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Verfahren und Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Strangprofilen
aus flüssig verschäumbaren Eunststoffen auf Zwei- oder Mehrkomponentenbasis Die
Herstellung von großfläohigen einzelformstücken aus Kunststoff für die Bau-, Fahrzeug-
und Möbelindustrie ist bekann. Sie erfolgt zum Beispiel durch die Fertigung aus
Leichtschaumstoff, durch Extrudieren von Thermoplasten oder aber durch das in letzter
Zeit bekanntgewordene Reaktionsspritzgußverfahren Bei dem letztgenannten Verfahren
werden beispielsweise zwei flüssige Rohstoffkomponenten genau dosiert durch ein
Mischaggregat nahezu drucklos in eine Form eingespritzt und diese geschlossen. Während
der Einfülldauer ist das Reaktionsgemisch niedrigviskos und härtet unter gleichzeitigem
Auftreibon sowie unter Ausbildung einer massiven Randzone aus. Dabei treten innerhalb
der Form nur geringe Drücke von ca.
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1-3 kp/cm2 auf, die es gestatten, sehr leichte Formen zu verwenden.
Die Härte des Schaumstoffes läßt sich je nach Zweck des Formteiles von "weich-elastisch"
bis "halbhart" einstellen und hängt von der Zusammensetzung des Gemisches,
dem
Verdichtungsgrad und von der Dicke der massiven Haut ab.
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Die Oberfläche der formstücke wird selbst bei komplizierten konturen
fehlerfrei abgebildet. Ebenso wie bei hermoplast-Spritzgußtormen ist auch beim Reaktionsspritzgußverfahren
eine exakte Einhaltung der Formtemperatur notwendig, und die entstehende Wärme muB
abgeleitet werden.
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Bei dem Reaktionsspritzgußverfahren ist es möglich, Anschluß-und Befestigungsteile
oder örtliche Verstärkungen aus Metall oder anderen geeigneten Stoffen in der Form
zu fixieren, die nach Beendigung der Aushärtezeit fest in das Formteil eingebettet
sind.
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Während Formteile aus Leichtschaumstoff wegen ihrer geringen Festigkeit
noch mit anderen Stoffen beschichtet werden müssen (Sandwichverfahren), erfordert
die Herstellung von Formteilen aus Thermoplasten einen erheblichen maschinellen
Aufwand und benötigt außerordentlich hohe Drücke, wobei die Gefahr von Einfallstellen
an Formübergängen nicht zu vermeiden ist.
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Das oben beschriebene Reaktionsspritzgußverfabren wurde bisher nur
für einzeln herzustellende Formteile angewendet. Die Erfindung hat sich deshalb
das Ziel gesetzt, fortlaufende Strangprofile aus flüssig verschäumbaren Kunststoffen
nach diesem an sich bekannten Verfahren herzustellen und gleichzeitig
eine
dafür geeignete Vorrichtung verfügbar zu machen.
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Als Lösung der gestellten Aufgabe wird in erster Linie ein Verfahren
vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die genau dosierten flüssigen
Rohstoffkomponenten über ein Mischaggregat in einen vertikal bis horizontal liegenden,
am Ende offenen temperierbaren Formkanal gespritzt werden, dessen Länge sowohl auf
die Vorschubgeschwindigkeit als auch auf die Aushärtezeit und Aushärtetemperatur
des Strangprofiles abgestimmt ist, wobei der Verdichtungsgrad des Reaktionsgemisches
durch den auf der Einspritzseite im Formkanal herrschenden Druck sowie durch die
Zusammensetzung des Reaktionsgemisches eingestellt werden kann. Die Hauptmerkmale
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der das neu entwickelte Verfahren zur Durchführung
gelangen soll, bestehen hingegen darin, daß an einem Ende eines rohrartigen temperierbaren
Pormkanales das Mischaggregat zum Einspritzen des Reaktionsgemisches angeordnet
ist, und daß der Flüssigkeitsspiegel des Reaktionsgemisches unter einen ihn beaufschlagenden
höheren Druck gelangt, mit dessen Hilfe das Strangprofil innerhalb der Aushärtezeit
aus dem Formkanal ausgetrieben wird, wobei zu Beginn des Spritzvorganges der Formkanal
durch einen dem Strangprofil entsprechenden Stopfen verschlossen ist, der durch
eine geeignete Abzugsvorrichtung mit vorbestimmter Vorschubgeschwindigkeit aus dem
Formkanal herausgezogen wird, die später auch das nachfolgende Strangprofil erfa#t
und
transportiert. Daneben ist es in weiterer Ausgestaltung dieser
Vorrichtung entweder möglich, die Austrittedüse des Mischaggregates bis unter den
Flüssigkeitsspiegel des Reaktionsgemisches reichen zu lassen und den das Reaktionsgemisch
beaufschlagenden Druck durch Preßluft zu erzeugen oder das Reaktionsgemisch mit
einer Pumpe in den Formkanal zu drücken.
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Um die Reibung des Strangprofiles im Formkanal zu verringern, wird
darüber hinaus empfohlen, daß eine oder mehrere Seitenwände des Formkanals beweglich
ausgebildet sind, derart, daß über die temperierbaren Wände des Formkanals in Längs-
oder Querrichtung des Strangprofiles eben bzw. profiliert gestaltete Fhrungsbänder
gleiten. Diese die Seitenwände des Formkanals bildenden Fhrungsbänder vermögen dabei
ebenso mit der Vorschubgeschwindigkeit des Strangprofiles endlos umzulaufen, wie
sie aber auch aus Dekorfolien bestehen können, die auf das Strangprofil aufgebracht
und von diesem mitgenomlaien werden. Schließlich läßt sich außerdem im Abstand von
den Seitenwänden des Formkenals ein mit Distanzstreben in Längsrichtung gehaltener
Kern anordnen, der es gestattet, Hohlkörper herzustellen, und-nach einer letzten
Maßnahme der Erfindung wird beansprucht, daß in das Strangprofil eine in dessen
Längsrichtung verlaufende, gegebenenfalls auch zum Abzug dienende Armierung eingebracht
wird.
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Die sowohl auf Grund des nach den Erfindungsgedanken zur Durchführung
gelangenden Verfahrens als auch mit der diesbezüglichen
Vorrichtung
gegenüber älteren Fertigungsmethoden erreichten Vorteile sind im wesentlichen in
den günstigen Eigenschaften zu sehen, die sich beim Reaktionsspritzguß ergeben.
So kann durch den niedrigen Betriebsdruck der Formkanal leicht gehalten werden und
erfordert mithin verhältnismäßig geringe Anlagekosten. Weiterhin lassen sich den
Oberflächen des Strangprofiles nicht nur in Längs-, sondern auch in Querrichtung
beliebige Konturen vermitteln. Ebenso ist die BeschichtungsmUglichkeit mit anderen
flächigen Materialien gegeben, was eine vielfältige Auswahl an Oberflächendekoren
bietet.
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Ausführungsbeispiele der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung
werden nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen im einzelnen:
Fig. 1 die schematischs Seitenansicht einer Anlage zur Durchführung des Reaktionsspritzgußverfahrens
für Strangprofile, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie E-F in Fig. 1, Fig.
3 die schematische Seitenansicht einer der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ähnlichen
Anlage, Fig. 4 den Schnitt G-H aus Fig. 3, Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen, jedoch
konstruktive Abwandlungen zeigenden Querschnitt, Fig. 6 die schematische Seitenansicht
einer weiteren der Fig. 1 ähnlichen Anlage,
Fig. 7 den Teilschnitt
zinns Gerätes der in Fig. 3 wiedergegebenen Form und Fig. 8 den Querschnitt einer
erfindungsgemä#en Vorrichtung, die zur Herstellung von Hohlprofilen geeignet sein
soll.
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Die Fig. 1 stellt eine Anlage mit einem vertikal angeordneten Formkanal
1 dar, an dessen oberem Ende sich das Mischaggregat 2 befindet, in dem die flüssigen
Rohstoffkomponenten I und II gemischt und mit Preßluft A eingeblasen werden. Der
Formkanal 1 ist zu Beginn des Spritzvorganges am unteren Ende mit dem Stopfen 3
verschlossen. Dieser Stopfen 3 entspricht in seinem Querschnitt dem Strangprof ii
4 und wird beim abziehen des Strangprofiles 4 mit ausgefahren. Das Abziehen kann
durch die auf das Reaktionsgemisch 5 wirkende regelbare Pre#luftzufuhr B oder aber
durch eine besondere, am unteren Ende des Formkanals 1 befindliche, s. B. aus Rollen
oder Raupenbändern bestehende, Abzugsvorrichtung 6 erfolgen.
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Den Formkanal 1 umschließt ein Heiz- und Kühlmantel 7, der zur genauen
Einhaltung der Aushärtetemperatur dient, während die Länge des Formkanals 1 auf
die Vorschubgeschwindigkeit und die Aushärtezeit des Strangprofiles 4 abgestimmt
ist.
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Der Heiz- und Kühlmantel 7 wird hierbei vorzugsweise mit Wasser auf
exakter Temperatur gehalten. Es können aber auch andere geeignete Medien verwendet
werden, welche bei a in den
Heiz- und Kühlmantel 7 ein sind bei
D wieder austreten.
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Zu Dekor- oder anderen Zwecken ist es möglich, Foloienbänder 8 in
den Formkanal 1 einzuführen, so daß diese mit dem Strangprofil 4 eine fest haftende
Verbindung eingehen.
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Der in Fig. 2 abgebildete Querschnitt durch den Formkanal 1 und den
Heiz- und Kühlmantel 7 läßt die Form des Strangprofiles 4 ohne eingelegtes Folienband
8 erkennen.
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Eine andere ausführungsart der erfindungsgemä#en Vorrichtung gibt
Fig. 3 wieder. Dort ist der Formkanal 1 mit dem Heiz-und Kühlinantel 7 horizontal
angeordnet, aber es ist grundsätzlich auch jede andere Lage des Formkanals 1 möglich.
An seinem rechten Ende befindet sich ein Fördermittel 9, wobei es sich um eine beliebige
Pumpe (Schrauben-, Zahnrad-, Kolbenpumpe o.ä.) bzw. eine Förderschnecke handeln
kann, das zum Transport des aus dem vorgeschalteten Nischaggregat 2 eingespritzten
Reaktionsgemisches 5 in den Formkanal 1 dient. Zur Verminderung der Wandreibung
d.e Strangprofiles 4 an den Innenwänden des Formkanals 1 und gegebenenfalls auch
zur Erzeugung von Längs- oder Querkonturen auf dem Strangprofil 4 sind an ein oder
mehreren Seiten endlos umlaufende Führungsbänder 10 angeordnet, welche zum Austragen
des Strangprofiles 4 auch angetrieben sein können.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Formkanal 1 mit dem Heiz-
und Kühlmantel 7 sowie den an zwei Seiten mit Teflondichtungen in Muten laufenden
waagerecht liegenden Führungsbändern 10. Der aus Fig. 5 ersichtliche Querschnitt
durch den Formkanal 1 veranschaulicht dagegen die Möglichkeit zur Anordnung von
an vier Seiten vorgesehenen Führungsbändern 10 und 11, die teilweise mit Längs-
bzw. Querkonturen 12 ausgestattet sind.
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Eine Vorrichtung zur Armierung von langen Strangprofilen 4 gibt Fig.
6 beispielsweise in Verbindung mit einer Anlage nach Fig. 1 der. Dabei wird innerhalb
des Strangprofiles 4 eine Armierung 13 (z.B. DrWhte, Seile o.ä.) durch den Formkanal
1 geführt, die nach Aushärtung fest in das Strangprofil 4 eingebettet ist und gleichzeitig
mit Hilfe einer Zugeinrichtung 14 dessen Abziehen aus dem Formkanal 1 gestattet.
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Fig. 7 erläutert am Teilschnitt einer Anlage nach Fig. 3, wie es durch
umlaufende Führungsbänder 10 gelingt, dem Strangprofil 4 empfindliche, d.h. also
sehr dUnne Folienbänder 8 aufzubringen.
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Um aus einem Strangprofil 4 Hohlkörper herzustellen, kann gemäß Fig.
8 im Formkanal 1 ein Kern 15 angebracht und mit Distanzstreben 16 gehalten werden,
die in einem Bereich liegen, in dem sich dasReaktionsgemisch 5 noch im flüssigen
bzw.
breiigen Zustand befindet. In der Zone des ausgehärteten Strangprofiles
4 wird der Kern 15 dagegen von dem Hohlkörper getragen. Falls es bei großen Querschnitten
erforderlich sein sollte, läßt sich der Kern 15 beheizen Als Werkstoff für die Wände
des Formkanals 1 sowie die Fuhrungsbänder 10 und 11 kommen neben Metall auch Kunststoffe
in Betracht.