AT398940B - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von formkörpern aus geschäumtem kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hersteilen von Formkörpern aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere aus geschäumtem Polystyrol, bei welchem in einer ersten Verfahrensstufe Kunststoff, vorzugsweise in Form von vorgeschäumten Teilchen aus thermoplastischem Kunststoff, in eine gegebenenfalls vorgeheizte Form eingebracht wird, der Form die für das Aufschäumen und Verschmelzen erforderliche 5 Wärmemenge zugeführt wird und anschließend in einer zweiten Verfahrensstufe der rohe Formkörper aus der heißen Form entnommen und in eine kühlere Form eingebracht wird, in welcher der rohe Formkörper zum endgültigen Formkörper abgekühlt und stabilisiert wird.

Zum Herstellen von Formkörpern aus geschäumtem Kunststoff, vornehmlich aus geschäumtem Polystyrol ist es bekannt, einen Formhohlraum mit vorgeschäumtem Kunststoffgranulat - ein Verfahren und eine 70 Vorrichtung zum Vorschäumen von Kunststoffen ist aus der EP-PS 0 111 469 bekannt - beschickt. Darauf wird dem Kunststoffgranulat in der Form, deren Formwand für gewöhnlich schlitzförmige Durchtrittsöffnungen aufweist, Wärme in Form von Dampf zugeführt, um ihre Temperatur bis auf den Erweichungspunkt des Kunststoffes und bis oberhalb des Siedepunktes des im Kunststoffgranulat enthaltenen Treibmittels - für gewöhnlich Pentan - zu erhöhen. Diese Wärmezufuhr bewirkt das Aufschäumen der erhitzten Kunststoffteil-75 chen und ihr Verschmelzen zu einer homogenen geschäumten Masse, so daß der gewünschte Formkörper aus Kunstschaumstoff entsteht. Nach dem Aufheizvorgang wird der geschäumte Formkörper noch im Formhohlraum abgekühlt, um den Formkörper zu stabilisieren. Dann wird der Formkörper aus der Form entnommen. Das Abkühlen wird häufig durch Zufuhr von Sprühwasser ausgeführt. Nachdem die Form so abgekühlt und der Formkörper aus ihr entnommen worden ist, muß sie beim nächsten Formzyklus erneut 20 aufgeheizt werden (vgl. DE-OS 19 22 261).

Aus der DE-OS 19 22 261 ist es weiters bekannt, den rohen Formkörper beim Herstellen von Formkörpem aus geschäumtem Kunststoff aus der Form zu entnehmen während er noch heiß ist und in eine zweite Form zu bringen, in der er seine endgültige Form erhält und in der er abgekühlt (stabilisiert) wird. Weiterbildungen dieses im Prinzip aus der DE-OS 19 22 261 bekannten Verfahrens (auch "Transfer-25 verfahren" genannt) sind aus der DE-PS 26 13 768, der DE-PS 26 22 903 und schließlich der DE-PS 27 09 450 bekannt.

Das Transferverfahren, wie es aus den vorgenannten Schriften bekannt ist, hat den Vorteil, daß im Vergleich zu den eingangs geschilderten Verfahren, bei dem ein und dieselbe Form zunächst erhitzt und dann wieder abgekühlt wird, eine beträchtliche Einsparung an Energie und Arbeitszeit erzielt wird. 30 Ein Nachteil des bekannten Transferverfahrens ist es, daß der in der ersten, heißen Form durch Aufschäumen und Verschmelzen der Kunststoffteilchen gebildete Formkörper beim Öffnen der Form heiß ist und infolge des in den Kunststoffteilchen noch enthaltenen Restschäumvermögens beim Öffnen der Form weiter aufschäumt, so daß sich Schwierigkeiten ergeben, den rohen Formkörper in die zweite, kalte Form, in der er seine endgültige Gestalt erhält, stabilisiert und abgekühlt wird, einzubringen. Wegen des 35 erwähnten Restschäumvermögens tritt während des Transportes des rohen Formkörpers zur zweiten Form weiteres Aufschäumen auf, das insbesondere im Kanten- und Randbereich des rohen Formkörpers zu Verformungen führt. Weiters wird eine nicht glatte, sondern orangenhautartige Oberfläche der Formkörper erhalten.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Transferverfahrens ist es, daß mit diesem nur Kunststoffgranulat 40 einer vergleichsweise feinen, einheitlichen Körnung verarbeitet werden kann, da nur dieses ein hinreichend gedämpftes Schäumvermögen besitzt. Da bei der Herstellung von Kunststoffgranulat, das zu geschäumten Formkörpem verarbeitet werden kann, auch Granulat gröberer Körnung anfällt, ergibt sich das Problem, was mit diesem gröberen Granulat, das ein vergleichsweise starkes Schäumvermögen besitzt, geschehen soll. 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs geschilderten Verfahren (Transverfahren) ein Verfahren anzugeben, mit dem das Aufschäumen des rohen Formkörpers bei seinem Transport von der heißen in die kalte Form nicht auftritt und bei dem Formkörper mit einer glatten Außenfläche erhalten werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß so dadurch, daß in der heißen Form am Ende des Aufschäum- und Verschmelzvorganges noch vorhandenes Restschäumvermögen des Kunststoffes wenigstens teilweise abgebaut wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird mit mindestens zwei Formen, nämlich einer heißen Form und einer kalten Form gearbeitet. Die heiße Form wird zunächst mit dem vorgeschäumten Kunststoffgranulat (Polystyrolgranulat) gefüllt, dann mit Dampf, vorzugsweise Sattdampf, beispielsweise mit etwa 1,2 bar 55 Oberdruck (beim bekannten Transferverfahren wird im Gegensatz dazu mit Dampf von höchstens 0,8 bar Unterdrück gearbeitet) erhitzt, wobei die Kunststoffteilchen weiter aufschäumen und unter dem dabei auftretenden Blähdruck miteinander verschmelzen. 2

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Nach dem Evakuierschritt zum Absaugen von Dampf aus der Form wird der im Formhohlraum der ersten, heißen Form befindliche rohe Formkörper zum Verkleinern des Restschäumvermögens, beispielsweise mit auf etwa 30 "C temperiertem, feinzerstäubtem Wasser gegebenenfalls mit gleichzeitigem oder überlappendem Einsatz von Unterdrück gekühlt. Dadurch wird ein Teil des verbleibenden Restschäumvermögens (Blähdruck) abgebaut. Die Menge an Kühlwasser, die in die Form, in welcher der Formkörper abgekühlt wird, eingebracht wird, kann auf das Gewicht der Form (Werkzeug) abgestimmt werden. Das Übergeben des rohen Schaumstoff-Formkörpers von der heißen in die kalte Form erfolgt, wie an sich bekannt, und stellt, da kein Nachschäumen mehr auftritt, bzw. das Nachschäumen stark verringert worden ist, kein Problem dar.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die kalte Form, in der die weitere Stabilisierung und Kalibrierung des transferierten, rohen Formkörpers erfolgt, auf 60 bis 80* erwärmt werden, indem eine zusätzliche Heizung der "kalten" Form in Betrieb gesetzt wird. Durch dieses Erwärmen der "kalten" Form wird eine Kondensation von Restwasserdampf verhindert und es werden trockene Formkörper erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich also als ein Verfahren dar, in dem die herkömmliche Technik beim Herstellen von geschäumten Formkörpern aus schäumfähigem Kunststoff (z.B. schäumfähigem Polystyrol) mit Stabilisierung durch Abkühlung (beispielsweise mit Wasser) mit dem Transferverfahren kombiniert ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die energietechnischen Vorteile des Transferverfahrens weitestgehend beibehalten werden und dennoch absolut trockene und qualitativ hochwertige Formkörper aus Kunststoffschaum (z.B. Polystyrolschaum) erzeugt werden können. Auch die Produktionszyklen sind außerordentlich kurz, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, und bewegen sich je nach Größe des Formkörpers zwischen 15 und 30 Sekunden.

Vorteilhaft ist bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiters, daß auch Kunststoffgranulat mit gröberer Körnung - bisher konnte im Transferverfahren nur Kunststoffgranulat mit feinerer Körnung verwendet werden - oder Kunststoffgranulat mit einem breiteren Spektrum der Korngrößen (Körnung beispielsweise von 0,4 bis 2 mm zu Formkörpern mit höchster Qualität verarbeitet werden können. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper besitzen überdies eine glatte Außenfläche.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so vorgegangen, daß das Restschäumvermögen durch Abkühlen des rohen Formkörpers in der heißen Form abgebaut wird. Diese Verfahrensvariante bietet den Vorteil, daß der rohe Formkörper rasch und wirksam abgekühlt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß Verformungen des Formkörpers auftreten. Dabei kann gemäß einem Vorschlag der Erfindung so vorgegangen werden, daß der rohe Formkörper durch Besprühen mit Wasser abgekühlt wird. Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat man es auf einfache Weise in der Hand das Abkühlen des rohen Formkörpers an seine Masse dadurch anzupassen, daß man die Menge an Wasser, mit der der rohe Formkörper besprüht wird, entsprechend wählt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird so vorgegangen, daß der Kunststoff in der heißen Form bis zu einer einem Enddampfdruck von 1,2 bis 1,4 bar Überdruck aufgeheizt wird. Dieser im Vergleich zum Transferverfahrenh höhere Enddampfdruck führt zu einem raschen Aufschäumen des Formkörpers, was ohne weiteres und ohne Gefahr des Nachschäumens des rohen Formkörpers möglich ist, weil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren noch vorhandenes Restschäumvermögen des Kunststoffes noch in der heißen Form wenigstens teilweise abgebaut wird.

Wenn gemäß einem Vorschlag der Erfindung die heiße Form gegebenenfalls überlappend mit dem Abkühlen des Kunststoffes, insbesondere durch Einsprühen von Wasser, unter Unterdrück gesetzt wird, dann wird eine weitere Verkürzung der Zeitspanne, die bis zum Ausformen des rohen Formkörpers aus der heißen Form streicht, verkürzt und das Restschäumvermögen besonders wirksam abgebaut. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die heiße Form bis auf einen Unterdrück von -0,5 bis -0,9 bar, insbesondere -0,7 bar, evakuiert wird. Dabei wird Überdruck rasch abgebaut, ohne daß die Gefahr besteht, daß der rohe Formkörper beschädigt wird. Durch den in der Form erzeugten Unterdrück wird die Form überdies wieder vollkommen abgetrocknet und das Restschäumvermögen (Blähdruck) in der heißen Form so weit abgebaut, daß ein Nachschäumen des Formkörpers (Überquellen des Formkörpers) nach dem Öffnen der heißen Form nicht mehr oder praktisch nicht mehr auftritt.

Das erfindungsgemäß angestrebte Ziel, einen für den Transfervorgang hinreichend stabilisierten, rohen Formkörper noch in der heißen From zu erhalten, wird besonders gut erreicht, wenn zum Abbauen von Restschäumvermögen des Kunststoffes dieser, ausgehend von einer mittleren Temperatur am Ende der Wärmezufuhr von höchstens 125'C, vorzugsweise 110"C, auf eine mittlere Temperatur von 70 *C bis 80 * C abgekühlt wird. Von Vorteil ist dabei, daß Arbeiten innerhalb der erwähnten Temperaturbereiche mit nur geringen Temperaturintervallen, also geringem Energiebedarf Restschäumvermögen hinreichend abge- 3

AT 398 940 B baut werden kann.

Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer beheizbaren Form und einer kühbaren Form, wobei die Formen jeweils aus einem Mantelteil und einem Kernteil bestehen, wobei die Kernteile der Formen auf Trägem montiert sind, die zum Öffnen der Formen von den Mantelteilen entfernbar sind, wobei die Mantelteile auf einem Träger befestigt sind, der vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kernteile auf einer Führung verschiebbar ist, um den Mantelteil der beheizbaren Form gegenüber dem Kernteil der kühlbaren Form auszurichten und gleichzeitig den Mantelteil der kühleren Form in eine Auswurfstellung für Formkörper zu bewegen, und wobei der Formhohlraum der beheizbaren Form, vorzugsweise durch über Leitungen zugeführten Dampf, beheizbar und über Leitungen evakuierbar ist.

Eine solche Vorrichtung kann den grundsätzlichen Aufbau besitzen, wie er aus den eingangs genannten Schriften an sich bekannt ist.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbaren Form eine Kühleinrichtung zum Abkühlen ihres Formhohlraumes bzw. eines darin enthaltenen rohen Formkörpers zugeordnet ist.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschiagenen Vorrichtung kann das Verfahren der Erfindung besonders energiesparend ausgeführt werden, wobei mit der erfindungsgemäß vorgschlagenen Ausführung eine einfache Konstruktion der beheizbaren Form möglich ist.

Wenn in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung das Restschäumvermögen durch Besprühen des rohen Formkörpers mit Wasser abgebaut wird, bewährt sich eine Ausführungsform der Vorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß die Kühleinrichtung zum Kühlen des Formhohlraumes der heizbaren Form mehrere, über eine Leitung beaufschlagbare Sprühdüsen für Wasser aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird das Abbauen des Restschäumvermögens durch Abkühlen des rohen Formkörpers besonders gleichmäßig und daher für den rohen Formkörper schonend erreicht.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelteil der beheizbaren Form aus einer Außenschale und einer Innenschale, die dem Formhohlraum benachbart ist, besteht und daß die Sprühdüsen für Wasser ebenso wie die Leitung zum Zuführen von Dampf und die Leitung zu einer Unterdruckquelle im Raum zwischen den beiden Schalen angeordnet sind bzw. dort enden. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, daß ein wirksames Abbauen von Restschäumvermögen im rohen Formkörper möglich ist, ohne daß der rohe Formkörper unmittelbar mit Wasser in Berührung kommt, so daß die Trockenzeit verkürzt wird. Diese Vorteile gelten auch für eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß der Kernteil der beheizbaren Form aus einer Außenschale und einer den Formhohlraum begrenzenden Innenschale besteht, wobei die Sprühdüsen für Wasser die Leitung für Dampf und die Leitung zu einer Unterdruckquelle im Hohlraum zwischen den beiden Schalen des Kemteils angeordnet sind bzw. dort enden.

Beide zuletzt genannten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlauben es überdies, das für den Kühlvorgang des Mantelteils bzw. des Kernteils der beheizbaren Form versprühte Wasser über die zu einer Unterdruckquelle führenden Leitung rasch abzusaugen, ohne daß die Gefahr unkontrollierten Nachtropfens von Wasser aus den Sprühdüsen besteht.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß in der Leitung für das Zuführen von Wasser zu den Sprühdüsen ein Absperrorgan vorgesehen ist und daß zwischen dem Absperrorgan und den Sprühdüsen eine Leitung angeschlossen ist, in der ein Absperrorgan vorgesehen ist und die an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist. Auch für diese Ausführungsform gelten die vorgenannten Effekte, wobei insbesondere durch die an die Leitung für das Zuführen von Wasser nach deren Absperrorgan angeschiossene Leitung, die zu einer Unterdruckquelle führt, das Nachtropfen von Wasser verhindert wird.

Um ein schockartiges Abkühlen des rohen Formkörpers der kühlbaren Form zu verhindern, wenn der rohe Formkörper in diese zum endgültigen Abkühlen und stabilisieren eingesetzt wird, bewährt sich eine Ausführungsform der Erfindung, bei der vorgesehen ist, daß sowohl der Mantelteil als auch der Kernteil der kühlbaren Form mit einer Heizeinrichtung ausgestattet sind. In einer besonders praktischen und einfach aufgebauten Ausführungsform kann hiezu vorgesehen sein, daß die Heizeinrichtung der kühlbaren Form Kanäle zum Durchieiten eines Wärmemediums umfaßt. Eine besonders einfache Steuerung ergibt sich bei einere alternativ erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsform, die vorsieht, daß die Heizeinrichtung der kühlbaren Form elektrische Heizleitungen umfaßt.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer zu dessen Durchführen geeigneten Vorrichtung der Erfindung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen erläutert. In den Fig. 1 bis 12 sind nur die für die Erläuterung wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen 4

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Vorrichtung zum Ausfuhren des erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen Arbeitsstellungen gezeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine heiße, beheizbare Form 1 und eine kalte, kühlbare Form 2.

Die warme Form 1 besteht aus einem Mantelteil 3 und einem Kernteil 4. In ähnlicher Weise besteht die kalte Form 2 aus einem Mantelteil 5 und einem Kernteil 6.

Die Kernteile 4 und 5 der beiden Formen 1 und 2 sind an Trägern 7 bzw. 8 befestigt. Die Träger 7 und 8 können zum Öffnen bzw. Schließen der beiden Formen 1 und 2 durch einen nicht näher gezeigten Antrieb in Richtung des Doppelpfeiles 10 hin und her bewegt werden.

Die Mantelteile 3 und 5 der Formen 1 und 2 sind auf einem gemeinsamen Träger 11 montiert, der seinerseits durch einen nicht näher gezeigten Antrieb auf einer Führungsbahn 12 in Richtung des Doppelpfeiles 13 hin und her geschoben werden kann.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Mantelteil 3 und der Kernteil 4 der heißen Form 1 doppelschalig ausgebildet sind und jeweils aus einer äußeren Schale 14 bzw. 15 und einer inneren, den Formhohlraum 20 der heißen Form 1 begrenzenden Schale 16 bzw. 17 bestehen. Die inneren Schalen 16 bzw. 17 der Formteile 3 und 4 der heißen Form 1 sind, wie an sich bekannt, mit schlitzförmigen Öffnungen versehen, so daß der Formhohlraum 20 der heißen Form 1 mit dem Innenraum 18 des Mantelteils 3 und dem Innenraum 19 des Kernteils 4 der heißen Form 1 kommuniziert.

In den Innenraum 18 des Mantelteils 3 der heißen Form 1 münden eine Leitung 21 für das Zuführen von Dampf, eine Leitung 22 für das Zuführen von Luft, eine Leitung 23, die zu einer Unterdruckquelle führt und eine Leitung 25 für Wasser.

An die Leitung 25 für Wasser sind im Hohlraum 18 des Mantelteils 3 nach einem Raster über den Hohlraum 18 im wesentlichen gleichmäßig verteilt, Sprühdüsen 26 vorgesehen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, zweigt nach dem Absperrorgan 27 in der Leitung 25 für Wasser eine Leitung 28 ab, in der ein Absperrorgan 29 vorgesehen ist. Die Leitung 28 führt zu einer Unterdruckquelle, so daß nach dem Schließen des Absperrorgans 27 in . der Leitung 25 der zwischen dem Absperrorgan 27 und den Sprühdüsen 26 verbleibende Teil der Leitung 25 und die Sprühdüsen selbst mit Unterdrück beaufschlagt werden können. So kann in diesen nach dem Sprühen zurückbleibendes Wasser abgesaugt werden. Auf diese Weise ist ein unkontrolliertes Nachtropfen von Wasser aus den Sprühdüsen 26 verhindert.

Entsprechende Leitungen münden im Hohlraum 19 des Kernteils 4 der heißen Form 1.

Der Mantelteil 5 der kalten Form 2 besteht aus einer Innenschale 30 und einer Außenschale 31, die am Träger 11 befestigt ist. An der Innenschale 30 sind Auswerfer 34 vorgesehen, deren Betätigungsstangen 35 aus der kalten Form 2 ragen.

Der Kernteii 6 der kalten Form 2 besteht aus einer inneren Schale 32 und einer äußeren Schale 33, die am Träger 8 montiert ist.

Wie in Fig. 1 angedeutet, sind in den Rahmenteilen der äußeren Schalen 31 und 33 der kalten Form 2 Heizeinrichtungen 36, z.B. elektrische Heizleitungen oder Kanäle für das Durchleiten von dem erwärmten Medium, z.B. Dampf oder Warmwasser vorgesehen, damit die kalte Form 2, falls gewünscht, angewärmt werden kann.

Am Ende der Führungsbahn 12 ist noch ein Betätigungsstempel 40 für die Auswerfer 34 vorgesehen, der von einem Druckmittelmotor 41 in Richtung des Pfeiles 42 in Fig. 1 zum Betätigen der Auswerfer 34 über deren Betätigungsstangen 35 vorgeschoben werden kann.

Zum Einfüllen von unter Wärmeeinwirkung aufschäumbarem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polystyrol, der durch Beimengung von einem durch Wärmeeinwirkung aktivierbaren Treibmittel aufschäumbar ist - das Treibmittel ist beispielsweise Pentan - münden im Formhohlraum 20 der kalten Form 1 zwei Zuführleitungen 44 und 45.

Aus diesen Zuführleitungen 44 und 45 wird beispielsweise in einer Vorrichtung gemäß der EP-PS 0 111 469 vorgeschäumtes Kunststoffgranulat in den Formhohlraum 20 eingeführt. Dieser Füllvorgang dauert beispielsweise 3 bis 5 sek.

Nun befindet sich die in Fig. 1 erläuterte Vorrichtung in dem Zustand, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß im Formhohlraum 20 der heißen Form 1 Kunststoffgranulat 50 in einer Menge enthalten ist, die der Größe des Formhohiraumes 1 und der gewünschten Enddichte des herzustellenden Formkörpers aus geschäumtem Kunststoff entsprechend ausgewählt worden ist.

Nun wird die heiße Form 1 über die Leitungen 21 und 21’ mit Sattdampf bis zu einem Enddruck von beispielsweise 1,2 bar Überdruck beaufschlagt, um in an sich bekannter Weise das Aufschäumen und Verschmelzen der aufschäumenden Kunststoffteilchen zu bewirken. Nachdem der gewünschte Schäumgrad und die gewünschte Verschmelzung der Kunstsoffteiichen im Formhohlraum 20 der heißen Form 1 erreicht worden ist, wird bei der Erfindung im Gegensatz zum bekannten Transferverfahren, bei dem der Formhohlraum 20 sofort mit Vakuum beaufschlagt und dann gleich geöffnet wird, zunächst über die Leitungen 25, 5

AT 398 940 B 25' Wasser mit einer Temperatur zwischen 20 und 400, vorzugsweise 25 bis 30 · eingeleitet, um das nach Beendigung des Aufschäum- und und Verschmelzzyklus im Kunststoff noch verbleibende Restschäumvermögen dadurch zu verringern, daß der im Formhohlraum 20 enthaltene rohe Formkörper etwas abgekühlt wird. Beispielsweise wird der Formkörper in der Form 1 von einer Temperatur von max. 125 bis 110* C am 5 Ende des Bläh- und Verschmelzvorganges auf eine Temperatur von 70 bis 80 °C abgekühlt. Dies kann erreicht werden, indem Wasser von 300 C je nach der Größe des rohen Formkörpers 2 bis 3 sek lang durch die Sprühdüsen 26 ausgesprüht wird.

Nach dem Sprühvorgang mit Wasser durch den, wie erwähnt, das Restschäumvermögen wenigstens teilweise abgebaut wird oder überlappend mit der Endphase des Wassersprühvorganges wird über die io Leitungen 23 und 23' bei immer noch geschlossener heißer Form 1 auf ein Vakuum von 70 bis 80% evakuiert und gleichzeitig wie an Hand von Fig. 2 beschrieben, über die Leitung 28 Restwasser aus den Leitungen 25 und den Düsen 26 über die Leitung 28 abgesaugt.

Durch diesen Verfahrensschritt bzw. die Verfahrensschritte ist der Blähdruck des in der heißen Form 1 aufgenommenen, rohen Formkörpers 60 soweit abgebaut, daß ein Überquellen des Formkörpers 60 nach 75 dem Öffnen der heißen Form 1 (dies erfolgt durch Wegbewegen des Kernteils 4, gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Wegbewegen des Kernteils 6 der kalten Form 2) nicht eintritt. Dabei wird das Ablösen des Formkörpers 60 vom Kernteil 4, falls nötig, durch einen Luftstoß über die Leitung 22' unterstützt.

Nach dem Öffnen der Formen 1 und 2 befindet sich die Vorrichtung in der in Fig. 4 gezeigten Stellung, wobei der rohe Formkörper 60 im Mantelteil 3 der heißen Form 1 verbleibt. Nun werden die beiden 20 Mantelteile 3 und 5 der Formen 1 und 2 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung bewegt, in welcher der Mantelteil 3 der heißen Form 1 dem Kernteil 6 der kalten Form 2 gegenüberliegend ausgerichtet ist.

Nun wird der Kernteil 6 der kalten Form 2 auf den Mantelteil 3 der heißen Form 1 vorgeschoben, so daß die Stellung gemäß Fig. 6 erreicht ist. In dieser Stellung greift der Kernteil 6 der kalten Form 2 in den Mantelteil 3 der heißen Form 1 ein, so daß der vom Mantelteil 3 der heißen Form 1 gehaltene, rohe 25 Formkörper 60 an den Kernteil 6 der kalten Form 2 übertragen werden kann. Diese Übertragung wird durch Zufuhr von Luft durch die Leitung 22 unterstützt. Nun bewegen sich die Kernteiie 4 und 6 der Formen 1 und 2 in die in Fig. 7 gezeigte von den Mantelteilen 3 und 5 entfernte Stellung, wobei der rohe Formkörper 60 am Kernteil 6 der kalten Form 2 verbleibt. Auch das Entnehmen des Formkörpers 60 aus dem Mantelteil 3 kann durch einen Luftstoß über die Leitung 22 unterstützt werden. 30 Als nächstes werden die Mantelteile 3 und 5 durch Verschieben ihres Trägers 11 den entsprechenden Kernteilen 4 und 6 der heißen bzw. der kalten Form 1 und 2 gegenüberliegend ausgerichtet, so daß schließlich die Stellung gemäß Fig. 8 erreicht ist.

Nun werden die beiden Formen 1 und 2 wieder geschlossen (Fig. 9) und der rohe Formkörper 60 im Formhohlraum der kalten Form 2 stabilisiert und kalibriert. Dabei kann die Heizung 36 der kalten Form 2 35 benützt werden, um diese Form auf eine Temperatur zwischen 60 und 80 “C aufzuwärmen, wodurch eine eventuelle Kondensation von Restwasserdampf am Formkörper 60 verhindert wird. Während des Stabilisierens und Kalibrierens des rohen Formkörpers 60 in der kalten Form 2 wird in den Formhohlraum 20 der heißen Form 1, wie oben beschrieben, wieder blähfähiges Kunststoffgranulat über die Beschickungsvorrichtungen 44 und 45 eingebracht (Fig. 10). 40 Nachdem Kunststoffgranulat 50 in der heißen Form 1, wie weiter oben beschrieben, aufgeschäumt und die aufschäumenden Kunststoffteilchen miteinander verschmolzen worden sind, um einen rohen Formkörper 60 zu bilden, wobei, wie ebenfalls oben beschrieben, ein Teil des Restschäumvermögens im rohen Formkörper 60 durch teilweises Abkühlen der heißen Form 1 und damit des rohen Formkörpers 60 abgebaut worden ist, werden die oben geschilderten Schritte des Überführens (Transferierens) des rohen 45 Formkörpers 60 aus der heißen Form 1 in die kalte Form 2 ausgeführt, wie dies in der Abfolge der Darstellungen in den Fig. 11 bis 13 gezeigt ist.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß in an sich bekannter Weise beim Öffnen der kalten Form 2 der nun zu einem fertigen Formkörper 70 stabilisierte rohe Formkörper, wie in Fig. 11 gezeigt, im Mantelteil 5 der kalten Form verbleibt und von diesem in die Auswerfstellung gemäß Fig. 12 bewegt wird, in welcher die so Betätigungsstangen 35 der Auswerfer 34 der Platte 40 gegenüberliegend angeordnet sind. Durch Betätigen des Druckmittelmotors 41 wird der fertig stabilisierte und kalibrierte, sowie trockene Formkörper 70 aus dem Mantelteil 5 der kalten Form 2 ausgeworfen.

Nun kehrt die Vorrichtung wieder in die in Fig. 7 gezeigte Stellung zurück, d.h. die Kernteile 6 bzw. 4 werden von den Mantelteilen 3 und 5 entfernt, wobei der rohe Formkörper 60 am Kernteil 6 der kalten Form 55 2 verbleibt und die Formen 1 und 2 sind geöffnet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Formkörper so energiesparend und umweltfreundlich wie beim Transferverfahren hergestellt werden, wobei diese Formkörper aber im Gegensatz zum nach dem klassischen Transferverfahren hergestell- 6

Claims (15)

1. AT 398 940 B ten Formkörpern erhöhten Ansprüchen an Biegebruchfestigkeit, hohe Rohdichte und schöne (= glatte) Formteiloberflächen gerecht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, daß beim Verschweißen mit einem gegenüber dem Transferverfahren (Dampfdruck etwa 0,8 bis maximal 1 bar Überdruck) um etwa 20% höherem Dampfdruck 5 gearbeitet werder kann, was eine optimale Verschmelzung der aufschäumenden Kunstsoffteilchen bewirkt. Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren der erhöhte Blähdruck in der heißen Form - wie im Ausführungsbeispiel beschrieben durch Abkühlen mittels Sprühwasser und vorzugsweise gleichzeitigem Einsatz von Vakuum von 70 bis 80% - teilweise abgebaut wird, ergeben sich beim erfindungsgemäßen Verfahren keine Probleme beim Transferieren des rohen Formkörpers aus der heißen in die kalte Form. 10 Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere aus geschäumtem Polystyrol, bei welchem in einer ersten Verfahrensstufe Kunststoff, vorzugsweise in Form von 15 vorgeschäumten Teilchen aus thermoplastischem Kunststoff, in eine gegebenenfalls vorgeheizte Form eingebracht wird, der Form die für das Aufschäumen und Verschmelzen erforderliche Wärmemenge zugeführt wird und anschließend in einer zweiten Verfahrensstufe der rohe Formkörper aus der heißen Form entnommen und in eine kühlere Form eingebracht wird, in welcher der rohe Formkörper zum endgültigen Formkörper abgekühlt und stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der heißen 20 Form am Ende des Aufschäum- und Verschmelzvorganges noch vorhandenes Restschäumvermögen des Kunststoffes wenigstens teilweise abgebaut wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Restschäumvermögen durch Abkühlen des rohen Formkörpers in der heißen Form abgebaut wird. 25
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der rohe Formkörper durch Besprühen mit Wasser abgekühlt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in der so heißen Form bis zu einer einem Enddampfdruck von 1,2 bis 1,4 bar Überdruck aufgeheizt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Form gegebenenfalls überlappend mit dem Abkühlen des Kunststoffes, insbesondere durch Einsprühen von Wasser, unter Unterdrück gesetzt wird. 35
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Form bis auf einen Unterdrück von -0,5 bis -0,9 bar, insbesondere -0,7 bar, evakuiert wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbauen von 40 Restschäumvermögen des Kunststoffes dieser, ausgehend von einer mittleren Temperatur am Ende der Wärmezufuhr von höchstens 125-0, vorzugsweise 110*0, auf eine mittlere Temperatur von 70 °C bis 80 * C abgekühlt wird.
8. 8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer beheizbaren 45 Form und einer kühbaren Form, wobei die Formen jeweils aus einem Mantelteil und einem Kernteil bestehen, wobei die Kemteile der Formen auf Trägern montiert sind, die zum Öffnen der Formen von den Mantelteilen entfernbar sind, wobei die Mantelteiie auf einem Träger befestigt sind, der vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kemteile auf einer Führung verschiebbar ist, um den Mantelteil der beheizbaren Form gegenüber dem Kernteil der kühlbaren Form auszurichten und so gleichzeitig den Mantelteil der kühleren Form in eine Auswurfstellung für Formkörper zu bewegen, und wobei der Formhohlraum der beheizbaren Form, vorzugsweise durch über Leitungen zugeführten Dampf, beheizbar und über Leitungen evakuierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizbaren Form eine Kühleinrichtung zum Abkühlen ihres Formhohlraumes bzw. eines darin enthaltenen rohen Formkörpers zugeordnet ist. 55
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung zum Kühlen des Formhohlraumes (20) der heizbaren Form (1) mehrere, über eine Leitung (25, 25') beaufschlagbare Sprühdüsen (26) für Wasser aufweist. 7 AT 398 940 B
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelteii (3) der beheizbaren Form (1) aus einer Außenschaie (14) und einer Innenschaie (16), die dem Formhohlraum (20) benachbart ist, besteht und daß die Sprühdüsen (26) für Wasser ebenso wie die Leitung (21) zum Zuführen von Dampf und die Leitung (23) zu einer Unterdruckquelle im Raum (18) zwischen den 5 beiden Schalen (14) und (16) angeordnet sind bzw. dort enden.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil (4) der beheizbaren Form (1) aus einer Außenschale (15) und einer den Formhohlraum (20) begrenzenden Innenschale (17) besteht, wobei die Sprühdüsen (26) für Wasser die Leitung (21') für Dampf und die 70 Leitung (23') zu einer Unterdruckquelle im Hohlraum (19) zwischen den beiden Schalen (15) und (17) des Kernteils (4) angeordnet sind bzw. dort enden.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (25) für das Zuführen von Wasser zu den Sprühdüsen (26) ein Absperrorgan (27) vorgesehen ist und daß 75 zwischen dem Absperrorgan (27) und den Sprühdüsen (26) eine Leitung (25) angeschlossen ist, in der ein Absperrorgan (29) vorgesehen ist und die an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Mantelteil (5) als auch der Kernteil (6) der kühlbaren Form (2) mit einer Heizeinrichtung ausgestattet sind. 20
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung der kühlbaren Form (2) Kanäle (36) zum Durchleiten eines Wärmemediums umfaßt.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung der kühlbaren 25 Form (2) elektrische Heizleitungen umfaßt. Hiezu 12 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 8 55