DE2346785C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger, hohler Gegenstände aus Polytetrafluoräthylen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger, hohler Gegenstände aus PolytetrafluoräthylenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger, hohler
Gegenstände aus Polytetrafluorethylen (PTFE), bei dem in eine Form, bestehend aus einer elastisch verformbaren
Matrize, einem starren Kernstück und einem starren Rahmen, wobei die Matrize und das Kernstück einen
Formhohlraum bilden und vom starren Rahmen umgeben sind, PTFE-Pulver in den Formhohlraum
eingefüllt wird, bei dem ein in eine einzige Richtung gerichteter Druck auf die Matrize ausgeübt, wobei eine
umfängliche Ausdehnung der Matrize verhindert wird und bei dem nach Aufheben des Druckes der geformte
Gegenstand aus der Form entfernt wird.
Bei den bekannten Verfahren der vorgenannten Art bo
(US-PS 25 58 823) wird die zylindrische Matrize von einem starren äußeren zylindrischen Rahmen umgeben,
während das Pulver in den Formhohlraum zwischen der Matrize und dem auf einer Grundplatte vorgesehenen
als Dorn ausgebildeten Kern eingefüllt wird. Die Kompression des Pulvers zur Bildung des Hohlkörpers
geschieht mittels eines Ringkolbens, der zwischen Dorn und Rahmen in den Formhohlraum gedrückt wird.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß die Lange des Hohlkörpers vom Ausmaß des Stauchvorganges des
Ringkolbens abhängt und die Möglichkeit der Herstellung sehr dünnwandiger Hohlkörper begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
daß auch dünnwandige gekrümmte Gegenstände einwandfreier Güte herstellbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß daduidi gelöst,
daß als Matrize eine plattenförmig den gesamten Formhohlraum umschließende Matrize verwendet wird
und daß der Formhohlraum bei Ausüben des Druckes keine Längenreduktion erfährt.
Es ist zwar auch schon bekannt (US-PS 36 32 243), eine durch hydraulischen Druck verformbare elastische
Membran als Form für das PTFE-Pulver zu verwenden, in die ein Kern eingesetzt wird. In der Kompressionsphase wird die gefüllte Membranform in eire Hydraulikkammer
gebracht, wo ein starker allseitiger Druck auf sie ausgeübt wird. Dieses bekannte Verfahren ist
gleichfalls nicht zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe geeignet und betrifft einen grundlegend vom
erfindungsgemäßen Verfahren verschiedenen Lösungsweg, der außerdem sehr aufwendig ist.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einer elastisch verformbaren Matrize und Mitteln zum Ausüben von Druck. Sie ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Matrize aus zwei Platten besteht, die mit zueinander komplementären Ausnehmungen
zum Ausbilden des Formhohlraumes versehen sind.
Gemäß der weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Kernstück mit Hilfe von
an seinen Enden vorgesehenen, ringförmigen Scheiben im Innern des Formhohlraumes an der Matrize
festgehalten werden. Das Kernstück kann zerlegbar ausgebildet sein, wobei das Kernstück und der
Formhohlraum bogenförmig oder T-förmig ausgebildet sein können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
F i g. 1 veranschaulicht die Vorrichtung ohne Rahmen im auseinander montierten Zustand,
F i g. 2 ist ein Schnittbild durch die Matrize im Bereich des Formhohlraumes während des Füllvorganges,
F i g. 3 ist ein der F i g. 2 entsprechender Schnitt mit
Rahmen am Ende des Verdichtungsvorganges,
Fi g. 4 veranschaulicht ein Schnittbild längs der Linie
IV-IV der F ig. 3.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer mit zwei Platten 1 und 2 zusammensetzbaren Matrize
aus elastischem Polyvinyl-Chlorid (PVC) und einer Shore-Härte A von 75. Die Platten weisen zueinander
komplementäre Hohlraumhälften 3 und 4 auf, welche, wenn sie zusammengelegt werden, den Formhohlraum
bilden. Die Dicke jeder der beiden Platten ist immer größer als der Durchmesser des Hohlraumes, so daß
jede der Platten an der Stelle ihres dünnsten Querschnittes eine Dicke aufweist, die größer ist als die
Hälfte des Formhohlraumes. Der Formhohlraum ist gekrümmt ausgebildet, um das Formen eines die Gestalt
eines Bogens aufweisenden, rohrförmigen Verbindungsstückes zu ermöglichen. An den Enden der beiden
Hohlraumhälften sind die Vertiefungen 5 und 6 vorgesehen, welche zur Aufnahme der ringförmigen
Scheiben 7 und 8 dienen.
Diese Scheiben 7 und 8 ermöglichen es, im Innern des
- Formhohlraumes ein starres, gekrümmtes Kernstück, ' beispielsweise aus Metall, zu halten, welches dazu
γ bestimmt ist, die Innenfläche des zu erzeugenden
bogenförmigen Verbindungsstückes zu bilden. Das ■'■'■ Kernstück 9 ist aus einem Stück bestehend dargestellt;
r; jedoch könnte es aus mehreren demontierbaren ■; Stücken bestehen, deren Ausbildung von dem zu
i erzeugenden Gegenstand abhängt
\- .
i Um die Formvorrichtung mit PTFE-Pulver zu füllen,
■■'' wird das Pulver 10, nachdem die Platten 1 und 2 um das
durch die ringförmigen Scheiben abgestützte Kernstück 9 herum zusammengebaut wurden, von Hand in den
■'- Zwischenraum zwischen dem Kernstück und dem :- Formhohlraum beispielsweise mittels eines Trichters
■\ 10a eingeführt, wobei die Vorrichtung schon früher in
: eine Stellung gebracht wurde, in der das Einfüllen mit
Hilfe der Schwerkraft ermöglicht wird. Wie in F i g. 2
dargestellt, weist die Scheibe 8 öffnungen oder ί Durchgänge 8a zum Einfüllen auf.
- Nach erfolgtem Einfüllen werden die zwei zusam-1 mengebauten Platten ins Innere eines Stahlrahmens 11 ΐ gesetzt, welcher als Zylinder mit quadratföndigem 4 Querschnitt ausgebildet ist, dessen Innenfläche genau
- Nach erfolgtem Einfüllen werden die zwei zusam-1 mengebauten Platten ins Innere eines Stahlrahmens 11 ΐ gesetzt, welcher als Zylinder mit quadratföndigem 4 Querschnitt ausgebildet ist, dessen Innenfläche genau
um die Außenflächen der Platten 1, 2 herum paßt. Der y die Matrize zusammenhaltende Rahmen wird anschliev
Bend auf den unteren Tisch einer Presse 12 gesetzt,
gegen den die Metallplatte 13, die als durch die obere • Platte 14 der Presse nach unten getriebener Kolben
wirkt, auf die Oberfläche der Platte 1 gepreßt wird.
Darauf wird ein Druck in Richtung des in Fig.4
Darauf wird ein Druck in Richtung des in Fig.4
gezeigten Pfeiles auf die Formvorrichtung ausgeübt, ; wobei die Steigerung des Druckes langsam genug
durchgeführt wird, um das Entweichen der im
Zwischenraum befindlichen Luft zu ermöglichen.
Während der Verdichtung wird die Dicke des Zwischenraumes herabgesetzt, wobei das Pulver allmählich
und sehr gleichmäßig infolge des Zusammenwirkens zwischen dem sich verformenden elastischen
Material und dem starren Kernstück verdichtet wird, das im Innern der elastischen Matrize in einem
gewissermaßen schwebenden Zustand gehalten wird. Die endgültige Dicke des zusammengedrückten Zwischenraumes
ist beispielsweise 2- bis 2^mal kleiner als seine anfängliche Dicke im nicht zusammengedrückten
Zustand. Am Ende des Kompressionshubes, wie dies in den Fig.3 und 4 dargestellt ist, hat das elastische
Material der Platten 1 und 2 die Verdichtung des Pulvers 10 vollendet, um einen dünnwandigen, gekrümmten
Gegenstand 15 aus PTFE zu bilden.
Nach dem Aufheben des Druckes wird die aus den Platten 1, 2 bestehende Matrize aus dem Rahmen 11
entfernt, die Platten werden auseinandergezogen und das gekrümmte Verbindungsstück 15, welches das starre
Kernstück noch immer in sich halt, freigemacht Schließlich wird das Kernstück 9 entfernt und das
Verbindungsstück 15 kann der üblichen nachfolgenden Wärmebehandlung unterzogen werden äie bei einer auf
ungefähr 350" erhöhten Temperatur durchqcfuhrt wird.
Beispielsweise wurde ein bogenförmiges Verbindungsstück mit einem Innendurchmesser (Durchmesser
des Kernstückes) von 50 mm und einem endgültigen Außendurchmesser von 57 mm hergestellt, wobei der
anfängliche Durchmesser des Hohlraumes 64 mm betrug. Der ausgeübte maximale Druck betrug 150 bar.
Außerdem wurden beispielsweise bogenförmige Verbindungsrohre mit einem Innendurchmesser von
20 mm und einer Wanddicke von 2 mm, ferner bogenförmige Verbindungsstücke mit einem Innendurchmesser
von 50 mm und einer Wanddicke von 2 mm, bogenförmige Verbindungsstücke mit einem
Innendurchmesser von 200 mm und einer Wanddicke zwischen 3 und 4 mm und sogar Verbindungsstücke mit
einem Innendurchmesser von 400 mm und einer Wanddicke von 4 mm hergestellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung dünnwandiger, hohler Gegenstände aus Polytetrafluorethylen
(PTFE), bei dem in eine Form, bestehend aus einer elastisch verformbaren Matrize, einem starren
Kernstück und einem starren Rahmen, wobei die Matrize und das Kernstück einen Formhohlraum
bilden und vom starren Rahmen umgeben sind, PTFE-Puiver in den Formhohlraum eingefüllt wird,
bei dem ein in eine einzige Richtung gerichteter Druck auf die Matrize ausgeübt, wobei eine
umfängliche Ausdehnung der Matrize verhindert wird und bei dem nach Aufheben des Druckes der
geformte Gegenstand aus der Form entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrize
eine plattenförmig den gesamten Formhohlraum umschließende Matrize verwendet wird und daß der
Formhohlraum bei Ausüben des Druckes keine Längenrevlaktion erfährt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer elastisch verformbaren
Matrize und Mitteln zum Ausüben von Druck, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize aus zwei
Platten (1, 2) besteht, die mit zueinander komplementären
Ausnehmungen (3, 4) zum Ausbilden des Formhohlraumes versehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Kei nstiick (9) mit Hilfe von
an seinen Enden vorgesehenen ringförmigen Schei- w ben (7, 8) im Innern des Formhohlraumes (3, 4) an
der Matrize festgehalten ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (9)
zerlegbar ist. ji
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (9) und
der Formhohlraum (3, 4) bogenförmig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (9) und
der Formhohlraum (3,4) T-förmig ausgebildet sind
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