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Herstellung von Formstücken aus Preßmasse Die Erfindung bezieht sich
auf die Herstellung von Formstücken sus Preßmasse, beispielsweise plastischer Kunstharzmasse,
insbesondere mit Anteil an Papier, Gewebe oder Holz. Es ist bekannt, daß hierbei
der Ausgangsstoff gleichzeitig der Einwirkung hoher Preßdrücke und hoher Heiztemperaturen
ausgesetzt wird. Formstücke dieser Art werden vielfach in der Elektrotechnik in
Apparaten und Maschinen als isolierendes Material verwendet. Als Beispiel seien
Teile von Installationsschaltern, Handgriffe für Telephone, Abstützungen für Wicklungsteile
elektrischer Maschinen genannt. Noch auf vielen anderen Gebieten finden Formstücke,
die aus irgendwelchen Massen durch gleichzeitiges Pressen und Erhitzen hergestellt
werden, Anwendung; beispielsweise sei an plattenförmige Preßstücke, wie Hartpapier
oder Kunstharzplatten, erinnert, bei denen stückchen- oder plattenförmige Papier-
bzw. Holzteile unter Anwendung von Leim oder anderen Bindemitteln durch gleichzeitiges
Pressen und Erhitzen zu einem festen Körper vereinigt werden.
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Es war bisher üblich, die Preßstempel, beispielsweise die plattenförmigen
Preßstücke bei der Herstellung von größeren Hartpapierplatten, durch Heizdampf oder
durch Stromwärme zu erhitzen. 13ei diesen bekannten Preßanordnungen zeigen sich
Herstellungsschwierigkeiten, sobald es sich um Formstücke größerer Dimensionen handelt.
Von den bei der Herstellung von Formstücken aus isolierenden Preßmaterialien auftretenden
technologischen Schwierigkeiten ist in erster Linie die schlecht Wärmeleitfähigkeit
zu nennen, welche diesen Werkstoffen nach ihrer Zusammensetzung zumeist eigen ist,
und die es erschwert oder verhindert, Formstücke gröoberer Dimensionen gleichmäßig
auf die Temperatur zu erhitzen, die zum Erhärten der üblichen Preßmassen erforderlich
ist. Bei der Herstellung der Formstücke mit den bekannten Heiz- und Preßanordnungen
ergibt sich häufig die Schwierigkeit, daß die äußeren, der Oberfläche nahen Schichten
beim Zuführen der Wärme von außen entsprechend den der Masse zugesetzten sog. Beschleunigern
frühzeitig gehärtet werden, während die inneren Schichten größerer Formstücke noch
nicht lange genug auf der Erhärtungstemperatur verweilt haben, um in gleicher Weise
ausgehärtet zu werden wie die Oberflächenschichten.
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Kommt bei dem Härtungsvorgang eine chemische Reaktion in Gang, bei
der beispielsweise Wasserdampf oder andere Produkte dampfförmiger oder gasförmiger
Natur abgeschieden werden, so kann es zu schweren
Störungen des
Herstellungsvorganges führen, wenn die äußeren, schon gehärteten und undurchlässig
gewordenen Schichten die Abführung der im Innern entwickelten Gase oder Dämpfe verhindern.
Entweder kommt es dann zu einem wesentlich anders ablaufen den Härtungsvorgang im
Innern des Form stückes, oder es treten sogar Zerreißungen des Formkörpers auf.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden zur Erwärmung der Preßmasse
hochfrequente elektrische Wechselfelder verwendet.
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Es ist bekannt, daß in Stoffen, die der Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes
ausgesetzt werden, Wärme erzeugt wird. Die zu verwendenden Stoffe werden hierbei
zwischen zwei plattenförmigen Kondensatorelektroden oder innerhalb spuienfönmger
Elektroden angeordnet, die an eine elektrische Spannungsquelle entsprechend hoher
Frequenz angeschlossen sind. Beispielsweise ist es bekannt, Holz, Tabak sowie auch
Preßmassen durch Einwirkung elektrischer Hochfrequenzfelder zu trodnuen. Der besondere
Vorteil der Erwärmung irgendwelcher Stoffe durch eleltrische Hochfrequenzfelder
liegt darin, daß die Wärme hierbei unmittelbar in den Stoffen selbst erzeugt wird.
Alle Nachteile, die sich bei einer Wärmezufuhr von außen her durch ungleichmäßige
Erwärmung verschiedener Schichten der behandelten Stoffe ergeben, fallen hierdurch
fort.
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Nun stößt aber die Anwendung dieses elektrischen Heizverfahrens bei
der Herstellung von Preßformstücken auf eine erhebliche Schwierigkeit. Würde man
die zu erwärmende, in der Presse befindliche Preßmasse in ein elektrisches Hochfrequenzfeld
hineinbringen, so würden die damit gleichzeitig in das Hochfrequenzfeld hineinkommenden
MNetallteile der Presse, insbesondere @ die Preßstempel, alle Kraftlinien des Wechselfeldes
in sich hineinziehen, so daß die Preßmasse selbst überhaupt nicht oder nur sehr
wenig von den Kraftlinien des Feldes durchdrungen wird: Man könnte zwar daran denken,
die Preßstempel aus geeigneten Isolierst offen herzustellen, die die Kraftlinien
des Feldes nicht anziehen, doch würden solche Isolierstoffpreßstempel bei weitem
nicht die hohe mechanische Wider standsfähigkeit haben wie Preßstempel aus Stahl
oder anderem Metall. Außerdem würden sich die Mittel zur Ausbreitung des Wechselfeldes,
also die Feldelektroden, und die Mittel zur Erzeugung des Preßdruckes, also die
Preßstempel u. dgl., gegenseitig räum lich behindern und schon allein hierdurch
die Anwendung der Wechselfelder in vielen Fällen unmöglich machen. Man sah sich
daher, sofern man elelctrische Wechselfelder zur Erhitzung der Preßmasse verwenden
wollte, gezwungen, das Herstellungsverfahren der Formkörper in zwei getrennte Arbeitsgänge
aufzuteilen, indem man die Preßmasse zuerst in dem Wechselfeld erhitzt und erst
anschließend in die Presse hineinbringt. Ein solches Verfahren ist aber nicht nur
sehr umständlich, sondern in vielen Fällen gar nicht oder zum mindesten nur unter
großen Schwierigkeiten durchführbar, da bei vielen Preßmassen, insbesondere solchen,
die vor der Abbindung- ihrer erhärtenden Bestandteile breiförmig sind, die Erhitzung
und die Pressung gleichzeitig erfolgen müssen.
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Erfindungsgemäß werden alle diese Schwierigkeiten dadurch behoben,
daß die den Druck auf das Form stück übertragenden Teile der Preßmasse selbst als
Elektroden für das Wechselfeld verwendet werden, indem also diese Teile selbst an
eine Wechselspannung angeschlossen werden, deren Frequenz einer Wellenlänge von
etwa 5 bis 50 m entspricht.
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Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es also, auch bei der
Anwendung elektrischer Hochfrequenzfelder den Erwärmungsvorgang und den Preßvorgang
in gleicher Weise wie bei dem bekannten, mit anderer Wärmeerzeugung arb eh ca den
Herstellungsverfahren gleichzeitig durchzu$ühren. Die aus der Spreu masse herzustellenden
Formstücke werden durch die den Preßdruck ausübenden Teile gepreßt; da diese Teile
aber an eine hochfrequentc Wechselspannungsquelle angeschiossen sind, so entsteht
zwischen ihnen ein hochfrequentes Wechselfeld, dessen Kraftlinien das Formstück
durchdringen und somit während des Pressens gleichzeitig erhitzen. Da die Heizenergle
hierbei vorzugsweise und überwiegend im Innern des Formstückes entsteht und so verteilt
wird, daß ein gleichmäßiges Abbinden und Aushärten von innen nach außen stattfindet,
so ist es auch nicht mehr notwendig, durch Anwendung verschiedener Beschleuniger
für die inneren und äußeren Partien des Formstückes und durch subtile Überwachung
der Temperaturverteilung während des Erhitzungsvorganges die Homogenität des Endproduktes
anzustreben. Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann man vielmehr mit einem einzigen
Beschleuniger arbeiten und lediglich durch die Wahl der Elektrodenform das angestrebte
Produkt erhalten.
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Besonders wichtig ist das Heizverfahren der Erfindung für Formstücke,
die einen verhältnismäßig großen Querschnitt haben. Es ist für das elektrische Hochfrequenzfeld
praktisch gleichgültig, ob größere oder kleinere Abstände zwischen den Preßteilen
vorhanden sind. Es gelingt durch entsprechende Bemessung der Leistung und Spannung
des Hochfrequenzgenerators bohne weiteres, auch
bei größerer Entfernung
zwischen den Platten ein Feld zu erzeugen, welches ausreichende Wärme in dem Formstück
hervorruft.