DE68902267T2

DE68902267T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen eines Einsatzes in einem Hohlkörper.

Info

Publication number: DE68902267T2
Application number: DE68902267T
Authority: DE
Inventors: Michel Liekens
Original assignee: STRUCTURAL EUROP
Current assignee: STRUCTURAL EUROPE HERENTALS BE
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2009-04-26
Also published as: DE68902267D1; EP0340850A3; EP0340850B1; WO1989010827A1; EP0340850B2; CA1314679C; ES2034585T5; ES2034585T3; US4994132A; EP0340850A2; BE1001966A6

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mit gegenwärtigem Verfahren zum Herstellen hohler Körper, wie Trommeln oder Tankbehälter wird der hohle Körper üblicherweise vollständig fertiggestellt und der Einsatz wird dann unter Verwendung von Schrauben angebracht, manchmal mit einem Abdichtungsring, oder wird an die Außenseite des hohlen Körpers über einer Öffnung angeschweißt oder angeklebt, die in der Wand des hohlen Körpers für diesen Zweck vorgesehen ist. Die europaische Patentanmeldung 0046822 bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung einer Fußplatte an dem unteren, freien Ende eines Lampenpfostens, der gemäß der Schleudertechnik hergestellt wird.
Diese bekannten Verfahren sind nicht nur kostspielig aufgrund der bedeutenden Handarbeit und Fachkenntnis, die zur Befestigung des Einsatzes in dem hohlen Körper erforderlich ist dass hergestelt wird mit Hilfe der sogenannte Drehgiesstechnik oder der "Rock and Roll" Giesstechnik, sondern besitzt auch häufig den Nachteil, daß die Befestigung des Einsatzes keine ausreischende Sicherheit inbezug auf die Dichtigkeit zwischen dem hohlen Körper und dem Einsatz selbst liefert, insbesondere wenn dieser hohle Körper einem gewissen Innendruck während der Verwendung ausgesetzt ist.
Die deutche Patentanmelding 2758963 beschreibt ein Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes in einem hohlen Körper nach dem Blasformenverfahren.
Die Erfindung ist hauptsächlich ausgestaltet, diese Nachteile auszuschließen und liefert ein sehr einfaches, schnelles, wirksames und in hohem Maß automatisches Verfahren zur Befestigung von Einsätzen aus hauptsächlich thermoplastischem Material und sehr unterschiedlicher Formen und Größen an der Wand hohler Körper in einer Weise, die sich als dauerhaft und vollständig dicht darstellt.
Für diesen Zweck wird gemäß der Erfindung der Einsatz zuerst in der Form mit einem bestimmten Abstand von dem noch geschmolzenen thermoplastischen Material angeordnet, wobei sichergestellt wird, daß er keine wesentliche Verformung in der Gegenwart von letzterem erleidet, und wo in einer zweiten Stufe, während das thermoplastische Material, aus dem der hohle Körper gemacht werden soll, erstarrt, der Einsatz in nahe Berührung mit diesem thermoplastichem Material gebracht wird, solange dieses noch ausreichend weich ist, so daß das benannte Material verschmilzt, um im wesentlichen ein Ganzes mit dem Einsatz zu bilden, woraufhin in einer dritten Stufe, wenn das thermoplastiche Material fast vollständig erstarrt ist, der hohle Körper mit dem befestigten Einsatz der Form entnommen wird.
Vorteilhafterweise wird der Einsatz zumindest teilweise während der ersten und der zweiten Stufe von mindestens einem abnehmbaren Stützteil in seiner Stellung gehalten, das eng am Einsatz anliegt, um sicherzustellen, daß letzteres während dieser zwei Stufen keine wesentliche Verformung erleidet.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Anwendung des obenbeschriebenen Verfahrens.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Mechanismus umfaßt, an dem der Einsatz im Inneren der Form abnehmbar eingebracht werden kann, in welcher der zumindest teilweise hohle Körper geformt werden soll, wodurch der Einsatz, wenn der Mechanismus sich in einer ersten Stellung befindet, von dem Mechanismus in einem bestimmten Abstand von der Innenwand der Form gehalten wird und, in einer zweiten Stellung, der Einsatz in enge Berührung mit dem Körper aus thermoplastischem Material, das an dieser Innenwand gebildet ist, verbracht werden kann, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Einsatz sich in der ersten Stellung in der Form so positionieren läßt, daß sichergestellt wird, daß es keine wesentliche Verformung in der Gegenwart des noch geschmolzenen thermoplastischen Materials erleidet, und durch die der Mechanismus und der Einsatz voneinander getrennt werden können, sobald der letztere ein starres Ganzes mit dem erstarrten thermoplastischen Material gebildet hat.
Bei einer spezifischeren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt der Mechanismus einerseits einen Rahmen, der an der Außenseite der Form nahe der Stelle fest angebracht werden kann, an welcher der Einsatz am Körper um eine Öffnung in der Form herum zu befestigen ist, und andererseits ein bewegliches. Teil an diesem Rahmen mit einem Führungsteil, welches in diese Öffnung eingeführt werden kann, und eine Halterung, die durch dieses Führungsteil hindurchgeht, an dem der Einsatz angebracht werden kann, so daß dieser Einsatz, wenn das sich am Rahmen bewegende Teil in einer ersten Stellung ist, in der Form mit einem bestimmten Abstand von deren Innenwand gehalten werden kann, und in der zweiten Stellung dieser Einsatz gegen die Innenwand bewegt wird.
Bei einer besonders wirkungsvollen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die vorgenannte Halterung einen Stab, der im wesentlichen in einer Linie mit der Achse der vorerwähnten Öffnung von dem Führungsteil hervorsteht, und an dem das Führungsteil und der Einsatz mittels zumindest eines Stützteils für diesen Einsatz nahe beieinander und in einer im wesentlichen koaxialen Beziehung zueinander angebracht werden können, wobei der vorgenannte Stab zusammen mit dem daran angebrachten Führungsteil und Einsatz axial am Rahmen so angebracht sind, daß sie zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt werden k:nnen.
Andere besondere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Anzahl besonderer Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Befestigung eines thermoplastischen Einsatzes an einem thermoplastischen, hohlen Körper; diese Beschreibung ist nur als ein Beispiel und in keiner Weise im Hinblick auf die Erfindung einschränkend beabsichtigt; die angegebenen Bezugszeichen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine diagrammartige Darstellung einer Drehgießeinrichtung mit einer Form, in der ein hohler Körper geformt werden kann, und eine besondere Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Befestigung eines Einsatzes an diese hohlen Körper.
Fig. 2 ist im größeren Maßstab eine Darstellung des Längsschnittes der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung in einer ersten Stellung eingestellt ist.
Fig. 3 ist der gleiche Schnitt wie in Fig. 2 mit der Ausnahme, daß die Vorrichtung nun in einer zweiten Stellung eingestellt ist.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei sich die Vorrichtung in der gleichen Stellung befindet, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt eines hohlen Körpers mit einem Einsatz gemäß der Erfindung.
In den verschiedenen Figuren beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf diegleichen oder entsprechenden Teile.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes, der aus einem Thermoplast oder zumindest teilweise aus einem Thermoplast hergestellt ist, in einem hohlen Körper, der ebenfalls zumindest teilweise thermoplastisch und vorzugsweise vollständig thermoplastisch ist, wie eine Trommel oder ein Tank, usw., wobei geschmolzenes, thermoplastische Material verwendet wird, den hohlen Körper zu bilden, und der Einsatz in enge Berührung mit dem thermoplastischen Material an der geeigneten Stelle, während letzteres sich abkühlt, und zu einer Zeit gebracht wird, wenn es noch etwas oberhalb seiner Erweichungstemperatur ist, so daß der Teil des Einsatzes, der in Berührung mit dem noch weichen plastischen Material kommt, seinerseits kurz auf oberhalb seiner Erweichungstemperatur erwärmt wird. Dieser Teil des Einsatzes verschmilzt dadurch mit dem thermoplastischen Material des hohlen Körpers, was eine sehr sichere Verbindung ohne Verwendung von irgendwelchen getrennten Klebematerial oder mechanischer Formbefestigung, wie Schrauben, usw. zum Ergebnis hat.
Deshalb ist, genauer gesagt, dieses ein Verfahren, bei dem thermoplastisches Material, aus dem der hohle Körper hergestellt werden soll, in einer Form geschmolzen wird oder der Form in einem bereits geschmolzenen Zustand zugeführt wird, bevor es in geeigneter Weise über die Innenwände dieser Form in einer nahezu gleichförmig dicken Schicht verteilt wird und dann an diesen Innenwänden erstarrt oder man es erstarren läßt, während gleichzeitig der Einsatz in nahe Berührung mit dem noch geschmolzenen thermoplastischem Material an der geeigneten Stelle in der Form gebracht wird, woraufhin der hohle Körper aus thermoplastischem Material mit dem befestigten Einsatz aus der Form herausgenommen wird, sobald er ausreichend hart und unveränderbar ist.
Gemäß der Erfindung wird bevorzugt, sicherzustellen, daß anfangs der Einsatz in der Form mit einem bestimmten Abstand von dem noch geschmolzenen thermoplastischen Material so angeordnet wird, daß er im wesentlichen keine Verformung als Ergebnis der Wärme erleidet, die von dem genannten Material und möglicherweise der Form selbst ausgesendet wird. Bei einer zweiten Stufe, wird, während das thermoplastische Material abkühlt und erstarrt, der Einsatz in enge Berührung mit letzterem gebracht, während es noch ausreichend weich ist, so daß durch das Oberflächenschmelzen des Teils des Einsatzes, der in Berührung mit dem thermoplastischen Material kommt, ein im wesentlichen gleichförmiges Ganzes erhalten wird, das den Einsatz und den hohlen Körper umfaßt. Schließlich wird bei einer dritten Stufe, sobald die Erstarrung abgeschlossen und das thermoplastische Material in ausreichenden Maß abgekühlt ist, um irgendeine Verformung zu vermeiden, der hohle Körper mit dem angebrachten Einsatz aus der Form entfernt.
Ein geeignetes Verfahren wird verwendet, um eine Halterung für den Einsatz während der ersten und der zweiten Stufe des Verfahrens zu schaffen, wobei entfembare Halteelemente verwendet werden, die vorzugsweise aus einem wärmedämmendem Material hergestellt sind und den Einsatz fest greifen, so daß er in hohem Maße während dieser zwei Stufen unverformt bleiben kann, selbst wenn er aufgrund der Wärme in der Form re lativ weich wird.
Jedoch ist es dank der Verwendung eines Halteelements, das aus einem wärmedämmenden Material hergestellt ist, im allgemeinen möglich, bei Verwendung dieser Erfindung den Einsatz unterhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials, aus dem er hergestellt ist, zu der Zeit zu halten, wenn das thermoplastische Material aus dem der hohle Körper selbst geformt werden soll, geschmolzen wird oder in einem geschmolzenen Zustand aufrechterhalten wird.
Während der zweiten Stufe, das heißt, wenn das flüssige thermoplastische Material gleichförmig über die Innenwand der Form verteilt worden ist, und die Form und infolge dessen das über ihre Wände verteilte Material abgekühlt werden, wird zu einem Zeitpunkt, wenn das thermoplastische Material auf einen Punkt gerade oberhalb seiner Erweichungstemperatur abgekühlt ist, der Einsatz in enge Berührung mit dem thermoplastischen Material derart gebracht, daß wegen der noch plastischen Eigenschaft dieses thermoplastischen Materials und auch wegen seiner relativ hohen Temperatur eine sehr enge Haftung zwischen dem noch weichen hohlen Körper und dem Einsatz erreicht wird, so daß sie am Berührungspunkt verschmelzen, um ein gleichförmiges Ganzes zu bilden.
Ein ideales Verfahren zum Formen dieses hohlen Körpers aus einem geschmolzenen, thermoplastischen Material in einer Form ist die sogenannte Drehgußtechnik. Diese Technik beinhaltet das Erwärmen einer geschlossenen Form, die die erforderliche Menge eines pulverförmigen oder körnigen thermoplastischen Materials erhält, in einem Ofen, während sie gleichzeitig um die zwei Achsen, die unter rechten Winkeln zueinander angeordnet sind, gedreht wird, so daß das innerhalb der Form schmelzende Material gleichmäßig über die Innenwand der Form verteilt wird. Sobald das flüssige, thermoplastische Material ausreichend und gleichmäßig über diese Innenwand verteilt ist, wird die Form aus dem Ofen entfernt, während die Drehbewegung um die zwei Achsen aufrecht erhalten wird, bis das thermoplastische Material vollständig hart an der Innenwand der Form ist. Die Form wird dann geöffnet und der hierbei erhaltene, hohle Körper aus thermoplastischem Material wird entfernt.
Eine andere Technik, die auch bei dem mit dieser Erfindung verwendeten Verfahren eingesetzt werden kann, ist die sogenannte "Rock und Roll"-Gießtechnik, die sich von der obenbeschriebenen Drehgießtechnik insofern unterscheidet, als daß sich die Form nur um eine im wesentlichen horizontale Achse dreht, die die Längsachse der Form bildet, und um einen Winkel von 300 um eine horizontale Achse schaukelt, die unter rechten Winkeln zu dieser Längsachse verläuft. Diese Schaukelbewegung stellt sicher, daß das pulverförmige oder körnige, thermoplastische Material über die gesamte Länge der Form verteilt wird, während aufgrund der Drehung um die horizontale Längsachse eine gleichmäßige Verteilung über den gesamten Umfang der Form ebenfalls erhalten wird. Gasbrenner, die entlang der vollen Länge der Form angeordnet sind, erwärmen sie, um das sich innen befindende, thermoplastische Material zu schmelzen.
Diese Technik ist besonders zweckmäßig beim Formen von hohlen Formen relativ großer Abmessungen, insbesondere wenn die Länge wesentlich größer als die Weite ist.
Wie oben angegeben worden ist, ist der Einsatz wärmemäßig mit einem ausreichenden Abstand von der Innenwand der Form in einer geeigneten Weise während der ersten Stufe des Verfahrens isoliert, um sicherzustellen, daß er nicht schmilzt oder verformt wird.
Es mag auch während der ersten Stufe zweckmäßig sein, nach und nach den Einsatz abzukühlen, vorzugsweise mit Luft, die beispielsweise durch das Halteelement strömen könnte.
Spezifischere Merkmale des nach der Erfindung verwendeten Verfahrens werden unten bei der Beschreibung einer Vorrichtung dargestellt, die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendet werden kann, wobei auf die beigefügten Figuren Bezug genommen wird, wie es oben angegeben wurde.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Form 1, die sich um ihre horizontale Längsachse 2 und ihre vertikale Achse 3 drehen kann, wie es durch Pfeile 4 bzw. 5 angegeben ist. Die Form 1 besteht aus drei getrennten Teilen: einem zylindrischen Mittelabschnitt 1a, einem oberen, elliptischen Abschnitt 1b und einem elliptischen Bodenabschnitt 1c. Diese drei Teile 1a, 1b und 1c sind mit Flanschen 6 an ihren Verbindungsrändern versehen, so daß sie aneinander durch Bolzen und Muttern (nicht gezeigt) befestigt werden können.
Fig. 1 zeigt nicht den Antriebsmechanismus, der als solcher bekannt ist, um diese zwei Drehbewegungen zu erzeugen, und auch nicht den Ofen zum Erwärmen der Form und Schmelzen des thermoplastischen Materials.
Fig. 1 zeigt eine Form zur Herstellung von zylindrischen Druckgefäßen, deren beide Enden konvex sind, wobei an einem der Enden eine Verbindungsöffnung vorgesehen werden sollte, deren Achse zu der Längsachse der Trommel und deshalb der Längsachse 2 der Form 1 paßt.
Im allgemeinen besteht die Vorrichtung nach der Erfindung, wie es mehr im einzelnen in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, aus einem Mechanismus 8, an dem ein Einsatz 18 innerhalb der Form 1 angebracht werden kann, in der der hohle Körper und genauer gesagt der Druckbehälter geformt werden kann, und durch den dieser Einsatz, wenn er sich in einer ersten Stellung befindet, mit einem bestimmten Abstand von der Innenwand der Form 1 gehalten werden kann, und in einer zweiten Stellung in enge Berührung mit dem Körper gebracht werden kann, der aus thermoplastischem Material hergestellt ist, das eine Schicht an dieser Innenwand bildet.
Der obere Abschnitt 1b der Form besitzt eine kreisförmige Öffnung 9, die mit einem nach außen erhabenen Steg 10 begrenzt ist, der mit einem Flansch 11 versehen ist.
Der Mechanismus 8 umfaßt auch einen Rahmen 12, der mit den Bolzen 13 mit den angebrachten Schrauben 14 fest an der Form 1 mittels des Flansches 11 über der Öffnung 9 angebracht werden kann, wo der Einsatz 18 befestigt werden soll.
Bei der ersten Ausführüngform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die mehr im einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besteht die Halterung aus einem Rohr 17, das sich, zu der Achse der Öffnung 9 ausgerichtet, durch die Öffnung und das Verbindungsteil 16 erstreckt und auf dem der Einsatz 18 zwischen zwei Haltelementen 19 und 20 gehalten wird. Mittels einer Schraubenfeder 21, die um das Rohr 17 gewickelt ist, werden das Verbindungsglied 16, die Halteelemente 19 und 20 und der Einsatz elastisch gegeneinander gedrückt, und ein an dem freien Ende des Rohres angebrachter, entfernbarer Verriegelungsstift 27 hält diese verschiedenen Teile in Lage gegen die Kraft der Feder 21. Diese Feder 21 ist zwischen einem Flansch 30 auf dem Rohr 17 und dem Führungsteil 16 ausgedehnt.
Bei dieser besonderen Ausführungsform ist eine zweite Schraubenfeder 22 um den Teil des Rohres 17 herumgewickelt, der aus der Form 1 hervorsteht, wobei diese Feder in Berührung mit einer Seite eines Kolbens 23 kommt, der an diesem Rohr angebracht ist. Dieser Kolben kann in einem Zylinder 24 hin- und herbewegt werden, der an dem Rahmen 12 befestigt ist. Dieser Zylinder 24 besitzt einen Zuführeinlaß 25 an der dem Kolben 23 gegenüberliegenden Seite, durch den Flüssigkeit oder Gas unter Druck in den Zylinder eintreten kann. Auf diese Weise kann das Rohr 17 auf seiner Achse in der durch den Pfeil 28 angegebenen Richtung in Richtung zum In neren der Form 1 mittels der Feder 22 und in die entgegengesetzte Richtung gegen die Wirkung der Feder 22, die durch den Pfeil 29 angegeben ist, mittels des sich unter Druck befindenden Gases oder der Flüssigkeit in dem Zylinder 24 bewegt werden, die durch die Öffnung 25 zugeführt wird.
Das Rohr 17 ist an beiden Enden offen, damit der Innenraum 26 der Form mit der äußeren Umgebungsluft in Berührung sein kann.
Ferner besteht dieses Rohr aus zwei getrennten Teilen 17a und 17b, die in Längsrichtung an der Stelle 31 miteinander verschraubt sind und die, wenn sie auseinander geschraubt sind, ermöglichen, daß das bewegliche Teil 15 des genannten Mechanismus 8 des Einsatzes entfernt werden kann. Indem Druckluft in den Zylinder durch einen Einlaß 39 eingeführt wird, bewegt sich das Rohr 17 in Richtung des Pfeils 28, während der Einsatz 18 bereits an der Trommel befestigt ist, so daß der Verriegelungsstift 27 frei wird und von dem Rohr herunterfällt. Fig. 4 zeigt eine etwas unterschiedliche Ausführungform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen hauptsächlich aufgrund der Tatsache, daß die Vorrichtung sowohl von Hand als auch durch Druckluft betrieben werden kann. Die vorherige Ausführungsform konnte nur durch Druckluft betrieben werden.
Ferner umfaßt sie ein System zum Abkühlen des Einsatzes, das bei der ersten Stufe des Verfahrens nach der Erfindung angewendet werden kann, wie es oben beschrieben wurde.
Die zweite Ausführungsform verwendet auch nur eine Feder 22, die, wenn sie sich in der ausgedehnten Stellung befindet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ermöglicht, daß der Einsatz 18 in der Stellung Eins gehalten werden kann. Die bewegbaren Teile, das heißt, das Führungsteil 16, die Haltelemente 19 und 20 und der Einsatz 18 können eines gegen das andere dadurch gedrückt werden, daß die Teile 17a und 17b des Rohres 17 zusammengeschraubt werden.
Die Feder 22 wird in der ausgedehnten Stellung durch einen entfernbaren Verriegelungsstift 32 derart gehalten, daß, wenn der Stift entfernt wird, sich das Rohr 17 aufgrund der Wirkung dieser Feder in der Richtung des Pfeils 29 bewegen kann, wodurch der Einsatz in die zweite Stellung gebracht wird.
Unten wird eine Beschreibung der Arbeitsweise der Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung angegeben, wie sie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist.
Bei einer Anfangsstufe werden die erforderlichen Mengen an gepulvertem und körnigem, thermoplastischen Material zur Herstellung des hohlen Körpers, wie einer Trommel, in die Form 1 eingebracht und die Vorrichtung nach der Erfindung, genauer der obenbeschriebene Mechanismus 8 mit dem an dem Flansch 11 angebrachten Einsatz 18 wird um die Öffnung 9 der Form 1 herum mittels Bolzen 13 und Muttern 14 derart befestigt, daß der Einsatz 18 mit den Halteelementen 19 und 20, von denen es ergriffen ist, bei einem bestimmten Abstand von der Innenwand der Form gehalten wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Form 1 mit dem befestigten Mechanismus 8 wird dann in den Ofen eingebracht, um das thermoplastische Material zu schmelzen, während die Form einer doppelten Drehung um die Achsen 2 und 3 ausgesetzt wird. Auf diese Weise wird eine Schicht 33 im wesentlichen gleichförmiger Dicke aus diesem flüssigen, thermoplastischen Material an der Innenwand der Form gebildet, wie es klar in Fig. 1 und selbst in Fig. 2 dargestellt ist, die einen Teil der Form 1 mit der Schicht 33 in einem größeren Maßstab zeigt.
Der Abstand zwischen dem Einsatz 18 und dieser Schicht 33 ist derart, daß der Einsatz nicht als Ergebnis der von der geschmolzenen Schicht aus thermoplastischen Material ausgesandten Wärme verformt wird. Die Gegenwart eines Halteelements 19 aus wärmedämmendem Material verhindert auch eine Wärmebrücke, die sich zwischen dem Einsatz 18 und dem Führungsteil 16 bildet, wobei letztere wie die Form selbst hauptsächlich aus Metall besteht.
Es sollte angemerkt werden, daß bei der in Fig. 2 dargestellten Stellung das Führungsteil 16 eine Begrenzung für die Öffnung 9 bildet, das in die Form 1 bis zu einer Tiefe von wenigstens derjenigen der Dicke der Schicht aus thermoplastischem Material eindringt, um zu verhindern, daß das Material durch die Öffnung 9 hindurchgeht.
Dies bildet deshalb die erste Stufe des Verfahrens nach der Erfindung dar, wobei die Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens in der entsprechenden ersten Stellung ist.
Die Form 1 wird dann von dem Ofen entfernt, wobei die Drehbewegung fortfährt, während sie in Luft abgekühlt wird, so daß die Schicht aus thermoplastischem Material anfängt nach und nach zu härten.
Druckluft wird zu diesem Zeitpunkt in den Zylinder 24 durch den Einlaß 25 gepumpt, so daß sich der Kolben 23 und deshalb auch das Rohr 17 in der Richtung des Pfeils 29 bewegen, bis der Einsatz 18 gegen die Schicht aus noch weichem thermoplastischem Material 33 gedrückt wird. Dies bildet die zweite Stufe des Verfahrens, gemäß der Erfindung, wobei sich die Vorrichtung in der zweiten Stellung befindet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht der Einsatz aus einer Verbindung oder einem Anschluß mit einem Innengewinde 37, das für die Trommel ausgelegt ist, wenn sie in der Form 1 hergestellt wird (Fig. 5).
Diese Verbindung oder Anschluß wird mit einem Rand 36 mit Zähnen oder Rippen 34 ausgebildet. In der zweiten Stellung werden die Zähne oder Rippen 34 in Berührung mit der noch weichen Kunststoffschicht 33 mittels des Kolbens 23 gebracht, und aufgrund der noch relativ hohen Temperatur dieser Schicht schmelzen die Zähne oder Rippen ebenso wie die Oberfläche des Randes 36, der mit der Schicht 33 in Berührung kommt, so daß, wenn abkühlt und erstarrt, eine sehr feste Anhaftung zwischen der Schicht 33 und dem Einsatz 18 erhalten wird.
Ein anderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, im Gegensatz zu bestehenden Verfahren zur Befestigung eines Einsatzes an einem hohlen Körper dieser Einsatz an der Innenwand der entsprechenden Öffnung in dem hohlen Körper befestigt wird. Infolgedessen wird, wenn immer ein gewisser Druck in dem hohlen Körper vorliegt, der Einsatz dichter gegen die Wand dieses Körpers gedrückt, wodurch jegliche Gefahr ausgeschlossen wird, daß ein Lecken zwischen dem hohlen Körper und dem Einsatz auftritt.
Wenn statt der Drehgießtechnik die "Rock und Roll"-Gießtechnik, die oben beschrieben wurde, verwendet wird, ist das Verfahren zur Befestigung des Einsatzes an der Wand des hohlen Körpers im wesentlichen das gleiche, wobei dieselbe Vorrichtung wie diejenige verwendet wird, die bei der Drehgießtechnik verwendet wird.
Wenn die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform verwendet wird, ist das Verfahren, wie es unten beschrieben wird.
Der Einsatz 18 wird in der ersten Stellung, wie es oben beschrieben wurde, in der Form gehalten, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Feder 22 in einer gespannten Stellung durch den Verriegelungsstift 31 gehalten.
Während der zweiten oder Abkühlstufe wird dieser Verriegelungsstift von Hand, durch Druckluft oder in irgendeiner anderen Weise entfernt, so daß sich die Feder 22 entspannt und sich das Rohr 17 in Richtung des Pfeils 29 bewegt, bis dieses das Führungsteil 16 in Berührung mit dem Rahmen 12 bringt. Diese Berührung ist so eingestellt, daß die Zähne oder Rippen 34 in die weiche Schicht 33 drücken und gerade in dem rechten Maß verschmelzen.
Das übrige des Zyklus ist dasselbe, wie es oben beschrieben wurde.
Aufgrund des Kühlkanals 35 in dem Halteelement 19 kann, wie es durch den Pfeil 38 angegeben ist, kalte Luft in dieses Element 19 während der ersten Stufe gelenkt werden, um die Temperatur des Einsatzes 18 zu steuern.
Das thermoplastische Material, aus dem der hohle Körper geformt wird, sowie das, aus dem der Einsatz geformt wird, sollte vorzugsweise Polyäthylen sein, oblgeich das Verfahren und die Vorrichtung natürlich auch an alle anderen Arten von thermoplastischem Material angepaßt werden kann.
Diese Erfindung ist jedenfalls nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und innerhalb des Bereiches dieser Erfindung können verschiedene andere Abwandlungen in Betracht gezogen werden, unter Einschluß der Technik, die zum Formen des hohlen Körpers aus thermoplastischem Material verwendet wird, der Art, der Form und der Funktion des Einsatzes und der Stellung, in der dieser in den hohlen Körper eingepaßt wird. Auf diese Weise können verschiedene Einsätze, ob von der gleichen Art oder anders, an demselben hohlen Körper befestigt werden.

Claims

1. Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes (18), der zumindest teilweise aus thermoplastischem Material besteht, in einem zumindest teilweise hohlen Körper, insbesondere in einer Trommel die ebenfalls im wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht, das man mit Hilfe der sogenamte Drehgiesstechnik oder der "Rock and Roll" Giesstechnik, in einer Form (1) entweder durch Schmelzen des thermoplastischen Materials in der Form (1) oder durch Einbringen in diese Form in einem fertiggeschmolzenen Zustand erzeugt und, nachdem man das geschmolzene thermoplastische Material in einer Schicht (33) an den Innenwänden dieser Form (1) auf angemessene Art und Weise verteilt hat, dieses zum Erstarren bringt oder erstarren lässt, um anschliessend den so erzeugten Körper aus thermoplastischem Material aus der Form zu entnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass, in einer ersten Phase, der Einsatz (18) in der Form (1) in einem bestimmten Abstand vom noch geschmolzenen thermoplastischen Material angeordnet ist, wobei dafür gesort wird, dass es keine erhebliche Verformung infolge der Gegenwart dieses Materials erleidet und, in einer zweiten Phase, während des Erstarrens des thermoplastischen Materials, aus dem der Hohlkörper geformt wird, der Einsatz (18) in nahe Berührung mit dem thermoplastischen Material gebracht wird, solange dieses noch weich genug ist, so dass das letztere im wesenlichen ein Ganzes met dem Einsatz (18) bilden kann und, in einer dritten Phase, wenn das vorerwähnte Material fast starr ist, der Körper mit dem Befestigungseinsatz (18) aus der Form entnommen wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) zumindest teilweise während der vorerwähnten Phasen eins und zwei von mindestens einem abnehmbaren Stützteil (19, 20) gehalten wird, das eng am Einsatz (18) anliegt, damit gewährleistet wird, dass dieser Einsatz (18) während dieser beiden Phasen keine wesentliche Verformung erleidet.

3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützteil (19, 20) verwendet wird, das im wesentlichen aus wärmeisolierendem Material besteht.

4. Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18), in der ersten Phase, ständig unter der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials gehalten wird, aus dem der Einsatz (18) mindestens teilweise besteht und, in der zweite Phase, während das thermoplastische Material erstarrt, aus dem der Hohlkörper geformt wird und gerade bis oberhalb der vorerwähnten Erweichungstemperatur abgekühlt ist, in enge Berührung mit dem thermoplastischen Material des vorerwähnten Hohlkörpers verbracht wird.

5. Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18), in der ersten Phase, in einem angemessenen Abstand von der Innenwand der Form (1) so wärmeisoliert wird, dass er nicht mit dem noch geschmolzenen thermoplastischen Material in Berührung gelangt, aus dem der Hohlkörper gebildet wird.

6. Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18), in der ersten Phase, zumindest teilweise abgekühlt, beispielsweise luftgekühlt wird.

7. Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsatz (18) verwendet wird, der Zähne oder Rippen (34) aufzeigt, die in der zweiten Phase in das thermoplastische Material eingedrückt werden.

8. Verfahren gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsatz (18) verwendet wird, der mit einer Manschette (36) versehen ist, die in dieser zweiten Phase eng an der Innenfläche der Schicht aus thermoplastischem Material (33) anliegt, das die Innenwand der Form bedeckt und aus dem der Hohlkörper im wesentlichen hergestellt wird.

9. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Einsatz (18) mit einem Innengewinde verwendet wird, welcher teilweise in die Schicht (33) eindringt und dessen Aussenumfang mit der vorerwähnten Manschette (36) versehen ist.

10. Gerät zur Anwendung des Verfahrens gemäss einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Mechnismus (8) umfasst, an dem der Einsatz (18) im Innern der Form (1) abnehmbar angebracht werden kann, in welcher der Hohlkörper geformt werden soll, wodurch der Einsatz (18), wenn der Mechanismus sich in einem ersten Stand befindet, vom Mechanismus in einem bestimmten Abstand von der Innenwand der Form (1) gehalten werden kann und, in einem zweiten Stand, der Einsatz (18) in enge Berührung mit dem Körper aus thermoplastischem Material an dieser Innenwand verbracht werden kann, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Einsatz sich im ersten Stand in der Form so positionieren lässt, dass dafür gesorgt wird, dass er keine wesentliche Verformung im Ergebnis der Gegenwart des noch geschmolzenen thermoplastischen Materials erleidet, sowie Vorrichtungen, met deren Hilfe der Mechanismus (8) und der Einsatz (18) voneinander getrennt werden kcnnen, sobald der letztere ein starres Ganzes mit dem erstarrten plastischen Material bildet.

11. Gerät gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8), einerseits, einen Rahmen (12) umfasst, der in bezug auf die Aussenseite der Form (1) befestigt werden kann, und zwar nahe an der Stelle, an welcher der Einsatz (18) am Hohlkörper um eine Öffnung (9) in der Form (1) zu befestigen ist und, andererseits ein bewegliches Teil mit einem Führungsteil (16), das an diesem Rahmen befestigt ist, welches in diese Öffnung (9) eingeführt werden kann, und eine Halterung (17), die durch dieses Führungsteil (16) ragt, an dem der vorerwähnte Einsatz (18) angebracht werden kann und mit dessen Hilfe dieser Einsatz (18), wenn das sich am Rahmen (12) bewegende Teil in einem ersten Stand ist, in der Form (1) im vorerwähnten Stand in einem bestimmten Abstand von der Innenwand der Form gehalten werden kann und, im vorerwähnten zweiten Stand, in Berührung mit dieser Innenwand verbracht worden ist.

12. Gerät gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stützteile (19, 20) an der Halterung so ausgebildet sind, dass der Einsatz (18) dazwischen festgeklemmt werden kann.

13. Gerät gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (16) einen Anschlag bildet, der in die Öffnung (9) bis zu einer Tiefe passt, die zumindest der Dicke der Schicht aus thermoplastischem Material (33) entspricht, die an der Innenwand der Form (1) im Hinblick auf die Erzeugung des Hohlkörper verteilt wird.

14. Gerät gemass einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekannzeichnet, dass die Halterung (17) einen Stab umfasst, der im wesentlichten in einer Linie met der Achse der vorerwächnten Öffnung (9) durch das Führungsteil (16) ragt, und an dem das letztere and der Einsatz (18) mit der Hilfe von zumindest einem Stützteil (19, 20) dieses Einsatzes (18), nahe beieinander und in einer, im wesentlichen koaxialen Beziehung zueinander angebracht werden können, wobei der vorerwähnte Stab (17) zusammen mit dem daran angebrachten Führungsteil (16) und Einsatz (18) axial am Rahmen so angebracht sind, dass sie sich zwischen dem ersten und dem zweiten Stand bewegen lasse.

15. Gerät gemäss einem beliebigen der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (17) mit einem elastischen Bauteil (21) zusammenwirkt, das es dem Einsatz (18) ermöglicht, sich in der Richtung der Öffnung (9) in der Form (1) bis in den zweiten Stand zu bewegen.

16. Gerät gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das vorerwähnte elastische Bauteil (21) met einem Kolben (23) zusammenwirkt, der an der Halterung (17) befestigt und so angebracht ist, dass er sich in einem Zylinder (24) hin- und herbewegen kann, der am Rahmen angebracht ist, und zwar so, dass unter der Einwirkung der Flüssigkeit oder des Gases, das unter Druck in den Zylinder (24) eingebracht wird, der kolben (23) und damit die Halterung (17) sich zwischen den beiden Aussenpositionen und gegen die Einwirkung des elastischen Teils (21) bewegen.

17. Gerät gemäss einem beliebigen der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (16) mit der Hilfe eines elastischen Teils (21, 22) gegen das Stützteil (19, 20) hochgeschoben wird.

18. Gerät gemäss einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (17) der Halterung aus einem Rohr besteht, das an beiden Enden offen ist, um dem Innenraum (26) der Form den Kontakt mit der Aussenluft zu ermöglichen.

19. Gerät gemass einem beliebigen der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (17) aus zwei separaten Teilen besteht, die längsweise ineinander geschraubt werden können (17a) und (17b), so dass das bewegliche Teil des Mechanismus (8) nach dem Auseinanderschrauben dieser Teile, vom Einsatz (18) getrennt werden kann.

20. Gerät gemäss einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Stützteile (19, 20) einen Kühlungskanal (35) aufzeigt, durch den Luft geblasen werden kann.