DE1479126A1 - Verfahren zur Herstellung von hohlen Gegenstaenden aus Kunststoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von hohlen Gegenstaenden aus Kunststoff

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DE1479126A1
DE1479126A1 DE19651479126 DE1479126A DE1479126A1 DE 1479126 A1 DE1479126 A1 DE 1479126A1 DE 19651479126 DE19651479126 DE 19651479126 DE 1479126 A DE1479126 A DE 1479126A DE 1479126 A1 DE1479126 A1 DE 1479126A1
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die
table tennis
electrodes
foils
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Gray Thomas Edward Horace
James Jones-Hinton
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Dunlop Rubber Co Ltd
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Dunlop Rubber Co Ltd
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Description

Verfahren zur Herstellung von hohlen Gegenständen aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Gegenständen aus Kunststoff und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Tischtennisbällen· Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Tischtennisballes ein· Folie aus einem festen thermoplastischen Material mit einem Leistungsverlustfaktorfvon wenigstens 0,01, gemessen bei Raumtemperatur und bei Anwendung eines Wechselstromes mit einer Frequenz von 1 Megahertz, erwärmt, bis die Folie genügend weich ist, daß sie vakuumverformt werden kann, und diese Folie durch Vakuumverformung verformt wird, um 4M·· eine oder mehr halbkugelförmige Hohlräume in der Folie herzustellen, ferner werden zwei Formfolien so angeordnet, daß ihre halbkugelförmigen Aussparungen ausgerichtet sind, und einen oder mehr praktisch kugel-
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förmige Hohlräume Widen, und die so angeordneten Folien werden in den Bereichen einem hochfrequenten Wechselstrom ausgesetzt, die die Ränder der halbkugelförmigen Aussparungen bilden, damit diese Ränder weich werden und sich miteinander verbinden·
Die Erfindung betrifft außerdem einen Tischtennisball, der nach dem im unmittelbar vorausgehenden Absatz beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Unter der Bezeichnung "Tischtennisball", der in dieser Beschreibung verwendet wird, wird ein hohler Ball verstanden, der zum Tischtennis- oder Ping-Pong-Spielen geeignet ist, dessen Umfang nicht kleiner als 11 cm und nicht mehr als 12 cm beträgt, der nicht weniger als 2 und nicht mehr als 3 Gramm wiegt, und nicht mehr als 0,05 cm von der Kugelgestalt abweicht, wobei die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser gemessen wird.
Die Tischtennisbälle werden dadurch hergestellt, daß die Hälften, von denen jede eine Größe hat annähernd gleich der Hälfte der Größe des sich ergebenden Tischtennisballes, durch eine Stumpfstoßverbindung, und nicht durch eine überlappungsverbindung,, wie dies bei früheren Tischtennisbällen, die z.B. aus Zellulosenitrat waren, der Fall war, verbunden werden· Torzugsweise wird die Pestigkeit der Stumpfstoßverbindung dadurch erhöht, daß während der Herstellung des Balles die Verbindungsstelle mit einem Verstärkungswulst versehen wird.
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·«· j mm -
Beim Verfahren zur Hferstfeilung von 'Tischtennisbällen wird eine oder'menrere Folien aüö dem thermoplastische» Material durch Vakuumverformung verforBtyUm halbkugelförmige Hohlräume in einer Fläche der'Folie zu bilden· Die Größe jedes Hohlräume ist praktisch gleich der Hälfte der Größe des entstehenden Tis bhtennisbialte. Die Folie wird vorzugsweise in einem Zweieufcufenpri>z.eß VÄkiiumverf brmty wobei die Folie in der ersten Stufe teilverforat wird, und die teilverformte Folie in der zweiten Stufe ihre endgültige Form erhält· Das Zweistufenverfahren schließt die Verwendung von zwei Formwerkzeugen ein«
Bin geeignetes*Zweisturen-Vakuum-Verformungsverfahren ist in unserer schwebenden Patent-Anmeldung Br· 1607/65 beschrieben und beanspruch*", in deir ein Verfahren zur Herstellung eines halbkugelförmigen Gegenstandes aus; einem thermoplastischen Material- diiröh Vakuufflveriformung beschrieben und beansprucht ist, gemäß dem eine einzelne Folie aus einem thermoplastischen Material erwärmt wird bis sie ausreichend weich ist, daß sie vakuumvefformt-werdöri kannj und auf ^iine Fläche dieser weichen Folie ein erstes Formwerkzeug aufgesetzt wird, das eine solche Form hS&päafl die Folie gewölbt wird und eine Höhe erhält, die praktisch^ie Halfte ihrer^:endgültigen Förmhöhe beträgt, wobei ferner eine Bruekdifferenz auf gegenüberliegenden Seiten der Folie geschaffen wlirdV damit diese verschöben wird, und in Berührung mit diesem ersten Formwerkzeug kommt, und weiter auf die Fläche der Folie abseits von diesem ersten Formwerkzeug ein zweites Formwerkzeug aufgesetzt wird, das eine solche Form hat, daß die
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gewölbte Folie ihre endgültige halbkugelförmige Gestalt erhält, und eine Druckdifferenz auf gegenüberliegenden Seiten der Folie geschaffen wird, damit diese verschoben wird und in Berührung mit der Form dieses zweiten Formwerkzeugs kommt, wobei das erste Formwerkzeug eine Patrize oder eine Matrize ist und entsprechend das zweite Formwerkzeug eine Matrize oder eine Patrize ist«,
Vorzugsweise hat das erste Formwerkzeug Yorsprünge auf der Fläche, die die Folie berührt, und ist von der Art, die als Patrize bekannt ist. Das zweite Formwerkzeug hat halbkugelförnige Aussparungen in der Fläche, die die Folie berührt, und ist von der Art, die als Matrize bekannt ist.
Bei der Vakuumverformung wird die Folie veranlaßt, die Form des Formwerkzeuges dadurch anzunehmen, daß die Folie durch Erwärmen erweicht wird und danach eine Druckdifferenz auf gegenüberliegenden Flächen der Folie geschaffen wird, sodaß der Druck auf die Fläche der Folie, die das Formwerkzeug berührt, geringer ist als der Druck auf der gegenüberliegenden Fläche der Folie. Diese Druckdifferenz wird durch Reduzierung des Drucks zwischen der Folie und dem Formwerkzeug hergestellt, und wenn gewünscht, wird der Druck auf der gegenüberliegenden Seite der Folie erhöht.
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In dem bevorzugten Zweistufenverfahren wird die Patrize während der Teilverforaaing der erweichten Folie auf einer erhöhten Temperatur gehalten, sodaß es nicht notwendig ist, die Folie zwischen den beiden Verformungsvorgängen wieder zu erwärmen. Das zweite Formwerkzeug, d.h. die Matrize, wird auf einer niederen Temperatur gehalten (sie wird nicht über Raumtemperatur hinaus erwärmt), damit die geformte Folie nach der Endverformung so schnell wie möglich fest wird»
Wenn gewünscht kann das Zweistufenverfahren der Vakuumverformung auch so ausgeführt werden, daß zuerst eine Matrize und ax^ zweiter Stelle eine Patrize verwendet wird, und in diesem Fall hat die Matrize Aussparungen in der Fläche, die die Folie berühren, wobei die Tiefe jeder Aussparung gleich der Hälfte der endgültigen Formhöhe der Folie ist. (Das heißt angenähert gleich 1/4 des Durchmessers eines Tischtennisballes beträgt), Bei diesem Verfahren wird die Matrize erwärmt und die Patrize, wird auf einer niederen Temperatur gehalten»
Es kann auch nur ein Einstufenverfahr.ep. unter Verwendung eines einzelnen Formwerkzeuges angewandt werden., aber das Zweistufenverfahren wird vorgezogen, da es eine größere Gleichmäßigkeit der Dicke der geformten Teile der Folie ergibt. Beim Einstufenverfahren wird vorzugsweise eine Matrize verwendet.
Üblicherweise werden zwei Folien, voji denen jede wie oben beschrieben verformt wurde, in Berührung gebracht, sodaß die. halb-
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kugelförmigen Hohlräume in der Folie ausgerichtet sind und praktisch kugelförmige Hohlräume "bilden. Es kaiin auch eine ein« zelne geformte Folie gefaltet werden, um die Kug^!hohlräume zu bilden. In diesem Zustand wird die Anordnung in eine Verrichtung gebracht, in der sie in den Bereichen, die die Basis jeder halbkugelförmigen Aussparung bilden, einem hochfrequenten Wechselstrom ausgesetzt werden. Durch den hochfrequenten Strom erfc weicht das thermoplastische Material, sodaß jedes Paar der Halbkugeln durch eine Stumpfstoßverbindung miteinander verbunden wird.
Wenn die geformte Folie durch den hochfrequenten Strom erweicht ist, wird vorzugsweise eine kontrollierte Menge des weichen Materials in das Innere des Kugelhohlrauias gedrückt, im auf der Innenfläche der Verbindungsstelle einen Verstärkungswulst zu bilden· Dies kann durch entsprechende Auslegung der Höehfre*-» quenzschweißvorrichtung, insbesondere der Elektroden j erreicht werden, sodaß das überschüssige weiche Material im Bereich der Verbindungsstelle zwischen den Halbkugeln in gesteuerter Weisein das Innere des entstehenden Tischtennisballes gedrückt wird»
Eine geeignete Vorrichtung ist in unserer schwebenden Patentanmeldung JTr. 41827/64 beschrieben und beansprucht, in der einer Vorrichtung zur Herstellung eines Tischtennisballes beschriefceni und beansprucht ist, bestehend aus einem Paar Elektroden, von denen jede einen Zylinder mit offenem Ende hat, mit einem Inmen*· durchmesser an dem offenen Ende, der gleich dem Außendurohmeeser
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eines Tischtennisballes ist, wobei die Elektroden so angeordnet sind, daß die offenen Enden eines jeden Zylinders sich direkt gegenüberliegen, ferner aus Einrichtungen, um einen hochfrequenten Wechselstrom an die Elektroden anzulegen, und Einrichtungen, um den Abstand der Elektroden während des Durchgangs des hochfrequenten Wechselstroms zwischen den Elektroden, zu reduzieren
Es ist außerdem in der schwebenden Patentanmeldung Nr. 41827/64 beschrieben, daß die sich direkt gegenüberliegenden Flächen der Elektroden so geformt sein können, daß sie bezüglich zueinander schräg liegen, und einen Winkel von etwa 1/2 bis 7°,vorzugsweise ungefähr 3°, zwischen sich bilden, damit die richtige Menge an weichem Material in den Ball gedrückt wird, um den Verstärkungen wulst im Innern der Verbindungsstelle zu bildene
Die Zeitdauer für den Durohgang dee hochfrequenten Wechselstroms, die notwendig ist, um eine gute Verbindungsstelle zu erhalten, hängt ab von der jeweiligen Frequenz des Stromes und von der Temperatur der geformten Folie, die sie vor dem Durchgang dee Stromes hat* Wird z.B· ein sehr hochfrequenter Strom, mit einer Frequenz von 72 Megahertz verwendet, so wird schnell eine einwandfreie Verbindung erzielt, auch wenn das zu verschweißende Material vor dem Durchgang des Stromes kalt ist. Wird jedoch ein Strom mit einer Frequenz von beispielsweiserJ? Megahertz verwendet, »o,ist die erforderliche Zeit, um e,ine einwandfreie Verbin«* dung herzustellen, viel größer, wenn das zu. verschweißende Material vor dem Durchgang des Stromes kalt ist, als wenn das
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Material vorher angewärmt ist. In diesem Fall wird vorzugsweise das zu verschweißende Material vor dem Durchgang des Stromes vorgewärmt, damit sein Leistungsverlustfaktor erhöht wird» Die Temperatur jedoch, auf die das Material vorgewärmt wird, sollte unter der Temperatur liegen, "bei der das Material ausreichend weich wird, daß es sich verformto Wird z.B. ein Strom mit der niederen Frequenz von 15 Megahertz verwendet, dann kann es wesentlich sein, die Folie vor dem Durchgang des Stromes vorzuwärmenο
Ob es notwendig ist, die geformte Folie vor dem Durchgang des hochfrequenten Stromes zu erwärmen, hängt außerdem von dem Lei« etungsverlustfaktor des Materials ab, aus dem die Folie hergestellt ist. Bei e^nem Material z.B» mit einem niederen Leistungs·
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Verlustfaktor^ z.B» 0,01, gemessen bei Raumtemperatur, und bei Verwendung eines Stromes mit einer Frequenz von 1 Megahertz, wird entweder ein Strom mit sehr hoher Frequenz z.Be 72 Megahertz verwendet, oder die Folie vor dem Durchgang des Stromes erwärmt, um den Leistungsverlustfaktor der Folie zu erhöhen» Jedoch ein Material mit einem hohen Leistungsverlustfaktor ζβΒ· 0,05 kann schnell bei Raumtemperatur verschweißt werden bei Verwendung eines Stromes mit einer Frequenz von nur 20 Megahertz»
Die Formfolie kann in üblicher Weise vorgeheizt werden, indem die Schweißvorrichtung auf einer erhöhten, Temperatur gehalten wird, sodaß die Folie durch die Vorrichtung erwärmt wird»
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Die Tischtennisbälle werden darauf von dem überschüssigen Band entfernt, das überschüssige Material an der Verbindungsstelle eines jeden Balles wird durch geeignete Einrichtungen beseitigt, und die Oberfläche eines jeden Tischtennisballes wird z.B. durch Trommeln (barrelling) weiter behandelt, um die gewünschte Endgüte zu erhaltene
Die für die Herstellung der Tischtennisbälle verwendeten thermo- * plastischen Materialien müssen weich werden, wenn sie dem hochfrequenten Strom ausgesetzt werden, der durch sie hindurchgeht, und aus diesem Grund sollten die Materialien einen VerluBtfafeter von wenigstens 0,01 und vorzugsweise wenigsten» 0,04 haben, gemessen bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Stromes mit einer Frequenz von 1 Megahertz» Beispiele geeigneter Materialien sind festes Polyvinylchlorid, Terpolymere von Acrylnitril mit Butadien und Styrol, hochkrietalline Copolymere von Propylen mit Äthylen, Polypropylen, Copolymere von Diphenylol* propan und Epichlorhydrin, Zelluloseacetatbutyrat, Polyamide wie Nylon, Polyäthylen hoher Dichte, und Polycarbonate. Zellulosenitrat kann nach dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, aber da dieses Material brennbar ist, muß äußerste Vorsorge getroffen werden, um die damit verbundene Brandgefahr herabzusetzen. Beispielsweise kann es notwendig sein, Luft aus der Vorrichtung auszuschließen, und das Erweichen des Zelluloeenitrate unter einer inerten Atmosphäre durchzuführen, wie z.B. unter einer Atmosphäre aus Stickstoff. Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten bei der Verwendung von Zellulosenitrat, wird
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vorgezogen, nicht "brennbare Materialien wie Z0B. Polyvinylchlorid, zu verwenden·
Zusätzlich zu einem tverlustig^feer von wenigstens 0,01 "bei einer Frequenz von 1 Megahertz, hat das thermoplastische Material vorzugsweise eine Brenngeschwindigkeit von nicht mehr als 125 mm je Minute (5 Zoll ;}e Minute, bestimmt nach dem in ASTM D-635-63 beschriebenen Verfahren), und eine Kerbschlag« Zähigkeit von wenigstens 0,13 mkp pro cm (2,5 Fuß Pfund pro Zoll) bestimmt an einem 12,5mm.12mm (1/2 Zoll 0 1/2 Zoll) Kerbstab nach dem Izot-Kerbschlagversuch, beschrieben in ASTM D-256-56, und eine Wasserabsorption von weniger als 0,9 # in. 24 Stunden für eine Dicke von 3 mm (0,125 Zoll), bestimmt nach dem in ASTM D-570 beschriebenen Verfahren«
Ein Verfahren zur Herstellung eines Tischtennisballes wird im folgenden anhand eines Beispiels mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Pig. 1 zeigt einen Tischtennisball, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann»
Die Figuren 2-6 zeigen verschiedene Stufen bei der Herstellung des Tischtennisballes«
Pig. 7 zeigt im Detail den Aufbau der Elektroden in der Vorrichtung nach Pig. 6.
Pig. 8 zeigt das Verfahren zum Verschweißen der beiden Hälften des Balles, unter Verwendung der in Fig. 7 dargestellten Elektroden·
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Wie in Pig. 1 gezeigt, ist ein Tischtennisball 1 aus einem thermoplastischen Material hergestellt und besteht aus einer Kugel, die durch eine Stumpfstoßverbindung von zwei Hälften 2 und 3 gebildet wurde. Der Tischtennieball 1 hat eine glatte Außenfläche 4 und die Wände haben praktisch gleichmäßige Dicke. Auf seiner Innenfläche hat der Tischtennisball 1 einen Verstärkungswulst 5 an der Stelle der Stumpfstoßverbindung zwischen den beiden Hälften, um die Stumpf stoßverbindung zu verstärken«.
Verschiedene Stufen des Verfahrens zur Herstellung des Tischtennisballes sind in den Figuren 2-6 gezeigt und die übliche Methode zur Herstellung des Balles ist wie folgt:
Mit Bezug auf die Figuren 2-5 wird eine Folie 10 mit der gewünschten Dicke und aus dem geeigneten thermoplastischen Material längs ihres Umfange von einer Umfangsklemmvorrichtung 1t eingeklemmt, die aus einer oberen Klemmeinrichtung 11a und einem unteren Klemmstück 11b besteht. Eine elektrische Heizanlage .12 (nur in Fig. 2 dargestellt), die über ein Kabel 13 mit Strom versorgt wird, ist über der eingespannten Folie 10 angeordnet. Die elektrische Heizeinheit 12 ist auf einem Schlitten 14 befestigt, der auf Rädern 15 aufgehängt ist und längs einer Schiene 16 bewegbar ist. Der Schlitten 14 ist an einer Zugdruokstange 17 befestigt, die mittels eines Zylinders 18 pneumatisch betätigt wird, und den Schlitten 14 zusammen mit der Heizanlage 12 in eine Stellung über dem Band 10 hin und von dieser Stellung weg bewegt. Eine Patrize 19 mit einer ä
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Ansätze 20 auf ihrer Bäche ist unter der eingespannten Folie 10 angeordnet. Jeder Vorsprung 20 hat die Form eines kleineren Kugelsegmentes, und der Basisdurchmesser jedes Vorsprungs 20 ist praktisch gleich dem Innendurchmesser eines Tischtennisballes, und die Höhe jedes Vorsprunges 20 ist praktisch gleich 1/4 des Innendurchmessers des Tischtennisballes» Die Patrize 19 hat einen Hohlraum 21, der über kleine Löcher 22 mit der Oberfläche des Formstückes 19, das die VorSprünge 20 trägt, verbunden ist. Ein Auslaß 23 ist an dem Hohlraum 21 vorgesehen, wobei dieser Auslaß 23 über eine leitung 24 mit einer Pumpe 25 verbunden ist, damit Luft aus dem Hohlraum 21 und durch die kleinen Löcher 22 abgezogen werden kann. Die Patrize 19 ist an einer Stange 26 befestigt, die in dem Zylinder 27 gleiten kann, um eine senkrechte Bewegung der Patrize 19 auf die eingespannte Folie 10 zu und von dieser weg zu erreichene
Die Folie 10 wird durch die Heizanlage 12 erwärmt, bis sie genügend weich ist, daß sie vakuumverformt werden kann, und die auf dem Schlitten 14 befestigte Heizanlage 12 wird darauf aus der Stellung über der eingespannten Folie 10 mit Hilfe der Zugdruckstange 17 fortbewegt. Die Patrize 19 wird darauf nach oben bewegt und in Berührung mit der weichen Folie 10 gebracht durch die Aufwärtsbewegung der Stange 26 in dem Zylinder 27· Vorzugsweise wird die Patrize 19 auf einer erhöhten Temperatur während des Verfahrens gehalten, z.B. 50° C - 12# 0. Der Umfang der Fläche der Patrize 19, die die Vorsprünge 20 trägt, ist
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mit einem Streifen aus federndem Material versehen, der eine luftdichte Verbindung mit dem Klemmstück 11b herstellt, und wenn dies durchgeführt ist, wird mit Hilfe der Pumpe 25 die Luft aus der Kammer 21 und durch die kleinen Löcher 22 abgesaugt, sodaß die weiche Folie 10 verschoben wird und in Berührung mit der Formfläche des Formwerkzeuges 19 kommt.
Eine Matrize 29, die an einer Stange 30 befestigt ist, die in einem Zylinder 31 gleiten kann, wird in eine Stellung über der geformten Folie 10 gebracht, die in Berührung mit dem Formwerkzeug 19 gehalten wird. Die Matrize 29 hat eine Anzahl halbkugelförmiger Aussparungen 32 in ihrer Formfläche, und diese Aussparungen 32 sind so angeordnet, daß sie den Vorsprüngen 20 auf der Fläche der Patrize 19 entsprechen. Die Größe der halbkugelförmigen Aussparungen 32 ist praktisch gleich den Außenabmessungen einer Hälfte eines Tischtennieballes. Die Matrize 29 hat einen inneren Hohlraum 33, der durch kleine Löcher 34 mit der Fonnfläche verbunden ist* und der Hohlraum 33 hat einen Auslaß 35, der über ein Rohr 36 mit einer Einrichtung verbunden werden kann, durch die Luft aus dem Hohlraum 33 und durch die kleinen Löcher 34 abgezogen werden kann. Der Umfang der Formfläche der Matrize 29 ist mit einem federnden Band 37 versehen, um eine luftdichte Verbindung mit dem oberen Klemmstück 1 Ta herzustellen.
nebe* Nachdem die Matrize 29 in eine Stellung e der geformten Folie 10 gebracht wurde und eine luftdichte Verbindung »it de» Klemmstück 1 ta hergestellt wurde, wird Luft aus dem Hohlraum 33
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abgesaugt, während, gleichzeitig, der Luftdruck in dem Hohlraum 21 der Patrize 29 über den Atmosphärendruck erhöht wird. Auf diese Weise nimmt die noch weiche Folie 10 die Form der Matrize 29 an. Die Matrize 29 wird nicht auf eine Temperatur über Raumtemperatur während des Formungsvorgangs erwärmt.
Die Patrize 19 wird darauf von der geformten Folie 10 entfernt, W die durch Saugwirkung in Berührung mit der Matrize 29 gehalten wird, bis die Folie genügend fest ist, um ohne Verformung gehandhabt zu werden. Die geformte Folie 10 wird dann aus der Matrize 29 herausgenommen.
Zwei Formfolien 10 und 38 werden darauf in eine Schweißvorrichtung 39 gebracht, wobei ihre halbkugelförmigen Aussparungen ausgerichtet sind, wie in Fig„ 6 dargestellt. Die Schweißvorrichtung besteht aus zwei Hälften 40 und 41, die die so angeordneten geformten Folien 10 und 38 berühren, und zwar je eine an jeder Fläche dieses Aufbaus. Jede Hälfte 40 und 41 hat eine Anzahl gegenüberliegender zylindrischer stabähnlicher Ansätze 42, die der Anzahl halbkugelförmiger Vorsprünge 43 auf den geformten Folien 10 und 38, die zusammengeschweißt werden sollen, entsprechen, und das Ende jedes stabähnlichen Ansatzes 42 ist der Form eines Voreprungs 43 der geformten Folie 10 oder 38 angepaßt· Die stabähnlichen Ansätze 42 sind auf Grundplatten 44 und 45 befestigt und die Ansätze 42 bilden Elektroden, wenn die Grundplatten 44 und 45 mit einer hochfrequenten Wechseletroequelle verbunden sind, so daß die geformten Folien 10 und 38 zwischen
Paaren, von Elektroden liegen. Der Umfang 47 der stabähnlichen Ansätze 42 ist an der Seite neben den geformten Pollen 10 und 38 abgeschrägt, um eine Linie., hoher Wechselstromdichte zu erhalten. Die Endflächen 48 und 49 der stabähnlichen Ansätze 42 in jedem Paar gegenüberliegender Ansätze 42 sind so geformt, daß ein V-förmiger Spalt 50 zwischen gegenüberliegenden Ansätzen 42 entsteht, wie in Pig· 7 dargestellt. Der Winkel des V-förmigen Spaltes 50 beträgt ungefähr 3°.
Die obere Hälfte 40 der Schweißvorrichtung 39 ist an einer Stange 51 befestigt, die in einem Zylinder 52 gleiten kann und wenn die hochfrequente Wechselstromquelle 46 mit jeder Hälfte 40 und 41 der Schweißvorrichtung verbunden ist, so wird die Stange 51 bewegt, um die obere Hälfte 40 der Schweißvorrichtung näher an die untere Hälfte 41 heranzubringen, sodaß nur ein sehr kleiner Spalt zwischen gegenüberliegenden Ansätzen 42 bleibt. Diese Bewegung der oberen Hälfte 40 wird ausgeführt, wenn die Folien 10 und in den Bereichen erweicht sind, die von den Elektroden berührt werden, entsprechend dem Durchgang des hochfrequenten Stromes, und diese Bewegung der Elektroden 42 aufeinander zu bewirkt das Verschweißen der beiden Halbkugeln 43 an der Stelle, an der sie einander berühren, und drückt außerdem etwas von dem thermoplastischen Material in das Innere des Tischt ennifeball es, um den Verstärkungswulst 5 zu bilden, wie in Pig. 8 dargestellt·
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ' , ■'■ räe^i- ■ :'„ \--r ;:- . V. ;·"· ■■:-- Wenn das Verschweißen der gegenüberliegenden Halbkugeln beendet
ist, wird der hochfrequente Strom abgeschaltet und die ver-
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·- 16 ·*
schweißten Folien können abkühlen· Die so hergestellten Tischtennisbälle werden von dem überschüssigen Bandmaterial, das an ihnen haftet, entfernt und z.B. durch Trommeln (barrelling) weiter behandelt, um ihre Oberflächengüte zu verbessern.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert:
Beispiel:
Eine Folie mit einer nominellen Dicke von 0,75 mm (0,03 Zoll) aus einem Copolymer von Acrylnitril, Butadien und Styrol mit einer Brenngeschwindigkeit von 30 mm je Minute (1,2 Zoll je Minute), bestimmt nach ASiDM D-635-63, einem leistungsfaktor von
6 ^ ■
0,01 bei 10 , bestimmt nach ASTM D-15O-59T, einer Kerbschlagzähigkeit von mehr als 0,13 mkp pro cm (2,5 Fuß.Pfund pro Zoll), bestimmt nach ASTM D-256-56, und einer Wasserabsorption von 0,25 i> in 24 Stunden für eine Dicke von 3 mm (0,125 Zoll), bestimmt nach dem Verfahren ASTM D-570, wurde nach dem vorher beschriebenen Verfahren und mit der vorher beschriebenen Vorrichtung in Halbkugeln geformte Die Heizanlage hatte eine Leistung von 33 Kilowatt je Quadratmeter (3 Kilowatt je Quadratfuß) und war 30 mm (1,25 Zoll) über der Folie angeordnet.
Die Folie wurde durch die Heizanlage 16 Sekunden lang erwärmt, bis sie genügend weich war, daß sie vakuumverfοrmt werden konnte, und das Formstück wurde darauf in Berührung mit der erweichten Folie gebrachtρ Die Patrize wurde auf einer Temperatur von
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110° C gehalten,
Der Luftdruck zwischen der Folie und der Fläche der ersten Patrize wurde auf 1,5 kp je cm2 (20 Pfund je Quadratzoll) erhöht, während die Luft zwischen der Folie und der Oberfläche der Matrize abgezogen wurde, um zu bewirken, daß die Folie die Form der Oberfläche der Matrize annimmt» Die Matrize wurde durchgehend auf Raumtemperatur gehalten, damit die Folie nach der Verformung so schnell «uL» möglich fest wird»
Das Verschweißen der Halbkugeln wurde dadurch bewirkt, daß diese für 8 Sekunden einem hochfrequenten Strom mit einer Leistung von 0,7 Kilowatt und einer Frequenz von 70 Megahertz ausgesetzt wurden.
Als der Schweißvorgang beendet war, konnte die geschweißte Anordnung abkühlen und wurde danach aus der Schweißvorrichtung herausgenommen. Der Tisohtennisball wurde aus dem Band und dem überschüssigen Bandmaterial entfernt, und der Grat wurde beseitigt·
Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich unter Verwendung einer automatischen Maschinenanlage durchgeführt werden. Es kann wünschenswert sein, in das kontinuierliche Verfahren Einrichtungen z.B. Trommeln (barrelling) einzuschließen, um die Oberfläche der Tischtennisbälle zu bearbeiten, ferner Einrichtungen, um die Bälle zu untersuchen bezüglich ihres Gewichte, ihrer Kugelgestalt, ihrer Brillanz und ihres Gleichgewichte,
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und schließlich Einrichtungen, um die Bälle zu bezeichnen, zu sortieren und zu verpacken.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insofern vorteilhaft, da damit Tischtennisbälle aus festen thermoplastischen Materialien hergestellt werden können, ohne daß eine geklebte Überlappungsverbindung notwendig ist. Praktisch nicht brennbare thermoplastische Materialien wie Polyvinylchlorid und Terpolymers von Acrylnitril mit Butadien und Styrol können verwendet werden, und dies ist insofern vorteilhaft, als das Risiko eines Brandes bei der Produktion und lagerung der Bälle weitestgehend reduziert wird, im Vergleich mit dem Risiko, das bei der Verwendung von Zellulosenitrat auftritt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tischtennisbälle bestehen aus zwei halbkugelförmigen Teilen, die durch einen stumpfen Stoß miteinander verbunden sind. Die Bälle haben einwandfreie Spieleigenschaften bezüglich Brillanz, Gleichgewicht und Gewicht, und sie sehen besser aus im Vergleich mit bekannten Tischtennisbällen, da die Verbindungsstelle zwischen den halbkugelförmigen Teilea nicht sichtbar ist, und tatsächlich nur sehr schwierig aufzufinden ist.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Brit>
    1.){Verfahren zur Herstellung eines Tischtennisballes, nach dem zwei praktisch halbkugelförmige Halbschalen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen hergestellt werden durch Erwärmen einer Folie aus kräftigem thermoplastischen Material mit einem -.Verlust von wenigstens 0,01, gemessen bei Raumtemperatur und unter Verwendung eines Wechselstromes mit einer Frequenz von 1 Megahertz, bis die Folie ausreichend erweicht ist, daß sie vakuumverformt werden kann, und die Folie durch Vakuumverformung verformt wird, um eine oder mehr««« halbkugelförmige Vertiefungen in der Folie herzustellen, und daß die Halbschalen dadurch miteinander verbunden werden, daß zwei geformte Folien, die beide eine oder mehre*« halbkugeiförmige Vertiefungen haben, so angeordnet werden, daß die halbkugelförmigen Vertiefungen ausgerichtet sind, um einen oder mehrere praktisch kugelförmige Hohlräume zu bilden, und daß die so angeordneten Folien einem hochfrequenten Wechselstrom in den Bereichen ausgesetzt werden, die die Ränder der HaIbschalen bilden, damit diese Ränder erweichen und zusammen«- haften.
    2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese so angeordneten Folien einem Wechselstrom mit einer Frequenz bis zu 75 Megahertz ausgesetzt werden·
    • ' . ORDINAL INSPECTED
    -20- — U79126
    3. Y #etffaKren nach ^AM&jjirTicMi cf o€er
    daß das feste thermoplastische Material eineia·
    von wenigstens 0,04 hat, gemessen bei Raum-
    => "temperatta* xöid unter VerweKäuiig eine s VeohffelstriHiis miir V (
    4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekenhzeich-,' daß diese zusammengeseirzten Folien^ ehe; aie dem hoch-Wecitaelstrom aüagesetzt werden, attf «ine T:eitEp,e-'xmterhaXb des Erweichungspunlctes des featen thermo*- iplastisehen Materials,1 aus dem- die Folien beistehen, erwärmt werden« ■■ .;..:']''■ .: . ·.·. ' ; /: ■-.-.' ■.· '■' -rr. ■": Γ. : : :', ; ■'.: ;'. ·'";:'·■
    5c) Verfahren nach Anspruch 1", 2> 3 öder 4, daduroh gekennze'iciiH? ,üe?t, daß eine vorher bestimmte Menge des erweichten thermoplastischen Materials an diesöa Rändrern:-der halbkugelföaüiiigen Hohlräume in den praktisch kugelförmigen Hohlraum hinein β !gedrückt wird, während die-zuBaiHmenge&etasten Folien <iem- (P
    Wechselsi^pm-öueg^ee1izt;We^ tun einen;.
    ^ auf der Inneiifläphe der eniie^ehei^en
    dunge β teile ,zu -bilden.: \,..), : \; .. . : . ; :) ; ■;. Ί;ίΧ ;. -f_- -; ;- ··
    nach einem, dei^■ voj^iergeliendeafi;;foijBj)rüp^e,; ^
    ei:^ -claß AßTvhochf j5e{juente ^Jah^g.atrjpmiiplurclfc die zusammengesetzten Folien hindurchgeht, die zwischen einem
    v^n -,BJ^tr^ilßn, eingejte^t &££$.,'^
    ORtGlWA INSPECTED 909810/0?^ΌνοτΐέΟ*
    und diese zusammengesetzten Folien berühren, eine an jeder ihrer Flächen.
    7.) Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß diese Elektroden ringförmig sind und einen Innendurchmesser haben, der praktisch gleich dem Durchmesser eines Tischtennisballs ist, ferner diese Elektroden so angeordnet sind, daß während des Durchgangs des hochfrequenten Wechselstroms jede Elektrode einem halbkugelförmigen Vorsprung auf diesen zusammengesetzten Folien angepaßt ist und diese zusammengesetzten Folien in den Bereichen berührt, die die Ränder der halbkugelförmigen Auswölbungen bilden.
    8.) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektroden während des Durchgangs des hochfrequenten Wechselstroms reduziert wird.
    9·) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich direkt gegenüberliegenden Flächen dieser Elektroden eines Paares bezüglich zueinander schräg sind, sodaß, wenn der Abstand der Elektroden vermindert wird, eine größere Menge des weichen thermoplastischen Materials auf einer Seite des Spaltes zwischen den Elektroden nach außen gedrückt wird, als auf der anderen Seite des Spaltes zwischen den Elektroden·
    10.) Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verformung der weichen Foil· durch
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    Vakuumverformung in einem Zweistufenverfahren ausgeführt wird, wobei auf die weiche Folie eine Patrize aufgebracht wird, die auf der Fläche, die die weiche Folie berührt, - einen oder mehr Vorsprünge hat, wobei jeder Vorsprung an der Basis einen Durchmesser hat, der praktisch gleich dem · Innendurchmesser eines Tischtennisballes ist und eine Höhe, die praktisch 1/4 des Innendurchmessers eines Tischtennisballes beträgt, daß ferner eine Druckdifferenz an gegenüberliegenden Seiten der Folie geschaffen wird, damit diese Folie verschoben wird und in Formberührung mit dieser Patrize kommt, und auf die Fläche der Folie abseits von dieser Patrize eine Matrize aufgesetzt wird, die in der Fläche, die die Folie berührt, eine oder mehr halbkugelförmige Aussparungen hat, deren Größe praktisch gleich den Außenabmessungen der Hälfte eines Tischtennisballes ist, daß ferner eine Druckdifferenz an gegenüberliegenden Seiten der Folie geschaffen wird, damit die Folie verschoben wird, und in Formberührung mit dieser Matrize kommt·
    11.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verformung der erweichten Folie durch Vakuumverformung In einem Zwei stufenverfahren auegeführt wird, wobei auf die erweichte Folie eine Matrize aufgebracht wird, die in der Fläche, die die Folie berührt, eine oder mehr Aussparungen hat, deren Größe so ist, daß die - Folie eine gewölbte Form erhält, und die Basis der gewölbten
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    fiV ist,;-; und, eine, JHöhe, r#
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    ^ß ,attf rder KLächie,. diei die
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    hat jni^ißiilfeÄ; ^Durp^eeiBer:;^ d^ e^asda, der- praJcti^li; ^gleich, den^^nne^d^rpUm^STB^r; €fi^ie,% il^c^te^n^talles ist, daf ferner eine ,pruo^dif^-ereii^ auf §#gentLberl4.egenden Seiten .4,er^ Folie geso^afieiP. 'Wi;rAt jdaniit; die^e, ^o^e
    I*oria"berülirung mit dieser: Baiti;ize.-k;Qinmt·
    12«,;) ^Terfvfith^en, jiaoli ^jaspr^ah. 10 t^dejT; 1,1, dadurch, gekeniizeichitet, :; · daß: dijesesi er.stÄ;FQrj|n»rerkzieug: ^u^E, ei,ne temperatur- ivon ,etwa 50-120° C erwärmt ist und dieses zweite Pöriawericz.eug einer niederen Temperatur gehalten wird, während der Vakuum-
    13.) 'Verfahr;enL Äaoh einem ;de3c Aneprüch.e 1 *-9, dadurch gejcennze^chnet-ij cÄ»ft >die Verf ö.mung der waioh^en iolie durch, Vakuumiteirf or mtinjS'iin-.-eineW ^ein^eliieai Vorgt-^tg auagel'Uluit viird» wqUei.auf
    t'i'iTii.fiiic! s.iu! ins £■:£■ ^iuraiT'rsiJiif &:;, . ;.-i;lvt Tnosioö^
    *J<i> 4i«ej 0"ber, fläche (|er .welchen Fplie einer Matrize auf gee etzt,
    ■al';, ύϋε ,^aI ob atlöiit neteb '5i'jsü ne^itififiqusci·-. 'i.;is.cä isxjö exile
    «airfwlJRÄ». un(|. ei^e, Druckdifferenz, an gegenüberliegenden S.eitßn
    iiö-"-itbv-'os ie»i> eiaBti eil) rira; 5 iMßfPis snot sfii.,uwsf sals exIöT ·■
    der Folie geschaffen wird, damit diese Folie verschoben wird und in Formberührung mit der Matrize gebracht wird, um diese
    omQINAL
    haltkugelförmige Auswölbung in der Folie zu bilden.»
    14.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß diese zusammengesetzten Folien aus einer einzelnen Folie hergestellt sind, die gefaltet ist, um die zusammengesetzten Folien zu erzeugen.
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