DE2253589A1

DE2253589A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von membranen aus polytetrafluoraethylen

Info

Publication number: DE2253589A1
Application number: DE19722253589
Authority: DE
Inventors: Martin Bischoff; Geb Bretschneider Ani Bruntsch; Helmut Jung; Edgar Kroitzsch; Erhard Walter
Original assignee: HERMSDORF KERAMIK VEB; Keramische Werke Hermsdorf VEB
Current assignee: HERMSDORF KERAMIK VEB; Keramische Werke Hermsdorf VEB
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1973-06-14
Also published as: RO89298A2; HU169343B; AT345542B; ATA946772A; DD98238A1; CS167365B2; CH546140A; PL79147B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Membranen aus Polytetrafluoräthylen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, speziell ein Preßwerkzeug, zur Tierstellung von Membranen aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) mit Dichtrippe, einer zentralen Erhebung und einem eingepreßten bolzen durch Verpressen von PTFE-Pulver und anschließendes Sintern.
PTRE-Membranen werden vorzugsweise in Ventilen, die ilir chemisch aggressive oder hochtemperierte Medien bestimmt sind, angewendet. Diese Membranen weisen eine zentrale Brhebung auf, in der der Kopf eines Bolzens eingebettet ist, welcher der Verbindung mit einem Betätigungsorgan dient.
Außerdem sind die Membranen mit Dichtrippen versehen. Durch die Betätigung des Ventils wird die Membran häufig verbogen und gepreßt. hierbei tritt besonders an der Stelle, an der der Bolzen in der PTRE-Membran sitzt, eine Konzentration der Kräfte auf, Es ist deshalb besonders an dieser Stelle-eine gleichmäßige Materialdicke erforderlich. Aber gerade die Eigenschaften, die PETER flir, den Einsatz in Membranventilen so wertvoll machen, verursachen große Schwierigkeiten bei der Formgebung. Wegen -des hohen Verdichtungsverhältnisses ist es besonders kompliziert, einen Bolzen in die Membranerhebung einzupressen.
Es ist bekannt, zunächst nur einen Membranrohling mit eingepreßtem Bolzen zu pressen. Danach wird der Rohling bei einer Temperatur von 360 0C gesintert. Anschließend erfolgt erst die endgültige Formgebung der Membran in einem zweiten Verfahrensschritt. Der Membranrohling mit dem eingepreßten Bolzen wird in eine Prägeform gelegt und unterhalb der oberen Übergangstemperatur von 3270C in die endgültige Form mit den erforderlichen Dic@trippen gepreßt. Abschließend wird die Membran abgeschreckt.
Das Preßwerkzeug zur Herstellung des Rohlings besteht im wesentlichen aus einer Matrize und einer mit lieser zusammenwirkenden Patrize. Die Patrize ist mit einer zentralen Ausnehmung zur Bildung der Erhebung versehen. In der zentralen Ausnehmung befindet sich ein verschiebbar gelagerter, hydraulisch betätigbarer Preßstempel, wobei Preßstempel und Patrize unabhängig voneinander verschiebbar sind. Die Preßhübe werden so gesteuert, daß schließlich sowohl auf der Erhebung als auch auf den übrigen Teilen der Membran der gleiche Preßdruck ausgeübt wird.
Das Verfahren hat den Nachteil, daß zur Formgebung zwei Preßvorgänge erforderlioh sind, wobei das Füllen und Entleeren der Formen einen hohen manuellen Arbeitsaufwand erfordert. Außerdem ist die Oberflächenqualität der PTFE-Membranen häufig nicht zufriedenstellend, da eine gewisse Schuppenbildung auftritt.
Das Preßwerkzeug selbst ist in seiner Konstruktion und Steuerung äußerst kompliziert, weil es auf örtlioh untersohiedliohe Preßhübe für die Erhebung und für den Ubrigen Teil der Membran eingerichtet ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß sio beim Pressen der Erhebung der eingesetzte Eolzen verschiebt, da eine exakte fialterung der Bolzens während der unabhängig voneinander erfolgenden Bewegungen von Preßstempel und Patrize nicht möglich ist.
Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von PTFE-Membranen zu entwickeln, bei dem die vollständige Membran einschließlich der erforderlichen iichtrippen in einem Arbeitsgang gepreBt werden soll bei gleichzeitiger Verbesserung der Membranqualität# Aufgabe der Erfindung ist es weiter, ein unkompliziertes Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, wobei auf einen getrennten hydraulisch betätigte@ Stempel fUr die Erhebung der Membran und damit auf einen komplizierten Steuerungsmechanismus verzichtet werden soll.
Erfindungsgemäß wird ein PTRE-Pulver hoher SohUttdiohte, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,6 g/cm3, in den Preßraum eingebracht, mit Hilfe einer verstellbaren, der gewünschten Membranform angepaßten Füllschablone verteilt, das Pulver dort in einem Arbeitsgang zu einer kompietten membran einschließlich eingepreßtem Bolzen geformt und die Membran schließlich nach einer mehrstündigen Lagerung gesintert und abgekühlt.
Beim Preßwerkzeug zur lurohführung des Verfahrens ist als untere Begrenzung des Füllraumes eine in der Form geführte, auf der Grundplatte federnd gelagerte Formplatte mit einem zentralen Durchbruch vorgesehen, in dem zentralen Durchbruch ist eine fest einstellbare Hülse zur Aufnahme des einzupressenden Bolzens vorgesehen, wobei in der Hülsen eine justierbare Druckfeder zur Halterung und Höheneinstellung des einzupressenden Bolzens angeordnet ist, und das Oberteil mit Vertiefungen iUr die einzupressenden Dichtrippen versehen ist.
Es ist zweckmäßig, wenn zur leichteren Entnahme der fertigen Membran von der Formplatte Druckluftzuführungen vorgesehen sind, die im unteren eil des Fällraumes enden.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglicht OS, auf Wconomische Weise PTFE-Membranen mit hoher Lebensdauer zu festigen.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und an Hand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.
Bs zeigt: Fig. 1 - das Preßwerkzeug im Schnitt Das zur Herstellung von PTFE-Membranen dien#nde Preßwerkzeug besteht im wesentliohen aus einem Unterteil, das aus der Porm 4, und der Formplatte 5 gebildet wird, und dem Oberteil 10. Die Formplatte 5 ist zweoks Einstellung der Füllhöhe durch Federn 6 auf der Grundplatte 1 gelagert und wird in der Form 4 geführt. Die Formplatte 5 besitzt einen zentralen Durohbruoh 12 zur Formung der Erhebung der Membran.
In dem Durchbruch 12 ist die Hülse 2 angeordnet. Die gewünschte H5he der Membranerhebung wird von der Länge der Hülse 2 bestimmt. In der Hülse 2 steckt der Bolzen 8, der in die Erhebung der Membran eingepreßt werden soll. Der Bolzen 8 sitzt auf der in der HUlse befindlichen Justierbaren Druckfeder 3 und wird daduroh in seiner Lage auch während des Preßvorganges gehalten. Über die Justierung der Druckfeder 3 ist die jeweils gewünschte Bolzenhöhe einstellbar.
Das Oberteil 10 des Preßwerkzeuges dient als Preßstempel und ist mit Vertiefungen 11 zum Pressen der Dichtrippen der Membran versehen. Beim einen des Fällraumes 9 durch Anheben des Oberteiles 10 wirkt die Formplatte 5 als Ausstoßer. Zur lelohteren Entnahme der Membran von der Formplatte 5 sind Druckluftzuführungen 7 vorgesehen, die im unteren Teil des Füllraumes 9 enden.
Die Herstellung der PTFR-Membran geschieht folgendermaßen: Rei offener Form 4 wird zunächst der Metallbolzen 8 in die Hülse 2 gestreckt. Danach wird PTFE-Pulver der Schüttdichte von # 0,55 g/cm3 in den Füllraum 9 eingefüllt und durch Drehen einer Schablone gleichmäßig verteilt. Die Schablone ist entsprechend der iUr die Membran gewUnschten Form einstellbar. Die Membrandicke ist durch das eingebrachte Füllvolumen und durch die Höbs der verstellbaren Füllschablone vorgegeben. Anschließend wird das Pulver unter einem Druck von 300 bis 400 kp/cm² zu einer kompletten Membran einschließlich Diohtrippen und eingepreßtem Metallbolzen verpreßt Danach schiebt die Formplatte 5 die Membran aus der Form 4.
Die aus den Zuführungen 7 strömende Druckluft h.ebt die Membran von der Formplatte ab und die Membran kann leicht entnommen werden. Nach 24stündiger Lagerung werden die Membranen bei einer Temperatur von 380°C gesintert und schnell abgekühlt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur herstellung von Membranen aus Polytetrafluoräthylen (PTFB) mit Diohtrippen, einer zentralen Erhebung und einem eingepreßten Bolzen durch Verpressen von PTFE-Pulver und anschließendes Sintern, dadurch gekennzeichnet, das ein PTFE-Pulver hoher Schüttdichte, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,6 g/om3 in den Preßraum eingebracht, mit Hilfe einer vsrstellbaren, der gewünschten Membranform angepaßten Füllschablone verteilt, das Pulver dort in einem Arbeitsgang zu einer kompletten Membran einschließlich eingepreßtem Bolzen geformt und die Membran schließlich nach einer mehrstündigen Lagerung gesintert und atgekühlt wird.

2. Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruoh 1, im wesentlichen bestehend aus einem Unterteil und einem mit diesem zusammenwirkenden Oberteil, daduroh gekennzeichnet, daß als untere Begrenzung des FUllraumes (9) eine in der Form (4) geführte, auf der Grandplatte (1) federnd gelagerte Formplatte (5) mit einem zentralen Durchbruch (12) vorgesehen ist, daß in dem zentralen Durchbruch (12) eine fest einstellbare liülse (2) zur Aufnahme des einzupressenden Bolzens (8) vorgesehen ist, wobei in der Hülse (2) eine Justierbare Druckfeder (3) zur Halterung und itöheneinstellung des einzupressenden Bolzens (8) angeordnet ist, und, daß das Oberteil (10) mit Vertiefungen (12) für die einzupressenden Dichtrippen versehen ist.

3. Preßwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeinet, daß zur leichteren Entnahme der fertigen Membran von der Formplatte (5) Druckluftzuführungen (7) vorgesehen sind, die im unteren Teil des Füllraumes (9) enden.