DE2353841A1

DE2353841A1 - Formpressen in einem vakuum und hierfuer geeignete dichtung

Info

Publication number: DE2353841A1
Application number: DE19732353841
Authority: DE
Inventors: Thomas W Fazekas; Walter A Hartz; Norman J Muth; Raymond J Stadelman
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1972-10-26
Filing date: 1973-10-26
Publication date: 1974-05-02
Also published as: JPS4974746A; JPS539368U; US3840239A; CA989440A; FR2205978A5; IT995673B; GB1403165A

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. Walter Äbitl

Dr. Dieter K U&rt 2β> Oktober 1973

Dr. Hans-A. Brauns gt-708-f

Müncüaa 86, Pienzenauentr.28

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 44309, V.St.A,

Formpressen in einem Vakuum und hierfür geeignete

Dichtung

Die Erfindung betrifft das Formpressen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formpressen in einem Vakuum, um Oberflächenfehler, wie Porosität, auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Das Formpressen von Kunststoffen, insbesondere hitzehärtbaren Massen, wie glasfaserverstärktes Plastikmaterial, hat sich immer mehr durchgesetzt· Die Verwendung formgepreßter glasfaserverstärkter Plastikteile ist besonders vorteilhaft, wenn ein guter Oberflächenzustand erforderlich ist. Beispielsweise für verschiedene außenliegende Kraftfahrzeugteile.

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Das Hauptproblem, das bei der Verwendung von glasfaserverstärktem Plastikmaterial aufgetreten ist, wenn ein guter Oberflächenzustand gefordert wird, war die große Zahl von Oberflächenfehlern, die als "Locher" oder Porosität bezeichnet wird. Gegenwärtig werden formge— preßte Pla±ikteile zu 100 % auf Porosität untersucht, und wenn solche Fehler gefunden werden, muß der Teil;. entweder als Ausschuß behandelt oder ausgebessert werden. Wenn der Teil ausgebessert werden kann, muß er von neuem untersucht und gegebenenfalls ausgebessert werden und noch zusätzlich ein oder mehrere Male erneut untersucht werden. Beim Ausbessern von Teilen, die nachfolgend mit einem Anstrich versehen werden, wird nach der Bearbeitung von Hand oft ein. über zug aus einem Grundiermittel aufgebracht, um einige der kleinen Löcher bzw. Preßfehler zu verdecken- Diese zeitraubenden und teuren Ausbesserungs— und Prüfungsmaßnahmen tragen zu einer wesentlichen Kostenerhöhung beim Formpressen von Kunststoff bei, so daß, wenn der größte Teil der zusätzlichen Ausgaben vermieden werden könnte, das Produkt nicht nur viel weniger kosten würde, sondern es könnten auch preßgeformte Kunststoffteile auf vielen, neuen Märkten, wie außenliegende Kraftfahrzeugteile, besser konkurrieren. ..,;..-

Es wurden bereits verschiedene Verfahren versucht, die Oberflächenfehler von glasfaserverstärkten Plastikteilen auszuschalten oder zumindest herabzusetzen. Zu den Haupt— wegen, die bisher zur Herabsetzung von Oberflächenfehlern beschritten wurden, sind die folgenden zu zählen:

(a) Versuche mit unterschiedlichen Plastizitätsbereichen; ■

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(b) Erhöhung des Preßdruckes;

(c) Herabsetzung der Temperatur der Preßform;

(d) schnelleres Schließen der Preßform und frühere Ausübung eines hohen Druckes;

(e) Vorwärmen der Formmasse-Chargen;

Cf) Versuche mit unterschiedlichen Chargengewichten;

(g) Versuche zur Verwendung einer Formmasse von höherer Dichte, um in der Preßform einen höheren "Rückdruck*¹ zu erzielen;

(h) frühere Entlüftung der Preßform;

(i) die Verwendung von Preßformen mit vertieft liegenden Quetschrändern.

Es ist nunmehr, da keine der vorangehend beschriebenen Maßnahmen einen wirklichen Erfolg bei dem Versuch gebracht hat, die Porosität auszuschalten, bei der Herstellung allgemein üblich geworden, beim Entwickeln der Preßarbeit für einen anderen Teil, die MaterialChargen in die Formhöhlung in einer Gestalt zu bringen, die durch Herumprpbieren,mit dem Ziel gefunden wird, die geringstmögliche ^Porosität zu erzielen. Dieses Experimentieren ist nicht nur zeitraubend, sondern hat sich auch als ungeeignet erwiesen, die Fehler auch nur annähernd auf ein annehmbares Ausmaß herabzusetzen.

Beim Spritzgußverfahren ist es allgemein üblich geworden, '^: ■-■■■. - 3 -

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in der Formhöhlung Linien auszubilden, in der Hoffnung, daß zwischen der Formhöhlung und der Spritzmasse eingeschlossene Luft mit Hilfe der Nuten oder Rillen, die in der Oberfläche ausgebildet worden sind, entweichen kann. Hieraus ergibt sich jedoch, daß diese Praxis keine Lösung für das Formpressen von Teilen darstellt, die einen glatten Oberflächenzustand erfordern, da die Nuten in der Formhöhlung normalerweise am Fertigteil Rippen bilden.

Es wurde beim Spritzgießen bereits versucht, ein Vakuum anzuwenden, um die Zahl der auftretenden nicht gefüllten Stellen herabzusetzen. Die nicht gefüllten Stellen bei Spritzgußteilen weichen von den Oberflächenfehlern beim Formpressen in Form von Porosität insofern ab, als die nicht gefüllten Stellen wesentlich größer sind. Die Anwendung eines Vakuums beim Spritzgußverfahren in der Formhöhlung zur Vermeidung von nicht gefüllten Stellen, die hauptsächlich als Folge davon vorkommen, daß durch die Masse, die unter hohem Druck eintritt und die sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, Luft in der Formhöhlung eingeschlossen wird.

Die Ausübung eines Vakuums auf die Formhöhlung einer Preßform wurde bisher nicht als mögliche Lösung des Porösitätsproblems betrachtet, was bedingt ist durch die andere Art von Fehlern, den höheren Druck und die höhere Geschwindigkeit, mit der die Masse in die Form gespritzt wird, im Vergleich zu dem niedrigeren Druck und der extrem geringen Geschwindigkeit des Chargenflusses beim Formpressen und auch, weil beim Formpressen die Masse sich nicht innerhalb einer völlig eingeschlossenen Form wie beim Spritzgußverfahren befindet.

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Hauptaufgabe der Erfindung ist daher die Angabe eines Verfahrens zum Formpressen, bei dem Oberflächenfehler ausgeschaltet oder wesentlich verringert sind. Ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formpressen von Plastikmaterial
zu schaffen, um den Umfang der teuren Inspektion, die für die Formteile erforderlich ist, zu verringern.

Weiter gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, welche das Absaugen der Formhöhiung erleichtert, die zwischen zwei konvergierenden Formhälften gebildet wird.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung anzugeben, die es ermöglicht, die Formhöhlung von der umgebenden Atmosphäre abzudichten, wenn die
obere und die untere Formhälfte zusammengebracht worden sind, so daß die Formhöhlung während der ganzen Zeit, während welcher die Formmasse einem Druck ausgesetzt
ist, evakuiert ist.

Die vorstehenden und weitere Ziele der Erfindung werden durch die Verwendung einer elastomeren Vakuumdichtung erreichtj die fest und dichtend am Preßteil der Formpresse angebracht ist. Die Dichtung weist ein gürtelartiges elastomeres Wandelement, das im wesentlichen
vertikal gerichtet ist, und eine Anzahl länglicher Ver— stärkungselemente auf, die fest in Kontakt mit dem
Wandelement angeordnet und vertikal gerichtet sind.
Ferner ist ein Basisteil,für die Presse vorgesehen,
dessen Außenfläche nach oben hin etwas nach innen geneigt ist. Im Betrieb wird der Basisteil mit Bezug auf den Preßteil angehoben, was zur Folge hat, daß die

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Vakuumdichtung in dichtende und gleitende Anlage an der Außenfläche des Basisteils kommt, wodurch die Formhöhlung von der umgebenden Atmosphäre abgedichtet wird. Wenn die Formhöhlung einmal abgedichtet ist, wird ein Vakuum von mindestens 50 cm (20") Quecksilbersäule an die Formhöhlung angelegt und während der ganzen Zeit aufrechterhalten, während welcher die Form geschlossen ist und die Masse fließt, wodurch das Einschließen von Luft zwischen der Formmasse und der Formhöhlung vermindert wird* Nach Beendigung des Materialflusses kann das Vakuum aufgehoben werden. Dieses Absaugen dient dem zusätzlichen Zweck der Eliminierung von Luft, die zwischen den konvergierenden Fließfronten verschiedener Chargen eingeschlossen ist. Die Vereinigungslinien (wo die verschiedenen Chargen der Formmasse zusammentreffen und miteinander verschmelzen) sind kräftiger, da weniger Hohlstellen vorhanden sind·

Die vorstehenden und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen , und zwar zeigen:

Fig. 1) eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Formpresse in zwei Stellungen;

Fig. 2) eine Ansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3) eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig» 2, jedoch in einem kleineren Maßstab;

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Fig. 4) eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche

eine andere Ausführungsform der erfindungs— gemäßen Vakuumdichtung zeigtj

Fig. 5) eine Teilansicht in Draufsicht der Vakuumdichtung in dem gleichen Maßstab wie Fig. 3 und 4;.

Fig. 6) eine Ansicht in dem gleichen Maßstab wie Fig. 3.-5, welche die Art und Weise der Befestigung der Vakuumdichtung zeigt.

Ih den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der. Erfindung dargestellt sind, zeigt Fig. 1 die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vakuumdichtung. Die Presse 10 ist in der linken Hälfte der Fig. 1 etwa in der Mitte ihres Hubes dargestellt, während die rechte Hälfte der- Fig. 1, den Zustand am Ende des Hubes zeigt, welche Stellung während der Erhärtung des Formteils beibehalten wird.

Die.Presse

Die Presse 10 besitzt eine obere Aufspannplatte 12 und eine untere Aufspannplatte 14, wobei eine obere Trägerplatte 16 mit der oberen Aufspannplatte 12 verschraubt ist und eine untere Trägerplatte 18 mit der unteren Aufspannplatte 14. Die Dichtungsbasis 20, die mit der unteren Trägerplatte 18 verschweißt ist, weist vier.innere Schenkel toder Stützen) 22 auf,die sich über den größten Teil der Breite der Dichtungsbasis 20 erstrecken und eine Baas für die Zwischenplatte 24 bilden* Um den

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Umfang der Dichtungsbasis 20 herum, die bei der beschriebenen Ausführungsform rechteckig mit abgerundeten Ecken ist, hat das äußere Basiselement 26 eine geneigte Außenfläche 28. Der Neigungswinkel der Fläche 28 kann zwischen wenigen Graden bis zehn oder mehr Graden je nach den elastischen Eigenschaften der Vakuumdichtung schwanken, die nachfolgend näher beschrieben wird.

Der eigentliche .Formgebungsteil der Presse weist eine obere Formhälfte 30 auf., die an der oberen Trägerplatte 16 mit Hilfe einer Reihe von angeformten Laschen (nicht gezeigt) befestigt ist und an der oberen Trägerplatte fest durch einen metallischen, Befestigungsbügel (ebenfalls nicht gezeigt) gehalten wird, durch welchen Schrauben geführt sind, die sich durch die obere Trägerplatte erstrecken und in die obere Aufspannplatte eingeschraubt sind. Eine ähnliche Anordnung ist zur Befestigung der unteren Formhälfte 32 vorgesehen. Diese Art der Befestigung der Formhaiften ist an sich bekannt, so daß sich eine nähere Darstellung oder Beschreibung erübrigt. Zwischen der unteren Formhälfte 32 und der Zwischenplatte 24 befindet sich eine Isolierplatte 34, die als Wärmeisolierung zwischen der heißen Preßform und der Vakuumdichtung 60 dient. Die Isolierplatte 34 kann aus einem beliebigen nichtmetallischen Material hergestellt sein, die erhöhten Temperaturen von beispielsweise 95 - 150° C (200 - 300° F) auf die Dauer ohne Bruch, Zersetzung oder Verlust der Wärmeisolierungseigenschaften standhalten kann. Es ist ferner möglich, die Vakuumdichtung 60 dadurch zu isolieren, daß die Zwischenplatte 24 aus einem Isoliermaterial hergestellt und die gesonderte Isolierplatte 34 weggelassen wird, da der einzige Zweck, dem sie dienen soll,

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darin besteht, einen übermäßigen Wärmeübergang von der Formhälfte 32 über das äußere Basiselement 26 zur Außenfläche 28 zu verhindern, von wo aus die Wärme eine Be-

" Schädigung und Zersetzung der Vakuumdichtung 60 verursachen kann. Die Verwendung einer solchen Isolierplatte hat es im praktischen Gebrauch möglich gemacht, die

. Temperatur der Vakuumdichtung auf etwa 95° C (etwa 200° F) zu halten, während die Temperatur der Preßform auf etwa 150° C (etwa 300° F) angestiegen ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, handelt es sich bei der Presse um eine Bauart, bei der ein Stempel von oben die obere Formhälfte 30 nach unten drückt. Die Erfindung ist natürlich auch mit gleichen Vorteilen anwendbar, wensi die Presse mit einem Stempel ausgerüstet ist, der die untere Formhälfte 32 nach oben drückt.

Die Vakuumdichtung 60 ist, wie sich am besten aus Fig. und 6 ergibt, als Pressenausrüstung vorgesehen und an der oberen Aufspannplatte 12 indirekt durch einen Trägerraantel 46 aufgehängt. Mit dem Trägermantel 46 ist ein oberer Druckring 44 verschweißt und der obere Flansch . der Vakuumdichtung 60 wird fest in seiner Lage zwischen dem Druckring 44 und der Einspannplatte 42 durch eine Anzahl Schrauben 48 gehalten, welche durch Bohrungen im Flansch 68 hindurchgeführt sind. Eine zusätzliche Halterung wird durch einen Haltering 50 gebildet, welcher gewährleistet, daß keine Biegung der Dichtung 60 an der rechtwinkeligen Ecke erfolgt.- "- .

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Die Vakuumdichtung

In Fig. 2-5 sind Einzelheiten der Vakuumdichtung 60 dargestellt. Sie weist ein im wesentlichen vertikales, gürtelartiges, elastomeres Wandelement 62 mit einem angeformten oberen Flansch 68 auf. Unter "elastomer" ist ein Material, wie Naturgummi (gehärtet oder ungehärtet, vulkanisiert oder unvulkanisiert) zu verstehen, sowie synthetische organische Materialien, wie Styrole, Nitrile, Acrylharz-Derivate und Ester sowie Terpolymere hiervon mit Styrol und Acrylnitrilen; Styrol und Vinylpyridin; und Äthylen-Propylen-Dienmonomer-Kautschukarten wie ButadienpoXymere und Copolymere mit Monoolefinen wie Butadien-Styrol-Copolymeres, Butadien-Acrylnitril-Copolymeres, Butadien-Styrol -Vinyl pyridin-Terpolymeres , Chloropren, Isopren, Neopren, Isobutyl-Kautschuk und andere.

In dem Wandelement 62 ist eine Anzahl Verstärkungselemente 64 eingebettet, die vertikal gerichtet sind, um eine ausreichende Steifigkeit zu erhalten, so daß, wenn ein Vakuum an die Formhöhlung gelegt wird, die Dichtungswand 62 nicht ausreichend nach innen gesaugt wird, um die Abdichtung zwischen dem nach innen gerichteten zusammenhängenden Vorsprung 66 am unteren Ende der Dichtung und der Außenfläche 28 der Dichtungsbasis 20 aufzuheben. Obwohl bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Verstärkungselemente 64 in der Dichtung eingebettet gezeigt sind, ist zu erwähnen, daß sie ebenso vorteilhaft an der Außenfläche des Wandelements 62 befestigt werden könnten oder

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irgendeine andere Form oder Anordnung vorgesehen werden kann, durch die für das Wandelement 62 eine gewisse vertikale Steifigkeit erhalten wird. Die Verstärkungseiemente 64 können aus einem, beliebigen Material sein, welches die vorerwähnte ausreichende Steifigkeit verleiht- Zu den bevorzugten Materialien gehören metallische Stäbe, beispielsweise aus Messing oder irgendeinem anderen Metall, das weich genug ist, um die Gefahr auszuschalten, daß der Stab die Außenfläche 28 verkratzt und dadurch ein Luftleck verursacht. Es ist dabei sehr wichtig, daß die Verstärkungsstäbe 64 mit dem Gummi der Dichtung nichthaftend verbunden sind. Wenn die Dichtung als flaches Element geformt ist.und die Stäbe mit dem Gummi haftend verbunden sind, können, wenn die Dichtung in Anpassung an die abgerundeten Ecken des Basisteils gebogen wird, die Folge eine Reihe von Abflachungen,, eine unvollkommene Dichtung und ein Vakuumleck sein. Die Dichtung kann durch irgendeines der herkömmlich angewendeten Verfahren zur Herstellung von Teilen, wie Streifen oder Gürtel, hergestellt werden, wird jedoch vorzugsweise durch Preßformen von zwei Lagen Chargenmaterial bei zwischen diesen angeordneten Verstärkungsstäben hergestellt. Der gürtelartige preßgeformte Streifen kann dann.verspleißt werden, wobei vorzugsweise zumindest ein Teil der Härtung im Bereich der Spleißung stattfindet, nachdem die Spleißung vorgenommen worden ist, um die Stärkstmögliche Verbindung sicherzustellen.

Das Wandelement 62 der Vakuumdichtung hat vorzugsweise einen Vorsprung 66, der sich benachbart dem unteren Ende der Dichtung nach innen erstreckt und um den gan-

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zen Umfang der Dichtung herumläuft. Der Vorsprung besteht aus einem .zusätzlichen elastomeren Material, so daß die Dichtung infolge des Abriebs zwischen der Außenfläche 28 und dem Wandelement 62 nicht so rasch geschwächt und gestreckt wird, wenn die Dichtung über die sich erweiternde Dichtüngsbasis 20 nach unten gedrückt wird. Der Vorsprung 66 kann am besten seine Funktion erfüllen, wenn er aus einem abriebfesten Material, wie Gummimassen, wie sie für die Laufflächen von Fahrzeugreifen verwendet werden, hergestellt ist. Um das Zusammenziehen der Dichtung auf ihre ursprüngliche Form beim Zurückziehen von der Dichtungs— basis .20 zu erleichtern, kann ein zweiter Vorsprung an der Außenseite des Wandelements 62 vorgesehen werden, .der sich um den Umfang der Dichtung herum erstreckt und ähnlich wie ein Gummiband wirkt.

Die Vakuumdichtung 60 hat die gleiche Umfangsform wie die Dichtungsbasis 20, welche bei der dargestellten Ausführungsform ein Rechteck mit abgerundeten Ecken (siehe Fig. 5) ist. Obwohl es möglich sein würde, ein Vakuum in der Formhöhlung unter Verwendung einer modifizierten Form eines O-Ringes herzustellen, würde eine solche Anordnung nur für eine kreisförmige oder ovale Form durchführbar sein, da ein O-Ring, der. in eine andere als in eine kreisförmige Form preßgeformt wird, während des Betriebs nicht ohne weiteres in seinen Sitz rollen kann. Selbst wenn ein O-Ring verwendbar wäre, würde er zwei in engem Abstand voneinander befindliche konzentrische Mäntel oder Flächen erfordern, von denen einer einen Sitz für den O-Ring aufweist.

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Da die relative Bewegung zwischen den Formhälften von etwa 7,5 cm bis~ 15 cm (3" - 6") oder mehr beträgt, müßten die konzentrischen Mantel mit einem sehr genauen Abstand voneinander angeordnet sein,und die geringste Beschädigung des O-Ringes oder dessen Verformung würde zu einem Vakuumverlust führen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vakuumdichtung ist es nun möglich, den nachfolgend beschriebenen neuartigen Preßformvor— gang oder irgendeinen anderen herkömmlichen Preßvorgang in einfacher Weise durch die zusätzliche Verwendung der Vakuumdichtung 60, der Befestigungsmittel 40 und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums einschließlich eines Endschalters oder eines anderen Betätigungsorgans durchzuführen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung, die annähernd maßstäblich in Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist, hat das Wandelement eine Dicke von etwa 8 mm (5/16") und eine vertikale Höhe von etwa 12,5 cm (etwa 5"5, obwohl die Höhe auch nur 7,5 cm (3") betragen kann. Die Verstärkungselemente 64 sind als Stäbe mit einem Durchmesser von 3_S2 mm (1/8") dargestellt, deren Abstand voneinander von Mitte zu Mitte 9,5 mm (3/8") beträgt» Der Durchmesser und der Abstand der Verstärkungsstäbe kann innerhalb des Rahmens der Erfindung innerhalb weiter Grenzen schwanken, solang der Dichtung die vorerwähnte ausreichende Steifigkeit verliehen wird« Der Flansch 68 ist mit einer Breite von etwa 2,5 cm (etwa 1") gezeigt, und die abgerundeten Ecken der Dichtung sollen vorzugsweise Halbmesser von etwa 10 cm (etwa 4ⁿ) oder nicht weniger als etwa 5 cm C etwa 2") haben» Innerhalb des Rahmens der

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Erfindung können natürlich die Abmessungen und die allgemeine Gestaltung von den vorstehenden Angaben abweichen.

Der Preßvorgang

Die linke Seite der Fig. 1 zeigt die Situation im Betrieb, wenn der Stempel etwa die Mitte seines Hubes erreicht hat und der Vorsprung 66 der Dichtung gerade in Kontakt mit der Außenfläche 28 gekommen ist. An diesem Punkt ist die Formhöhlung gegen die umgebende Außenluft abgedichtet und beginnt das Absaugen. Eine Vakuumleitung 52 ermöglicht den Durchtritt von Luft in den Speichertank (nicht gezeigt), der durch die Betätigung eines Endschalters geöffnet wird und innerhalb des Rahmens der Erfindung von beliebiger Art und Anordnung sein kann. Es ist außerordentlich wichtig, daß das gewünschte Vakuumniveau erreicht wird, bevor der Druck auf die zu formende Charge bzw. auf die zu formenden Chargen ausgeübt wird und das Material zu fließen beginnt, damit praktisch keine Luft innerhalb der Formhöhlung beim Schließen derselben eingeschlossen wird. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß Oberflächenfehl er, wie sog. "Löcher" oder Porosität,auf zweierlei Weise verursacht werden können. Die erste Ursache ist Luft im Material der Charge selbst, bei der es wahrscheinlicher ist, daß sie an die Oberfläche kommt und in ein Vakuum entweicht, besonders wenn die Chargen kleiner und zahlreicher werden. Die zweite Ursache ist Luft, die an der Außenseite der Material-Charge entweder zwischen der Charge und der Oberfläche

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der Formhöhlung oder durch konvergierende Fließfronten eingeschlossen wird, wenn mehrere Chargen verwendet werden. Wd die Fließfronten einander treffen, spricht man von einer Vereinigungslinie,und die meiste Luft, die längs einer Vereinigungslinie eingeschlossen wird, führt nicht zu einem Oberflächenfehler, sondern zu einem Hohlraum in dem Preßteil, so daß innerhalb desselben ein geschwächter Bereich entsteht. Durch das erfindungsgemäße Preßformverfahren wird das Auftreten solcher, eine Schwächung verursachender Hohlräume fast völlig vermieden. Durch die Verwendung eines Vakuums beim Formpressen wird ferner die Notwendigkeit ausgeschaltet, zeitraubende und teure Versuche mit verschiedenen Plastizitätsbereichen sowie mit verschiedenen Chargengewichten und Anordnungen durchzuführen. Ferner ist es nicht mehr notwendig, mit irgendeiner der anderen nicht erfolgreichen Verfahren oder Kombinationen hiervon, was, wie erwähnt, versucht wurde, herumzuex— perimentieren.

Es wurde festgestellt, daß, wenn die Höhe des Vakuums zunimmt, die Zahl der Fehler abnimmt, bis das Vakuum etwa 56,cm (etwa 22") Quecksilbersäule (siehe Beispiele) beträgt, über welchen Wert hinaus* eine Erhöhung des Vakuums von geringem Nutzen zu sein scheint. Unter 56 cm (22") Quecksilbersäule ist ein Unterschied von 56 cm (22*0 in der Quecksilbersäule zwischen der Außenluft (etwa 76 cm (etwa 30") Quecksilbersäule) und dem gemessenen Vakuum gemeint. Es bleibt daher weniger Luft in der Formhöhlung bei 56 cm (22") Quecksilbersäule als bei 38 cm (15") Quecksilbersäule, was etwa die Hälfte des normalen atmosphärischen Druckes ist.

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Obwohl das Verfahren und die Dichtung gemäß der Erfindung hinsichtlich der Einsparung der Entwicklungs- und Herstellungszeit und -kosten beschrieben wurden, ist das Hauptziel immer noch die Verringerung der Oberfiächenfehler, die sich durch Lufteinschiießung ergeben. Wie sich aus den folgenden Versuchsergebnissen ergibt, wurde dieses Ziel voll erreicht.

Beispiel

Bei dem folgenden Versuch wurde eine Reihe flacher, plattenförmiger Teile geformt, jeder aus vier Stück Preßmassencharge,.d. h, aus vier Kugeln einer Formmasse, die bei diesem Versuch ein glasfaserverstärktes Polyesterharz war. Die Formungsbedingungen waren wie folgt:

Preßdrudfc 141 kp/cm (2000 psi.) Preßtemperatur 140,5° C (285° F.) Härtungszeit 3 Minuten.

Bei den nachstellend angegebenen Werten ist in der linken senkrechten Spalte die Höhe des Vakuums in Zentimeter (in Zoll) Quecksilbersäule angegeben, das ±n der Formhöhlung während der ganzen Zeit besteht, während welcher die Formmasse fließt. Unter jedem der nachfolgend angegebenen 10 Vakuumwerte wurden 5 verschiedene Teile preßgeformt und einer Inspektion unterzogen. Die rechte senkrechte Spalte gibt die mittlere Zahl von Fehlern je Formteil für die 5 Formteile an. Ein Vakuum von O cm (0 ") Quecksilbersäule ist lediglich der atmosphärische Druck, während sich 66 cm

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Vakuum	(0)
O	(18)
45,7	(19)
48,3	(20)
50,8	(21)
53,3	(22)
55,9	(23)
58,4	(24)
61	(25)
63, 5	(26)
66

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(26 "") Quecksilbersäule einem vollkommenen Vakuum annähern.

Fehler

16 13

Aus diesen Zahlenwerten ergibt sich, daß eine optimale Vakuumhöhe etwa 56 cm (etwa 22 ") Quecksilbersäule beträgt, über welchen Wert hinaus eine zusätzliche Absaugung nicht zu einer weiteren Herabsetzung der Zahl der Oberflächenfehler führt, obwohl die Zahl der inneren
Hohlräume wahrscheinlich weiterhin abnimmt. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den Formpressen eines glasfaserverstärkten Polyesterharzes getestet wurde, ist
sie natürlich ebenfalls zur Verwendung' zum Formpressen eines anderen polymeren Materials geeignet, das preßgeformt werden kann.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorangehend
beschriebenen näheren Einzelheiten beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

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Claims

Patentansprüche

an einem sich verjüngenden Basisteil der Preßform bestimmt ist, gekennzeichnet durch:

a) ein gürteiförmiges elastomeres Wandelement, das im wesentlichen vertikal gerichtet ist;

b) Mitteln in der Nähe des oberen Endes des Wandelements zur dichtenden Befestigung der Dichtung an dem Preßteil der Presse; und

c) eine Anzahl länglicher Verstärkungselemente, die fest in Kontakt mit dem Wandelement angeordnet und im wesentlichen vertikal gerichtet sind und eine ausreichende Steifigkeit haben, so daß, wenn die eingeschlossene Kammer einem Vakuum ausgesetzt wird, das Wandelement nur geringfügig nach innen verformt wird.

2» Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement aus einem elasto— tneren Gummimaterial besteht.

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3. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement eine vertikale Höhe von mindestens 7,6 cm (3 ") und eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke zwischen etwa 3,2 mm (1/8' "> und etwa 12,7 mm (1/2 ") hat.

4. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 1_? dadurch, gekennzeichnet, daß die länglichen Verstärkungselemente metallische Stäbe sind, die sich im wesentlichen über die volle Höhe des Wandelements erstrecken,

5. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstäbe in dem Wandelement eingebettet sind und Durchmesser zwischen etwa 1,6 mm (1/16 ■·■) und etwa 6,4 mm (1/4 ") haben.

6. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 4, dadurch .gekennzeichnet, daß die Metallstäbe aus Messing sind und einen Durchmesser von etwa 3,2 mm (1/8 ··). haben.

7. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung,im wesentlichen ein Rechteck mit abgerundeten Ecken bildet.

8. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Ecken Halbmesser von mindestens 50 mm (2 ") haben.

9. Elastomere Vakuumdichtung nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente'mit Mittenabständen zwischen etwa 6,4 mm (1/4 ") und

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etwa 12,7 mn (1/2 ") angeordnet sind.

10. Elastomere Vakuumdichtung zur Verwendung für das Abdichten einer im wesentlichen rechteckigen Preßform, an die nachträglich ein Vakuum gelegt wird, welche Dichtung am Preßteil an der Preßform fest . angebracht und dichtend sowie gleitend an einem sich erweiternden Basisteil der Preßform anliegen kann, gekennzeichnet durch:

a) ein endloses gürtelartiges elastomeres Gummi— Wandelement, das im wesentlichen vertikal gerichtet ist und eine vertikale Höhe von mindestens 7,6 mm (3 ") sowie eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke zwischen etwa 3,2 mm (1/8 ") und etwa 12,7 mm (1/2 ») hat; .

b) einen nach innen gerichteten Flansch, der an das Wandelement benachbart dessen oberem Teil angeformt: ist und zur dichtenden Befestigung der Dichtung am Preßteil der Preßform dient, welcher Plansch das Wandelement in einer Gestalt hält, die im wesentlichen ein Rechteck mit abgerundeten Ecken ist;

c) eine Anzahl länglicher metallischer Verstärkungsstäbe, die in dem Wandelement im wesentlichen über dessen volle Länge eingebettet sind und Mittenabstände zwischen etwa 6,4 mm (1/4 ") und etwa 12,7 mm (1/2 ") haben, welche Verstärkungsstäbe vertikal gerichtet sind, sich

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im wesentlichen über die volle Höhe des Wandelements erstrecken, im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt haben und deren Durchmesser zwischen etwa 1,6 mm (1/16 ") und 6,4 mm il/A ") haben, welche Verstärkungsstäbe ferner eine ausreichende Steifigkeit haben, so daß, wenn ein Vakuum an die eingeschlossene Formhöhlung gelegt wird,, das Wandelement daran gehindert wird, sich soweit nach innen zu verformen, daß die Vakuumdichtung zwischen dem Wandelement und dem Basisteil aufgehoben wird.

11. Verfahren zum. Formpressen mindestens einer Charge einer Formmasse, bei welchem"eine offene beheizte Formhöhlung verwendet wird, die Formmasse in diese eingebracht wird, ein Druck ausgeübt wird, um die Formmasse in Kontakt mit im wesentlichen dem ganzen Formhöhlungsbereich zu pressen, und die Wärme sowie der Druck aufrechterhalten werden, bis die Formmasse erhärtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß .

a) die Formhohlung auf einen unteratmosphärischen Druck . während im wesentlichen der ganzen Zeit abgesaugt wird, während welcher die Formmasse fließt und. einem Druck ausgesetzt ist, um dadurch einen Lufteinschluß zwischen der Formmasse und der Formhöhlung zu verringern und die dabei entstehenden Oberflächenfehler auf ein Mindestmaß herabzusetzen ο

12. Verfahren zue Formpressen mindestens einer Charge aus einer Preßmasse bzw« Plattenformmasse, bei

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welchem eine Formpresse mit einem Basisteil, einem Preßteil und einer offenen beheizten Formhöhlung verwendet wird, die Formmasse in die letztere eingebracht wird, ein Druck ausgeübt wird, um die Formmasse in Kontakt mit im wesentlichen dem ganzen Bereich der Formhöhlung zu pressen, und die Wärme sowie der Druck aufrechterhalten wird, bis die Formmasse erhärtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine elastomere Vakuumdichtung fest und dichtend am Preßteil angebracht wird, welche Dichtung ein gürtelartiges elastomeres Wandelement aufweist, das im wesentlichen vertikal gerichtet ist, sowie eine Anzahl länglicher Verstarkungselemente, die fest und in Kontakt mit dem Wandelement angebracht sind, welche Verstärkungselemente im wesentlichen vertikal gerichtet sind;

b) ein Basisteil für die Formpresse verwendet wird, dessen Außenfläche sich zum oberen Ende des Ba-

/ sisteils hin nach innen verjüngt;

c) die Basis mit Bezug auf den Preßteil angehoben wird,, um die Vakuumdichtung in dichtende und gleitende Anlage an der Außenfläche des Basisteils zu bringen, wodurch die Formhöhlung von der umgebenden Atmosphäre abgedichtet wird;

d) ein Vakuum von mindestens 50 cm (20 ") Quecksilbersäule an die Formhöhlung angelegt und dieses Vakuum während im wesentlichen der ganzen Zeit

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aufrechterhalten wird, während welcher die Foriranasse fließt und einem Druck ausgesetzt wird, um dadurch den Lufteinschluß zwischen der Formmasse und der Formhöhlung zu verringern und die Oberflächenfehler, die sich aus solch einem Lufteinschluß ergeben, auf ein Mindestmaß -herabzusetzen.

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