man sie eine noch längere Zeit auf einer möglichst dicht unterhalb des Erweichungspunktes des Polymerisates liegenden Temperatur hält bzw. tempert. Die Erwärmung der Formkörper während einer längeren Zeit und bei hohen Temperaturen birgt aber die Gefahr einer schädlichen Formveränderung der Formkörper in sich, insbesondere dann, wenn man mit der Temperatur bis in den Erweichungs bereich hineingeht.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von aus niehthärtbaren Polymerisaten bestehenden Formkörpern, insbesondere elektrischen Isolierformkörpern, vorzugsweise während einer so langen Zeit bei einer dicht unterhalb des Erweichungspunktes des Polymerisates liegenden Temperatur, daß eine merkliche Erhöhung der Wärmestandfestigkeit des Formkörpers eintritt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffkörper nach ihrer Verformung als Fertigteile in eine feste, den Fertigteilen angepaßte erwärmte Form gegeben werden, um Formveränderungen während des Temperns zu vermeiden.
• Bekannt ist bereits ein Verfahren zum Herstellen maßhaltiger Formkörper aus warmformbaren Kunststoffzuschnitten, bei dem die Kunststoffiuscbnitte unter Zwischenschaltung dünner, wärmeleitfähiger, metallener Zwischenformen zwischen geheizten Werkzeugen in die gewünschte Farm gebracht und dann zusammen mit den diese Form erhaltenen Zwischenformen außerhalb der geheizten Werkzeuge unter Druck abgekühlt werden. Dieses Verfahren verfolgt den Zweck, den Zeitaufwand für das Aufheizen und das Abkühlen des Werkzeuges herabzusetzen, d. h. das Verfahren zur Herstellung der Formkörper wirtschaftlicher zu gestalten. Im Unterschied hierzu bezweckt die Erfindung, an bereits hergestellten Formkörpern aus Polymerisaten nachträglich eine Temperung zur Erhöhung der Wärmestandfestigkeit durch- zuführen. Während bei dem bekannten Verfahren die Formkörper in den Zwischenformen abgekühlt werden, dienen die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Formen zur Erwärmung der Formkörper auf eine hohe Temperatur und für eine längere Zeit.
• Ferner ist bekannt, Modelle aus härtbaren Kunststoffen, wie Phenolformaldehyd, bei denen in den Randschichten infolge Verdunstung des Stoffes in die umgebende Luft Härtungserscheinungen und Eigenspannungen auftreten, in Öl zu tauchen und mit Stanniol zu umwickeln. Diese als Randwirkung bezeichneten Erscheinungen treten in besonders starkem Maße bei der Härtung auf. Der Verdunstung des Kunstharzes wird durch die Umgebung des Modells mit Öl und dem Verdunsten des in dem mit dem Kunststoff schnell gesättigten Öl befindlichen Kunststoffes in die umgebende Luft durch die Stanniolhülle vorgebeugt. Beim Härten der so behandelten Modelle treten Verziehungen, d. h. Formänderungen der Modelle auf, die am fertigen Modell nach dem Härten beseitigt werden müssen.
• Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit der Aufgabe, die beim Tempern eines aus einem nicht härtbaren und keine Diffusionserscheinungen dieser Art zeigenden Kunststoff bestehenden Teiles auftretenden Verformungen zu vermeiden und damit eine Nachbehandlung der Teile überflüssig zu machen.
• Auch hinsichtlich der Lösung dieser Aufgabe zeigt das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem Bekannten wesentliche Unterschiede, die vornehmlich darin zu sehen sind, daß die Kunststoffkörper als Fertigteile in eine feste, den Fertigteilen angepaßte Form gegeben werden, während bei dem bekannten Verfahren die noch zu härtenden Teile in relativ weiches Stanniol eingewickelt werden, das sich weder der Form der Teile genau anpaßt noch eine Formänderung verhindert.
• Für den Fall der Wärmebehandlung von vorzugsweise im Spritzverfahren hergestellten Formkörpern, insbesondere von Distanzscheiben für Hochspannungskabel, wird zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine in der Mittelebene des Formkörpers geteilte Form verwendet, so daß der Formkörper in beide Teile der Form eingreift. Für die Durchführung der Wärmebehandlung von Formkörpern in Form von Folien bedient man sich vorteilhaft einer festen Form, die durch einen festen Kern großen Durchmessers, um den die zu behandelnde Folie zusammen mit Formhaltebändern fest gewickelt ist, und eine diesen Wickel fest umgebende Bandage gebildet ist. Zweckmäßig besitzt der Kern einen runden Querschnitt.
• Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eines zu behandelnden Formkörpers eine an sich bekannte Distanzscheibe für Hochfrequenzkabel, die mit der zentralen Bohrung 10 versehen ist und aus dem mittleren dünnwandigen Teil 11 sowie dem inneren Verstärkungsrand 12 und dem äußeren Verstärkungsrand 13 besteht. Die zugehörige, vorzugsweise aus Metall bestehende geteilte Form ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei die Fig. 2 das Unterteill4 und die Fig. 3 das Oberteil 15 zeigt. Beide Teile sind so gestaltet, daß jedes Teil die Hälfte der Distanzscheibe aufnimmt, so daß sich insgesamt eine Form ergibt, die in der Mittelebene des Formkörpers geteilt ist.
• Das Unterteill4 besitzt die Ausnehmungl4' mit dem in der Mitte angeordneten Stab 16, dessen Durchmesser der Bohrung der Distanzscheibe so angepaßt ist, daß die Scheibe in die Ausnehmung 14' eingelegt werden kann. Das Oberteil 15 besitzt die Ausueh. mung 15' und die in der Mitte angeordnete Einbohrung 17, in die das Ende des Stabes 16 bei geschlossener Form eingreift. Die geteilte Form kann an den einander zugekehrten Flächen mit besonderen ineinandergreifenden Vorsprüngen und Ausnehmungen oder mit sonstigen Paßorganen versehen sein, um ein genau passendes Zusammenlegen des Ober- und Unterteiles zu gewährleisten.
• Zweckmäßig wird eine Vielzahl derartiger Formen in einen Ofen gebracht, um die Form und damit die eingesetzten Formkörper während einer genügend langen Zeit auf eine hohe Temperatur zu erwärmen.
• Man kann dabei mit der Temperatur bis in den Erweichungsbereich des Formkörpers hineingehen, da schädliche Formveränderungen des Formkörpers nicht entstehen können.
• Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens werden die Formen vorteilhaft zur Aufnahme mehrerer Formkörper ausgebildet, und zwar verwendet man zweckmäßig eine aus mehreren festen Formen gebildete langgestreckte Formanordnung, mit der die Durchführung einer kontinuierlichen Wärmebehandlung möglich wird. In Weiterverfolgung dieses Gedankens erhält man eine Formanordnung aus mehreren festen Formen, die auf einem endlosen biegsamen Band angebracht sind. Dabei ist es auch mög- lich, die festen Formen nicht einzeln, sondern gruppenweise auf dem Band anzubringen oder aber nur zwischen einzelnen Gruppen oder einzelnen Formen Bänder vorzusehen.
• In der Fig. 4 ist das Unterteil 18 einer Form dargestellt, das gleichzeitig mehrere in einer Reihe angeordnete Formkörperl9 (Distanzscheiben) aufnehmen kann. Das Oberteil ist in Übereinstimmung mit dem Beispiel gemäß der Fig. 3 dem Unterteil angepaßt, so daß auf dessen Darstellung verzichtet werden kann.
• Die Fig. 5 zeigt das Unterteil 20 zur Unterbringung einer Vielzahl von Formkörpern 21.
• Die Fig. 6 erläutert die Wärmebehandlung einer Folie 22. Danach ist die Folie 22 zusammen mit dem Formhalteband 23 um einen Hohlkern 24 fest gewickelt. Der so hergestellte Folienwickelkörper wird außen mit einer nicht dargestellten Bandage versehen, um ein Aufwickeln der Folie zu vermeiden, und in diesem Zustand einer Erwärmung, z. B. in einem Wärmeofen, unterworfen. Das Formhalteband 23 besteht aus einem Material höherer Wärmebeständigkeit als die Folie 22. Ferner ist es zweckmäßig, das Formhalteband aus einem elastischen Stoff herzusteLLen.
• Beispielsweise kommen Formhaltebänder aus Polytetrafluoräthylen oder aus Polytrifluorchloräthylen in Frage. Der Hohlkern 24 kann aus Metall bestehen.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Vorteil auch dazu ausgenutzt werden, um die Formkörper während der Wärmebehandlung in bekannter Weise einer Ultraschallbehandlung zu unterwerfen, indem man die Formen Erschütterungen bzw. Schwingungen im Ultraschallgebiet, d. h. bei einer möglichst hohen Frequenz, aussetzt.
• Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsmöglichkeiten beschränkt. Beispielsweise kann zur Wärmebehandlung bzw. Temperung von Distanzscheiben nach der Fig. 1 die Form in der Weise vereinfacht werden, daß der Stab 16 weggelassen wird. Eine weitere Vereinfachung ist dadurch möglich, daß die Teile der Form den Distanzkörper nicht auf der gesamten Oberfläche berühren sondern nur an den Stirnflächen der Verstärkungsränder 12 und 13 und auf einer Teilfläche des mittleren dünnwandigen Teiles 11. Der Kern 24 in der Fig. 6 kann auch als massiver Kern ausgebildet und gegebenenfalls aus einem wärmebeständigen, festen Isolierstoff bestehen. Das Folienhalteband 23 vermeidet ein Zusammenkleben der Folienlagen während der Wärmebehandlung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Wärmebehandlung von aus nichthärtbaren Polymerisaten bestehenden Formkörpern, insbesondere elektrischen Isolierformkörpern, vorzugsweise während einer so langen Zeit bei einer dicht unterhalb des Erweichungspunktes des Polymerisates liegenden Temperatur, daß eine merkliche Erhöhung der Wärmestandfestigkeit des Formkörpers eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß dieKunststoffkörper nach ihrer Verformung als Fertigteile in eine feste, den Fertigteilen angepaßte erwärmte Form gegeben werden, um Formveränderungen während des Temperns zu vermeiden.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere feste Formen zur Durchführung eines kontinuierlichen Wärmebehandlungsverfahrens zu einer langgestreckten Form anordnung zusammengefaßt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formanordnung aus mehreren festen Formen besteht, die auf einem endlosen biegsamen Band angebracht sind.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 für folienförmige Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Form durch einen gegebenenfalls hohlen festen Kern großen Querschnittes bzw. Durchmessers, um den die zu behandelnde Folie zusammen mit Form- haltebändern fest gewickelt ist, und eine diesen Wickel fest umgebende Bandage gebildet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhaltebänder aus einem wärmebeständigen elastischen Stoff, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluorchloräthylen, bestehen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 880 064, 741506; schweizerische Patentschrift Nr. 251955; Zeitschrift Forschung auf dem Gebiete des Ingenieurwesens, 1942, 13. Band, Heft 1, S. 16, Ziffer 3.