NL8502514A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een hol voorwerp zoals een bal. - Google Patents

Description

·» ' * ï

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een hol voorwerp zoals een bal.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een hol voorwerp zoals een bal.

Volgens een bekende werkwijze van deze soort wordt het holle voorwerp opgebouwd uit twee of meer delen, welke 5 bijvoorbeeld door lijmen met elkaar worden verbonden. De ver-bindingsnaad kan een zwakke plek in het gerede voorwerp vormen en heeft over het algemeen in elk geval afwijkende eigenschappen bijvoorbeeld voor wat betreft elasticiteit. Bij bepaalde toepassingen, zoals bijvoorbeeld bij een sporthal is 10 dit zeer ongewenst. Bij een bal met een inwendige verhoogde druk kan ter plaatse van de naad snel een lek en daardoor drukverlies otpreden, waardoor deze onbruikbaar wordt.

Volgens een andere bekende methode van de bovengenoemde soort wordt het voorwerp geheel in een matrijs ge-15 vormd. In de geopende vorm van een matrijs wordt het geschikte materiaal, dat thermoplastisch of thermohardend kan zijn ingebracht. Na het sluiten van de matrijs wordt deze voor een goede verdeling van het materiaal om twee assen geroteerd. Zelfs bij een dergelijke gecombineerde rotatiebeweging treedt 20 aan de omtrek van de matrijsholte niet overal een gelijke centrifugaalkracht op, zodat een ongelijkmatige wanddikte het gevolg is. Dit is eveneens ongewenst.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een bol voorwerp, dat 25 niet de bovengeneomde nadelen heeft.

Dit doel wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding bereikt door het vervaardigen van een aantal dunwandige deelschalen; het tot een gesloten, holle kernschaal met elkaar verbinden van de deelschalen; het in een matrijsholte, 30 met een met de vorm van het voorwerp complementaire vorm, positioneren van de kernschaal; het met een hardhaar materiaal vullen van een door de wand van de matrijsholte en de kernschaal begrensde ruimte; het laten harden van het hardbare materiaal, en het uit de matrijs nemen van het gevormde holle * * -? 5 f V_ ’ ^ “J* ·> 2 le voorwerp. Hierdoor wordt een voorwerp verkregen met een nauwkeurig beheerste, en dus indien gewenst nauwkeurig gelijkmatige wanddikte. Aangezien de kernschaal dunwandig is kan de .invloed van de kern op de uiteindelijke eigenschappen 5 van het voorwerp zeer gering zijn zodat eventuele inhomogeni-teiten in de kernschaal ter plaatse van de verbindingsnaad daarin slechts een overeenkomstig zeer geringe invloed kunnen hebben.

De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzon-10 der geschikt voor het vervaardigen van een sportbal. Een aldus vervaardigde sportbal heeft over de omtrek gezien zeer gelijkmatige eigenschappen, met name zeer gelijkmatige elasticiteit. Bovendien ligt het zwaartepunt van de bal binnen nauwe grenzen in het middelpunt. Dit is voor een goede "loop" 15 of "vlucht" van wezenlijk belang.

Een verdere ontwikkeling van de uitvinding wordt bereikt wanneer de deelschalen tot een gasdicht gesloten holle kernschaal met elkaar worden verbonden in een ruimte met een hogere druk dan de atmosferische druk. Op deze wijze wordt 20 een uiteindelijk voorwerp verkregen dat stijver en harder is. Bij de toepassing voor de vervaardiging van een bal resulteert dit in een bal met betere stuitereigenschappen. Door een geschikte combinatie van de boven-atmosferische druk in de kernschaal en de druk waaronder het hardbare materiaal in 25 de matrijsholte wordt aangevoerd, in combinatie met een geschikte materiaalkeuze voor zowel de kernschaal als het hardbare materiaal, kan een zeer grote verscheidenheid aan eigenschappen worden bereikt. Deze eigenschappen zijn bijvoorbeeld hardheid, elasticiteit, stuitereigenschappen enz.

30 Een verdere ontwikkeling van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het te vervaardigen voorwerp' een bal is, wordt verkregen doordat twee half-bolvormige deelschalen met een cirkelvormige eindrand worden, toegepast, welke met elkaar worden verbonden door het in een deelschaal inbrengen 35 van een hoeveelheid stroombaar, hardbaar materiaal, het met de eindranden tegen elkaar plaatsen van de deelschalen, het om een as door : het bolmiddelpunt en loodrecht op het vlak door de eindranden roteren van de tegen elkaar geplaatste deelschalen ter gelijkmatige verdeling van het hardbare mate- 8502514 s. *- 3 riaal, het zich met de eindranden laten verbinden en het laten harden van het hardbare materiaal. Hierdoor kan de ver-bindingsnaad van de deelschalen met een grote nauwkeurigheid voor wat betreft de materiaalverdeling worden gevormd. Op de-5 ze wijze wordt elke onbalans in de gevormde bal vermeden.

Sen gunstige uitvoeringsvorm van deze verdere ontwikkeling wordt verkregen wanneer het hardbare materiaal wordt toegevoerd in de vorm van een granulaat van thermoplastisch materiaal en tijdens het roteren op het niveau van de eind-10 randen gedurende een bepaalde periode warmte wordt toegevoerd .

De uitvinding betreft en verschaft eveneens een inrichting voor het vervaardigen van een hol voorwerp zoals een bal. Deze inrichting omvat een inrichting voor het ver-15 vaardigen van dunwandige deelschalen; een inrichting voor het met elkaar verbinden van deelschalen; een matrijsvormin-richting omvattende een gestel, beweegbaar tussen een open en een gesloten stand geleid en met het gestel verbonden matrijsdelen, welke in de gesloten stand een matrijsholte met 20 een met de vorm van het voorwerp complementaire vorm bepalen, aan de matrijsdelen aangebrachte, in de matrijsholte uitstekende ondersteuningsmiddelen voor een kernschaal en toevoer-middelen voor het toevoeren van hardhaar materiaal.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de inrich-25 ting volgens de uitvinding worden de ondersteuningsmiddelen gevormd door over nauwkeurig bepaalde afstanden in de matri jsholte uitstekende pennen. Deze pennen kunnen tegen het oppervlak van de kernschaal aanliggen en deze tijdens het toevoeren van het hardbare materiaal fixeren.

30 Bij voorkeur zijn de pennen intrekbaar uitgevoerd.

Nadat het harden van het hardbare materiaal is ' aangevangen, kunnen de pennen worden teruggetrokken en kunnen de overblijvende holtes in de wand van het voorwerp worden opgevuld, bijvoorbeeld door het in de matrijs drukken van hardhaar ma-35 teriaal. Ingeval het hardbare materiaal schuimvormend materiaal is kunnen de pennen ingetrokken worden voordat de schuim-vorming geheel is beëindigd, zodat de overblijvende ruimtes vanzelf worden opgevuld.

Een verdere ontwikkeling wordt verkregen dóórdat de 3302514 4 pennen hol zijn uitgevoerd en concentrisch om deze bassen zijn aangebracht, waarbij met de holte in elke pen en de cilindermantelvormige ruimte tussen elke pen en de zich daaromheen uitstrekkende bus toe- en afvoermiddelen voor een gas 5 onder druk zijn verbonden. De fixatie van de kern in de matrijs wordt hiermee niet door fysiek contact met de kern bereikt, maar door de druk vanuit de holle pennen uitstromend gas.

In plaats van centrering van de kern in de matrijs 10 door middel van in de matrijsholte uitstekende pennen, kan dit ook op eenvoudige wijze geschieden door aan de kern uitsteeksels te vormen die bij gesloten matrijs tegen de wand van de vormholte aan kunnen liggen.

Opgemerkt zij, dat de uitvinding niet beperkt is tot 15 een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van ballen. Ook bijvoorbeeld torusvormige voorwerpen kunnen met voordeel met toepassing van de onderhavige uitvinding worden vervaardigd. Ook niet-rotatiesymmetrische holle voorwerpen kunnen met de uitvinding worden vervaardigd. In het bijzonder in 20 die gevallen waarin een goede beheersing van de wanddikte van een dergelijk min of meer willekeurig voorwerp gewenst is, kan de uitvinding met voordeel worden toegepast.

De uitvinding zal verder worden verduidelijkt in de volgende beschrijving van in de figuren weergegeven uitvoe-25 ringsvormen.

Fig. 1 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont schematisch de inrichting voor het ver-30 vaardigen van dunwandige deelschalen van fig. 1.

Fig. 3 toont de inrichting voor het met' elkaar verbinden van de deelschalen van fig. 1.

Fig. 4 toont tot een gesloten, holle kernschaal met elkaar verbonden deelschalen.

35 Fig. 5 toont schematisch en gedeeltelijk doorgesne den de matrijsvorminrichting van fig. 1.

Fig. 6 toont een gedeeltelijke doorsnede op grotere schaal van een met de inrichting van fig'. 3 vervaardigde kernschaal ter plaatse van de verbindingsnaad.

8502514 *> 5

Pig. 7 toont een andere matrijsvorminrichting voor het vervaardigen van een torusvormig hol voorwerp.

Fig. 8 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van ondersteuning smiddelen voor een kernschaal.

5 De schematisch in fig. 1 aangegeven inrichting 1 is bestemd voor het vervaardigen van holle ballen met de werkwijze volgens de uitvinding. In het algemeen omvat de inrichting 1 een inrichting 2 voor het vervaardigen van dunwandige deelschalen, in de vorm van halve bolschalen, een inrichting 10 3 voor het tot een bolvormige kernschaal met elkaar verbin den van telkens twee deelschalen, en een matrijsvorminrich-ting 4. In de matrijsvorminrichting wordt elke bolvormige kernschaal in een matrijsruimte opgenomen, waarna een overblijvende ruimte tussen de kernschaal en de wand van de ma-15 trijsruimte door een toevoerinrichting 5 gevuld wordt met hardbaar materiaal. Na het uitharden van het materiaal wordt de matrijs geopend en de gerede bal uit de matrijs genomen.

De verschillende onderdelen van de inrichting 1 worden bestuurd door een besturingsinrichting 6, die met de ge-20 noemde verschillende onderdelen in verbinding staat via stuurleidingen 7, waarvan er slechts enige zijn getoond.

De inrichting 1 en de daarvan deel uitmakende genoemde inrichtingen zullen hierna meer in detail worden beschreven.

25 De deelschaalvervaardigingsinrichting 2 is schema tisch, gedeeltelijk in langsdoorsnede in fig. 2 getoond. De inrichting 2 omvat een gestel 10 waarin twee matrijsdelen 11 en 12 zijn opgenomen. Het matrijsdeel 11 is vast met het ge-steldeel 10 verbonden terwijl het matrijsdeel 12 door middel 30 van geleidingen 13 en een cilinder 15 in de richting van de pijl 14 en tegengesteld daaraan beweegbaar is vanuit de in fig. 2 getoonde open stand naar de gesloten stand, waarbij de matrijsdelen 11 en 12 met contactvlakken tegen elkaar aan liggen en een matrijsholte bepalen die de vorm heeft van een 35 dunwandige halve bolschaal.

De inrichting 2 omvat verder een spuitgieteenheid 16. Thermoplastische kunststof in granulaatvorm wordt in de voorraadtrechter 17 gebracht. Vanuit deze voorraadtrechter 17 wordt het granulaat op bekende wijze met een door de mo- 3502514 6 tor 18 aangedreven transportschroef 19 naar een mondstuk 20 gevoerd dat in verbinding staat met de matrijsholte. Onderweg wordt het granulaat verhit tot een plastische toestand, in welke toestand telkens een portie kunststof in de matrijs-5 holte wordt ingespoten. Nadat de ingespoten kunststof door afkoeling voldoende hard geworden is, worden de matrijsdelen 12,11 in de getoonde geopende stand bewogen, waarna met behulp van een in fig. 1 getoonde uitneeminrichting 25 de gevormde deelschaal uit de matrijs genomen kan worden.

10 De materiaalkeuze voor de deelschalen hangt af van de beoogde toepassing. Geschikt kan zijn een tamelijk zachte polyvinyl-chloride, een mengsel van polypropeen en polyetheen en dergelijke.

Zoals uit fig. 1 blijkt zijn de deelschaalverbin-15 dingsinrichting 3 en de matrijsvorminrichting 4 geplaatst in een kamer 23 welke door een compressor 22 onder een ten opzichte van de atmosfeer hogere-druk wordt gehouden. De met de deelschaalvervaardigingsinrichting 2 vervaardigde deelschalen 24 worden met de uitneeminrichting 25 in een sluis 20 26 gebracht.

Voor de uitneeminrichting 25 kan elke geschikte inrichting worden toegepast. De uitneeminrichting 25 vormt geen deel van de uitvinding en wordt daarom niet in detail beschreven.

25 De sluis 26 is hier getoond in de eenvoudige vorm van een buis, waarin de deelschalen 24 sluitend verschuifbaar zijn. De deelschalen 24 vormen dus zelf de afsluiting. Aan het einde van de sluis 26 dat zich binnen de kamer 23 bevindt is wederom een willekeurige uitneeminrichting 27 ge-30 plaatst die telkens een schaaldeel 24 uit de sluis neemt en in de deelschaalverbindingsinrichting 3 plaatst.

De nader in fig. 3 getoonde deelschaalverbindingsinrichting 3 omvat een gestel 30 waarin twee kommen 31,32 concentrisch zijn gelagerd. Elke kom 31,32 omvat.een naar de an-35 dere toegekeerde holte 33 waarin een houder 34 voor een deelschaal 24 is opgenomen. De houders 34 zijn zwenkbaar in de holten 33 gemonteerd zodanig dat in de in fig. 3 getoonde uit elkaar bewogen stand van de kommen 31,32 de houders 34 min of meer in liggende stand zwenken.

8502514 7

In deze stand worden de deelschalen 24 aangebracht. Via een vulmondstuk 37 wordt uit een voorraadtrechter 40 via een doseerschuif 41 granulaat 33 in de deelschaal 24 in een houder 34 gebracht. Hierna wordt door middel van de zuiger-5 stang 44 van de cilindereenheid 43 de kom 31 in fig. 3 gezien naar rechts bewogen, todat de eindvlakken van de kommen 31,32 tegen elkaar aan liggen. In deze eindvlakken zijn cen-treerpennen 35 en centreergaten 36 aangebracht. Bij de naar elkaar toe gaande beweging komen tevens de houders 34 met el-10 kaar in contact, die daardoor met hun verbindingsvlak in verticale stand zwenken. Vervolgens wordt de motor 45 ingeschakeld waardoor het geheel gaat roteren, zoals aangegeven met de pijl 46.

In de kommen 31,32 is nabij de eindvlakken daarvan, 15 dat wil zeggen nabij de verbindingsplaats tussen de schaalde— len 24 een verwarmingselement 39 aangebracht. Door de warmtetoevoer via de verwarmingselementen 39 wordt het materiaal van de deelschalen 24 en van het granulaat ter plaatse van de verbindingsnaad vloeibaar, zodat zich een verbinding vormt. 20 ÏTa afkoeling wordt aldus een gehele bolvormige kernschaal 48 verkregen.

Pig. 6 geeft in doorsnede de verbindingsnaad weer. Bij deze uitvoeringsvorm is elk van de deelzijden aan de binnenzijde voorzien van een afschuining 42, zodat in de samen-25 gevoegde toestand ter plaatse van de verbindingsnaad een V-vormige groef wordt gevormd. Deze groef wordt gevuld met het granulaat dat na de beschreven verhitting zich tot één geheel met de schaaldelen 24 verbindt.

De bolvormige kernschaal 48 die zoals fig. 4 toont 30 uit twee deelschalen 24 is samengesteld op de beschreven wijze, wordt vervolgens toegevoerd aan de matrijsvórminrichting 4. Deze inrichting omvat een onderste matrijsdeel 52 en een bovenste matrijsdeel 51. Het bovenste matrijsdeel 51 is naar het onderste matrijsdeel 52 toe en daarvan af beweegbaar 35 door middel van een zuigerstang 55 van een cilinder 54. In de in fig. 1 getoonde geopende stand van de matrijsdelen 51, 52 wordt een kernschaal 48 in de matrijsholte 59 van de onderste matrijshelft 52 gebracht. Vervolgens wordt de cilinder 54 geactiveerd waardoor het bovenste matrijsdeel 51 op 9302514 3 yaf het onderste deel 52 wordt gesloten.

In de matrijsdelen 51 en 52 zijn intrekbare pennen 53 gemonteerd die door een niet nader getoonde bewegingsin-richting tot op een nauwkeurig bepaalde afstand in de ma-5 trijsholte naar binnen bewogen kunnen worden. Door het naar binnen bewegen van de pennen 58 wordt de kernschaal in de ma-trijsholte 59 gecentreerd. In deze toestand wordt door de toevoerinrichting 5 die een pomp 53 omvat in een leiding 56 welke via een mondstuk 57 uitmondt in de matrijsholte 59, 10 hardbaar materiaal in deze matrijsholte 59 gebracht. De toe-voerinrichting 5 kan een op zichzelf bekende spuitgietinrich-ting zijn.

Nadat het hardbare materiaal tot een voldoende stevigheid is uitgehard, worden de pennen 58 teruggetrokken en 15 kunnen de eventueel daardoor overgebleven openingen in het hardbare materiaal alsnog worden gevuld, bijvoorbeeld door napersen .van hardbaar materiaal. Wanneer de pennen 58 dun worden uitgevoerd is dit overbodig. Na verdere uitharding kan de matrijs Worden geopend en kan de gerede bal door een 20 niet nader beschreven uitneeminrichting 65 uit de matrijsholte worden genomen. De uitneeminrichting 65 plaatst de gevormde ballen 61 wederom in een sluis 66 die ook hier uitgevoerd is als een buis met een binnendiameter overeenkomend met de buitendiameter van de ballen 61, zodat de ballen 61 zelf de 25 afsluiting vormen.

Zoals fig. 8 toont kunnen in plaats van pennen 58 die direkt in contact komen met de kernschaal 48 ook holle pennen 68 worden toegepast. Om elke holle pen 68 is concentrisch een bus 69 aangebracht. Door de holte 70 in de pen 68 30 kan nu lucht onder druk worden toegevoerd die weer afgevoerd wordt via de cilindermantelvormige holte 71 tussen de pen 68 en de bus 69. De kernschaal 43 kan op deze wijze in de ma-trijsholte worden gefixeerd zonder fysiek contact.

Hoewel de uitvinding beschreven is aan d'e hand van 35 een toepassing en uitvoering voor het vervaardigen van ballen, is deze ook bruikbaar voor het vervaardigen van holle voorwerpen met een andere rotatiesymmetrische vorm of met een willekeurige vorm.

Een matrijsvorminrichting die gebruikt kan worden 3 5 ö 2 5 1 4 9 > bij het vervaardigen van torusvormige voorwerpen zoals werp-ringen, wordt in fig. 7 getoond. Deze matrijsvorminrichting 75 omvat twee matrijsdelen 76 en 77 die te zamen een matrijsholte 73 met een torusvorm bepalen. In deze matrijsholte 73 5 kan een kernschaal 79 worden opgenomen die zelf ook torusvormig is en opgebouwd kan zijn uit twee identieke halve torussen. Ook de matrijsdelen 76 en 77 zijn voorzien van onder-steuningsmiddelen voor de kernschaal 79 in de vorm van pennen 80. In tegenstelling tot de uitvoeringsvorm van fig. 5, 10 waarbij de pennen 53 zich radiaal ten opzichte van de matrijsholte uitstrekken, liggende pennen 30 in vlakken loodrecht op de. syrnmetrie-as van de matrijsholte 73.

Het hardbare materiaal kan ook weer naar de uiteindelijke gewenste eigenschappen van het te vervaardigen holle 15 voorwerp worden gekozen. Zo kan een geschikte thermoplastische kunststof, al dan niet in geschuimde vorm worden toegepast.

In een andere toepassing van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding kunnen de deelschalen van een na-20 tuurlijke of synthetische rubber worden vervaardigd en kan het in de matrijsvorminrichting aan te brengen hardbare materiaal ook een natuurlijke of synthetische rubber zijn. Na vulcanisatie in de matrijsvorminrichting wordt aldus een homogene rubberbal verkregen.

5502514 -----—__i

Claims (11)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een hol voorwerp zoals een bal/ gekenmerkt door: het vervaardigen van een aantal dunwandige deelschalen, 5 het tot een gesloten, holle kernschaal met elkaar verbinden van de deelschalen, het in een matrijsholte, met een met de vorm van het voorwerp complementaire vorm, positioneren van de kernschaal, het met een hardbaar materiaal vullen van een door de 10 wand van de matrijsholte en de kernschaal begrensde ruimte, het laten harden van het hardbare materiaal, en het uit de matrijs nemen van het gevormde holle voorwerp .

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het k e n -15 merk, dat de deelschalen tot een gasdicht gesloten holle ' kernschaal met elkaar worden verbonden in een ruimte met een hogere druk dan de atmosferische druk.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het voorwerp een bal is, met het k e n m e r k, dat twee half- 20 bolvormige deelschalen met een cirkelvormige eindrand worden toegepast, welke met elkaar worden verbonden door het in een deelschaal inbrengen van een hoeveelheid stroombaar, hardbaar materiaal, het met de eindranden tegen elkaar plaatsen van de deelschalen, het om een as door het bolmiddelpunt en 25 loodrecht op het vlak door de eindranden roteren van de tegen elkaar geplaatste deelschalen ter gelijkmatige verdeling van het hardbare materiaal, het zich met de eindranden laten verbinden en het laten harden van het hardbare materiaal.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het k e n -30 merk, dat het hardbare materiaal wordt toegevoerd in de vorm van een granulaat van thermoplastisch materiaal en dat tijdens het roteren op het niveau van de eindranden gedurende een bepaalde periode warmte wordt toegevoerd.

5. Inrichting voor het vervaardigen van een hol voor-35 werp zoals een bal, gekenmerkt door: 8502514 een inrichting voor het vervaardigen van dunwandige deelschalen, een inrichting voor het met elkaar verbinden van deelschalen, 5 een matrijsvorminrichting omvattende een gestel, be weegbaar tussen een open en een gesloten stand geleid en met het gestel verbonden matrijsdelen, welke in de gesloten stand een matrijsholte met een met de vorm van het voorwerp complementaire vorm bepalen, aan de matrijsdelen aangebrachte, in 10 de matrijsholte uitstekende ondersteuningsmiddelen voor een kernschaal"en toevoermiddelen voor het toevoeren van hardhaar materiaal.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat althans de inrichting voor het met elkaar ver- 15 binden van de deelschalen in een afsluitbare ruimte is geplaatst en dat de ruimte verbonden is met een bron van een gasmengsel onder druk.

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met het k e n m e r k, dat de deelschaal-verbindingsinrichting een 20 roteerbaar in een gestel gelagerde, met een motor gekoppelde deelschaalhouder omvat.

8. Inrichting volgens conclusie 7gekenmerkt door granulaat-toevoermiddelen en warmte-toevoermiddelen.

9. Inrichting volgens één van de conclusies 5-8, met 25 het kenmerk, dat de ondersteuningsmiddelen gevormd worden door over nauwkeurig bepaalde afstanden in de matrijsholte uitstekende pennen.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de pennen hol zijn uitgevoerd en concentrisch 30 om deze bussen zijn aangebracht, waarbij met de holte in elke pen en de cilindermantelvormige ruimte tussen elke pen en de zich daaromheen uitstrekkende bus toe- en afvoermiddelen voor een gas onder druk zijn verbonden.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het 35 kenmerk, dat de pennen intrekbaar zijn uitgevoerd. ' 8502314 ---;-é