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Form zum Herstellen von S chaumkauts chukgegenständen
Die Erfindung
betrifft eine usbildung von Formen, die bei der Herstellung von Schaumkautschuk
erzeugnissen aus aufgeschäumten Kautschukmilchdispersionen benutzt werden, insonderheit
mit einer hdichtung rings um die Flansche einer Flachform gegen das Entweichen von
aufgeschäumter Dispersion. Die Abdichtung ermöglicht zwar das Entweichen der Gase
daraus, sie verhindert es aber. daß das aufgeschäumte Material zwischen den Flanschen
der Form herausgepreßt wird.
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Schaumkautschuk wi1rd, wie allgemein bekannt ist. durch Aufschäumen
einer Natur- oder Kutnstl;autschukmilchdispersion hergestellt, wobei zunächst die
Dispersion in einen Schaum umgewandelt und der Schaum koaguliert wird und sodann
eine Vulkanisation zur Erzeugung des Endproduktes folgt. Bei der Herstellung geformter
Gegenstände aus Schaumkautschuk wird die Dispersion ganz oder teilweise vor dem
Einbringen in eine Form aufgeschäumt (in bestimmten Verfahren kann das Aufschäumen
fast gänzlich innerhalb der Form durchgeführt werden), woran sich der Koagulier-
und Vulkanisiervorgang anschließen. Meist wird die Dispersion durch Schlagen oder
Rühren aufgeschäumt, dem Schaum ein chemisches Koaguliermittel zugesetzt und die
Mischung in die Form gefüllt, in der dann die Koagulation und dfe Vulkanisation
erfolgen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, zur Schaumbildung eine unbeständige
Sauerstoffverbindung, z. B. Wasserstoffperoxyd der Kautschukmilchdispersion zuzusetzen,
und zwar vorzugsweise in Anwesenheit eines Katalysators zwecks Zerfalls der Sauerstoffverbindung.
Die Mischung wird dann in eine Form eingefüllt, worauf d.as Aufschäumen durch den
Zerfall der Sauerstoffverbindung und durch Freiwerden des darin befindfichen Sauerstoffes
eintritt. Darauf wird die Koagulation dadurch bewirkt, daß der Schaum zunächst eingefroren
und dann eine koagulierende Flüssigkeit
durch die Poren des gefrorenen
Schaumes in die Form eingeführt wird. Das koagulierte Produkt wird dann in der Form
vulkanisiert und im Fertigzustand entfernt. Falls gewünscht, kann das Aufschäumen,
wie an sich bekannt, auch durch die Verwendung einer Peroxydverbindung bewirkt werden,
wobei der Schaum unter Verwendung chemischer Koaguliermittel verfestigt wird.
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Beim Formen von Schaumkautschukgegenständen. durch die oben beschriebenen
Verfahren geschieht es häufig, daß während des Einbringens des Schaumes in die Form
oder während der Bildung des Schaumes durch Ausdehnung von Gasen Luft-oder Gastaschen
innerhalb der Form gebildet werden, die, falls sie nicht beseitigt oder an der Ausbildung
gehindert werden, unerwünschte Hohlräume, Löcher oder Vertiefungen in dem fertigen
Gegenstand bilden. Diese Taschen können beseitigt oder durch Maßnahmen verhindern
werden, die der Luft oder dem Gas gestatten, aus der Form zu entweichen.
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Es ist auch festgesbellt worden, daß bei der Durchführung der vorgenannten
Verfahren der aufgeschäumte Kautschuk infolge der Entwicklung von tberdruck oder
einer ungleichmäMigen Ausdehnung in der Form häufig zwischen die Formflansche gepreßt
wird. Dies ergibt einen Verlust an Kautschuk mit einer entsprechenden Beeinträchtigung
des fertigen Erzeugnisses. Deshalb muß jedes Mittel, das ein Entweichen der Gase
aus. der Form zuläßt, gleichzeitig das. Entweichen des aufgeschäumten Materials
aus der Form verhindern.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine A;b dichtung um die Flansche
einer Flachform zu schaffen, die zwar ein Entweichen des Gases. aus der Form ermöglicht,
aber das Heraustreiben der aufgescheumten Kautschukdisp ersion zwischen den Flanschen
der Form weitgehendst verringert oder gänzlich verhindert. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß.
vorgesehen, zwischen den Flanschen der Form einen abgeschlossenren Kanal anzuordnen,
der sich um die Form ersteckt und ein Mittel enthält, das ein Entweichen irgendeines
in der Form gebildeten Gases erlaubt, das aber irgendweiches aufgeschäumte, damit
in Berührung gelangende Material koaguliert. Dadurch wird ein weiteres Entweichen
des aufgeschäumten Stoffes aus der Form verhindert.
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Eine andere Ausfahrung der Erfindung besteht darin, ein faseriges
oder poröses Material als gas durchlässiges Abdichtungsmit'tel zu verwenden oder
ein Kühlelement als abdichtendes Mittel zu benutzen.
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Weitere Aufgaben und Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung sind in
der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen erlfäutert.- Es zeigt Fig. I einen
Grundriß einer Vulkanisierfofm, bei der ein Teil des oberen Abschnittes. weggebrochen
ist, um die drei halbkreisförmigen Nuten zu zeigen, die in den Flanschen der Form
vorgesehen sind und sich um deren gesamten Umfang herum erstrecken, Fig. 2 eine
abgebrochen gezeichnete Ansicht des Querschnitts nach der Linie 2-2 von Fig. I,
der die Kanäle veranschaulicht, die zwischen den Flanschen gebildet werden, wenn
die Form geschlossen ist, Fig. 3 eine der Fig. 21 ähnliche, abgebrochen gezeichnete
Ansicht eines Querschnitts, die aber eine einzelne Nut zeigt, die mit einem Körper
aus faserigem Material gefüllt ist, Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche, abgebrochen
gezeichnete Ansicht eines Querschnitts, die aber einen mit Gewebe bedeckten Kautschukschlauch
in dem Kanal zeigt, Fig. 5 einen Grundriß einer Vulkanisierform, bei der ein Teil
des oberen Teils weggebrochen ist, um ein Rohr kreisförmigen Querschnitts, darzustellen,
das in den Nuten untergebracht ist, die sich in den Flanschen der Form befinden,
Fig. 6 eine abgebrochen gezeichnete Ansicht eines Querschnitts nach der Linie 6-ó
von Fig. 5, welche die Art und Weise veranschaulicht, in der das Rohr zwischen die
Flansche der Form eingepaßt wird, Fig. 7 einen Grundriß eines Bruchsicks der Form,
die eine weitere Austfülhrungsart der Erfindung veranschaulicht.
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Beim Formen von Gegenständen aus Schaumkautschuk oder kautschukähnlichem
Kunststoff wird zunächst in üblicher Weise eine aufgeschäumte Kautschukdispersion
angesetzt; beispieisweise wird Kautschukmilch vorzugsweise in einer Konzentration
an festem Kautschuk von etwa 60°/o oder mehr mit bekannten Zusätzen, beispielsweise
mit Stabilisatoren, Füllstoffen, Vulkanisi,ermitlelul, Alterungsschutzmitteln gemischt.
Zu dieser Mischung wird dann eine gegebene Menge Wasserstoftperoxyd zugesetzt, und
während raschen Umrührens wird auch das biochemische Enzym Katalase zugesetzt. Bevor
sich diese Mischung in merklichem Maße ausgedehnt. hat, wird sie in eine gestaltgebende
Form geschüttet, die ausreichend abgekühlt wird, um die aufgeschäumte Kautschukdispersion
zum Gefrieren zu bringen. Temperaturen von ungefähr-2o bis 300 C sind im allgemeinen
für diesen Zweck ausreichend. Danach wird die aufgeschäumte Kautschukdispersion
koaguliert und vulkanisiert4 wonach sie aus der Form entfernt, gewaschen und getrocknet
wird.
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Während das beschriebene Verfahren eine bevorzugte Methode zur Herstellung
von SchaumkautschukgeLgenständen ist, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung
nicht auf die Verwendung dieses Verfahrens beschränkt, sondern mit gleichem Effolg
auf irgendwelc he der verschiedenen bekannten Verfahren zur Bildung von porösen
Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Kunststoffen anwendbar ist. Die
vorhergehende Erzeugung des. Schaumes kann durch irgendwelche bekannten Verfahren
bewirkt werden, beispielsweise durch mechanisches Schlagen oder Rühren, durch chemische
Gas erzeugung oder durch physikalische Entspannung von Gasen oder Dämpfen.
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Die Dispersionen, auf die hierin Bezug genommen wird, können entweder
Naturkautschukmilch, Kunstkautschuklatex, künstliche disperse
Kautschuklösungen
oder Mischungen von diesen sein, falls gewünscht,. Im allgemeinen werden Dlispersionen
bevorzugt, die einen Gehalt an festem Kautschuk von 60 O/o oder mehr haben. Die
dispersen Isunstkautschuklösungen, auf die hierin Bezug genommen wird, schließen
solche Stoffe ein, die aus verbundenen Diolefinpolymerisaten und aus Mischpolymerisaten
mit damit misch- und polymerisiierharen Monomeren gebildet sind, die eine Äthylendoppelbindung
haben, wie beispielsweise Butadien-Styrol, Butadisen-Akrylnitril, die Polychloroprene,
wie beispielsweise Neopren, oder andere Weichmacher, die in wäßrigen, dispersen
Lösungen gebildet werden können.
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Nachdem die aufgeschäumte Dispersion in die Form eingebracht und
diese geschlossen worden ist geschieht es häufig, daß während der Ausdehnung des
Schaumes in der geschlossenen Form die in der Form entwickelten Gas drücke veranlassen,
daß einiges aufgeschäumtes Material zwischein den Flanschen der Form herausgepreßt
wird.
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In bestimmten Fällen kann die auf diese Weise herausgetriebene Dispersionsmenge
so groß sein, daß nur eine ungenügende Menge Material bleibt, um die Form vollständig
auszufüllen. Infolgedessen kann das fertige Erzeugnis Vertiefungen oder Hohlräume
enthalten oder ungleichmäßige Dichte haben.
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Um diese Schwierigkeit zu übenvinden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine Abdichtung um die Trennfuge der Form zu schaffen, die zwar ein Entweichen des
Gases aus der Form zuläßt, die aber jedes stellenweise Entweichen der aufgeschäumten
Dispersion zwischen den Flanschen der Form verhindert, was sich aus einer ungleichmäßigen
Ausdehnung des aufgeschäumten Materials in verschiedenen Teilen der Form ergeben
kann.
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Bei der vorliegenden Darstellung werden mehrere verschiedene Abwandlungen
der Erfindung und in gewissen Beispielen Variationen einer jeden dieser Abwandlungen
gezeigt.
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In Fig. I wird eine zweiteilige Flachform gezeigt, deren untere Hälfte
durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Zu der unteren Formhälfte IO gehört die
obere Formhälfte, die mit dem Bezugszeichen II bezeidrnet ist. Die untere Formhälfte
IO ist, wie üblich, mit einem Formuest 12 versehen und die obere Hälfte In ist analog
ebenfalls mit einem Formnest ausgestattet, so daß beim Schließen der Form der im
Innern befindliche Raum der Form geeignete Gestalt hat, um den Gegenstand zu bilden.
Wie weiter in den Fig. I und 2 gezeigt, sind die Formhälften 10 und II in an sich
bekannter Weise mit entsprechenden Flanschen 13 und 14 versehen, die in Oberflächenkontakt
miteinander kommen, wie in Fig. 2 gezeigt, wenn die Form geschlossen ist. Die Trennfuge
zwischen denFlanschen I3 und 14 derbeidenFormhälften ist in der Figur durch das
Bezugszeichen 15 gekennzeichnet.
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In tSbereinstimmung mit den festgesetzten Erfindungsaufgaben ist
es erwünscht, eine Abdichtung zwischen den beiden Formhälften zu schaffen, die irgendeinem
eingeschlossenen Gas erlauben, aus der Form an deren Trennfuge zu entweichen, die
aber das aufgeschäumte Material daran hindern wird, zwischen den Flanschen der Form
herausgepreßt zu werden. Zu diesem Zweck sind die Flansche I3 und 14 in an sich
bekannter Weise jeweils mit einer oder mehreren halbkreisförmigen Nuten I6 bzw.
I7 versehen. Wie in Fig. I gezeigt, erstrecken sich diese Nuten vollständig und
fortlaufend um den Umfang der Form, und die Nuten in den Formhälften sind mit Bezug
aufeinander so untergebracht, daß sich bei geschlossener Form die Nuten derart ergänzen,
daß sie kreis- oder röhrenförmige Kanäle 18 bilden, die auf der Trennfuge der Form
zentriert sind. Diese Kanäle sind vollständig umschlossen und erstrecken sich vollständig
und fortlaufend um den Umfang der Form.
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Die Arbeitsweise dieser Art der Abdichtung ist folgende: Luft oder
jedes andere in der Form Ciiigeschlossene Gas kann ungehindert zwischen den Flanschen
hindurchlaufen, die gewöhnlich keinen Kontakt miteinander mit hinreichender Genauigkeit
haben, um das Entweichen des gasförmigen Stoffes zu verhindern. Wenn jedoch die
aufgeschäumte Dispersion versucht, zwischen den Flanschen 13 und I4 der Formteile
an irgendeinem Punkt hindurchzudringen, wird sie in das Innere des Kanals Ig fließen
und ihn in der Nähe des Überströmpunktes mit dem aufgeschäumten Stoff füllen. Der
im Kanal befindliche Latex wirkt danach als Hindernis für weiteres, entweichendes
aufgneschäumtes Material an diesem Punkt und bildet tatsächlich eine selbsttätige
Dichtung zwischen den Flanschen der Form. Wenn mehr als ein Kanal 18 vorgesehen
ist, nehmen die nachfolgenden Kanäle irgendwelche Überströmungen aus dem ersten
Kanal auf und schaffen dadurch einen zusätzlichen Schutz gegen das Entweichen des
Stoffes aus der Form. Man wird deshalb sehen, daß der Kanal oder die Kanäle I8,
der bzw. die zwischen den Flanschien I3 und 14 vorgesehen sind, irgendwelches Gas,
das in der Form enthalten ist, zwischen den Flanschen hindurch aus der Form herausdringen
lassen, daß sie aber dazu dienen, irgendein Überströmen des aufgeschäumten Stoffes
zu verhindern.
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In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Flansche I3 und 14 einander
nicht mit solcher Genauigkeit berüliren, daß eine gasdichte Abdichtung gebildet
wird, sondern daß sie infolge der Unregelmäßigkeiten auf den Flanschenoberflächen
das im Innern der Form befindhche Gas sogar bei geschlossener Form zwischen sich
hindurchlassen.
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Eine weitere abgeänderte Ausführungsart der Erfindung ist in den
Fig. 3 und 4 der Zeichnungen gezeigt, in denen ein Faserstoff in dem Kanal angeordnet
ist der durch die Nuten 16' und 17' gebildet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein
Stück Garn oder Seil 20 in dem zwischen den Flanschen vorgesehenen Kanal untergebracht.
In Fig. 4 ist als Dichtungselement ein Gummi schlauch 21 vorgesehen, der mit einem
Gewebeüberzug 22 versehen ist, der so wirkt, daß er ein Entweichen des Gases aus
der Form zuläßt, daß er aber den Durchgang
des aufgeschäu,mten Materials
daraus verhindert.
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Falls gewiinscht, kann der Gummischlauch 21 nach Schließen der Form,
wie in Fig. 4 gezeigt, aufgeblasen werden, um den Gewebeüberzug 22 fest in Berührung
mit den Wänden des durch die Nuten I6' und I7' gebildeten Kanals zu pressen.
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Die abdichtende Wirkung des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Faserstoffes
ist folgende: Wenn das aufgeschäumte, innerhalb der Form befindliche Material sich
zwischen den Flanschen I3 und I4 herauspressen will, berührt es das Garn oder Seil
20 oder den Gewjebeiib1erzug 2«29 gibt Feuchtigkeit an den Faserstoff ab und verbindet
sich, um ein weiteres Entweichen des Stoffes an diesem Punkt zu blockieren. Jedoch
ermöglicht nur ein Garn oder Seil 20 oder Gewebeüberzug 22 aus porösem Stoff ein
Entweichen des Gases aus der Form in der gewnnschten Weis!e.
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Entsprechend einer weiteren äbgeänderten Ausführungsart der Erfindung
können die abdichtenden Mittel der Form so ausgebildet sein, daß sie ein Einfrieren
irgendvelchen Kautschuks oder kautschukähnlichen Kunststoffes veranlassen, der damit
in Berührung kommt Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist ein Rohr 24, das einen Außendurchmesser
hat, der nur wenig kleiner als der Durchmesser des durch die Nuten I6" und I7" gebildeten
Kanals ist, so ausgebildet, daß es dem Umriß der Nuten folgt: und sich bei geschlossener
Form dem durch die Nuten gebildeten Kanal anpaßt. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden
die Enden des Rohres 24 aus der Form wie bei 25 herausgeführt, um auf diese Weise
die notwendigen Verbindungen zum Durchgang eines Kühlmittels durch das Rohr 24 herzustellen.
Jede geweinschte Art des Kühlmittels kann für die Zwecke der Erfindung verwendet
werden, wobei der Hauptgesichtspunkt der ist, daß die Temperatur des Rohres niedrig
genug ist, um das aufgeschäumte Material schnell zu verfestigen, wenn es in Berührung
mit dem Rohr kommt, während es bestrebt ist, aus der Form zu entweichen.
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Das weitere Entweichen der Dispersion wird dadurch verhindert. Man
wird jedoch beobachten, daß das imerhalb der Form befindliche Gas ungehindert zwischen
den Formteilen entweichen kann, insofern als das Rohr 24 einen geringfügig kleineren
Durchmesser hat als der durch die Nuten I6" und I7't gebildete Kanal und auch auf
Grund der Tatsache, daß die geringen UnregelmäßigkeitenJ die im Rohr und in den
Nuten, die in den Flanschen der Form ausgebildet sind, auftreten, ausreichend sein
werden, um einen freien Durchgang des Gases um das Rohr herum und aus der Form heraus
zu gewährleisten.
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Ein anderes Beispiel von Mitteln, die angewendet werden können, um
eine Verfestigung des aufgeschäumten Materials zu bewirken, wenn es versucht, zwischen
den Teilen der Form zu entweichen, ist in Fig. 7 dargestellt. Wie hierbei gezeigt,
sind Zuleitungs- und Ableitungsrohre 26 und 27 zur Zuführung und zum Umlauf eines
gasförmigen oder flüssigen Koagnlierm'it:oels durch den geschlossenen Kanal vorgesehen,
der durch die Nut I6"' gebildet ist, die im Flansch des unteren Formteils 'vorgesehen
ist, und eine entsprechende Nut, die im Flansch des oberen Formteils gebildet ist.
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Die Rohre 26 und 27 können auf der Außenseite der Form mit üblichen
Mitteln verbunden sein, um irgendein flüssiges oder gasförmiges Koaguliermittel
in den Kanal zwischen die Formhälften einzuführen, und dieses Koaguliermittel durch
den Kanal während der Zeit umlaufen zu lassen, während der die aufgeschäumte Dispersion
innerhalb der Form einer Ans dehnung unterworfen ist. Durch diese Mittel wird eine
Abdichtung geschaffen, die das Entweichen von Gas aus dem Innern der Form zuläßt,
die aber irgendeinen aufgeschäumten Kautschuk oder kautschukähnlichen Kunststoff,
der zwischen den Flanschen hindurchgehen will, beim Eintritt in den Kanal, durch
den das Koaguliermittel zum Umlaufen gebracht wird, koaguliert und verfestigt und
auf diese Weise dazu dient, die Form gegen ein weiteres Entweichen des aufgeschäumten
Materials abzudichten.