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Form zum Verfestigen und Vulkanisieren von Kautschukmilchschaum
Die
Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Formen von Schwammkautschuk, wie z.B.
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Kautschukmilchschaum, und insbesondere auf Formen, die besonders zur
Verwendung für das Vulkanisieren von Kautschukmilchschaum in einem elektrischen
Hochfrequenzfeld ausgebildet sind.
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Es ist seit vielen Jahren in der Technik bei der Herstellung voll
geformten Gegenständen aus Kautschukmilchschaum, wie z.B. Kissen und Matratzen,
üblich gewesen, verschäumte Kautschukmilch in eine Ganzmetallform zu gießen und
dann diese Form iii eiiie erhitzte Vulkanisierkammer zu bringen, um den Kautschuk
zu vulkanisieren.
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In neuerer Zeit ist vorgeschlagen worden, ein elektrisches Hochfrequenzfeld
anzuwenden, um verschäumte Kautschukmilch zu vulkanisieren. Aber dies kann nicht
ausgeführt werden, wenn eine Ganzmetallform benutzt wird, da die hohe Leitfähigkeit
der Metallseitenwände der Form dazu führt, den Zwischenraum zwischen den zur Erzeugung
des Hochfrequenzfeldes l>enutzten Elektroden kurzzuschließeii oder seinen elektrischen
Widerstand stark herabzusetzen.
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Um diese Schwierigkeit bei der Anwendung eines Hochfrequenzfeldes
zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, eine nichtmetallische Form vorzusehen,
bei welcher die Form aus mit Kunstharz imprägniertem Glasgewebe gehildet wird. Formen
für verschäumte Kautschukmilch werden jedoch beim Handhal>en und beim Offnen
der Formen mittels eines Hebels einer rauhen Handhabung unterworfen, und sie haben
die Neigung sich zufolge der Temperaturänderungen, denen sie ausgesetzt werden,
zu verwerfen. Aus diesem Grund weist
die Herstellung von guten Formen
für Kautschukmilchschaum, welche für eine Verwendung in einem elektrischen Hochfrequenzfeld
geeignet sind, verschiedene Probleme auf.
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Die Erfindung bezieht sich auf solche Formen, welche genügend stark
und dauerhaft sind, um gute Dienste zu leisten, und die gleichzeitig elektrisch
genügend isoliert sind, um eine Funkenbildung oder einen Kurzschluß in dem Raum
zwischen den Elektroden zu vermeiden.
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Insbesondere faßt die Erfindung eine Form zum Verfestigen und Vulkanisieren
von verschäumtem Kautschuk in einem elektrischen Hochfrequenzfeld ins Auge, welche
einen Formunterteil, der an seiner Oberseite offen ist und verschäumten Kautschuk
aufnehmen kann, und einen verhältnismäßig flachen Deckel für diesen Formteil aufweist,
wobei der Boden des Formunterteils aus Metall gebildet ist, während die nach oben
stehenden Wandungen aus mit Kunstharz imprägniertem geschichtetem Material bestehen.
Diese Seiten sind so geformt, daß sie eine umgebende Isolierwand bilden, die an
dem Nietallboden fest verankert ist. Als Ergebnis dieser Ausführung, bei welcher
die Seitenwandungen der Form aus Isolierstoff hergestellt sind, während ihr Boden
oder ihre Decke oder beide aus Metall bestehen, ist eine starke dauerhafte Form
geschaffen, welche zur Verwendung in einem elektrischen Hochfrequenzfeld geeignet
ist, das den in der Form befindlichen Schaum erhitzt.
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Die vorgekennzeichneten Merkmale und weitere Aferkmale der Erfindung
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher eine Ausführungsform
der Erfindung beispielsweise zur Darstellung gebracht ist, und zwar zeigt Fig. 1
eine schaubildliche Darstellung einer Einrichtung zum Fördern einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Form durch ein elektrisches Hochfrequenzfeld, Fig. 2 einen Querschnitt
durch eine in Fig. I dargestellte Form, Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht
durch einen Teil der in Fig. 2 dargestellten Form, Fig. 4 eine Schnittansicht, welche
die Ausführung einer abgerundeten Ecke der Form gemäß Fig. 2 wiedergibt, und Fig.
5 eine der Fig. 3 ähnliche Schnittansicht, die eine abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung wiedergibt.
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Unter Bezugnahme auf Fig. I der Darstellung ist eine Form wiedergegeben,
welche gemäß der Erfindung ausgebildet ist, und diese Form ist in ihrer Gesamtheit
mit dem Bezugszeichen 10 benannt. Die Form 10 ist so wiedergegeben, daß sie auf
einem Förderriemen 1 1 aus Kautschuk ruht, der durch (nicht dargestellte) Mittel
in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegt wird, um dadurch die Form 10
zwischen eine obere Elektrode I2 und eine untere Elektrode I3 vorzuführen, welche
vorzugsweise aus verhältnismäßig großen Metalltafeln gebildet sind, die im Abstand
und parallel zueinander und in einer genügenden Entfernung voneinander angeordnet
sind, um zu ermöglichen, daß der Riemen II die Form 10 durch das zwischen diesen
Platten 12 und I3 aufgebaute hochfrequente elektrische Feld führt. Die ol>ere
Elektrode I2 ist durch einen Leiter 14 mit einem Hochfrequenzgenerator I5 verbunden,
und die untere Elektrode I3 ist durch den Leiter I6 geerdet.
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Die Größe und die Gestalt der Form 10 für Kautscliukschaum kann in
weiten Grenzen verändert werden, und die in den Zeichnungen wiedergegebene Form
ist von derjenigen Art, wie sie im allgemeinen zum Formen von Matratzen aus Kautschukmilchschaum
verwendet werden, die bei Betten verschiedener Größe Verwendung finden. Solche Formen
sind in der Länge beträchtlich größer als in der Breite. Daher ist nur ein Teil
der Länge der Form 10 in Fig. I wiedergegeben, wo ein Ende und ein Teil einer Seite
der Form dargestellt ist. In Fig. 2 ist ein etwas vergrößerter Querschnitt der Form
der Fig. I dargestellt; sie umfaßt einen Formunterteil, der einen inneren gewölbten
Boden 17 und einen ehenen Außenboden I8 besitzt. Diese Böden sind vorzugsweise aus
Metall gebildet, um die erforderliche Festigkeit zu liefern. Der Innenboden I7 ist,
wie dargestellt, gekrümmt, um der Oberseite der aus Kautschukmilchschaum aufgebauten
Matratze if eine etwas nach oben gewölbte Form zu geben, und die Matratze wird mit
ihrer Oberseite nach unten gerichtet in der Form hergestellt. Der untere Boden I8
ist vorgesehen, um den gekrümmten Innenboden I7 zu schützen und um die Form mit
einer ebenen Bodenfläche zu versehen, so daß sie auf dem Förderriemen II oder anderen
Übertragungseinrichtungen fest aufruht. Der Rinnenboden I7 ist mit Abstand an dem
äußeren Boden 18 durch eine Anzahl von Rohren 19 befestigt, welche sich zwischen
diese beiden Böden erstrecken und die durch Bolzen 20 fest miteinander vereinigt
sind.
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Die nach oben stehenden Seitenwandungen, welche gerade Seiten 21
und abgerundete Ecken 2I1 im Formunterteil aufweisen, bestehen gemäß der Erfindung
aus einem starken dauerhaften Isoliermaterial, z. BX einer Vielzahl von Lagen aus
Glastuch, die durch ein zweckentsprechendes Kunstharz imprägniert und fest miteinander
verbunden sind.
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Der Formunterteil kann eine vorbestimmte Menge von verschäumtem Kautschuk
enthalten, und dieser Formteil wi rd durch einen verhältnismäßig flachen bzw. einen
Deckel 22 geschlossen, der vor zugsweise aus Metall besteht; wenn die Form geschlossen
ist, ruht der Deckel auf dem oberen Kastenteil der nichtleitenden Seitenwandungen
21, 211. Dieser Deckel 22 hat innere Abstandsflansche 221, welche an der Innenfläche
dieser Wandungen angreifen können.
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Wenn eine gemäß der Erfindung hergestellte Form verhältnismäßig groß
ist, wie es bei der Formung von Matratzen erforderlich ist, muß der gesamte Aufbau
stark ausgeführt werden, damit sie den verschiedenen Kräften widerstehen kann, welchen
die Form unterworfen wird, wenn sie von Platz zu Platz bewegt wird und insbeson.dere
wenn der Deckel 22 von dem Formunterteil unter I-Tel,el-
wirkung
abgehoben wird. Wenn die ganze Form aus Sletall hergestellt wird, wie es bisher
üblich war, ist es nicht sehr schwierig, die Form so auszuführen, daß ihre verschiedenen
Teile die erforderliclie Festigkeit besitzen. NVenn jedoch die nach @ben stehenden
Seitenwandungen der Form aus einem nichtleitenden Faserstoffmaterial herzustellen
sind, wie es gemäß der Erfindung ins Auge gefaßt ist, I)ietet die Aufgabe der Herstellung
dieser Seitenwandungen, so daß sie die erforderliche Festigkeit aufweisen, ernsthafte
Schwierigkeiten.
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Ein guter praktischer Weg zur Ausführung solcher nichtleitenden Wandungen
ist in Fig. 3 der Zeichnung am l)esten wiedergegeben, in welcher die Seitenwandung
aus einem mit Kunstharz imprägnierten geschichteten Material, z. B. etwa acht Schichten
aus gewebtem Glastuch, gebildet ist, das mit einem Kunstharz, vorzugsweise mit einem
weiter ulitell erläuterten Kunstharz imprägniert ist, daß kein Lösungsmittel enthält.
Ein solches Kunstharz ist fest, dauerhaft, unempfindlich gegen chemische Einwirkung,
leicht zu verfestigen und besitzt viele andere NTorteile. Die Seiten des Formbehälters
sind vorzugsweise aus geformten geraden Seitenstreifen 21 un(l geformten abgerundeten
Eckenstreifen 211 gebildet. Nachdem diese Streifen 21 und 211 geformt worden sind,
können sie an Ort niid Stelle befestigt werden, um die umgebenden Seitenwandungen
der Form zu bilden.
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I,ei der iii den Fig. 1 ljis 4 einschließlich dargestellten Ausführungsform
wird jedem Wandungs-@bschnitt 21 und 211 der Form vorzugsweise die in Fig. 3 im
Querschnitt wiedergegebenen Ausführung gegeben, aus der ersichtlich ist, daß der
untere Teil der geschichteten Wandung 21 nach aufwärts ge-I)ogen ist um einen U-ffirmigen
Flanschteil 23 zu bilden, und der oliere Teil der geschichteten Lage ist um sicli
selbst umgebogen, wie l)ei 24 angedeutet ist, 11101 ein( ne abgerundete hohle Rippe
zu l)ilden. Die Hohlfläche diesel Rippe ist durch den schräg nach abwärts gerichteten
Schenkelteil 25 der geschichteten Lage vollständig geschlossen. Die hohle Rippe,
die auf diese Weise nahe der Oberkante der Seitenwandung der Form gebildet ist,
erhöht die Festigkeit dieses Teils der Form erheblich, welcher die Deckelplatte
22 trägt. Die Festigkeit dieser Rippe kann wei tel erll(illt werden, indem die Hohlfläche
mit einem leicht formbaren Niaterial, z. 13. zellenförmigem Celluloseacetat 26,
gefüllt wird.
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Um die Seitenwandungen 21 und 211 sehr fest an tlcln Bodenaufbauteil
der Form zu l)efestigen, ist der Innenboden 17 vorzugsweise nahe seinen Randkanten
mit nach abwärts gerichteten Flanschen 27 versehen. welche iti dett U-förmigen Teil
satt hineinpassen, der durch den unteren Teil der Seitenwandungen 21 und den nach
oben gerichteten Flanschteil 23 gebildet ist. Eine weitere Festigkeit wir @ dadurch
gewährleistet, das L-förmige XVinkelleisteii 2S vorgesehen sind, welche mit der
Ol)erfläche des Außenbodens 1S durch Bolzen 29 starr verbunden werden können, die
Klemmuttern 30 aufweisen. Der nach oben stehende Teil dieser Leiste 28 ist so angeordnet,
daß er an der Außenfläche des unteren Teils der Wandung 21 angreift und mit den
Flanschen 23 und 27 durch hindurchgehende Bolzen 31 und Muttern 32 verbolzt ist.
Die Eckenabschnitte 21l sind auf ähnliche Weise durch Bolzen mit den Böden 17 und
I8 der Form verbunden. Um den oberen Randkantenteil der Isolierwandungen 21, 21l
weiterhin zu schützen, können an der ebenen Oberfläche des Randteils dieser Wandungen
Schutzmetallstreifen 33 befestigt werden, welche durch Schrauben 34 an Ort und Stelle
gehalten werden. Diese Schrauben können mit N-erstärkungsstreifen 35 in Eingriff
gelangen, welche innerhalb des hohlen Randes angeordnet sind und welche in der Hauptsache
dazu dienen, einen gerade verlaufenden Wandungsteil 21 und einen gebogenen Wandungsteil
211 an ihren Verbindungslinien 36 fest miteinander zu vereinigen.
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Da es üblich ist, Matratzen aus Kautschukmilchschaum mehrere Zentimeter
dick zu machen. ist es weiterhin üblich, sie mit tiefen Kernlöchern zu versehen,
welche sich von der oberen Fläche und der unteren Fläche nach einwärts erstrecken.
Diese Kernlöcher werden zweckentsprechend dadurch gebildet, daß an der Innenfläche
des gebogenen Innenbodens I7 und an der Innenfläche des flachen Deckels 22 sich
nach einwärts erstreckende Kerne 37 befestigt werden, welche vorzugsweise aus gelackten
Holzzapfen bestehen, um dadurch die Verwendung von Metallkernen zu vermeiden,welche
in einem elektrischen Hochfrequenzfeld nachteilig sind. Diese Kerne 37 werden an
Ort und Stelle zweckentsprechend befestigt, indem jeder Holzkern mit einem verkleinerten
Schaft 38 versehen wird, der sich durch ein in dem Boden 17 oder dem Deckel 22 gebohrtes
Loch erstreckt und mittels eines um diesen Schaft gepreßten Sprengrings 39 befestigt
wird, der satt in eine um den Schaft gebildete Ringnut einpaßt, so daß der Ring,
wenn er in der Nut befestigt ist, den hölzernen Kern an Ort und Stelle verriegelt,
wie dies am besten aus Fig. 3 hervorgeht. Es ist ersichtlich, daß eine innere Kammer
von beträchtlicher Größe innerhalb des Bodenteils der Form zwischen den Böden 17
und t8 gebildet wird. Es ist erwünscht, zum Zirkulieren von @ Luft durch diesen
Raum Vorkehrung zu treffen.
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I)ies kann dadurch erfolgen, daß gel)ohrte Löcher 4o in der Winkelleiste
28 vorgesehen sind, so daß Luft durch diese Löcher eintreten und aus ihnen austreten
kann.
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Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung der in den Fig. 1 bis
4 dargestellten Ausführungsform die zwischen dem oberen Boden 17 und dem Deckel
22 angeordneten Seitenwandungen aus nichtleitendem Material hergestellt sind, um
dadurch die Verwendung von Metall in diesen Wandungen zu vermeiden. das eine Funkenbildung
oder einen Kurzschluß des Stroms hervorrufen würde, der durch die verschäumte Masse
M hindurchgehen und sie gelieren und vulkanisieren soll.
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Bei der abgeänderten Ausführungsform der Fig. 5 sind die nichtmetallischen
Seitenwandungen auf einer kurzen Entfernung oberhalb der oberen Bodenplatte 17 verstärkt.
Diese Ausführung schafft
eine zusätzliche Festigkeit in den Seitenwandungen,
erhöht aber die Neigung des Arbeitsstroms etwas, um die Seitenwandungen der Form
Funken zu hilden. Bei der abgeänderten Ausführungsform der Fig. 5 ist ersichtlich,
daß der Innenboden 17 einen sich nach aufwärts erstreckenden Flansch 41 hat und
daß an dem Außenboden 18 eine gebogene innere Flanschleiste 42 und eine äußere L-förmig
gestaltete Winkelleiste 43 durch Bolzen befestigt ist. Der nichtmetallische Teil
dieser Seitenwanlillig ist aus einem mit Kunstharz imprägnierten S@hichtmaterial
44 gebildet, z. B. das in Fig. I bis 4 verwendete; aber dieses geschichtete Material
ist zil einer etwas anderen Gestalt geformt, wie aus Pig. 5 ersichtlich ist, aus
der erkennbar ist, daß das geschichtete Material zu der Form eines umgekehrteil
U geformt ist, wobei die Enden der Schenkel zwischen Flansch und Leisten 41, 42,
43 liegen und zwischen ihnen durch Bolzen 45 sicher verankert werden. Der Hohlraum
innerhalb der geschichteten U-üirmigen Wandung ist vorzugsweise mit einem l)eliehigen
formbaren Material, z. B. zellenförmigen Celluloseacetat 46, gefüllt. Die Flanschleisten
42 und 43 sind an der unteren Bodenplatte 18 durch Bolzen 47 befestigt.
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Die Böden 17 und I8, der Deckel 22 und die verschiedenen Winkelleisten
sind vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen nicht korridierenden Leichtmetall
hergestellt. Die mit Kunstharz imprägnierten geschichteten W-andungen werden vorzugsweise
aus gewebtem Glastuch gel>ildet, das imprägniert ist und das durch ein Kunstharz
zusammengehalten wird, welches beispielsweise dadurch erhalten wird, daß ein Mischpolymerisat
aus einer eine einzige Athylengruppe CH2 C enthaltenden monomeren Verbindung, einem
ungesättigten Alkydharz, welches das Reaktionsprodukt einer Äthylen-α-ß-dicarbonsäure
ist, und einem Glykol hergestellt wird. Diese Kunstharze werden dadurch gebildet,
daß eine Athylen-a-ß-dicarl>onsäure mit einem Glykol in solchen Mengenve4ältnissen
umgesetzt wird, daß in der Reaktionsmischung etwa eine Carboxylgruppe der ungesättigten
Säure auf eine Hydroxylgruppe des Glykols vorhanden ist, uiid zwar bis in eine fortgeschrittene
Veresterungsstufe. aber noch kurz bevor es vollständig unlöslich und unschmelzbar
wird, bis ein Produkt mit kleiner S.iureziffer hergestellt ist, worauf das Veresterungspl-odukt
in eine flüssige, polymerisierbare, monoinnere ungesättigte Verbindung mit einer
ittylenbindung eingebracht und schließlich diese Lösung einer gemeinsamen Polymerisation
unterworfen wi rd.
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Die Hochfrequenz, welche zum Gelieren und zum Vulkanisieren des Kautschukmilchschaums
verwentlet wird, ist eine Radiofrequenz oder kann eine solche sein, und zur Behandlung
von Matratzen, welche eine Dicke von etwa 7,5 bis 11,5 cm haben, hat es sich als
wünschenswert herausgestellt, einen Strom von etwa 25 kW zu verwenden, um den icucliten
Schaum zu gelierten, und dann werden etwa 50 kW verwendet, um den etwas trockeneren
Schaum zu vulkanisieren.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlief, daß die Form gemäß
der Erfindung zum Verfestigen und Vulkanisi ren von Schaumkautschuk in einem hochfrequenten
elektrischen Feld so ausgebildet ist, daß sie genügend Festigkeit besitzt, so daß
es möglich ist, eine solche Form lange zu gebrauchen, und zufolge ihrer Ausführung
aus nicht stromleitenden Seitenwandungen wird sie keine Funken erzeugen oder in
anderer Weise den Hocllfrequenzstrom stören, der durch die Kautschuk inilchschaummasse
durchgehen soll, um sie innen zu erhitzen und die Masse zu vulkanisieren.