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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlgegenständen Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von Hohlgegenständen, insbesondere solcher Gegenstände, die durch Niederschlagen
aus Kautschukmilch oder anderen wäßrigen Dispersionen erhalten werden.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf die dabei erhaltenen Gegenstände.
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In der Vergangenheit wurden verschiedene Versuche gemacht, Hohlgegenstände
aus Kautschuk, beispielsweise durch sog. Schleudergießverfahren, herzustellen. Jedoch
waren diese Versuche nicht besonders erfolgreich, weshalb sich Rotationsgießverfahren
für eine Massenproduktion im allgemeinen nicht eingeführt haben. Die zur Herstellung
derartiger Hohlgegenstände befolgte Praxis benutzt gegenwärtig ein Vulkanisierungsverfahren,
das unter der Bezeichnung Blähvulkanisierungsverfahren bekannt ist und bei dem vorgeformte
Hohlstücke aus blattförmigem Kautschukmaterial in zerlegbaren Hohlformen unter dem
Einfluß von Hitze und innerem Druck geformt werden. Diese Blähverfahren erfordern
indessen umfangreiche Fabrikflächen, um die große Menge der notwendigen Vorrichtungen
unterzubringen.
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Die vorliegende Erfindung benutzt ein Verfahren. bei dem eine vorbestimmte
Menge von Kautschukmilch oder einer ähnlichen wäßrigen Dispersion in eine Alabastergipsform
gebracht und dieser Form eine zusammengesetzte Rotationsbewegung erteilt wird, um
den Gegenstand durch Niederschlagen der
Kautschtikmilch an der Flache
der Formhöhlung zu formen und dadurch einen vollständigen Hohlgegenstand von irgendeiner
gewünschten Form und vorbestimmten Wandstärke zu erhalten, ohne daß ein Überschuß
an dem niederzuschlagenden Material erforderlich wäre. Bei der Ausgestaltung der
Erfindung wurde gefunden, daß beim Vorliegen gewisser Bedingungen hinsichtlich des
Feuchtigkeitsgehalts der Form entweder das Erzeugnis oder das Verfahren oder gar
beide nicht gänzlich befriedigen. Unter gewissen Fabrikationsbedingungen kann beispielsweise
innerhalb der Zeit, in der die Gegenstände aus der Form nach einem Arbeitsgang herausgenommen
werden und die Form mit Kautschukmilch für den anschließenden Arbeitsgang gefüllt
wird, das Trocknen sowohl an den Innen- als auch den Außenflächen der Form stattfinden,
und dies führt zu einer Feuchtigkeitsschicht zwischen den inneren und äußeren Flächen.
Wenn daher die Form in der beschriebenen Weise mit Kautschukmilch wieder gefüllt
wird, kann Luft zwischen der erwähnten Feuchtigkeitszwischenschicht und einer Feuchtigkeitsschicht
an der inneren Fläche der Form aus der neu zugelieferten [Kautschukmilch festgehalten
werden. Ein wesentlicher Teil dieser festgehaltenen Luft kann aus der Form wegen
der Feuchtigkeitszwischenschicht nach außen nicht entweichen und wird in die Höhlung
der Form und das darin befindliche Erzeugnis hineingedrängt, wodurch in dem Erzeugnis
Luft- bzw. Gießblasen und Löcher entstehen. Wenn andererseits die Gipsform über
die volle Wandstärke feuchtigkeitsgesälttigt und die Kapillarbewegung des Wassers
nach außen in normalem Fluß gehalten wird, kann ein zufriedenstellendes Produkt
erzielt werden, jedoch ist das Verfahren zum Trocknen des Gegenstandes, das zur
Ermöglichung des Öffnens der Form und der Entfernung des geformten Gegenstandes
notwendig ist, außerordentlich langsam, z. B. 48 Stunden.
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Wenn die Form in vollkommen trockenem Zustand ist, sobald die Anfangsfüllung
begonnen hat, wird die Kapillarbewegung des Wassers aus der Kautschukmilch nach
außen ebenfalls in normalem Fluß gehalten, und ein befriedigendes Erzeugnis kann
resultieren. Wenn eine solch vollkommen trockene Form benutzt wird, kann das fertige
Erzeugnis innerhalb von 6 bis 8 Stunden herausgenommen werden. Es ist daher einleuchtend,
daß es zur erfolgreichen Benutzung solcher Rotationsgießverfahren nötig ist, kontrollierte
Veränderungen in dem Feuchtigkeits- und Trockenheitsgrad in verschiedenen Teilen
der Form vorzusehen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung
von Hohlgegenständen, bei dem das obenerwäbute Prinzip des Ausfällens von Kautschukmilch
oder ähnlicher flüssiger Dispersionen benutzt wird und daß verbesserte Maßnahmen
und Vorrichtungen zur Beeinflussung der Kapillarbewegung des Wassers durch die poröse
Form einschließt, derart, daß sie ständig nach außen gerichtet ist, wodurch Gegenstände
von hdher Qualität, die frei von pockennarbigen Erhöhungen, Vertiefungen oder Löchern
sind, erzeugt werden.
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Mittels des erfindungsgemäß verbesserten Verfahrens sowie der Vorrichtung
wird die wirtschaftliche Erzeugung von Hohlgegenständen aus Kautschuk, die die erwähnten
Eigenschaften besitzen, ermöglicht, und zwar derart, daß nicht die Notwendigkeit
zum Gebrauch gewisser, normalerweise erforderlicher Vorrichtungen besteht, wie z.
B. von Mischwalzen, Kautschukverarbeitungsmaschinen, Vorrichtungen zum Vorformen
der Gegenstände, schweren Vulkanisierformen und Fressen, Leitungen für zur Vulkanisation
benötigte Wärme und benötigten Druck und anderen Ausrüstungsgeräten und Materialien,
die üblicherweise zu dem Blähverfahren bei der Kautschukverarbeitung gehören.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine wirksame und wirtschaftliche
Methode zur Herstellung voll Hohlgegenständen durch Niederschlagen von Formmaterialien
in einer Hohlform, wobei die dabei erzeugten fertigen Gegenstände im wesentlichen
eine gleichförmige, vorbestimmte, gewünschte Wandstärke ohne Markierungen oder Mängel
der Oberfläche aufweisen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist auch ein Rotationsgießverfahren,
bei dem vorbestimmte Mengen von flüssigem Niederschlagsmaterial zur Herstellung
jedes einzelnen. Gegenstandes ohne Materialvergeudung benutzt werden, wodurch die
Verwendung von tMehrfachhohlformen ermöglicht wird, die während der Rotationsgießbewegungen
übereinandergeschichtet werden können.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von
Hohlgegenständen aus IKautschuk der beschriebenen Art durch Niederschlagen des Kautschuks
an einer Hohlformfläche sind die Gegenstände im wesentlichen komplett geformt und
sind nach der Entfernung aus den Formhöhlungen unporös, ohne daß die Verwendung
von Wärme und Druck erforderlich wäre und ohne daß Aufquellungsverfahren oder andere
Behandlungsmethoden zur Schließung der Poren in dem Material benutzt zu werden brauchen.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden vollkommen
geschlossene Hohlgegenstände aus Kautschuk, die beispielsweise als sogenanntes Badewannenspielzeug,
das in Wasser zu schwimmen vermag, geeignet sind, erhalten.
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Mit dem erfindungsgemäß verbesserten Verfahren und der Vorrichtung
können Hohlgegenstände aus Kautschuk von fast jeder beliebigen, regel- oder unregelmäßigen
Gestalt hergestellt werden, und das Formmaterial kann wirksam an unterhöhlte Teile
oder spitze Ecken der zur Erzeugung der Gegenstände dienenden Form angepaßt werden.
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An Hand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen soll die Erfindung
nun näher erläutert werden.
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Fig. I ist ein schematischer Übersichtsplan, der eine geeignete Anordnung
der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt; Fig. 2
ist eine Seitenansicht einer Maschine zur Erteilung einer ersten zusammengesetzten
Rota-
tionsbewegung an eine Form zur Herstellung von Gegenständen
gemäß dem Verfahren der Erfindung; Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Maschine
zur Erteilung einer folgenden oder zweiten zusammengesetzten Rotationsbewegung an
die Form bzw.
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Formen; Fig. 4 ist eine Frontansicht der in Fig. 3 gezeigten Maschine;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise aufgebrochen und im Schnitt, die eine Vorrichtung
zum Transport und zur Behandlung der aus der Maschine gemäß den Fig. 3 und 4 übernommenen
Formen darstellt; Fig. 6 ist ein ausschnittsweiser Querschnitt der unteren Hälfte
einer Form; sie stellt den Verfahrensschritt vor der Anwendung der Rotationsbewegung
dar, wobei ein vorbestimmtes Kautschukmilchvolumen in die Formhöhlung eingebracht
ist; Fig. 7 ist ein ähnlicher ausschnittsweiser Querschnitt durch die geschlossene
Form nach der ersten zusammengesetzten Rotation derselben in der Vorrichtung gemäß
Fig. 2; Fig. S ist eine Ansicht ähnlich wie Fig. 7, weise aufgebrochen, und zeigt
den vollkommen geformten Gegenstand in der geschlossenen Form, nachdem er einer
zweiten zusammengesetzten Rotationsbewegung in der Maschine gemäß den Fig. 3 und
4 unterworfen wurde; Fig. g ist ein ausschnittsweiser Querschnitt entsprechend der
Fig. 6, jedoch zeigt sie eine in der Form vorgesehene Vorrichtung zur Bildung einer
Pfeifenöffnung in dem in der Form enthaltenen Gegenstand; Fig. 10 ist eine ähnliche
Ansicht wie Fig. 9 und entspricht Fig. 8; sie zeigt den vollkommen geformten Gegenstand
mit der darin befindlichen Pfeifenöffnung; Fig. 1I ist eine Aufrißansicht eines
vollständigen Hohlgegenstandes aus Kautschuk, teilweise aufgebrochen und im Schnitt,
nach Entfernung desselben aus der Form gemäß Fig. S.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird am zweckmäßigsten in Verbindung
mit der Betätigung und der Verwendung der in den verschiedenen Figuren dargestellten
Vorrichtungen erläutert.
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Fig. 1 insbesondere zeigt in halbschematischer Weise einen Apparat
zur Durchführung des Verfahrens, der eine Kautschukmilchmeß- und -zuführungsvorrichtung
A, eine Maschine B für die erste Rotationsbewegung der Form, eine oder mehrere Maschinen
C für die folgenden Rotationsbewegungen, Transport- und Behandlungsvorrichtungen
D für die Formen, Gestelle E zur Aufnahme der Gegenstände und eine Trocknungs- oder
Vulkanisierungskammer F einschließt.
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Bei der Durchführung des Verfahrens, beispielsweise bei der Herstellung
einer hohlen Kautschukfigur G von dem in Fig. IzI dargestellten Typ, ist die untere
Hälfte bzw. der Teil 20, der aus zwei Teilen bestehenden Hohlform 2kI, die aus Alabastergips,
Ton oder einem ähnlichen porösen Material besteht, auf einer horizontal angeordneten
Platte 22 eines Formträgers 23, der Formrotationsmaschine B (vgl. Fig. 2), angeordnet,
wobei die Platte 22 zwecks Rotation um eine horizontale Achse in eine Hülse 24 eingezapft
ist. Die Hülse 24 ist drehbar bei 25 auf dem Trägerarm 26 montiert, so daß sie ein-
und ausgeschwungen werden kann, um den Formträger 23 gegen die Kautschukmilchmeß-
und -zuführungsvorrichtung A hin bzw. von dieser Vorrichtung weg zu bewegen. In
der strichpunktierten, bei Bt in Fig. 1 angedeuteten Lage des Formträgers 2,3 wird
ein vorbestimmtes Kautschukmilchvolumen oder das einer ähnlichen Dispersion jeder
einer Mehrzahl von den Gegenstand formenden Höhlungen 23a in der unteren Formhälfte
20, wie in Fig. 6 bei 27 angedeutet, zugeführt.
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Unmittelbar nach Zuführen der erwähnten vorbestimmten Kautschukmilchvolumen
27 in die unteren Formhöhlungen wird die Formhaltevorrichtung B von der Füllvorrichtung
A in eine Stellung geschwenkt, in der der obere Formteil 20A leicht auf den unterenFormteil
20 aufgepaßt werden kanal.
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Dann wird eine lösbare Klemmvorrichtung 29 in Richtung auf den Träger
23 betätigt, um die darauf befindlichen Formhälften bzw. Formteile in fest geschlossenerLage
zu halten. In der zuletzt erwähnten geschlossenen Lage ist die Form zwischen einer
rotierbar auf der Platte 22 angeordneten Scheibe 30 und einer koaxialen Scheibe
3'I, die nachgiebig und rotierbar auf der verschiebbaren Klemmvorrichtung 29 montiert
ist, angeordnet, wobei die gemeinsame Achse der Scheiben sich im rechten Winkel
zu der Achse, auf der der Träger 23 in der Hülse 24 rotiert, befindet.
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Unmittelbar nach dem Füllen der unteren Formhöhlungen mit der Kautschukmilch
27 kann man die geschlossene Form 2I relativ zu dem Träger 23 um die erwähnte Achse
der Scheiben durch Handantrieb rotieren lassen, und zwar entweder unabhängig oder
gleichzeitig mit einer mit Hand bewirkten Rotation des erwähnten Trägers 23 um die
Achse der Hülse 24, wodurch der Form eine zusammengesetzte Drehbewegung um die beiden
Achsen erteilt wird. Die zwischen der Zuführung der Kautschukmilch in die Form und
der Ausführung der vorstehend beschriebenen Drehung der geschlossenen Form verstreichende
Zeit kann eine Sache von nur wenigen Minuten sein, und es wurde gefunden, daß 1
/2 Minuten bei Verwendung von synthetischer Kautschukmilch ausreichend sind. Obwohl
diese erste zusammengesetzte Rotationsbewegung vorzugsweise so rasch wie möglich
nach dem Eingießen der Kautschukmilch vorgenommen wird, wird die Rotationsbewegung
selbst genügend langsam vorgenommen, so daß sich auf der Formhöhlungsfläche keine
Blasen bilden. Auch soll ein Hinundherschlagen, das ein Schäumen der Kautschukmilch
verursachen könnte, vermieden werden.
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Die erwähnte Rotationsbewegung hat zur Folge, daß sich innerhalb der
kürzest möglichen Zeit nach der Zuführung der Kautschukmilch in die Form auf den
Flächen der Formhöhlungen ein dünner, vorläufiger Niederschlag bzw. ein Hautüberzug
des Formmaterials 27 ausbreitet, so daß vollständig geformte Gegenstände von noch
nicht vollständiger
Wandstärke (vgl. Fig. 7) aufgebaut werden. Die
vorläufige rasche Maßnahme zur Bildung eines Überzugs verhindert die Entstehung
von Fehlern, beispielsweise von Rissen in den äußeren Flächen der geformten Gegenstände,
wie sie durch Oberflächenspannung und bzw. oder vorzeitiges Absetzen oder Trocknen
des flüssigen Materials um die Peripherie der Formhöhlungen an den Flächen der flüssigen
Kautschukmilchkörper (vgl. Fig. 6) verursacht sein können. Die Bildung solcher Fehler
in der beschriebenen Weise ist außerordentlich abträglich, da sie in den meisten
Fällen die Gegenstände unverwertbar macht.
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Wenn erst einmal die vorläufigen Hautüberzüge 32 sich auf dem Inneren
der Formhöhlungen niedergeschlagen haben, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, kann die
zweite Rotationsmaßnahme zur Formung des Gegenstandes in einer der Formrotationsmaschinen
C (vgl. Fig. 1, 3 und 4) vervollständig werden. Demgemäß kann, während die erste
Formrotationsbewegung stattfindet, die Formrotationsvorrichtung B in die in Fig.
I gezeigte, mit vollen Linien wiedergegebene Stellung geschoben werden, so daß sie
relativ dicht benachbart zu den zweiten Formrotationsmaschinen C ist. Hier wird
die geschlossene Form 21 aus der Formhaltevorrichtung 23 herausgenommen, und während
die Formhälften in dichter Verschlußlage zwecks Verbringung der Form in die Rotationsmaschine
C gehalten werden, wo sie einer zweiten, verhältnismäßig langsamen zusammengesetzten
Rotationsgießmaßnahme ausgesetzt wird, kann eine Mehrzahl solcher Formen 2I in einer
Maschine C übereinander in einem Stoß angeordnet werden, da dies durch die erwähnte
erste zusammengesetzte Rotationsmaßnahme möglich gemacht ist.
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In dem vorliegenden Fall ist die Maschine C, fünf derartige Formen
enthaltend, dargestellt, die zwischen im Abstand gehaltenen Schlußplatten 36 geschichtet
sind. Die Platten 36 sind koaxial drehbar auf in Abstand gehaltenen Querstücken
37 und 38 eines rechtwinkligen Rahmens 39 angeordnet, der seinerseits von in Abstand
gehaltenen Konsolen 40 und 41 getragen wird, so daß er um eine horizontale Achse
rechtwinklig zu der Drehachse der Platten 36 rotieren kann. Das Querstück 38 kann
lösbar aus dem Rahmen verschiebbar gestaltet sein, damit die Formen auf dem Rahmen
gestapelt oder aus ihm herausgenommen werden können. Eine Vorrichtung 4Ia ist in
Verbindung mit der Platte 36 vorgesehen, um eine Klemmwirkung auf diese auszuüben,
damit die Formen fest zusammengehalten werden. Benachbarte Formen der Stapel können
zwischen einander kleine Abstandshalter 2{39, besitzen, damit die Luft um die Formen
herum frei zirkulieren kann, wie später beschrieben werden soll, und die einzelnen
Formen leichter gehandhabt werden können. Zwecks Rotation des die Formen tragenden
Rahmens 39 um seine horizontale Achse weist deren relativ fixiertes Wellenende 42
ein festgekeiltes Getriebe 43 auf, das durch eine Kette 44 und ein Kettenzahnrad
45 durch einen ,Motor 46 angetrieben wird. Um die Formen 2I zusammen mit den Scheiben
35 und 36 um eine zu der erwähnten horizontalen Achse im Winkel befindliche Achse
zu rotieren, besitzt das Wellenende 47 der unteren Schlußplatte 36 eine Kegelradgetriebeverbindung
48 mit einer von dem Rahmen 39 getragenen Welle 49, und ein Stirnrad 50 an dem freien
Ende der Welle 49 steht im Eingriff mit einem fixierten, verhältnismäßig größeren
Getriebe 51, das an dem festen Träger 41 befestigt ist.
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Diese Anordnung ist derart daß, wenn der motor46 das Getriebe 43 zwecks
Rotation des Rahmens 39 um die Horizontalachse antreibt, diese Rotationsbewegung
des Rahmens das Stirnrad 50 um das feststehende Getriebe 51 herumführt, wodurch
das Getriebe 5o zwecks Rotation der Welle 49 angetrieben wird und durch das Kegelradgetriebe
48 den Formen um eine zu der Drehachse des Rahmens 39 senkrechte Achse eine Rotationsbewegung
erteilt. Die auf diese Weise in der Maschine C erhaltene, zusammengesetzte Rotationsbewegung
ist verhältnismäßig langsam, beispielsweise etwa 1 Umdr./Min. um jede der beiden
Achsen, und sie weist ein geringes Differential in den Geschwindigkeiten um die
betreffenden Achsen auf, um ein völlig gleichmäßiges Überziehen sämtlicher Teile
der Höhlungsflächen mit Kautschukmilch zu sichern. Sehr befriedigende Ergebnisse
wurden erreicht, wenn die Form mit I Umdr./'Min um die eine Achse und It/4Umdr./,Min.
um die andere Achse rotiert wurde, jedoch kann entsprechend den besonderen Bedingungen
oder Erfordernissen auch mit anderen Umdrehungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden.
Die durch die Maschine C hervorgerufene, zusammengesetzte Rotationsbewegung führt
dazu, daß der Rest des zur Formung des Gegenstandes dienenden Kautschukmilchkörpers
27 über das Innere der Formhöhlungen auf dem zuvorgebildeten Hautüberzug 37 niedergeschlagen
wird, wodurch vollständige Hohlgegenstände G von einer vorbestimmten gleichmäßigen
Wandstärke (vgl. Fig. 8, 10 und IIiI) geformt werden.
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Die für die Vervollständigung der zweiten zusammengesetzten Rotationsbewegung
erforderliche Zeit kann je nach den Bedingungen, wie z. B. Unterschieden in den
Eigenschaften des Niederschlagsmaterials, der gewünschten Dicke und der Größe des
hergestellten Gegenstandes u. dgl., variieren, jedoch wurde bei der Massenfabrikation
von Kautschukspielzeugen eines bestimmten Typs (vgl. Fig. II) gemäß dem Verfahren
der Erfindung gefunden, daß das Niederschlagen der Kautschukmilch auf volle Dicke
in etwa 45 Minuten vollendet sein kann.
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Es wurde auch gefunden, daß insbesondere bei der Formung von Hohlgegenständen
aus Kautschuk das Absetzen bzw. die Gelbildung der Kautschukmilch an der Fläche
der Formhöhlung verhältnismäßig rasch während. der Anfangsrotationsbewegungen der
Form verläuft und daß die Geschwindigkeit des Absetzens und Trocknens bei der Fortsetzung
der Rotationsbewegung allmählich langsamer und langsamer wird, bis sie einem kon-
stauten,
verhältnismäßig langsamen Absetzvorgang zustrebt. Das verbesserte Ergebnis des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird dadurch herbeigeführt, daß eine erste rasche zusammengesetzte Drehbewegung
der Formen vorgenommen wird, um einen Hautüberzug in der beschriebenen Weise niederzuschlagen.
Die Neigung der Kautschukmilch, an der Formhöhlung an der Fläche des in der Form
befindlichen Kautschukkörpers festzuhaften, ist unmittelbar, nachdem die Kautschukmilch
in die Form eingegossen wurde, ein Maximum.
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Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß die Maschine B, wenn
die Durchführung des vollständigen Verfahrens unter Verwendung von nur einer einzigen
Form gewünscht wird oder notwendig ist, in der beschriebenen ;Weise für einen länger
dauernden Formrotationsvorgang benutzt werden kann, um die Formung des Gegenstandes
bzw. der Gegenstände in der Form zu vervollständigen. Es ist auch ersichtlich, daß
unter gewissen Umständen, beispielsweise bei Verwendung von langsamer absetzender
Kautschukmilch, die Verwendung der Maschine B erspart werden kann und alle Formrotationsmaßnahmen
in der Maschine C mit einer Mehrzahl von Formen oder mit einer einzigen Form durchgeführt
werden können.
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Mit anderen Worten, die Funktionen der ersten Rotation der Maschine
B können bei entsprechend geänderten Bedingungen hinsichtlich Material und Nebenausrüstung
in einer einzigen Maschine C vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß die ersten Rotationen
derart überprüft werden, daß der anfängliche Kautschuküberzug auf der Formhöhlung
aufgebracht wird, bevor sich ein Überzug in nennenswertem Ausmaß auf einem Teil
der den Gegenstand formenden Fläche jeder Formhöhlung bildet.
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Nachdem die zweite zusammengesetzte Rotationsbewegung beendet ist,
wird die Maschine C angehalten und der Formstapel herausgenommen und auf eine intermittierend
zu betätigende Transportvorrichtung 55, die in der in den Fig. I und 5 dargestelltenVorrichtung
D enthalten ist, gebracht.Die Transportvorrichtung 55 ist eine Art fortschreitend
bewegter Vorratsraum. Dieser ist beweglich, um die Formstapel von dem einen Ende
der Transportvorrichtung zu dem anderen Ende innerhalb einer solchen Zeitspanne
zu befördern, während der die Gegenstände G in den betreffenden Formen durch fortgesetzte
kapillare Feuchtigkeitsentfernung aus dem niedergeschlagenen Kautschuk durch die
Poren der Formen trocknen oder sich in ausreichender Weise absetzen, um eine Öffnung
der Formen und eine bequeme Herausnahme der Gegenstände aus denselben ohne Beschädigung
an dem Ende der Transportvorrichtung 55 (vgl. die Pfeile in Fig. 5) zu ermöglichen.
Dieser Verfahrensschritt, der als Vortrocknungsstufe anzusehen ist, nimmt etwa 8
Stunden, z. B. bei synthetischem Kautschuk, in Anspruch.
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In Verbindung mit der erwähnten Vortrocknungsstufe ist es nun erforderlich,
das obenerwähnte Problem der an den Gegenständen möglichen Beschädigungen zu betrachten.
Derartige Beschädigungen können durch Luftblasenbildung, besonders während des Niederschlagens
der Kautschukmilch, verursacht sein. Es wurde gefunden, daß derartige Bedingungen
verhindert werden können, wenn die Kapillarbewegung des Wassers aus der niedergeschlagenen
Kautschukmilch kontinuierlich durch die Form nach außen aus der Höhlung derselben
so lange, wie sich die niedergeschlagene .Kautschukmilch in den Formen befindet,
aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck kann über und um die Transportvorrichtung
55 eine wärmeisolierte Haube oder ein Gehäuse 56 angeordnet werden, das an den entgegengesetzten
Enden derartige Öffnungen 57 besitzt, daß ein Durchgang der von der Transportvorrichtung
beförderten Formstapel möglich ist.
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Aus einer nicht dargestellten Quelle wird erhitzte Luft durch die
Führungen 57 in das Innere des Gehäuses 56 und durch eine Führung 58 wieder nach
außen geblasen, wodurch sie um die Stapel der porösen Formen zirkuliert. Eine für
den vorliegenden Zweck geeignete Lufttemperatur ist etwa 312 .
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Eine Temperatur von etwa 490 oder darüber würde ein Ausdehnen der
vollständig geformten Hohlgegenstände verursachen, was ein Öffnen der Formen und
damit eine Beschädigung der Gegenstände zurFolge haben könnte. Die mäßig erwärmte
Luft bewirkt bei ihrer Zirkulation um die Formen herum und durch die von den Abstandshaltern
23'> zwischen den benachbarten Formen hervorgerufenen Zwischenräume hindurch
während der ganzen Vortrocknungsstufe eine Atmosphäre geringerer Feuch -tigkeit
als diejenige innerhalb der Formhöhlung.
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Dadurch werden die Formen an ihrer Außenseite verhältnismäßig trockner
als an ihrer Innenseite gehalten, und solange Wasser in den Kautschukmilchniederschlägen
vorhanden ist, wird es ständig nach außen durch Kapillarwirkung und Verdampfung
entweichen, und keinerlei feuchte Schichten oder Ablagerungen werden entstehen,
die zur Bildung von Lücken oder Löchern in der früher beschriebenen Weise bei den
Gegenständen Anlaß geben können. Diese Behandlung der Formen ist wichtig für die
weitere Behandlung derselben für den folgenden Arbeitsvorgang, weil die Form dann
keine örtlichen, wassergesättigten Bereiche aufweisen wird, die zu Lufttaschen außerhalb
der Formhöhlungen Anlaß geben können. Wenn man anschließend Kautschukmilch in die
Formen bringt, ist es wieder erwünscht, daß diese auf der Innenseite feuchter sind
als außen, und die Kapillarbewegung des Wassers wird kontinuierlich oder mindestens
gleichmäßig nach außen aufrechterhalten, so lange, wie Wasser in der Kautschukmilch
oder in den Niederschlägen ist.
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Nachdem die Formen auf der Transportvorrichtung 55 während der erforderlichen
Zeit, wie oben angedeutet, verblieben sind, werden sie entfernt und durch besondere
Mittel (nicht dargestellt) geöffnet. Die völlig geformten Gegenstände werden daraus
entfernt und die Formhälften wieder auf den Transportvorrichtungen 59 zu der Maschine
B zugeführt. Die herausgenommenen Gegenstände G
können auf Regale
E gebracht werden, die dann in eine Trocknungs- oder Vulkanisierkammer oder in einen
Ofen F übergeführt werden, in dem eine hinreichend hohe Temperatur herrscht, um
den Vulkanisierprozeß zu beendigen.
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Die innere Struktur der porösen Form kann als zellenförmig betrachtet
werden und schließt mikroskopische Verbindungskanäle bzw. Durchgänge ein, welche
Wasser durch Kapillaranziehung von den Flächen der Höhlung zu den Oberflächen der
Form befördern. Wenn die Fläche der Formhöhlung feucht gehalten wird und Wasser
in diesen Kanälen oder Durchgängen kontinuierlich von den Flächen der Höhlung, d.
h. ohne luftsammelnde Taschen zwischen den erwähnten inneren und äußeren Formflächen
strömt, wird erreicht, daß das Wasser oder die Feuchtigkeit aus dem Niederschlagsmaterial
oder dem niedergeschlagenen Gegenstand kontinuierlich nach außen aus der Formhöhlung
durch Kapillaranziehung und Verdampfung entweicht, ohne daß Gasblasen gebildet werden,
die fehlerhafte Erzeugnisse zufolge haben. Damit keine Unterbrechung in dieser kontinuierlichen,
nach außen gerichteten Kapillarbewegung des Wassers eintritt, die, wie oben beschrieben,
eine nachteilige Wirkung hätte, ist es wichtig, den Zeitraum zwischen dem Öffnen
jeder Form an dem Auslieferungsende der Transportvorrichtung 55 zwecks Entfernung
des Gegenstandes und der Neufüllung und Schließung der Form bei der Zufiihrungsvorrichtung
A auf einem Minimum zu halten. Bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens
wurden bei Verwendung der Transportvorrichtung 59 einwandfreie Gegenstände erzielt,
wenn dieser Zeitraum auf etwa 5 Minuten gehalten wurde.
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Obwohl es möglich und zweckmäßig ist, vollständig geschlossene Hohlkautschukspielzeuge
oder sogenanntes Badewannenspielzeug nach dem Verfahren der Erfindung herzustellen,
ist bei Verwendung des beschriebenen Trocknungs- oder Vulkanisierungsverfahrens
in der Kammer F ein verhältnismäßig kleines Luftloch 6I bei jedem Gegenstand erforderlich,
um zu verhindern, daß derselbe infolge der durch die hohe Temperatur der Kammer
verursachten inneren Ausdehnung auseinanderspringt.
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Der fertige Gegenstand ist am besten in der Fig. I:I zu erkennen.
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Die Öffnung 61I kann bei jedem Gegenstand unmittelbar, nachdem er
aus seiner Form entfernt ist, angebracht werden, und zwar beispielsweise mittels
eines rotierenden oder anderen Lochungswerkzeuges. Wie in Fig. 9 dargestellt, kann
dieLochungsmaßnahme gespart werden, wenn ein Stift 62 aus Metall oder einem anderen
nicht porösen Material in jeder Form vorgesehen wird. Der Stift springt nach innen
von der Fläche der Wandhöhlung aus bis zu einer Entfernung hinein, die mindestens
der gewünschten Wandstärke des Gegenstandes entspricht. Wenn die Kautschukmilch
auf der Fläche der Formhöhlung niedergeschlagen ist, befindet sich wenig oder kein
Kautschukniederschlag auf dem Stift .(dgl. Fig. Io), und wenn der fertige Gegenstand
aus seiner Form entfernt wird, ist durch den Stift oder den Einsatz 62 durch die
Wand hindurch eine einwandfreie Öffnung gebildet. In Fig.II ist die Öffnung 6i an
dem Fuß des Gegenstandes G dargestellt, jedoch kann sie auch in irgendeinem anderen
Teil desselben vorgesehen werden. Sie kann zur Anbringung eineriMetallpfeife oder
einer Geräuschvorrichtung in üblicher Weise verwendet werden.
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Wenn eine verhältnismäßig hohe Vulkanisierungswärme in der Kammer
F angewandt wird, um die Vulkanisierungsperiode zu verkürzen, sind infolge der Anordnung
der Luftlöcher 6I die Drucke innerhalb und außerhalb der Gegenstände die gleichen.
Das Zusammenschrumpfen, welches an den Gegenständen nach deren Entfernung aus den
Formen eintritt, ist verhältnismäßig gering und im wesentlichen gleichförmig ohne
Rücksicht auf die Formen der im einzelnen fabrizierten Gegenstände.
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Wenn jeder Gegenstand durch Niederschlagen oder Zuwachs von Kautschukmilch
innerhalb seiner Formhöhlung vollständig geformt und fertig zur Entfernung aus der
Form ist, ist im wesentlichen alles Wasser aus der ursprünglich vorbestimmten Kautschukmilchmenge
27 aus der Formhöhlung infolge Kapillaranziehung durch unendlich viele Poren in
dem Formmaterial nach außen gelangt und wird an den äußeren Formflächen durch Verdampfung
verflüchtigt. Diese im wesentlichen vollständige Wasserentfernung aus der niedergeschlagenen
Kautschukmilch (vgl. Fig. 7) zusammen mit dem obenerwähnten Anhaften des geformten
Gegenstandes an der Fläche der Formhöhlung ist zweifellos die Ursache für die anschließende
geringe Schrumpfung. Es wurde gefunden, daß dieselbe im wesentlichen die gleiche
ist wie die von Kautschukgegenständen, die nach dem Blähvulkanisierverfahren hergestellt
sind (etwa 20/G).
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Aus den obenerwähnten Drehgeschwindigkeiten der Formen um die im
Winkel zueinander angeordneten Achsen (etwa 1 Umdr./Min.) und der für die Vervollständigung
des Niederschlagsprozesses erforderlichen Zeit (45 Minuten bzw. mehr oder weniger
je nach den besonderen Bedingungen) ergibt sich, daß etwa vierzig aufeinanderfolgende
zusammengesetzte Rotationen der Formen in progressiver Weise zu einer entsprechenden
Zahl von Kautschukschichten führen, wobei sich Lage auf Lage in jeder Formhöhlung
bildet und sich genau der Gestalt der Höhlung anpaßt. Dies bedeutet, daß jeder Gegenstand
G aus einer Reihe von Schichten aufgebaut ist, die durch Ablagerung der Kautschukdispersion
auf der Fläche der Formhöhlung infolge der ererwähnten zusammengesetzten Rotationen
entstehen.
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Da die nicht benutzte Kautschukmilch alles Wasser zurüddiält, bis
das Absetzen bzw. das Zuwachsen erfolgt ist, fließt sie während der fortgesetzten
zusammengesetzten Rotationen der Formen frei um und paßt sich genau der Gestalt
jedes Teiles von jeder Formhöhlung an, einschließlich der unterhöhlten Teile von
einspringenden Winkeln und scharfen Ecken. Selbst solche kleinen Teile, wie die
Ohren, Hörner, der Schwanz, Euter u. dgl. der in Fig. ii gezeigten Kuh, sind hohl
und besitzen eine
gleichmäßige Wandstärke im Vergleich mit den anderen
Teilen des Gegenstandes. Wenn alle Kautschukmilch 27 verbraucht ist und die oben
beschriebene Selbstvulkanisation des Gegenstandes in der Form beendet ist, ist im
wesentlichen alles W asser aus der niedergeschlagenen Kautschukmilch entfernt. Der
Gegenstand besitzt daher nach seiner Entfernung aus der Form etwa die gleiche Größe
und Konfiguration wie die Formhöhlung.
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Wenn irgendein Schrumpfen bei der weiteren Vulkanisation des Gegenstandes
(bei Raumtemperatur oder anders) stattfindet, ist dasselbe nicht stärker als das
normale Schrumpfen von.Kautschukwälhrend einer ähnlichen Vulkanisation nach anderen
Methoden (etwa 2010). Die fertigen Gegenstände sind nahtlos und unterscheiden sich
dadurch vorteilhaft von Gegenständen, die aus vorgeformten Mehrfachhohl teilen von
blattförmigem Kautschuk unter Benutzung des Blähvulkanisierverfahrens hergestellt
sind.
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Obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung in Verbindung mit der Herstellung
von Kautschukhohltieren erläutert wurde, kann es selbstverständlich auch in ähnlicher
Weise zur Herstellung anderer Hohlgegenstände angewandt werden, wie z. B. von Kautschukbällen,
Kautschukblasen für Sportbälle oder mechanischen Erzeugnissen.
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Gleichermaßen kann das Verfahren auch bei der Herstellung von anderen
Gegenständen als solchen aus Kautschuk mit Erfolg Anwendung finden, wenn das Niederschlagsmaterial
in Form einer wäßrigen Dispersion angewandt werden kann und geeignet ist, sich mittels
einer durch Kapillaranziehung in einer porösen Form bewirkten Entwässerung abzusetzen.
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Die im vorliegenden beschriebenen Methoden zur Erreichung der angestrebten
Ziele ermöglichen die Herstellung von Hohlgegenständen, die bisher durch andere
bekannte Methoden nicht erzeugt werden konnten, besonders nicht in Mehrfachhohlformen
oder Stapeln von solchen Formen. Die erhaltenen Erzeugnisse sind nicht nur von besserer
Qualität, sondern können auch im Vergleich mit bekannten älteren Methoden mit einem
niedrigeren Kostenaufwand hergestellt werden.
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PATENTANSPÜCE: I. Verfahren zur Herstellung von niedergeschlagenen
Hohlgegenständen, bei dem eine wäßrige Dispersion, beispielsweise Kautschukmilch,
die sich bei Wasserentzug abzusetzen vermag, in die die Gegenstände formende Höhlung
einer zusammengesetzten, porösen Form eingebracht wird, in welcher eine Flüssigkeit
in allen Rotationsstellungen enthalten sein kann, und die verschließbar und zu öffnen
ist, worauf anschließend der Form eine Reihe von zusammengesetzten Rotationsbewegungen
um eine Anzahl winklig zueinander angeordneter Achsen erteilt wird, um die Menge
des wäßrigen Dispersionsmaterials in nacheinander sich absetzenden Schichten auf
die Flächen der Formhöhlung in verschiedenen Richtungen des Stromes des Dispersionsmaterials
abzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag durch Wasserentzug aus
der Dispersion durch nach außen durch die Formporen vor sich gehende kapillare Anziehung
und durch Verdampfung an den äußeren Formoberflächenteilen erfolgt, die ständig
einer Atmosphäre geringerer Feuchtigkeit als der Atmosphäre in der Formhöhlung (23a)
ausgesetzt sind, wobei die Formhöhlungsflächenteile ständig feuchter als die äußeren
Oberflächenteile der Form gehalten werden und das Wasser aus dem Dispersionsmaterial
stetig aus der Formhöhlung durch die kapillare Anziehung und durch die Verdampfung
entzogen wird.