CH472959A - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern sowie Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  



   Verfahren zur Herstellung von Formkörpern sowie Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere geschäumtem Polystyrol, bei dem vorgeschäumte, weiter expandierbare Kunstoffpartikel in eine von einer Kammer umschlossene Form eingebracht, mittels der Kammer zugeführtem Dampf aufgeheizt, nachexpandiert und miteinander verschweisst sowie anschliessend abgekühlt werden.



   Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Formmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens. Bei der Herstellung von Polystyrol-Formkörpern wird vorgeschäumtes Polystyrol in Form von kugeligen Partikeln in eine Form eingeschossen und in dieser unter Einwirkung von Dampf ausgeschäumt und mit anschliessender Kühlung ausgehärtet. Die Verschweissung der Partikel erfolgt an der Oberfläche des Formkörpers vielfach unvollkommen, so dass die kugelige Struktur der einzelnen Polystyrolpartikel dort mindestens teilweise noch erhalten bleibt, und die Oberfläche des fertigen Formkörpers zwischen den einzelnen Partikeln Vertiefungen aufweist, wodurch das Anwendungsgebiet solcher Formkörper wegen dieser mangelhaften Oberflächenbeschaffenheit eingeschränkt wird.



   Die Erfindung bezweckt nun ein Verfahren zu schaffen mit dem eine entsprechende Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit der Formkörper erreicht wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich   net, dass vor der Abkühlung der l : Dampf in der Kammer    zur Kondensation gebracht wird, um in der Kammer einen auf die nachexpandierten Kunststoffpartikel wirksamen Unterdruck zu erzeugen, der diese gegen die Wandung des Formhohlraumes drängt.



   Die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Formmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der die Form umschliessenden Kammer eine oder mehrere Sprühnebeldüsen vorgesehen sind.



   Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens erläutert.



   In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt einer Formmaschine und
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Querschnitt durch ein Sprühsystem.



   An zwei horizontalen Führungssäulen 1 und 2 ist mittels Muttern 3 ein Formrahmen 4 fest verankert. Ein weiterer Formrahmen 5 ist an den Führungssäulen 1 und 2 verschiebbar gelagert und durch nicht gezeichnete Antriebsmittel in Formschliess- und in Öffnungsstellung verschiebbar. Mit den beiden Formrahmen 4 und 5 sind Formhälften 6 und 7 lösbar verbunden, welche bei dem in der Zeichnung dargestellten Formschluss, d.h. bei gegenseitiger Auflage an einer Dichtstelle 8, einen Formraum 9 umschliessen. Beide Formhälften 6 und 7 begrenzen gemeinsam mit den zugeordneten Formrahmen 4 und 5 je eine Heiz- und Kühlkammer 10 und 11.



   Bei Formschluss wird das zu verarbeitende Material, beispielsweise vorexpandiertes Polystyrolgranulat von einer Injektorpistole 12 über eine Zuleitung 13 in den Formraum 9 eingeschossen und anschliessend im kombinierten Autoklav-Dampfstossverfahren der Wärmeeinwirkung ausgesetzt. Dabei wird in einer ersten Phase durch öffnen eines Dampfeinlasses 14 nur die Heiz- und Kühlkammer 10 mit Dampf beaufschlagt, aus welcher dann mit sog. Stossbedampfung der Dampf unter Druck über Dampfdüsen 15 in den Formraum 9 einströmt und nach Durchströmen des Polystyrolgranulates über Dampfdüsen 15 in die rechts liegende Heiz- und Kühlkammer 11 ausströmt. Mit zunehmender Expansion und Verschweissung des Polystyrolgranulates steigt der Strömungswiderstand und dadurch auch der Dampfdruck in der links liegenden Heiz- und Kühlkammer 10.

   Bei Erreichung einer vorgewählten Druckhöhe wird zusätzlich ein Dampfeinlass 16 geöffnet, so dass jetzt der Formraum 9 von beiden Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 her im sog. Autoklavverfahren bedampft wird. Während des Bedampfungsprozesses bleiben zwei   Wasser2us-    lässe 17 geschlossen.



   In beiden Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 befindet sich je ein Sprühsystem 18, welches, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, als ein mit Sprühebeldüsen 19 versehenes Rohr ausgebildet ist. Die Sprühdüsen 19 des Sprühsystems 18 sind so verteilt und in so grosser Anzahl vorhanden, dass ein Wassernebel in den Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 in allen Richtungen versprüht wird, so dass die letzteren einem kühlen Sprühnebel ausgesetzt werden. Die Wasserversprühung erfolgt unmittelbar nach dem Schliessen der Dampfzuleitungen 14 und 16 und bei geschlossenen Wasserauslässen 17, d.h. bei annähernd gasdicht verschlossenen Heiz- und Kühlkammern 9 und 10.

   Das Zusammentreffen des Sprühnebels mit dem in den Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 eingeschlossenen Dampfes bringt den Dampf schlagartig zum Kondensieren, wodurch als Folge ein Unterdruck in beiden Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 erzeugt wird.



  Dieses Vakuum wird über die Dampfdüsen 19 auf das im Formraum 9 zu verformende Polystyrolgranulat saugwirksam, so dass dieses unter der Saugwirkung im noch nicht ausgehärteten Zustand an die Innenflächen der Formhälften 6 und 7 angezogen wird. Die dadurch bewirkte innigere Kontaktnahme des noch nicht in den Festzustand übergegangenen Polystyrols mit den im Moment des auftretenden Vakuums noch nicht abgekühlten Formhälften 6 und 7 hat dabei den angestrebten Effekt einer homogeneren Verschweissung der Polystyrolpartikel an der Oberfläche der Formlinge.



   Um ein vorzeitiges Kondensieren des Dampfes während des Bedampfungsprozesses in den Heiz- und Kühlkammern 9 und 10 zu verhindern, sind die Innenflächen der beiden Formrahmen 4 und 5 vorteilhaft mit einer Isolation 20 ausgeschlagen.



   Diesem Sprühprozess anschliessend folgt das eigentliche Kühlen der Formhälften 6 und 7, mit welchem erst jetzt der vollkommen ausgehärtete Festzustand des Formlings erreicht wird. Die Kühlung kann über die   Sprühsysteme    18 oder auch durch nicht gezeichnete, separate Kühleinrichtungen erfolgen, bei welchen in bekannter Art der Wasserstrahl nur direkt gegen die Formhälften 6 und 7 gerichtet wäre.



   Sofern separate Kühleinrichtungen vorgesehen sind, ist das Sprühsystem 18 vorzugsweise so auszubilden, dass keine Sprühdüsen gegen die Formhälften 6 und 7 gerichtet sind. Dadurch kann ein zu frühes Abkühlen der Formhälften 6 und 7, d.h. ein vorzeitiges Verschweissen des Polystyrols vor dem Vakuumeffekt vermieden werden. Beim Kühlprozess sind die Wasserauslässe 17 geöffnet.



   Nach Beendigung des Kühlprozesses wird durch Wegfahren des linken Formrahmens 5 der Formraum 9 geöffnet und der Formling durch nicht gezeichnete Auswerfer abgestossen.



   Die vorstehend beschriebenen Funktionen der Formmaschine vollziehen sich in zeitlich gesteuertem Zyklus, wobei jetzt die Wasserauslässe 17 nicht wie bisher nur beim Bedampfungsprozess, sondern auch beim Sprühprozess geschlossen bleiben und erst beim eigentlichen Kühlprozess geöffnet werden.



   Um einen Unterdruck von wirksamer Grösse zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, vor dem Sprühprozess den während des Bedampfungsprozesses in den Heizund Kühlkammern herrschenden Dampfdruck auf eine niedrigere Druckhöhe abzubauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere aus geschäumtem Polystyrol, bei dem vorgeschäumte, weiter expandierbare Kunststoffpartikel in eine von einer Kammer umschlossene Form eingebracht, mittels der Kammer zugeführtem Dampf aufgeheizt, nachexpandiert und miteinander verschweisst werden und anschliessend abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Abkühlung der Dampf in der Kammer zur Kondensation gebracht wird, um in der Kammer einen auf die nachexpandierten Kunststoffpartikel wirksamen Unterdruck zu erzeugen, der diese gegen die Wandung des Formhohlraumes drängt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation des Dampfes durch Einbringen eines kalten Wassernebels in die Kammer herbeigeführt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Kammer während der Aufheizung mittels Dampf praktisch auf Atmosphärendruck gehalten wird und dass vor der Kondensation des Dampfes die Kammer abgeschlossen wird.

   PATENTANSPRUCH II Formmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der die Form umschliessenden Kammer eine oder mehrere Sprühnebeldüsen vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Formmaschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung der Kammer mit einer wärmeisolierenden Schicht ausgeschlagen ist.

   4. Formmaschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennnzeichnet, dass die Sprühnebeldüse an der innerhalb der Kammer befindlichen Form vorbei gerichtet ist.

   5. Formmaschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühnebeldüse an eine Kühlwasserquelle anschliessbar ist und zugleich zur Zufuhr von Kühlwasser für die auf die Kondensation des Dampfes folgende Kühlung der Form ausgebildet ist.