DE19704623A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formschäumen mehrlagiger Kunststoffteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formschäumen von mehrlagigen Kunststoffteilen mit zwei oder mehreren Oberformen sowie zwei oder mehreren Unterformen, wobei die Oberformen unterschiedliche formgebende Höhlungen bilden und auf die Unterformen auffahrbar sind.

Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-PS 35 21 469 gezeigt und beschrieben. Die dort gezeigte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß innerhalb der Formen einerseits geheizt werden muß, um einen entsprechenden Sinterungsprozeß einzuleiten, und daß zur Stabilisierung des Formkörpers gleichzeitig in diesen Formen auch gekühlt werden muß, was zu einer erheblichen Energieverschwendung führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung dieses Mangels, und die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegeben.

Die Unteransprüche bilden das Verfahren nach Anspruch 1 vorteilhaft weiter aus bzw. geben an, mit welcher Einrichtung das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.

Die Zeichnung dient der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen

Fig. 1 den Arbeitstakt des Schäumens, und

Fig. 2 und 3 die weiteren Arbeitstakte der Übergabe der gefertigten Gegenstände auf die weiteren Stationen.

In Fig. 1 sind drei Arbeitsstationen a, b und c gezeigt. Die Station a weist eine feststehende Unterform (1) mit einer kalottenförmigen Form (2) auf, über die eine Oberform (3) ausrichtbar ist, die an einer Traverse (4) befestigt ist. Zwischen der Form (2) und der Oberform (3) verbleibt ein formgebender Hohlraum (5), in den während des Schäumens über eine Zuführleitung (7) vorgeschäumter Kunststoff, z. B. Polystyrol, eingeblasen wird. Über diese wird nach dem Einfüllen des Kunststoffs dem Hohlraum (5) Heißluft zugeführt, woraufhin die zugeführten Kunststoffteilchen weiter aufblähen, dabei den Hohlraum (5) unter leichtem Druck ausfüllen, und wobei weiterhin die einzelnen Kunststoffteile miteinander verschmelzt, d. h. gesintert werden.

In der Station b ist das Unterteil (10) ebenso wie das Unterteil (1) der Station a feststehend, und auch hier ist eine kalottenförmige Form (11) vorgesehen. Die Oberform (12) weist eine gegenüber der Oberform (3) der Station a andere Geometrie auf, d. h. hier ist ein Hohlraum (14) für eine zweite Lage (13) vorgesehen. In einem noch zu beschreibenden Übergabetakt ist der in Station a vorgeformte Körper bereits auf die Form (11) abgelegt, d. h. dieser befindet sich vor dem Schäumen der zweiten Lage (13) bereits in dieser Form.

Die zweite Lage (13) wird in Analogie zur Herstellung der ersten Lage im Hohlraum (5) in Station b gefertigt, d. h. auch hier wird über eine Zuführleitung (15) vorgeschäumter Kunststoff in den Hohlraum (14) eingeblasen und durch Zuführen von heißem Dampf ausgeschäumt und gesintert. Dadurch ergibt sich ein weiterer Teilkörper entsprechend der Kontur des Hohlraumes (14). Mit dem Zuführen von heißem Dampf wird nicht nur der Kunststoff ausgeschäumt bzw. gesintert, sondern es werden auch die beiden Kunststofflagen miteinander verschmolzen.

In der weiteren Arbeitsstation c handelt es sich ebenfalls um eine feststehende Unterform (17), die auch eine kalottenförmige Form (18) entsprechend der inneren Kontur des zu formenden Körpers enthält. Diese Unterform (17) ist mit einer kalte Luft bzw. kaltes Medium herbeiführenden Einrichtung verbunden, d. h. in dieser Form wird der aus der Station b übergebene gefertigte Gegenstand zur Stabilisierung abgekühlt.

Die Arbeitsschritte in den Stationen a, b und c verlaufen gleichzeitig, und gleichzeitig nach beendetem Ausschäum- bzw. Abkühlvorgang fahren die Oberformen (3, 12) nach oben und nehmen die in ihnen befindlichen Formkörper dabei mit, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das Mitnehmen der vorgefertigten Formkörper wird durch Unterdruck herbeigeführt, der den Oberformen (3, 12) durch entsprechende Leitungen (19, 20, 21) zugeführt wird.

Aus der in Fig. 2 gezeigten, hochgefahrenen Position der Oberformen (3, 12) bewegen sich diese jetzt gemeinsam nach rechts, wobei der in Station a gefertigte Formkörper auf die Kalotte (11) der Station b, und der in Station b gefertigte Formkörper auf die Kalotte (18) der Station c gelegt wird. Der in Station c stabilisierte und abgekühlte Formkörper ist während dieses Übergabetaktes der Form c entnommen und in eine Ausgabeposition überführt worden, in der der gefertigte Formkörper aus der Oberform in einen Sammelbehälter (22) ausgestoßen wurde.

Nach diesem Übergabetakt gehen die Oberformen (3, 12) wieder in ihre Ausgangsposition zurück, d. h. sie fahren jetzt wieder hoch, bewegen sich mit ihrer Traverse (4) wieder nach links und fahren anschließend wieder herunter auf die Unterformen (1, 10, 17), woraufhin der oben beschriebene Schäumungsprozeß erneut beginnen kann.

Durch dieses neuartige Herstellungsverfahren wurde es möglich, Formkörper mit unterschiedlichen Materialien außerordentlich schnell und energiesparend zu fertigen, denn hierbei sind zwei Formen ständig warm bzw. werden mit heißem Dampf beaufschlagt, während eine weitere ständig kalt sein kann, so daß ein Wechsel zwischen diesen Zuständen nicht erforderlich ist. Darüber hinaus gibt es bei diesem Verfahren nur zwei Takte, nämlich einmal den Schäum- und Sintertakt, dem sich ein weiterer Übergabetakt anschließt in dem kein Schäumprozeß stattfindet. Diese beiden Takte wechseln sich ständig ab und erlauben darüber hinaus einen vollautomatischen Ablauf des Herstellungsverfahrens.

Claims (6)

1. Verfahren zum Formschäumen von mehrlagigen Kunststoffteilen mit zwei oder mehreren Oberformen sowie zwei oder mehreren Unterformen, wobei die Oberformen unterschiedliche formgebende Höhlungen bilden und auf die Unterformen auffahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitstakt auf einer ersten Formstation a die erste Lage, auf einer weiteren Station b die in einem vorangegangenen Arbeitstakt gefertigte erste Lage von einer zweiten Lage umschäumt wird, während in einer dritten Station c der fertig formgeschäumte Gegenstand zur Stabilisierung abgekühlt wird, und daß in einem zweiten Arbeitstakt der in der ersten Station a geschäumte Gegenstand auf die zweite Station b, und der auf der zweiten Station b geformte Gegenstand auf die dritte Station c überführt wird, und der auf der dritten Station c zuvor stabilisierte formgeschäumte Gegenstand entnommen und einem den fertigen Gegenstand aufnehmenden Sammelbehälter (22) zugeführt wird, wobei anschließend die Oberformen (3, 12) in die Ausgangsposition zum Einleiten des ersten Arbeitstaktes zurückgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des Formkörpers aus unterschiedlichem Material bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberformen (3, 12) an einer Traverse (4) befestigt sind, die in Relation zu den Unterformen (1, 10, 17) horizontal und vertikal beweglich ausgebildet ist, wobei die Unterformen (1, 10, 17) fest angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schäummaterial eine Füllung aus vorgeschäumtem Kunststoff verwendet und zur Sinterung innerhalb der Formen mit Heißluft beaufschlagt wird, wobei in der zweiten Station b mit dem Heißdampf nicht nur ein Sintern des eingefüllten Materials, sondern auch ein Sintern der miteinander zu verbindenden Lagen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper unter Einfluß von Vakuum in den Oberformen (3, 12) festgehalten werden und damit die Übergabe auf die einzelnen Stationen erfolgt.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feststehende Unterformen (1, 10, 17) vorgesehen sind, von denen die erste Unterform (1) und zweite (10) mittels Dampf, und eine dritte (17) mittels Kühlluft beaufschlagbar ist, wobei Oberformen (3, 12) mit unterschiedlichen formgebenden Höhlungen vorgesehen sind, die an einer gemeinsamen Traverse (4) befestigt sind, welche die Oberformen (3, 12) in Relation zur Unterform (1, 10, 17) in horizontaler und vertikaler Richtung bewegt.