DE1629787C - Verfahren und Vorrichtung zum Formen einer geschäumten Kunststoffplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen einer geschäumten. Kunststoffplatte mit Stellen unterschiedlicher Stärke, bei welchem eine Menge einer einen Kunstharzschaum bildenden Mischung zwischen zwei Deckplatten aufgetragen und durch einen Dosierspalt geführt wird, eine Wärmeeinwirkung auf die Mischung zwischen den Platten ausgelöst wird, die Mischung in eine geschäumte Schicht mit Bereichen unterschiedlicher Stärke ausgedehnt wird und die auf verschiedene Stärken geschäumte Schicht zum Aushärten gebracht wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die erfindungsgemäß geschäumten Kunslstoffplalten dienen insbesondere /ur Verwendung als Kraftfahrzeug-lnnenuuskleidungsfolien oder -platten.

Aus der deutschen Patentschrift 842 267 ist ein Verfahren zum Aufschäumen von Kunststoffplatten bekannt, bei welchem die schaunibiklende I Rissigkeit zwischen zwei Deckplatten gebracht wird und sofort nach dem Auslritl aus einer Düse mit dem Aufschäumen beginnt. Das gewünschte Profil wird dabei während des Aufschäumens oder anschließend durch Transportbänder mit entsprechender Profiloberfläche eingeprägt. Es ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß die Transportbänder an ihrer Oberfläche eine Narbung, Riffelung, Wellung, Prägung oder sonstige Profilicrung aufweisen.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 3 166 454 ein Verfahren bekannt, bei welchem das Aufschäumen bereits beim Verlassen des Schaumstoffes aus einer Düse einsetzt und der Schaumstoff zwischen Deckplatten durch verschiedenartige Walzen und Formen zusammengedrückt und gepreßt wird. Es ist jedoch nur die Herstellung von Platten konstanter Dicke beschrieben.

Weiterhin ist es aus der USA.-Patentschrift 2 956 310 bekannt, die auf verschiedenen Seiten der aufgeschäumten und ausgehärteten Schicht vorgesehenen Deckplatten zu verschiedenen Zeiten abzuziehen.

Den bekannten Verfahren zur Herstellung von aufgeschäumten Kunststoffplatten ist jedoch der Nachteil eigen, daß die Profilstruktur dadurch erreicht wird, daß der Schaumstoff während des Aufschäumens oder anschließend unter Druck geformt wird. Dies führt zu dem Nachteil, daß das Material an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark zusammengepreßt wird. Folglich besteht auch an verschiedenen Stellen eine unterschiedlich starke Verdichtung des Schaums. Damit wird jedoch eine Inhomogenität verursacht, welche die Qualität des Erzeugnisses nachteilig beeinflußt. Die Nachteile betreffen sowohl die physikalischen und mechanischen Eigenschaften als auch das Aussehen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß sich durch die Ausübung des Drukkes in den dünneren Teilen der Profilplatte auf Grund der mit dem Aufschäumen verbundenen Gasentwicklung sogenannte Blasenkanäle bilden. Solche Blasenkanäle beeinträchtigen jedoch die Qualität der Schaumstoffplatten und stellen insbesondere für die Herstellung von dünnen Plattenteilen ein erhebliches Problem dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen einer geschäumten Kunststoffplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, weiche sich auch in Bereichen unterschiedlicher Stärke durch besonders homogene Struktur auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die aufgetragene, noch nicht geschäumte flüssige ungehärtete Schicht in vorgegebene Bereiche unterschiedlicher Stärke eingeteilt wird, worauf die Schicht in den vorgegebenen Bereichen zu unterschiedlicher Stärke aufgeschäumt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß nach dem Aufschäumen und Aushärten mindestens eine der Deckplatten von der Oberfläche der geschäumten Schicht abgezogen wird.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine Auflageeinrichtung mit aneinandergrenzenden Bereichen verschiedener Höhe, auf welchen die Deckplatten mit der dazwischen befindlichen Schicht gelagert sind, und durch Randflächen an der Auflageeinrichtung, die den Abstand im Dosierspalt bestimmen.

Der gemäß der Erfindung erreichbare technische Fortschritt ist im wesentlichen darin zu sehen, daß auch in Bereichen unterschiedlicher Stärke die Mate-· lialverdichtung konstant gehalten werden kann und daß durch die ungehinderte Ausdehnung des Schaumstoffes die Entstehung von Blasenkanälen unterbunden werden kann.

Lediglich, beispielsweise sei die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Formplatte,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Formplatte der F i g. 1 nach 2-2 in der F i g. 1,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt nach 3-3 in der Fig. 1, wobei jedoch die starre Schaumschicht aus wärmehärtendem Kunstharr zwischen den Deckschichten dargestellt ist, wie die erstere auf der Formplatte von F i g. 1 liegen würde,

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt nach 4-4 in der Fig. 5 und

Fig. 5 einen senkrechten Querschnitt durch einen Teil eines Preßformteils, wie es beim letzten Verfahrensschritt, nämlich bei der Beendigung der Bildung der starren Schaumplatte aus Kunstharz, verwendet wird.

Gemäß der Darstellung in der F i g. 1 besitzt die Formplatte 25 die Form einer flachen Platte, die entweder aus Metall oder Kunststoff bestehen kann und an ihren Längskanten mit den Distanzstücken 26 ausgestattet ist. Die obere Fläche der Formplatte 25 ist profiliert und bildet an ihren Kanten Grenzwandungen 27. Eine Fläche 28 ist von jeder Grenzwandung 27 gegen eine mittlere Fläche 30 abgeschrägt, welche der maximalen Tiefe des Profils der oberen Fläche der Formplatte 25 entspricht, an welcher die flüssige Mischungsschicht ihre größte Stärke aufweist. Die abfallenden Flächen 28 bestimmen die Stärke des verdünnten Randes der auf der Formplatte' 25 gebildeten Folie.

Die Formplatte 25 besitzt eine Erhöhung 31, welche von einer nach außen abfallenden Fläche 32 umgeben ist, die zur Fläche 30 der maximalen Profiltiefe führt. Die Erhöhung 31 bildet eine Aussparung im Inneren der auf der Formplatte gebildeten Kunststoffschaumfolie, die zur Aufnahme eines Bauteils geeignet ist. Die Stärke der Mischung, die auf der Folie

15 abgelagert wurde, ist daher auf der Formplatte 25 verschieden, je nachdem, ob die Mischung auf eine Vertiefung 30 oder eine Erhöhung aufgetragen wurde, wie diese durch die Begrenzungswandungen 27 und die Erhöhung 31 bewirkt wird.

Jedes Folienstück wird von der Formplatte 25 abgehoben und zu einer beheizten Stempelvorrichtung zwecks weiterer Bearbeitung gebracht. Die Formplatte 25 wird von einer Bedienungsperson zur neuerlichen Verwendung zurückgebracht, und der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt. Selbstverständlich brauchen die Formplatten 25 keine losen, frei beweglichen Formplatten zu sein, sondern können z. B. von einem geeigneten Bandfördergerät od. ä. in Abständen gelagert werden.

Die Mischung wird zwischen den Deckfolien 15,

16 abgelagert, so daß sie nach dem Aufschäumen und Härten die starre Tragschicht der Platte bildet. Die formbare Flüssigkeitsmischung, die hier verwendet wird, ist verhältnismäßig zäh, so daß die Schicht zwischen den Deckschichten 15, 16 ohne Schwierigkeit behandelt werden kann. Jedes Folienstück wird nach dem Abnehmen von der Formplatte 25 auf eine hier nicht dargestellte Trägerplatte gelegt und zu einer Presse (F i g. 5) gebracht.

Die in Fig. 5 dargestellte Presse ist mit einem unleren Werkzeug in Form einer unteren Stempclplatte 40 ausgestattet (s. Schnittzeichnung), die auf einer Aufspannplatte 42 befestigt ist. Die Platte 40 wird durch Heizrohre 44 erhitzt, welche von heißer Flüssigkeit durchströmt werden.

Ein an einer Aufspannplatte 47 befestigtes Oberwerkzeug 46 ist in üblicher Weise zur begrenzten senkrechten Hubbewegung bezüglich des Unterwerkzeuges 40 angebracht. Das Oberwerkzeug 46 ist mit Heizrohren 48 ausgestattet. Der Abstand zwischen den beiden Werkzeugen 40, 46 beim Schließen auf verschiedenen Flächen ist dergestalt, daß die auf der Formplatte 25 gebildete Mischungsschicht vollständig aufschäumen und den Raum zwischen den Werkzeugen 40, 46 gemäß obiger Beschreibung ausfüllen kann. Die besondere Mischung der oben beschriebenen Komponenten dehnen sich auf im wesentlichen das 25fache ihrer ursprünglichen Stärke aus.

Die Werkzeuge 40, 46 sind jeweils mit Unterdruckleitungen 49, 49« ausgestattet; davon führen Abzweigleitungen 49 b zur Fläche der Werkzeuge 40, 46, um die untere Deckschicht 15 und die obere Deckschicht 16 jeweils eng gegen die Flächen der entsprechenden Werkzeuge 40, 46 zu halten. Beide Werkzeuge 40, 46 bestehen aus porösem Material, um den Abzug der Luft zu ermöglichen.

Die beiden Werkzeuge 40, 46 sind an sämtlichen äußeren Oberflächen mittels einer Dichtmasse 51 abgedichtet.

Die Stirnflächen der Werkzeuge 40, 46 sind so profiliert, daß die gewünschte Form der formbaren Schicht zwischen den Deckschichten 15, 16 erteilt wird; die Form und das Profil der Werkzeuge entsprechen den Teilen von unterschiedlicher Stärke in der Schicht.
' Die Werkzeuge 40, 46 werden (durch eine übliche, nicht dargestellte Presse) geschlossen; durch das Unterwerkzeug 40 wird ein Unterdruck gelegt, und die Schicht zwischen den Deckschichten 15, 16 wird gegen das Unterwerkzeug 40 nach unten gehalten. Falls erforderlich, kann der Unterdruck zusätzlich auch ' auf das Oberwerkzeug 46 durch die Leitung 49« gelegt werden. Die Werkzeuge 40, 46 werden sodann mittels der entsprechenden Heizröhren 44, 48 erhitzt. Bei einer bestimmten Betriebsart wird das Vakuum für eine Zeitspanne von 5 Sekunden angelegt, und die Erhitzung wird anschließend IVs Minuten lang durchgeführt. Nach dieser Behandlung wird die Presse geöffnet und festgestellt, daß die Schaummischung zu einer starren Schaumschicht aufgeschäumt und gehärtet ist. Die Härtung erfolgt schnell, und die Ausdehnung ist beträchtlich. Die Folie hat die in den Werkzeugen 40, 46 der Fig. 5 dargestellte Profilierung. Die Schicht besitzt ebenfalls unterschiedliche Stärken gemäß den höheren und tieferen Flächen der profilierten Formplatte 25. Bei 53 sowie bei 54 (Fig. 5) sind Aussparungen für ein Bauteil geschaffen.

Um sicherzustellen, daß das an Stellen unterschiedlicher Stärke der Schicht des flüssigen Kunststoffes auf der Formplatte 25 entwickelte Gas zur Aufschäulnung der zähen, auf diesen Stellen abgelagerten Masse in den entsprechenden Räumen zwischen tlcn gegenübei liegenden Werkzeiigstirnflachen völlig aufuebraucht wird, ist es erforderlich, daß die verschic-

denen profilierten Räume der Formplatte in einem bestimmten Verhältnis zu den entsprechenden Räumen zwischen den gegenüberliegenden Werkzeugstirnflächen und der verwendeten Mischung steht; unterschiedliche Verhältnisse oder Rezepturen von flüssigen Kunstharzmischungen haben zur Folge, daß sich diese in unterschiedlichem Maße ausdehnen. Eine derartige Ausdehnung kann ziemlich genau bestimmt werden, da das Ausdehnungsverhällnis bei den verschiedenen Mischungsrezepturen bekannt ist.

Es ist auch notwendig, daß die geformte Schicht der flüssigen Kunststoffmischung zwischen den Deckfolien 15, 16 richtig zwischen den gegenüberliegenden Werkzeugstirnflächen 40, 46 liegt und denselben genau entspricht. Wenn z. B. die besondere, verwendetc Mischung sich um das 25fache ihrer ursprünglichen Stärke ausdehnt, ist es notwendig, daß die Höhe des Raums zwischen den Werkzeugen, der von der Mischung aus einer gegebenen Fläche der Formplatte 25 ausgefüllt werden muß, das 25fache der Höhe oder Tiefe des Raumes in der Formplatte 25 an dieser Stelle beträgt, damit kein Gas in benachbarte Stellen zwischen den gegenüberliegenden Werkzeugstirnflächen 40, 46 strömen und damit Blaskanäle bilden kann.

Wenn also die flüssige Schicht eine Tiefe oder Stärke über der Fläche 30 der Formplatte 25 von etwa 0,3 mm hat und sich beim .Aufschäumen das 25fache dieser Stärke ergibt, besitzt die aufgeschäumte Schicht eine Stärke von etwa 8 bis 9 mm. Im Bereich der Grenzwandung 27 wird die flüssige Schicht etwa zu einer Folie; sie weist ursprünglich eine Stärke von 0,1 mm auf und erhält beim Aufschäumen die maximale Stärke von 2,5 mm. Zwischen der Formplattentiefe und der Höhe des Raumes zwischen den gegenüberliegenden Werkzeugen 40, 46 muß bezüglich jeder Fläche ein bestimmtes Verhältnis cineehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Palentansprüche:

1. Verfahren zum Formen einer geschäumten Kunststoffplatte mit Stellen unterschiedlicher Stärke, bei welchem eine Menge einer einen Kunstharzschaum bildenden Mischung zwischen zwei Deckplatten aufgetragen und durch einen Dosierspalt geführt wird, eine Wärmeeinwirkung auf die Mischung zwischen den Platten ausgelöst wird, die Mischung in eine geschäumte Schicht mit Bereichen unterschiedlicher Stärke ausgedehnt wird und die auf verschiedene Stärken geschäumte Schicht zum Aushärten gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene,'noch nicht geschäumte flüssige ungehärtete Schicht in vorgegebene Bereiche unterschiedlicher Stärke eingeteilt wird, worauf die Schicht in den vorgegebenen Bereichen zu unterschiedlicher Stärke aufgeschäumt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufschäumen und Aushärten mindestens eine der Deckplatten von der Oberfläche der geschäumten Schicht abgezogen wird.

3. Vorrichtung zum Formen einer geschäumten Kunststoffplatte mit Bereichen verschiedener Stärke, mit einer Einrichtung zum Aufbringen einer Menge einer einen Kunstharzschaum bildenden Mischung zwischen zwei Deckplatten, mit einer Vorschubeinrichtung und mit einem Dosierspalt, mit einer Einrichtung, um Wärme auf die Mischung zwischen den Deckplatten einwirken zu lassen, um die Mischung in eine geschäumte Schicht auszudehnen und zu härten, gekennzeichnet durch eine Auflageeinrichtung (25) mit aneinändergrenzenden Bereichen verschiedener Höhe, auf weichen die Deckplatten mit der dazwischen befindlichen Schicht gelagert sind, und durch Randflächen (26) an der Auflageeinrichtung, die den Abstand im Dosierspalt bestimmen.