DE1579193C - Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen von Warmflaschen und ähnlichen fla chen Hohlkörpern aus Gummi oder gummiahnh chen Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen von Wärmflaschen und ähnlichen flachen Hohlkörpern aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen, bei dem Rohlingsplatten in eine geteilte Vulkanisierform eingelegt, zwischen den Formrändern eingeklemmt, unter der Wirkung eines Druckgefälles an die Forminnenwand angepreßt und nach vollständigem Anliegen der Rohlingsplatten an den Forminnenwänden im Verlaufe der anschließenden Vulkanisation mittels eines unter erhöhtem Druck zugeführten Heizmittels an ihren Umfangskanten haftend miteinander verbunden werden.

Die üblichen Herstellungsverfahren setzen die Verwendung eines in die Vulkanisierform einzulegenden Domes voraus, der nach Abschluß der Vulkanisation durch einen Schlitz aus dem fertigen Hohlkörper entfernt werden muß und kostenverursachende Nacharbeiten zum nachträglichen Verschließen des Schlitzes erfordert. Um die Herstellung von Wärmflaschen und ähnlichen Gummibehältern zu verbilligen und im grundsätzlichen Verfahrensablauf zu vereinfachen, hat man schon nach verschiedenen Wegen gesucht, auf einen inneren Formkern vollständig zu verzichten. Das einfache und an sich naheliegende Prinzip, zwei Rohlingsplatten durch ein Druckmittel von innen an die Formwand anzupressen und anschließend fertigvulkanisieren, läßt sich aber nicht ohne weiteres in die Praxis umsetzen. Die besondere Problematik liegt in der einwandfreien Ausformung der dünnen Rohlingsplatten unter Vermeidung von Lufteinschlüssen zwischen Platten und Formenwand und in der schonenden Einwirkung des Druckmittels bzw. des unter Druck zugeführten Heizmittels. Nach bekannten Vorschlägen soll die zum Ausformen der Rohlingsplatten eingelassene. Druckluft von der Tülle her in direktem Strahl in den von den Rohlingsplatten umschlossenen Raum einströmen. Diese Maßnahme hat aber ein örtliches Zusammenschieben und Aufeinanderfalten der weichen und empfindlichen Rohlingsplatten zur Folge, ohne daß damit das erwünschte ganzflächige Anlegen an die Formwand zu erreichen wäre. Auch ist die restlose Abführung der Luft aus den Zwischenräumen zwischen Rohlingsplatten und Formwandungen mit den hierfür vorgesehenen Entlüftungsbohrungen in den bekannten Vorrichtungen nicht möglich. Einmal sind solche Entlüftungsbohrungen in ihrer Wirkung stets nur auf eng begrenzte Bezirke beschränkt, wobei immer die Gefahr der Isolierung von Luftblasen besteht; und zum anderen werden sie durch einfließenden Rohgummi verstopft, so daß von Anfang an jede Entlüftung unterbunden ist. Nach einem anderen bekannten Vorschlag wird die Schwierigkeit der Entlüftung zwar durch vorheriges Einlegen und Einarbeiten beider Rohlingsplatten von Hand getrennt für sich in die zugehörigen Formhälften umgangen. Damit wird jedoch ein hoher Zeitaufwand und gesteigerter Lohnkostenanteil in Kauf genommen, ohne damit andererseits die Gewähr für ein gleichbleibend dichtes Anliegen der Platten nach dem Aufeinanderlegen der Formhälften zu erhalten.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Herstellung flacher Gummihohlkörper ohne Verwendung eines Formkernes so weit zu verbessern, daß bei Einhaltung mindestens gleicher Qualität grundlegende Vereinfachungen und Verbilligungen ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei Verfahren der eingangs geschilderten Gattung dadurch' gelöst, daß die Rohlingsplatten bei noch unvollständig geschlossener Form mittels der von der Mitte des von ihnen umschlossene« Raumes eingeführten Druckluft an die Forminnenwand angepreßt werden. Die Erfindung trägt in zweckentsprechender Weise der Empfindlichkeit der für Wärmflaschen vorwiegend verwendeten Kautschukmischungen in Verbindung mit den verhältnismäßig dünnen Wandstärken in der Größenordnung von 1 bis 2 mm Rechnung, da

ίο hierdurch ein schnelles Ausformen und Vorwärmen der Rohlinge innerhalb der beheizten Form ohne schädliche Kondenswasserbildung erreicht wird, rn entscheidendem Maße wirkt sich für diese vorbereitenden Verfahrensschritte die Unterteilung der Drucklufteinwirkung in eine gleichsam dynamisch bestimmte Tiefziehphase bei nur unvollständig geschlossener Form und in eine statisch bestimmte Ausprägphase bei vollständig geschlossener und unter dem Preßdruck, gehaltener Form aus. Im Anfangs-Stadium, in welchem die Form sich noch außerhalb des Pressenbereiches befindet, werden die Teilplatten an ihren die Rohlingsplatten einklemmenden Rändern in einem gegenseitigen Abstand in der Größenordnung von höchstens der Dicke der Rohlingsplatten entsprechend gehalten, so daß die zwischen die Rohlingsplatten eingeführte Druckluft stark gedrosselt über den gesamten Umfang des ausgefüllten Formnestes abströmen kann. Es wird damit ein schnelles Anpressen der Rohlingsplatten an die Formwandungen unter Vermeidung von Lufteinschlüssen gewährleistet. Dieser als Tiefziehen anzusehende Vorgang ist für die Erzielung einwandfreier Endprodukte deshalb von so großer Bedeutung, weil es nicht möglich ist, die zwischen den Rohlingsplatten und den Formwandungen befindliche Luft mit den üblichen Mitteln über Entlüftungsbohrungen oder Absaugleitungen zu entfernen, ohne damit Anlaß zum Verlaufen der Kautschukmischung, zu Lochbildung in den Rohlingsplatten und Verstopfen der Bohrungen zu geben.

Mit Rücksicht hierauf wird die Druckluft wie auch danach folgend das Heizmittel von der mittleren' Zone zwischen den Rohlingsplatten nach deren Umfangskanten über einen Strömungsweg mit mehrmaligem Richtungswechsel umgelenkt. Das Aufblähen des Hohlkörperrohlings und das Anlegen der Plätten an die Formwand läuft daher von der Mitte beginnend nach den Rändern hin ab, so daß die eingeschlossene Luft mit Sicherheit nach den noch offenen Randkanten abgedrängt wird: Das Tiefziehen geht daher in sehr kurzer Zeit vonstatten und kann schon nach wenigen Sekunden durch Aufbringen des Preßdruckes auf die Form abgeschlossen werden. Mit dem Unterbrechen des Luftabflusses über die Randkanten der unvollständig geschlossenen Form steigt bei fortgesetzter Druckluftzuführung der Innendruck, womit das Ausprägen der feinen Musterungen als zweite Phase einsetzt. Der innige Kontakt der Rohlingsplatten mit den beheizten Formwänden hat eine erwünschte Vorwärmung zur Folge, so daß der anschließend zugeführte Dampf ohne Bildung von Kondenswasser die Ausformung der letzten Oberflächenfeinheiten und die beschleunigte Aufheizung auf die Endtemperatur bewirken kann.

Die hergestellten Hohlkörper zeigen in allen Teilen gleichmäßige Wandstärke ohne zu Ausschuß führenden Auskolkungen, Löchern und anderen Fehlstellen oder das Aussehen beeinträchtigende Schlieren im Werkstoff. Neben den durch den Verzicht auf einen

Dorn möglichen Einsparungen ergeben sich beträchtliche Verbilligungen aus der im ganzen wesentlich abgekürzten Vulkanisationsdauer. Die Beschränkung auf praktisch einen einzigen Arbeitsgang eröffnet darüber hinaus die Aussicht auf weitergehende Kostensenkungen durch den Einsatz von Spezialeinrichtungen im Rahmen von Massenfertigungsprogrammen.

Die zwangsläufige Strömung der Druckluft wie auch des Heizdampfes von der Mitte nach den Rändern hin ist daher von wesentlicher Bedeutung, da es allein auf Grund dieser Maßnahme gelingt, die Rohlingsplatten fortschreitend von innen nach außen an die Formwand anzupressen und die eingeschlossene Luft restlos nach der Außenatmosphäre zu verdrängen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vulkanisierform zur Durchführung des Verfahrens.

Gemäß der Erfindung weist die Form ein zwischen die in die Vulkanisierform eingelegten Rohlingsplatten abgedichtet einsetzbares Ventilrohr von etwa der halben Länge der Rohlingsplatten entsprechender Länge zum Zu- und Ableiten der Druckluft und des Heizmittels auf. Ein solches Ventilrohr wirkt in Verbindung mit den fest angebrachten Umlenkblechen als eine Art Druckverteiler, der einmal übermäßige Druckluft- oder Dampfbeaufschlagungen örtlich begrenzter Wandungsteile mit der Gefahr des Auseinanderfließens und der Bildung von Löchern verhindert und zum andern eine Zwangsführung des ausströmenden Druck- bzw. Heizmittels in dem gewünschten Sinn zur Folge hat. Das Ventilrohr weist zweckmäßigerweise über seine Länge verteilte radiale Ausströmbohrungen und vor diesen mit radialem Abstand angeordnete Umlenkbleche auf. Vorteilhaft sind die Ausströmbohrungen in zwei gegenüberliegenden Reihen in der Teilungsebene der Vulkanisierform angeordnet.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind an Hand der schematischen Darstellung in der Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1, 2 und 3 Querschnitte durch eine mit Rohlingsplatten beschickte Vulkanisierform in verschiedenen Stadien des Formungsvorganges,

F i g. 4 ein Ventilrohr als Bestandteil der Vulkanisierform und

F i g. 5 eine Einzelheit aus F i g. 4 in vergrößertem Maßstab.

Die gezeichnete Vulkanisierform, die beispielsweise zur Herstellung von Wärmflaschen vorgesehen ist, ist aus zwei durch ein nicht gezeichnetes Scharniergelenk an einer Seite zusammenhängenden Formplatten, einer Unterplatte 1 und einer Oberplatte 2, zusammengesetzt. Die Teilungsebene der aufeinandergeschwenkten Formplatten verläuft symmetrisch zur Mittelachse des Formenhohlraumes 3, in den von einer Schmalseite her das in F i g. 4 im einzelnen dargestellte Ventilrohr 4 hineinragt. Die Unterplatte 1 ist an ihrer der Oberplatte 2 zugekehrten Auflagerfläche bis auf einen vergleichsweise schmalen Rand 6 um ein geringes Maß abgesetzt.

Unter dem von außen auf die Form aufgebrachten Pressendruck wirkt der Rand 6 auf Grund der entstehenden hohen spezifischen Flächenpressung als eine Art Quetschkante, an der beim späteren Schließen der Form überschüssiges Material von den eingelegten Rohlingsplatten abgequetscht und in den Spalt 5 verdrängt wird. Die aufeinanderstoßenden Kanten des Formhohlraumes 3 in Ober- und Unterplatte setzen sich nach außen über einen schmalen, flachen Quetschrand in vertiefte Umfangsnuten 22 fort, die sich an der fertig ausgeformten Wärmflasche als durch Verbindungsstege mit dem Flaschenkörper zusammenhängender Randwulst zeigen. In dem Bereich der Krümmungsbogen sind in Abständen voneinander Entlüftungskerben 23 eingearbeitet, um das Entweichen der eingeschlossenen Luft beim Ausformen der Rohlinge zu begünstigen.

ίο An der dem Scharniergelenk gegenüberliegenden Seite der Unterplatte 1 sind eine oder mehrere Ausnehmungen 7 mit durch Druckfedern 8 belasteten Federtellern 9 vorgesehen. Die Federteller 9 liegen — der Spannung der Druckfedern 8 folgend — an Sprengringen 10 an und bilden Stützflächen für Stellschrauben 11, die in die Oberplatte 2 eingesetzt und durch Muttern 12 fixierbar sind. Durch Ein- oder Ausdrehen der Stellschrauben 11 läßt sich der Abstand der Oberplatte von dem Rand 6 der Unterplatte auf ein gewünschtes Maß genau einstellen. Andererseits kann der so gebildete Spalt aber auch unter der Einwirkung der Pressenschließkraft entgegen der Spannung der Druckfedern 8 ohne weiteres aufgehoben werden.

Das Ventilrohr 4, das von einer außerhalb der Zeichenebene befindlichen Seite der Form zwischen die Unterplatte 1 und die Oberplatte 2 eingesetzt ist und frei in den Formenhohlraum 3 hineinragt, besteht gemäß F i g. 4 aus einem fest an einer Halterung angebrachten zylindrischen Ausströmrohr 14 von etwa der halben Länge des Formenhohlraumes entsprechender Länge. Eine Halterung 13 trägt die Anschlußverschraubungen für eine Zuleitung 15 und eine Ableitung 16 und dient gleichzeitig als Formkern für den üblichen Einfülltrichter der Wärmflaschen. An ihrem dem Formenhohlraum zugekehrten Ende trägt sie einen Gewindestutzen 17 mit Außengewinde zur vorübergehenden Aufnahme des in den Einfülltrichter der Wärmflaschen einzuvulkanisierenden metallischen Gewinderinges. Die Schnittzeichnung in Fig. 5 stellt eine vergrößerte Teilansicht entsprechend dem strichpunktierten Kreis A in F i g. 4 dar und läßt die Leitungsverbindungen deutlicher erkennen: Die Zuleitung 15 führt unmittelbar an das Ausströmrohr 14, dessen Innenraum über radiale Ausströmbohrungen 18 in ständig offener Verbindung mit dem Formenhohlraum steht, während die Ableitung 16 in Form einer einfachen durchgehenden Bohrung in den Formenhohlraum mündet.

Über nicht gezeichnete Strömungsverteiler und Druckregelventile können die Strömungswege von außerhalb der Vulkanisierform geöffnet oder geschlossen und mit verschiedenen Strömungsmedien beaufschlagt werden. Die Bohrungen 18 sind in zwei diametral gegenüberliegenden Reihen angeordnet. In Gegenüberstellung zu ihnen befinden sich in geringen Abständen jeweils beiderseits des Ausströmrohres 14 fest angebracht gekrümmte Umlenk- oder Prallbleche 19, die die ausströmende Druckluft oder Heizflüssigkeit so lenken, wie es der gestrichelt angedeutete Strömungsverlauf in F i g. 1 und 3 erkennen läßt.

Mit der beschriebenen Vorrichtung wickelt sich das Herstellungsverfahren wie folgt ab:

Zwei in den ungefähren Umrissen der fertigen Wärmflasche mit Übermaß gestanzte Rohlingsplatten 20 werden in die Unterplatte 1 unter Zwischenfügung des Ventilrohres 4 eingelegt. Auf den Gewindestutzen 17 ist ein Gewindering 21 aufgeschraubt

und auf diesen ein den Flaschenhals bildender dickwandiger Ring aus vulkanisierbarer Kautschukmischung aufgezogen. Mit dem Auflegen bzw. Herunterschwenken der Oberplatte 2 werden die Rohlingsplatten über der Randkante 6 lose eingeklemmt. Als Klemmkraft ist zunächst nur das Eigengewicht der Oberplatte 2 wirksam, wobei sich eine genaue Bemessung je nach den durch die Art der verwendeten Kautschukmischung und die Wandstärke der Rohlingsplatten bestimmten Verhältnissen mit Hilfe der Stellschrauben 11 vornehmen läßt. Im allgemeinen empfiehlt es sich, den Spalt wesentlich enger als der Dicke der beiden Rohlingsplatten entsprechend einzustellen, bei einer Plattendicke beispielsweise von 1,2 mm auf einen Wert von etwa 1,6 mm.

Über die Zuleitung 15 wird in der ersten Phase des Ausformvorganges Druckluft zwischen die Rohlingsplatten 20 eingeblasen. Die aus den Bohrungen 18 des Ausströmrohres 14 austretende Druckluft trifft auf die Umlenkbleche 19, die sie nach oben und unten ablenken und von einer mittleren Zone aus in Richtung der gestrichelten Pfeile in F i g. 1 nach den Umfangskanten hin weiterströmen lassen. Die Rohlingsplatten legen sich infolgedessen der Darstellung entsprechend von der Mitte nach den Rändern fortschreitend an die Innenwandungen des Formenhohlraumes 3 und schieben im Verlauf dieser Bewegung die zwischen ihnen und den Formwänden befindliche Luft vor sich her über die Entlüftungskerben 23 ins Freie. Gleichzeitig strömt die Druckluft aus dem Innenraum über den gesamten Umfang der Form zwischen den leicht aufeinandergepreßten Rändern der Rohlingsplatten zur Außenatmosphäre ab. Die Ableitung 16 ist während der ganzen Zeit geschlossen, so daß die gerichtete Strömung keine Störung erfährt. Das Ausformen kann auf diese Weise schon nach wenigen Sekunden abgeschlossen sein.

Die Form wird anschließend in eine nicht weiter dargestellte Vulkanisierpresse eingebracht und der Wirkung des Pressenschließdruckes ausgesetzt, wie es in F i g. 2 durch die Pfeile 7, / angedeutet ist. Unter Zusammendrückung der Federn 8 schließen die Platten 1, 2 dicht aufeinander, wodurch bei fortgesetzter Druckluftzuführung sich ein statischer Innendruck gemäß den gestrichelten Pfeilen ausbildet. Die Höhe des erreichten Enddruckes kann durch einen Druckregler von außen eingestellt werden. Während die Außenkonturen des Flaschenrohlings durch die aufeinandergepreßten Kanten der Formplatten praktisch gastfrei abgeklemmt und auch die Umfangsnuten 22 ausgefüllt werden, bewirkt der statische Innendruck das Ausprägen der feinen Oberflächenmusterungen. Gleichzeitig setzt in diesem Stadium auch schon die Vulkanisation der in engem Kontakt mit den beheizten Formwandungen gehaltenen Gummiplatten ein.

Auch die Wirkdauer des statischen Luftdruckes braucht nur auf wenige Sekunden beschränkt zu sein. Die Fertigvulkanisation setzt mit dem Einführen von Dampf über die Zuleitung 15 an Stelle von

Druckluft unter gleichzeitigem Öffnen der Ableitung ein (F i g. 3). Der ebenfalls durch das Ausströmrohr 14 einströmende Dampf trifft auf die schon vorgewärmte und teilvulkanisierte Kautschukmischung und bewirkt daher die Fertigvulkanisation ohne

ίο nachteilige Kondensat- und Schlierenbildung. Die Ableitung 16 ist an eine Abdampf leitung angeschlossen, so daß während der Dauer der Innenbeheizung ein ununterbrochener Dampfdurchlaß stattfindet. Nach Ablauf der vorgesehenen Vulkanisationszeit wird die Form aus der Presse herausgezogen und geöffnet, worauf nach Ausschrauben des Ventilrohres 4 aus dem einvulkanisierten Gewindering 21 die fertige Wärmflasche entnommen werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Wärmflaschen und ähnlichen flachen Hohlkörpern aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen, bei dem Rohlingsplatten in eine geteilte Vulkanisierform eingelegt, zwischen den Formrändern eingeklemmt, unter der Wirkung eines Druckgefälles an die Forminnenwand angepreßt und nach vollständigem Anliegen der Rohlingsplatten an den Forminnenwänden im Verlaufe der anschließenden Vulkanisation mittels eines unter erhöhtem Druck zugeführten Heizmittels an ihren Umf angskanten haftend miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlingsplatten bei noch unvollständig geschlossener Form mittels der von der Mitte des von ihnen umschlossenen Raumes eingeführte Druckluft an die Forminnenwand angepreßt werden.

2. Vulkanisierform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zwischen die in die Vulkanisierform eingelegten Rohlingsplatten (20) abgedichtet

einsetzbares Ventilrohr (4) von etwa der halben Länge der Rohlingsplatten (20) entsprechender Länge zum Zu- und Ableiten der Druckluft und des Heizmittels aufweist.

3. Vulkanisierform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilrohr (4) über seine

Länge verteilte radiale Ausströmbohrungen (18) und vor diesen mit radialem Abstand angeordnete Umlenkbleche (19) aufweist.

4. Vulkanisierform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmbohrungen (18)

in zwei gegenüberliegenden Reihen in der Teilungsebene der Vulkanisierform angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen