DE1504590C3

DE1504590C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers aus Schaumkunststoff

Info

Publication number: DE1504590C3
Application number: DE1504590A
Authority: DE
Inventors: Richard 6718 Gruenstadt Kuehn; Hubert 4048 Grevenbroich Lambertz
Original assignee: Bucher Guyer AG
Current assignee: Bucher Guyer AG
Priority date: 1965-04-23
Filing date: 1965-04-23
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE1504590A1; DE1504590B2; NL6604156A; CH431925A; BE678703A

Description

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Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Schaumkunststoff, bei dem in einem Formhohlraum einer Formmaschine schäumfähiges Kunststoff granulat, z. B. Polystyrol, eingebracht, mittels Dampf, der über eine die Formwände umgebende Vorkammer durch Düsen in den Formhohlraum geleitet wird, erhitzt, aufgeschäumt und zu dem Formkörper vereinigt wird, wonach der Formkörper unter Einfluß eines auf ihn wirkenden Unterdrucks gekühlt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 3 159 694) wird die Verweilzeit des Formkörpers in der Form durch eine Unterstützung der Kühlung durch Unterdruck verkürzt. Ein Wasserzusatz erfolgt dabei im Verlauf der Kühlung nicht. Durch den Unterdruck wird deshalb ein Kühleffekt erreicht, weil der im aufgeschäumten Formkörper verbliebene Niederdruckdampf unter Einwirkung des Unterdrucks abgesaugt und das Kondensat verdampft wird. Im aufgeschäumten Formkörper verbleiben jedoch nur sehr geringe Dampfmengen, so daß der durch den Unterdruck erzielte Effekt gering bleibt.

Bekannt ist es auch schon (US-PS 3 170 010), in einer Formmaschine eigene Temperatursteuerkammern zunächst mit Heizwasser und im Verlauf der Kühlung mit Kaltwasser zu durchspülen. Dabei wird nicht mit Vakuum gearbeitet. Auch erfolgt kein Einsprühen von Kühlwasser in die Vorkammer. Die erforderliche Kühlzeit wird nicht wesentlich herabgesetzt.

Die Kühlung erfordert etwa ²U der Zeit, die zur Herstellung eines Fonnkörpers bis zum Ausstoßen erforderlich ist. Für eine Verminderung der Formverweilzeit des Formkörpers ist deshalb eine verbesserte Kühlung sehr wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlzeit wesentlich herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Kühlwasser in die Vorkammer gesprüht wird. Das Kühlwasser wird in feinverteilter Form auf die heiße Formwand gespritzt und verdampft dabei, solange die Temperatur der Formwand über der Verdampfungstemperatur liegt. Weiter kondensiert der entstehende Dampf unter Einfluß des eingesprühten Wassers neuerlich, was vakuumbildend wirkt. Das .Kühlwasser weist überdies eine weit niedrigere Temperatur als das durch den Unterdruck abgesaugte Kondensat auf, so daß seine Verdampfung der gesamten zu kühlenden Masse aus Form und Formkörper in erhöhtem Maße Wärme entzieht. Der Wirkungsgrad der Kühlung ist so durch das Zusammenwirken von Vakuum und feinverteilt eingesprühtem Kühlwasser auf die hier oben erläuterte Art erheblich größer als die Wirkung einer Kühlung, die durch Vakuumkühlung und separate Wasserkühlung erzielt werden könnte. Der erhöhte Wirkungsgrad der Kühlung erlaubt es, die Kühlzeit wesentlich herabzusetzen, so daß die Verweilzeit des Formkörpers in der Form entscheidend vermindert werden kann.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer einen Form- c hohlraum für den Formkörper aufweisenden Formmaschine mit zugeordneten Dampfleitungen und Vakuumeinrichtungen. Normale Vakuumpumpen sind nicht geeignet, gleichzeitig das unter hohem Druck stehende Heizgas und Wasser abzusaugen. Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch eine an die Abdampfleitung angeschlossene und abschaltbare für den Transport von Wasser ausgelegte Vakuumpumpe.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Es zeigt

A b b. 1 eine Kunststoff-Formmaschine in Seitenansicht,

A b b. 2 eine Draufsicht zu A b b. 1,

A b b. 3 die Form im waagerechten Schnitt in größerem Maßstab,

A b b. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3.

Mit dem Gestell 1 einer Formmaschine ist der eine hohle Formteil 2 der Form fest und der andere hohle Formteil 3 auf Holmen 4 in waagerechter Richtung gleitend gelagert. Mit 5 ist eine Kolbenstange bezeichnet, deren nicht dargestellter Kolben hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt wird, um die Form zu öffnen oder zu schließen. An den Formteil 2 ist ein druckluftbeaufschlagter Injektor 6 angeschlossen, der mit entsprechenden Leitungen 7 mit dem Auslaß 8 eines Granulat aufnehmenden Füllbehälters 9 verbunden ist. An dem Gestell 1 ist eine Dampfverteilungsarmatur 10 befestigt, der durch ein Dampfzuführungsrohr 11 Dampf zugeführt wird. Dampfleitungen 12 und 13 führen Dampf in die Hohlräume der beiden Formteile 2 und 3. Zur Abführung des in die Formteile 2 und 3 eingeführten Dampfes und des sich bildenden Kondensates dienen Leitungen 14, die an eine mit Ventilen 16 und 17 versehene Armatur 15 angeschlossen sind. Ferner ist an dem Gestell 1 eine Armatur 18 angebracht, um Druckwasser über flexible Leitungen 19,20 zu den Formteilen 2 und 3 zu führen. Zur Zuführung von Druckluft dient eine Leitung 21, die über einen automatisch gesteuerten Druckluftverteiler 22 an einen Verschlußschieber für den Auslaß 8 und mittels einer flexiblen Leitung 23 an den Injektor 6 angeschlossen ist. Eine durch einen

Elektromotor 24 angetriebene Vakuumpumpe 25 ist mittels einer Rohrleitung 26 mit der Armatur 15 verbunden.

Durch Betätigen des Druckluftverteilcrs 22 wird der Auslaß 8 geöffnet und das Granulat mittels der Druckluft über den Injektor 6 in einen von den Formteilen 2, 3 gebildeten Formhohlraum 27 cingeblasen. Alsdann wird in den Hohlraum jedes Formteiles 2 und 3 über die Leitungen 12,13 Dampf von ca. 5 atü und einer Temperatur von ca. 150° C eingeführt. Der die Hohlräume erfüllende Dampf erhitzt die Formteile 2 und 3 auf etwa 120° C und wird durch Düsen 28 auf das Granulat geleitet, wobei das Granulat zu dem Formkörper zusammengeschweißt wird. Der Dampf strömt zunächst durch die geöffneten Ventile 16 und 17 über die laufende Vakuumpumpe 25 in einen Ablaßkanal. Nach kurzzeitigem Schließen der Ventile 16, 17 was mit einer Drucksteigerung des Dampfes in den Hohlräumen der Formteile 2, 3 verbunden ist, wird die Dampfzufuhr abgestellt.

Vor dem Ausstoßen des fertigen Formkörpers müssen die Formteile 2 und 3 und der Formkörper auf etwa 35° C abgekühlt werden. Hierzu werden nach Abstellen der Dampfzufuhr die Ventile 16,17 wieder geöffnet und nach Abführen des Dampfes und des Kondensates mittels der Vakuumpumpe 25 in den Hohlräumen der Formteile 2, 3 ein Vakuum erzeugt. Nunmehr wird in diese Hohlräume der Formteile 2 und 3 Wasser eingespritzt bzw. eingedrückt, das in dem Vakuum sofort verdampft und dabei den Formteilen 2 und 3 und dem Formkörper Wärme entzieht. Zur schnelleren Abkühlung sind in den Hohlräumen der Formteile 2, 3 mehrfach verzweigte, an die Leitungen 19, 20 angeschlossene Rohre 19 α bzw. 20 a angeordnet, die mit Düsen besetzt oder feinen Löchern versehen sind. Das fein verteilt austretende Kühlwasser verdampft sofort und kühlt die Formwände. Dabei wird durch die Düsen 28 dem Formkörper Feuchtigkeit entzogen, wobei er gekühlt wird.

Nachdem die Formteile 2 und 3 eine Temperatur von ca. 40 bis 50° C angenommen haben, wird die Wasserzufuhr unter Aufrechterhaltung des Vakuums abgesperrt, wobei dem Formkörper weitere Feuchtigkeit durch Verdampfen entzogen wird. Die Kühlzeit wird dadurch erheblich herabgesetzt. Die Wasserzufuhr kann gegebenenfalls je nach Grad der Verdampfung periodisch unterbrochen werden.

Die Anordnung der Vakuumpumpe 25 gestattet es, vor und während des Füllvorganges den Formhohlraum zu evakuieren, so- daß das mit Luft über den Injektor 6 eingeblasene Granulat den Formhohlraum voll ausfüllt.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders geeignet für die Herstellung von Formkörpern aus Styropor. Als Vakuumerzeuger kann eine Vakuumpumpe nach dem Verdränger- oder Treibmittelprinzip oder ein Ejektor verwendet werden. Die einzelnen taktmäßigen Vorgänge zum Betreiben der Formmaschine, insbesondere die Luftzufuhr für das Füllen der Form, die Dampfzufuhr und die Kühlwasserzufuhr und die Schaltung der dazu erforderlichen Ventile, werden automatisch von einem Schaltpult 30 aus gesteuert. Der Dampf und das Kondensat kann auch über die Ventile 16,17 unmittelbar in einen Abflußkanal oder in einen Kondensator geleitet werden, in dem Unterdruck herrscht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Schaumkunststoff, bei dem in einem Formhohlraum einer Formmaschine schäumfähiges Kunststoffgranulat, z. B. Polystyrol, eingebracht, mittels Dampf, der über eine die Formwände umgebende Vorkammer durch Düsen in den Formhohlraum geleitet wird, erhitzt, auf ge- κ, schäumt und zu dem Formkörper vereinigt wird, wonach der Formkörper unter Einfluß eines auf ihn wirkenden Unterdrucks gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlwasser

in die Vorkammer gesprüht wird, während die _X5 Vorkammer unter dem Unterdruck steht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer einen Formhohlraum für den Formkörper aufweisenden Formmaschine mit zugeordneten Dampfleitungen und Vakuumeinrichtungen, gekennzeichnet durch eine an die Abdampfleitung angeschlossene und abschaltbare für den Transport von Wasser angelegte Vakuumpumpe.

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