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In mehreren Industriezweigen des Formens und insbesondere dort, wo plastische Materialien aus Kondensationsprodukten benutzt werden, bietet das Füllen der Formen grosse Schwierigkeiten, besonders falls die oben liegenden Giessöffnungen geringe Weite haben oder mit nahe aneinanderliegenden Wänden versehen sind ; denn das zu formende Material besitzt
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aus der Form zu entweichen sucht, und falls es gelingt, es mit Hilfe der Wärme und des Druckes oder Unterdruckes in die Form hineinzubringen, reisst es stets Gasblasen mit sich, welche nachher sehr schwer zu entfernen sind und in der Masse auf Kosten der Festigkeit des geformten Gegenstandes bleiben und besonders seinem endgültigen Aussehen schaden, falls er durchscheinend oder gar durchsichtig sein muss.
Das Füllen eines einfachen Rohres von geringem Durchmesser, welches an einem Ende geschlossen ist, mit einem Kondensationsprodukt ist fast ausgeschlossen mit den einfachen Mitteln und erfordert in allen Fällen einen Zeitbedarf und eine Bedienung, durch welche der Vorgang für die Industrie zu kostspielig wird.
Der Gegenstand der Erfindung beseitigt nun die genannten Nachteile gänzlich und gestattet das selbsttätige Füllen in einigen Minuten und ohne Gasblasen nicht nur in einer einzigen Form, sondern einer Reihe von Formen, deren Anzahl nur durch ihre Abmessungen und diejenigen des sie aufnehmenden Behälters begrenzt ist.
Das Verfahren, welches auf dem Grundgedanken der kommunizierenden Gefässe aufgebaut ist, umfasst die Anwendung : l. von Formen aus einem oder aus mehreren Teilen, welche mit zwei Öffnungen versehen sind, von denen sich die eine in der Bodenfläche und die andere im oberen Teile befindet, 3. eines
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welches nicht in die Formen selbst, sondern ausserhalb dieser derart gegossen wird, dass es den unteren Teil jeder Form in Gestalt einer flüssigen Masse von geeigneter Höhe, Beschaffenheit, Dichte und Temperatur umgibt, welche Flüssigkeit allmählich um die Formen auf das zu formende Material zugelassen wird.
Die flüssige Masse dient zunächst zum Erwärmen der Formen und des zu formenden Materials, sodann, u. zw. durch den Druck, den sie auf das zu formende Material ausübt, dazu, dieses in das Innere der Formen bis zur gewünschten Hohe dringen zu lassen und es schliesslich im Gleichgewicht bis zum Fest- und Beständigwerden des geformten Erzeugnisses zu erhalten, derart, dass der Druck der flüssigen Masse sodann beseitigt werden kann, ohne dass das geformte Material durch die untere Öffnung der Form abfliessen kann.
Als zu formende Materialien können insbesondere die sirupartigen Kondensationsprodukte von Phenol und Formaldehyd, Kresol und Formaldehyd, Harnstoff oder seiner Derivate und Formaldehyd Verwendung finden. Diese verschiedenen Stoffe können alkalisch, neutral oder sauer sein. Ausser den Kondensationsprodukten kann man das hier beschriebene Formungsverfahren auch mit Wachs, Paraffin, Stearin. Gelatine it. dgl. ausführen.
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Als Flüssigkeitsmasse zur Ausübung von Druck auf das zu formende Material kann jede Art von Flüssigkeit angewendet werden, vorausgesetzt, dass sie dieses Material nicht angreift und sich mit ihm nicht vermischt und dass ihre Dichte geringer ist als die des zu formenden Materials. Besonders geeignet sind die Kohlenwasserstoffe, und es gibt z. B. Vaselinöl ausgezeichnete Ergebnisse in der Anwendung auf das Formen von Kondensationsprodukten, weil es leicht, nicht flüchtig und nicht entflammbar bei den Polymerisationstemperaturen ist.
Ein Beispiel wird zum besseren Verständnis der Einfachheit des Verfahrens führen und dessen praktischen und industriellen Vorteile wie auch die Möglichkeit der zahlreichen Anwendungen erkennen lassen.
Fig. 1 der Zeichnung stellt im senkrechten Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Formeinrichtung dar, Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung.
Es wird angenommen, dass mit einem Kondensationsprodukt von simpartiger Beschaffenheit zylindrische Stangen von einem Durchmesser von 3-6 MM hergestellt werden sollen, welche eine Länge von 50 ein besitzen müssen. Zu diesem Zwecke bringt man in ein Gefäss- 1 (Fig. 1) von 75 ein Tiefe ein Rohrbündel 2, dessen Länge etwas grösser ist als die Tiefe des Gefässes. Die Rohre, welche an beiden Enden offenstehen, werden in der senkrechten Lage durch jedes geeignete Mittel gehalten und ruhen mit dem andern Ende auf dem Boden des Gefässes. Sie können einander möglichst nahegerückt werden, und ihre Wandstärke ist derart dünn, dass mit Leichtigkeit hundert solcher Rohre auf jedem Quadratdezimeter des Behälterbodens vorgesehen werden können.
Die untere Öffnung eines jeden Rohres darf nicht gänzlich durch den Gefässboden verschlossen werden.
Sind die Rohre einmal eingesetzt, so giesst man auf den Gefässboden und um die Rohre das zu formende Material 3, dessen Menge an Gewicht etwas grösser sein muss als das Gesamtgewicht aller Stäbe, welche man herstellen will. Das Material breitet sich alsdann auf dem Gefässboden aus, befreit sich von den Luftblasen, umgibt das untere Ende eines jeden Rohres, dringt jedoch nur schwer in das Innere eines jeden Rohres wegen der Abkühlung. Der Gefässboden wird alsdann mit Hilfe eines geeigneten Mittels erwärmt. Das Material befreit sich vollständig von seinen Luftblasen ausserhalb der Rohre und dringt langsam in diese hinein.
Sodann lässt man in das Gefäss auf das zu formende Material und um die Rohre herum eine Flüssigkeit 4 von bestimmter Temperatur laufen, deren Dichte geringer ist als diejenige des Materials, welche Flüssigkeit auf das Material einen Druck ausübt, welcher allmählich zunimmt und es in das Innere der Rohre bis zu der gewünschten Höhe drückt.
Die Maximalhöhe, welche die Druckflüssigkeit im Gefäss erreichen muss, ist durch die folgende Gleichung gegeben :
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Falls der Vorgang richtig ausgeführt wird und falls alles richtig berechnet worden ist, so wird im Augenblick, wo die Höhe IT der Flüssigkeit den Maximalwert erreicht, den sie nicht überschreiten'darf, fast das gesamte zu formende Material in die Rohre eingedrungen sein, und es bleibt davon ausserhalb der Rohre nur mehr eine dünne Schicht zurück, die erforderlich und genügend ist, um das Eindringen der Flüssigkeit in die Rohre zu verhüten.
Das Füllen ist beendet, und es bleibt nur mehr übrig, den Druck der Flüssigkeit konstant zu erhalten, d. h. die Höhe und die Temperatur derart einzustellen, dass das zu formende Material erstarrt. Hierauf genügt es, das Gefäss zu entleeren und die Rohre mit geeigneten Mitteln zu entformen. Die auf diese Weise hergestellten Stäbe besitzen alle die gleiche Länge und sind frei von Blasen, und falls man Glasrohre benutzt hat, besitzen sie eine vollkommen glatte Oberfläche.
Das Verfahren, welches für die Herstellung dünner Stäbe beschrieben worden ist, beschränkt sich nicht hierauf und kann je nach der Gestalt, den Abmessungen und der Anzahl der herzustellenden Gegenstände verändert werden.
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z. B. Quecksilber, welches durch sein Gewicht die geformten Gegenstände scharf von dem überschüssigen, nicht benutzten Material trennen wird, welches ausserhalb der Formen geblieben ist. Hiedurch wird nicht nur ein dichter Verschluss der Formen erzielt, sondern es kann auch das Entformen in sehr erheblichem Masse erleichtert werden.
Ebenso kann man, anstatt die Formen und das Material direkt auf dem Boden des Gefässes anzuordnen, beide zunächst ausserhalb des Gefässes in einen geeigneten Behälter 5
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(Fig. 2) bringen, in welchem Aussparungen, Kanäle usw. vorgesehen werden können, die alle möglichen Gestalten haben können und dazu dienen, die unteren Enden der Formen aufzunehmen, zum Zweck, den Überschuss an Material auf das geringste Mass herabzusetzen.
In diesem Fall lässt man den Behälter 5, welcher die Formen 2 und das Material 3 enthält, all- mählich in einem Gefäss J'niedergehen, welches bis zur erforderlichen Höhe mit der Flüssigkeit 4 angefüllt ist,. welche durch ihre Temperatur und ihr Gewicht zunächst das Austreiben der Blasen und alsdann das Eintreiben des Materials in die Formen bewirken soll.
Das Verfahren gemäss der Erfindung schliesst das endgültige Festwerden des Erzeugnisses nicht aus in einem geschlossenen Gefäss und unter einem bestimmten Druck wie auch durch Abkühlung oder Gefrieren.
Das zu formende Material kann homogen sein. Will man z. B. Erzeugnisse von marmorartigem Aussehen herstellen, so kann man in das Gefäss 1 (Fig. 1) oder in den Behälter 5 (Fig. 3) Materialien von gleicher Dichte, jedoch von verschiedener Färbung giessen, welche sich mehr oder weniger miteinander vermischen werden, indem sie in die Formen eindringen und auf diese Weise unregelmässige Adern erzeugen.
Mit diesem Verfahren ist es auch möglich, Platten mit beliebigen Gebilden, Schriften usw. zu erzielen, welche in das Material eingebettet sind. Zu diesem Zweck genügt es, in den Formen vor dem Einführen des plastischen Materials eine Einlage anzubringen, auf welche vorher die Schrift, das Gebilde usw. gedruckt oder in beliebigen Farben aufgebracht worden sind. Sollen Platten oder sonstige flache Gegenstände geformt werden, so kann der Halter z. B. aus einem dünnen Blatt Kolophonium bestehen, welches parallel zu den Wänden der Form und zwischen diesen gespannt ist und schliesslich zwischen zwei Schichten durchsichtigen Materials oder durchscheinenden Materials eingebettet sein wird. Da dieses Material in der Form allmählich steigt, wird das Blatt nicht verunstaltet trotz seiner Biegsamkeit.
Das Verfahren gestattet es, z. B. Scheiben und Wertplatten für Klubs, Kasinos u. dgl., lederartige Knöpfe, schildpattartige Gegenstände u. dgl. herzustellen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Formstücken, dadurch gekennzeichnet, dass das zu formende Material, welches auf den Boden eines Gefässes gegossen wird, von unten nach oben durch eine untere Öffnung der Form unter dem Druck einer flüssigen Masse von geringerer Dichte in die Form eingedrückt wird, welche Flüssigkeit allmählich auf das Material ausserhalb der Form und auf eine geeignete Temperatur gebracht wird, um das zu formende Material genügend flüssig zu gestalten.
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In several industries of molding and especially where plastic materials made from condensation products are used, the filling of the molds presents great difficulties, especially if the overhead pouring openings are narrow or have closely spaced walls; because the material to be molded has
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tries to escape from the mold, and if it is possible to bring it into the mold with the help of heat and pressure or negative pressure, it always carries gas bubbles with it, which are then very difficult to remove and in bulk at the expense of the strength of the shaped object and especially damage its final appearance, if it has to be translucent or even transparent.
The filling of a simple tube of small diameter, which is closed at one end, with a condensation product is almost impossible with the simple means and in all cases requires time and an operation which makes the process too costly for the industry.
The object of the invention now completely eliminates the disadvantages mentioned and allows automatic filling in a few minutes and without gas bubbles, not just in a single shape, but a series of shapes, the number of which is limited only by their dimensions and those of the container holding them.
The procedure, which is based on the principle of communicating vessels, includes the following: l. of forms of one or more parts, which are provided with two openings, one of which is in the bottom surface and the other in the upper part, 3. one
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which is not poured into the molds themselves, but outside them in such a way that it surrounds the lower part of each mold in the form of a liquid mass of suitable height, consistency, density and temperature, which liquid is gradually allowed around the molds onto the material to be molded .
The liquid mass is first used to heat the molds and the material to be molded, then u. zw. By the pressure that it exerts on the material to be molded, to allow it to penetrate the interior of the molds to the desired height and finally to keep it in equilibrium until the molded product becomes solid and stable, such that the pressure of the liquid mass can then be removed without the molded material being able to flow off through the lower opening of the mold.
In particular, the syrupy condensation products of phenol and formaldehyde, cresol and formaldehyde, urea or its derivatives and formaldehyde can be used as materials to be molded. These different substances can be alkaline, neutral or acidic. In addition to the condensation products, the molding process described here can also be used with wax, paraffin, stearin. Gelatin it. perform.
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Any type of liquid can be used as the liquid mass for exerting pressure on the material to be molded, provided that it does not attack this material and does not mix with it and that its density is lower than that of the material to be molded. The hydrocarbons are particularly suitable, and there are e.g. B. Vaseline oil gives excellent results when applied to the molding of condensation products because it is light, non-volatile and non-flammable at polymerization temperatures.
An example will lead to a better understanding of the simplicity of the process and its practical and industrial advantages as well as the possibility of numerous applications.
Fig. 1 of the drawing shows in vertical section an embodiment of the molding device, Fig. 2 shows a further embodiment.
It is assumed that cylindrical rods with a diameter of 3-6 mm and a length of 50 μm are to be produced with a condensation product of simpartite nature. For this purpose, a tube bundle 2 is placed in a vessel 1 (FIG. 1) 75 a depth, the length of which is somewhat greater than the depth of the vessel. The tubes, which are open at both ends, are held in the upright position by any suitable means and rest with the other end on the bottom of the vessel. They can be moved as close as possible to one another, and their wall thickness is so thin that a hundred such tubes can easily be provided on every square decimeter of the container bottom.
The lower opening of each tube must not be completely closed by the bottom of the vessel.
Once the tubes have been inserted, the material 3 to be formed is poured onto the bottom of the vessel and around the tubes, the weight of which must be somewhat greater than the total weight of all the rods that are to be produced. The material then spreads on the bottom of the vessel, frees itself from the air bubbles, surrounds the lower end of each tube, but penetrates only with difficulty into the interior of each tube because of the cooling. The bottom of the vessel is then heated with the aid of a suitable agent. The material is completely freed from its air bubbles outside the pipes and slowly penetrates into them.
A liquid 4 of a certain temperature, the density of which is lower than that of the material, is then allowed to run into the vessel onto the material to be shaped and around the tubes, which liquid exerts a pressure on the material which gradually increases and it into the interior which pushes tubes to the desired height.
The maximum height that the hydraulic fluid must reach in the vessel is given by the following equation:
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If the process is carried out correctly and if everything has been calculated correctly, then at the moment when the height IT of the liquid reaches the maximum value which it must not exceed, almost all of the material to be formed will have penetrated the pipes, and it Only a thin layer remains of this outside the pipes, which is necessary and sufficient to prevent the liquid from penetrating the pipes.
Filling is over and all that remains is to keep the pressure of the liquid constant, i.e. H. adjust the height and temperature so that the material to be molded solidifies. It is then sufficient to empty the vessel and remove the pipes from the mold using suitable means. The rods made in this way are all of the same length and free from bubbles, and if glass tubes have been used, they have a perfectly smooth surface.
The method which has been described for the production of thin rods is not limited to this and can be varied depending on the shape, the dimensions and the number of objects to be produced.
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z. B. mercury, which by its weight will sharply separate the molded objects from the excess, unused material that has remained outside the molds. This not only achieves a tight seal of the molds, but also facilitates demolding to a very considerable extent.
Likewise, instead of arranging the molds and the material directly on the bottom of the vessel, both can first be placed outside the vessel in a suitable container 5
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Bring (Fig. 2), in which recesses, channels, etc. can be provided, which can have all possible shapes and serve to receive the lower ends of the molds, for the purpose of reducing the excess of material to the lowest possible level.
In this case, the container 5, which contains the molds 2 and the material 3, is gradually lowered into a vessel J 'which is filled with the liquid 4 to the required level. which, through its temperature and weight, is intended to first drive out the bubbles and then drive the material into the molds.
The method according to the invention does not exclude the final solidification of the product in a closed vessel and under a certain pressure as well as by cooling or freezing.
The material to be molded can be homogeneous. Do you want z. B. To produce products with a marble-like appearance, you can pour materials of the same density, but of different color, into the vessel 1 (Fig. 1) or into the container 5 (Fig. 3), which will more or less mix with one another, by penetrating the molds and creating irregular veins in this way.
With this method, it is also possible to achieve panels with any formations, fonts, etc., which are embedded in the material. For this purpose, it is sufficient to apply an insert in the molds before inserting the plastic material, on which the writing, the structure, etc. have previously been printed or applied in any color. If plates or other flat objects are to be formed, the holder can, for. B. consist of a thin sheet of rosin, which is parallel to the walls of the mold and stretched between them and will ultimately be embedded between two layers of transparent material or translucent material. As this material gradually increases in shape, the sheet is not defaced despite its flexibility.
The method allows z. B. Discs and value plates for clubs, casinos and the like. Like., leather-like buttons, tortoiseshell-like objects and the like. like. To produce.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of molded pieces, characterized in that the material to be molded, which is poured onto the bottom of a vessel, is pressed into the mold from bottom to top through a lower opening of the mold under the pressure of a liquid mass of lower density , which liquid is gradually brought to the material outside the mold and to a suitable temperature to make the material to be molded sufficiently fluid.