DE19939441C1

DE19939441C1 - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgegenständen

Info

Publication number: DE19939441C1
Application number: DE1999139441
Authority: DE
Inventors: Markus Krause
Original assignee: Grammer AG
Current assignee: Grammer AG
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2019-08-21

Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, das zur kontinuierlichen Herstellung von Kunststoffgegenständen (26) aus einem aufschäumenden Reaktionsgemisch (38) vorgesehen ist. Dabei wird das Reaktionsgemisch (38) über eine Folie (34) aufgebracht, die eine Vorschubbewegung mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit ausführt. Entlang mindestens zweier in sich geschlossener Bewegungsbahnen (16, 18, 32) laufen Formbacken (12, 14, 22, 30) um, die eine gemeinsame Formstrecke (20) mit einem Formhohlaum (24) für eine Anzahl Kunststoffgegenstände (26) bestimmen. Die Formbacken (12, 14, 22, 30) führen entlang der Formstrecke (20) eine Vorschubbewegung mit einer Geschwindigkeit aus, die der Vorschubgeschwindigkeit der mit dem Reaktionsgemisch (38) bedeckten Folie (34) entspricht. Das mit Hilfe der Folie (34) in die Formstrecke (29) hineintransportierte Reaktionsgemisch (38) schäumt in der Formstrecke (20) auf und füllt den Formhohlraum (24) der Formstrecke (20) aus. Hierbei wird die Folie (34) gegen die Innenkontur (40) des Formhohlraumes (24) gezwängt. Nach dem Verlassen der Formstrecke (20) kann die Folie (34) von den Gegenständen (26) entfernt werden.

Description

Zur Herstellung von Kunststoffgegenständen aus einem aufgeschäumten Reaktionsgemisch kommen bislang Formwerkzeuge zur Anwendung, die ein Formunterteil und wenigstens einen Deckel aufweisen. In den dem herzustellenden Kunststoffgegenstand entsprechenden Formhohlraum zwischen dem Formunterteil und dem Deckel wird das Reaktionsgemisch eingebracht, das während des Ablaufes der Reaktion aufschäumt und den Formhohlraum ausfüllt. Nach Ablauf der Reaktion des Reaktionsgemisches, d. h. nach der Herstellung des Kunststoffgegenstandes, wird der Deckel vom Formunterteil entfernt, wonach der Kunststoffgegenstand aus dem Formunterteil entnommen werden kann. Das Öffnen und Schließen des Formwerkzeuges bzw. das Einbringen des Reaktionsgemisches in das jeweilige Formwerkzeug und das Entnehmen des Kunststoffgegenstandes aus dem Formwerkzeug beeinträchtigen die Produktivität dieses bekannten Verfahrens. Der in einem solchen geschlossenen Formwerkzeug hergestellte Kunststoffgegenstand aus einem geschäumten Reaktionsgemisch weist eine Dichte von beispielsweise größenordnungsmäßig mehr als 30 kg/m³ und ein entsprechend großes Gewicht auf.

Aus dem DE-GM 18 55 548 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlprofilen aus homogenen oder schaumförmigen Kunststoffen vorzugsweise auf Polyurethanbasis bekannt, bestehend aus einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung für die Komponenten und einer mit entsprechender Geschwindigkeit fortbewegten elastischen Unterlage, die sich in einem Formstück abstützt und auf die die Kunststoffmischung aufgegossen wird. Das Formstück ist als langgestreckter Hohlkörper mit einem dem zu erzeugenden Hohlprofil entsprechenden Querschnitt ausgebildet. Innerhalb des Formstückes ist parallel und im Abstand von der Unterlage ein Dorn angeordnet, dem eine Folienhülle zugeführt wird, die auf dem Dorn gleitend vom erzeugten Kunststoffprofil laufend mitgenommen wird. Bei der Folienhülle handelt es sich beispielsweise um eine Trennfolie.

Die DE 22 18 801 B2 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Längsformkörpern aus gehärteten Schaumkunststoffen mit einem Paar parallel zueinander umlaufender endloser Transportbänder mit mindestens zwei Formelementen, die in einer Halterung laufen und in einer Formzone mit ihren Formflächen gegeneinander anliegen und dabei eine Form bilden, in der ein zuvor eingebrachter schäumbarer Kunststoff geformt und ausgehärtet wird. Diese bekannte Vorrichtung ist gekennzeichnet durch länglich ausgebildete Formelemente, deren Stirnseiten zu konkaven Formflächen mit Seitenwänden, deren Längskanten Einpaßmittel aufweisen, ausgebildet sind und die mit anderen Formelementen unter Ausbildung einer Form in Eingriff gebracht werden können und deren Rückseiten weitere konkave, durch Seitenwände begrenzte Formflächen bilden, deren Längskanten Einpaßmittel aufweisen, die derart ausgestaltet sind, daß die Rückseiten der Formelemente einerseits in Halterungsplatten einpaßbar sind und andererseits registerartig mit den Längskanten der Seitenwände der Stirnseiten weiterer Formelemente unter Ausbildung weiterer Formen in Eingriff gebracht werden können.

Aus der US 4 529 562 ist ein Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden Mauerblöcken bekannt, wobei ein aufschäumendes Kunststoffmaterial in einen Raum zwischen dem jeweiligen Mauerblock und einer zum jeweiligen Mauerblock zugehörigen Abschlußeinrichtung eingegossen wird. Das Gebilde aus Mauerblock, Abschlußeinrichtung und dazwischen vorgesehenem Kunststoffmaterial wird während des Aufschäumens des Kunststoffmaterials zwischen einem oberseitigen und einem unterseitigen endlosen Transportband vorwärtsbewegt, wobei die Abschlußeinrichtung am oberseitigen oder am unterseitigen endlosen Transportband vorgesehen sein kann. Wenn die Abschlußeinrichtung am unterseitigen Transportband vorgesehen ist, bleibt der Mauerblock während des Aufschäumens des Kunststoffmaterials mit der Abschlußeinrichtung in Berührung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem es mit verbesserter Produktivität möglich ist, leichtgewichtige Kunststoffgegenstände aus einem aufschäumenden Reaktionsgemisch herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, kontinuierlich Kunststoffgegenstände aus einem aufschäumenden Reaktionsgemisch herzustellen. Durch das Schließen und das Öffnen eines Formwerkzeuges bedingte Totzeiten werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden, was bedeutet, daß die Produktivität des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert ist. Dadurch, daß das Reaktionsgemisch in einen kanalförmigen offenen Formhohlraum eingebracht wird, ergibt sich der weitere Vorteil, daß die hergestellten Kunststoffgegenstände eine relativ geringe Dichte von beispielsweise ca. 10 kg/m³ besitzen. Daraus resultiert ein entsprechend reduziertes Gewicht der Kunststoffgegenstände. Das ist beispielsweise in der Fahrzeugindustrie aus Energieersparnisgründen vorteilhaft.

Als Folie wird vorzugsweise eine Trennfolie verwendet, die nach dem Verlassen der Formstrecke von den Gegenständen entfernt wird. Bei der besagten Folie kann es sich beispielsweise auch um ein Bezugmaterial handeln, mit welchem die hergestellten Kunststoffgegenstände zumindest partiell bedeckt sind.

Erfindungsgemäß kann eine endlose Trennfolie verwendet werden, die um voneinander entfernte Umlenkrollen umgelenkt wird. Diese Umlenkrollen sind dann am Anfang und am Ende der Formstrecke vorgesehen. Nachdem bei einer solchen endlosen Trennfolie oftmals nicht vermeidbar ist, daß nach einer längeren Anwendung der Trennfolie an ihr Reaktionsgemisch haften bleibt, ist es bevorzugt, wenn eine Trennfolie verwendet wird, die von einer Vorratsrolle abgewickelt wird. Diese Vorratsrolle ist in Vorschubrichtung der Trennfolie vor dem Anfang der Formstrecke vorgesehen. Eine derartige Trennfolie der zuletzt genannten Art wird dann zweckmäßigerweise auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt, die stromabwärts hinter der Formstrecke angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Formbacken entlang zweier in sich geschlossener Bewegungsbahnen umlaufen, die eine gemeinsame Ebene aufspannen, so daß die Formbacken sich entlang der Formstrecke, den Formhohlraum festlegend, gegenüberliegen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Formbacken entlang dreier in sich geschlossener Bewegungsbahnen umlaufen, wobei zwei Bewegungsbahnen eine gemeinsame erste Ebene aufspannen und die eine zweite Ebene aufspannende dritte Bewegungsbahn zur ersten Ebene wenigstens annähernd senkrecht orientiert ist. Noch eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Formbacken entlang von vier in sich geschlossenen Bewegungsbahnen umlaufen, wobei jeweils zwei Bewegungsbahnen eine zugehörige gemeinsame Ebene aufspannen und die beiden Ebenen zueinander wenigstens annähernd senkrecht orientiert sind.

Stromabwärts nach der Formstrecke ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren miteinander verbundene Kunststoffgegenstände aus dem aufgeschäumten Reaktionsgemisch, d. h. aus einem Kunststoffschaummaterial, bei dem es sich z. B. um PUR handelt. Dabei kann diese Verbindung der Kunststoffgegenstände durch das Material der Kunststoffgegenstände, d. h. durch das aufgeschäumte Reaktionsgemisch und/oder durch die Folie allein realisiert sein. Eine bestimmte Anzahl dieser Kunststoffgegenstände können miteinander verbunden bleiben, um die Handhabung für eine Zwischenspeicherung zu vereinfachen. Desgleichen ist es möglich, daß die miteinander verbundenen Gegenstände nach dem Verlassen der Formstrecke voneinander getrennt werden, um die Kunststoffgegenstände nach dem Verlassen der Formstrecke unverzüglich weiter verarbeiten zu können. Die Trennung der Gegenstände kann hierbei durch Auseinandertrennen der Stege aus dem Material der Gegenstände zwischen den benachbarten Gegenständen oder dadurch erfolgen, daß die Folie zwischen den nur durch die Folie miteinander verbundenen Gegenständen von den Gegenständen entfernt wird, wodurch direkt und unmittelbar die Gegenstände voneinander getrennt werden. Bei der oben erwähnten Weiterverarbeitung kann es sich beispielsweise darum handeln, die Kunststoffgegenstände mit einem Bezug zu überziehen. Bei den besagten Kunststoffgegenständen handelt es sich beispielsweise um Kopfstützen oder Armlehnen eines Fahrzeugsitzes o. dgl.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Kunststoffgegenständen aus einem aufschäumenden Reaktionsgemisch ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 schematisch eine perspektivische Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 durch die Formstrecke,

Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung von miteinander durch das Material der Gegenstände verbundenen Gegenständen, und

Fig. 5 in einer der Fig. 4 ähnlichen Längsschnittdarstellung eine Anzahl Gegenstände, die nur durch die die Gegenstände bedeckende Folie miteinander verbunden sind.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung 10 mit ersten Formbacken 12 und zweiten Formbacken 14. Die Formbacken 12 laufen entlang einer in sich geschlossenen ersten Bewegungsbahn 16 um. Die Formbacken 14 laufen entlang einer in sich geschlossenen zweiten Bewegungsbahn 18 um. Die Bewegungsbahnen 16 und 18 spannen jeweils ein in der Zeichnungsebene der Fig. 1 liegende gemeinsame Ebene auf, d. h. die ersten und zweiten Formbacken 12 und 14 laufen entlang den beiden in sich geschlossenen Bewegungsbahnen 16 und 18 um, die eine gemeinsame Ebene aufspannen, die der Zeichnungsebene der Fig. 1 entspricht bzw. zu dieser parallel ist.

Die Bewegungsbahnen 16 und 18 der ersten und zweiten Formbacken 12 und 14 sind derartig vorgesehen, daß sie eine gemeinsame Formstrecke 20 bestimmen. Entlang dieser gemeinsamen Formstrecke 20 bestimmen die ersten und zweiten Formbacken 12 und 14 gemeinsam mit dritten Formbacken 22 einen Formkanal 24 (sh. auch Fig. 3) für eine Anzahl Kunststoffgegenstände 26, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Der seitlich durch die ersten und zweiten Formbacken 12 und 14 und oberseitig durch die dritten Formbacken 22 begrenzte, d. h. festgelegte Formkanal 24 ist unterseitig beispielsweise durch eine Gleitschiene 28 begrenzt und festgelegt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Diese Gleitschiene 28 kann auch unterteilt sein, d. h. von vierten Formbacken 30 gebildet sein. Die dritten Formbacken 22 laufen entlang einer in sich geschlossenen dritten Bewegungsbahn 32 um (sh. Fig. 2). Die dritte Bewegungsbahn 32 spannt eine in der Zeichnungsebene der Fig. 2 liegende Ebene auf, die zu der von den Bewegungsbahnen 16 und 18 der ersten und zweiten Formbacken 12 und 14 aufgespannten Ebene senkrecht orientiert ist.

Die Formbacken 12, 14 und 22, 30 führen entlang der gemeinsamen Formstrecke 20 jeweils dieselbe Vorschubgeschwindigkeit aus. Durch die Formstrecke 20 wird außerdem eine Folie 34 mit der gleichen Geschwindigkeit hindurchbewegt. Auf die besagte Folie 34 wird mit Hilfe eines Gießkopfes 36 stromaufwärts vor der Formstrecke 20 ein aufschäumendes Reaktionsgemisch 38 z. B. aus PUR aufgebracht. Die mit dem Reaktionsgemisch 38 bedeckte Folie 34 wird in die gemeinsame Formstrecke 20 der Formbacken 12, 14 und 22 bzw. 30 hineinbewegt. Das Reaktionsgemisch 38 schäumt in der gemeinsamen Formstrecke 20 auf, wobei es den Formhohlraum 24 ausfüllt und die Folie 34 gegen die Innenkontur 40 des einer entsprechenden Anzahl Kunststoffgegenstände 26 entsprechenden Formhohlraumes 24 zwängt.

Am stromabwärtigen Ende der gemeinsamen Formstrecke 20 werden die Formbacken 12, 14 und 22 bzw. 30 wieder auseinanderbewegt, so daß am Ende der Formstrecke 20 eine entsprechende Anzahl miteinander verbundener Kunststoffgegenstände 26 herausbewegt werden, wie in Fig. 1 verdeutlicht ist. Die miteinander verbundenen Kunststoffgegenstände 26 werden nach dem Verlassen der Formstrecke 20 mit Hilfe einer geeigneten, sich simultan mitbewegenden Schneideinrichtung 42 voneinander getrennt. Mit Hilfe der Vorrichtung 10 ist es somit möglich, kontinuierlich Kunststoffgegenstände 26 herzustellen.

Die Folie 34, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Trennfolie handeln kann, kann nach dem Verlassen der Formstrecke 20 von den Kunststoffgegenständen 26 entfernt werden.

Fig. 4 zeigt in einer Längsschnittdarstellung eine Anzahl Kunststoffgegenstände 26, die miteinander durch Stege 44 aus dem Material der Kunststoffgegenstände 26, d. h. aus dem aufgeschäumten Reaktionsgemisch, verbunden sind. Die Kunststoffgegenstände 26 und die diese miteinander integral verbindenden Stege 44 sind mit der Folie 34 zumindest teilweise bedeckt.

Wie bereits weiter oben beschrieben worden ist, können die Gegenstände 26 nach dem Verlassen der Formstrecke 20 der Vorrichtung 10 (sh. die Fig. 1 und 2) im Bereich der Stege 44 mit Hilfe einer Schneideinrichtung 42 auseinandergetrennt werden, wie sie in Fig. 1 schematisch verdeutlicht ist.

Eine solche Kette aus Kunststoffgegenständen 26, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, wird mit Hilfe einer Vorrichtung 10 realisiert, bei welcher die Formstrecke 20 einen zusammenhängenden Formhohlraum 24 aus den Kunststoffgegenständen 26 entsprechenden Teilräumen und den dazwischen vorgesehenen Stegen 44 entsprechenden Verbindungsräumen aufweist. Demgegenüber verdeutlicht die Fig. 5 eine Kette aus Kunststoffgegenständen 26, die nur durch die Folie 34 miteinander verbunden sind. Eine derartige Kette aus Gegenständen 26 wird mit einer Vorrichtung 10 realisiert, bei welcher die Formstrecke den Gegenständen 26 entsprechende, voneinander getrennte Teilräume bildet, d. h. bei welcher die Formbacken 12, 14, 22, 30 jeweils mit entsprechenden Teilräumen gestaltet sind.

Beim Entfernen der Folie 34 von den Kunststoffgegenständen 26 gemäß Fig. 5 werden die Kunststoffgegenstände 26 direkt und unmittelbar voneinander getrennt.

Bezugsziffernliste

10

Vorrichtung

12

erste Formbacken (von

10

)

14

zweite Formbacken (von

10

)

16

erste Bewegungsbahn (von

12

)

18

zweite Bewegungsbahn (von

14

)

20

Formstrecke (von

10

)

22

dritte Formbacken (von

10

)

24

Formhohlraum (an

20

)

26

Kunststoffgegenstände

28

Gleitschiene (von

10

)

30

vierte Formbacken (von

10

)

32

Bewegungsbahn (von

22

)

34

Folie

36

Gießkopf (für

38

)

38

Reaktionsgemisch (für

26

)

40

Innenkontur (von

24

)

42

Schneideinrichtung (von

10

)

44

Stege (zwischen

26

)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgegenständen (26) aus einem aufschäumenden Reaktionsgemisch (38), wobei das Reaktionsgemisch (38) auf eine Folie (34) aufgebracht wird, die eine Vorschubbewegung mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit ausführt, und wobei entlang mindestens zweier in sich geschlossener Bewegungsbahnen (16, 18, 32) Formbacken (12, 14, 22, 30) umlaufen, die eine gemeinsame Formstrecke (20) mit einem Formhohlraum (24) für eine Anzahl Kunststoffgegenstände (26) bestimmen, wobei die Formbacken (12, 14, 22, 30) entlang der Formstrecke (20) eine Vorschubbewegung mit einer Vorschubgeschwindigkeit ausführen, die der Vorschubgeschwindigkeit der mit dem Reaktionsgemisch (38) versehenen Folie (34) entspricht, das Reaktionsgemisch (38) im Formhohlraum (24) der Formstrecke (20) aufschäumt und den Formhohlraum (24) der Formstrecke (20) ausfüllt und hierbei die Folie (34) gegen die Innenkontur (40) des Formhohlraumes (24) der Formstrecke (20) zwängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Folie (34) eine Trennfolie verwendet wird, die nach dem Verlassen der Formstrecke (20) von den Gegenständen (26) entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennfolie (34) verwendet wird, die von einer Vorratsrolle abgewickelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (12, 14) entlang zweier in sich geschlossener Bewegungsbahnen (16, 18) umlaufen, die eine gemeinsame Ebene aufspannen, so daß die Formbacken (12, 14) sich entlang der Formstrecke (20), den Formhohlraum (24) festlegend, gegenüberliegen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (12, 14, 22) entlang dreier in sich geschlossener Bewegungsbahnen (16, 18, 32) umlaufen, wobei zwei Bewegungsbahnen (16, 18) eine gemeinsame erste Ebene aufspannen und die eine zweite Ebene aufspannende dritte Bewegungsbahn (32) zur ersten Ebene wenigstens annähernd senkrecht orientiert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (12, 14, 22, 30) entlang von vier in sich geschlossenen Bewegungsbahnen (16, 18, 32) umlaufen, wobei jeweils zwei Bewegungsbahnen (16, 18; 32) eine zugehörige gemeinsame Ebene aufspannen und die beiden Ebenen zueinander wenigstens annähernd senkrecht orientiert sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (14, 16, 22, 30) entlang der Formstrecke (20) einen zusammenhängenden Formhohlraum (24) bilden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (14, 16, 22, 30) entlang der Formstrecke (20) den Kunststoffgegenständen entsprechende, voneinander getrennte Teilräume bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Gegenstände (26) nach dem Verlassen der Formstrecke (20) voneinander getrennt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (26) stromabwärts nach der Formstrecke (20) nur durch die Folie (34) miteinander verbunden sind, und daß die Gegenstände (26) beim Abziehen der Folie (34) voneinander getrennt werden.