DE2022147B2

DE2022147B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus geschäumten Kunststoff

Info

Publication number: DE2022147B2
Application number: DE2022147A
Authority: DE
Inventors: Walter 7121 Pleidelsheim Lehmann
Original assignee: Mirabed AG
Current assignee: Mirabed AG
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1970-05-06
Publication date: 1980-01-24
Also published as: US3771770A; DE2022147A1; DE2022147C3; GB1351177A; CA981410A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Herstellen von Forinteilen aus geschäumtem Kunststoff nach den Merkmalen des Oberbegriffs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Hei der Herstellung derartiger Formteile muß das Durchmischen der Komponenten und das Einfüllen lies Koniponentengeriisches in die Schäumform in einem Zeitraum erfolgen der kürzer als die sogenannte offene Zeil, d. h.. die Zeit /wischen dem Zusammengehen der Komponenten und dem Beginn der Schäiimreaktion, ist. Daraus ergibt sich, daß für eine schnelle Verarbeitung Vorsorge getroffen sein muß.

Bei einem bekannten Verfahren werden die einzelnen Komponente einer als Druckzylinder ausgebildeten Mischkammer zugeführt, wobei die Vermischung primär dadurch erfolgen ¹M)II, d.jli die durch eine Kolbenbohrung in den Zylinderraiim einströmende (irundkomponenie von den <|uer nier/u eingespritzten Ztisat/komponenien beaufschlag! wird. Das entstehende Gemisch wird durch eine entsprechend vorgesehene Bohrung aus dem Z>lindcrr.iiim schlagartig als Gan/es in eine Form gegeben.

Abgesehen davon, d.ill die Ziifuhrwege für die ein/einen Komponenten verhältnismäßig kompliziert sind, wobei in den /iiführwcgcn die erforderlichen 1'UiUi)Cn angeordnet sind, erfolgt ehe Einbringung und Vermischung der Komponenten an sich für einen bestimmten Zeilraum kontinuierlich. Dieser Zeilraum hi'ngl u.a. auch vom Volumen der schlagartig zu füllenden Form ab.

Der Erfindung liegl die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der erwähnten ArI sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichlung mit einfach konstruktiver Gestaltung zu schaffen, mit welchen der Zeilraum für eine gleichmäßige Vermischung der Komponenten auf ein erforderliches Minimum reduziert wird und damit das hergestellte Formteil ein hohes Maß an Homogenität in der Dichte und der Schaumslruklur aufweist.

Erfindungsgemäß winl diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgcdankens ergeben sich aus den Unieransprüchen.

Erfindungsgemäß können die dosierten Zusatzkomponenten als Ganzes in einem Schwal! mit der Grundkomponente zusammengebracht werden. Die

Zeitdauer der Durchmischung hängt im wesentlichen nur von der Intensität der Rührturbulenzströmung ab und nicht wie bisher von der Zeitdauer der Einspritzung der Komponenten bzw. dem Volumen der schlagartig .'.u füllenden Form. Durch das schlagartige Zusammenführen der Komponenten und durch die Rührturbulenzütrömung wird eine sehr homogene Durchmischung der Komponenten und damit eine hohe Homogenität in der Dichte und der Schaumstruktur des fertigen Formteiles erreicht.

Um nach dem Entleeren des Mischbehüliers zu vermeiden, daß die in diesem verbliebenen Restteile des Komponentengemisches ebenfalls eine Schäumreaktion haben, kann ohne Materialverliist eine Spülung des Mischbehälters durchgeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert; die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen maßstabgerecht wieder. Diese Teile werden, soweit sie den Zeichnungen nicht ohne wei'eres /u entnehmen sind, anhand der Zeichnungen erläutert. Es sind dargestellt in

F i g. 1 eine Vorrichtung in Ansicht.

Fig. 2 die Vorrichtung gem. Fig. I in Ansicht von links,

F i g. i eine scheniatische Draufsicht auf einen feil der Vorrichtung gem. F i g. I.

Wie die Fig. 1 und 2 /eigen, weist die Vorrichtung ein portalartiges Vornchlungsgestell I auf. das durch zwei in Seitenansicht trapezförmige seitliche Portalstützcn 2 und einen diese verbindenden horizontalen rahmerariigen Querträger ) gebildet ist.

An dem Querträger } hängend ist in der Mitte /wischen ilen l'ortalstüi/en 2ein zylindrischer Mischbehälter 4 mit vertikaler Achse vorgesehen, oberhalb dessen sich an der Oberseite des Querträgers ) der Motor 5 eines Turbomischers 6 in der Mittelachse des Mischbehälter 4 befindet. An der nach unten in den Mischbehälter 4 ragenden Welle des Motors 5 ist ein in der Mittelachse des Mischhchältcrs 4 liegender Mischkopf 7 wirgesehen, der sich im wesentlichen im inneren Teil des Mischhchältcrs 4 unmittelbar oberhalb von dessen Hodenwand H befindet. Die Bodenwand 8 ccs Mischbehälter 4 ist durch cmc Kreisscheibe gebildet, die ;:n Armen 9 befestigt ist, welche derart um eine zu den Ebenen der l'ortalsitii/er 2 rechtwinklige Achse bei 10 an der Außenseite des Mischbehälter 4 schwenkbar gelagert sind. Die llodcnwand 8 kann in die in Fig 2 strichpunktiert angedeutete Stellung seitlich neben den Mischbehälter 4 geschwenkt werden. An der Bodenwand 8 ist ein pneumatischer Arbeitszylinder Il mit seiner Kolbenstange 12 angclcnki. mit welchem die Bodenwand 8 pneumatisch in der gewünschten Weise geschwenkt werden kann.

Zwischen die Portalstüi/en 2 kann unter den Mischbehälter 4 eine beispielsv/eise l.aufräder 14 aufweisende Schäumform 11 geschoben werden, in welche der Mischbehälter 4 durch /urseiteschwcriken der Bodenwand 8 in einem Schwall schlagartig entleert werden kann.

Unmittelbar oberhalb des Mischbehälters 4 bz.w. im wesentlichen annähernd auf diesem aufsitzend befinden sich zwei zylindrische Vordosicrbchältcr 15 16, die mit vertikaler Achse utid — in Bezug auf die Mittelachse des Mischbehälters 4 — sich diametral gegenüberliegend vorgesehen sind. Der sowohl in Bezug auf den Durchmesser als auch auf die Höhe größerer Vordosierbehälter 16 dient zur Vordosierung der Grundkomponente des herzustellenden Komponentengemische,, wobei diese Grundkomponente über eine vertikal nach unten in den Vordosierbehälter 16 ragende Leitung 17 zugeführt wird. Für die Zuführung der Grundkomponente ist eine nicht näher dargestellte Pumpe vorgesehen. In seinem der Mittelachse des Mischbehälter 4 zugewandten Bereich ist der Vordosierbehälter 16 im Boden mit einer verhältnismäßig großen Öffnung 18 versehen, die mit einem Ventil 19 verschließbar ist. welches durch einen an der Oberseite des Vordosiei behälter 16 angeordneten Arbeitszylinder 20 beispielsweise pneumatisch, betätigt wird.

Der Vordosierbehälter 15 ist in entsprechender Weise mit einer Zuführleitung 21 für eine Zusat/komponente verbunden und über eine öffnung 22 im Boden in den Mischbehälter 4 entleerbar, wooei die Öffnung 22 durch ein Ventil 23 verschließbar ist. das seinerseits durch den Arbeitszylinder 24 betätigt wird. Die Arbeitszylinder 20, 24 und damit ;;c Ventile 19, 2) werden ebenso wie der Arbeitszylinder 11 durch eine Programmsteuerung 25 gesteuert.

Aus dem Vordosierbehälter Ib wird die vordosierte (jrundkomponente bei geöffnetem Ventil 14 durch die Öffnung 18 in den Mischbehälter 4 gegeben, wobei die Menge so dosiert sein kann, daß der Mischbehälter 4 im wesentlichen ganz gefüllt wird. In den Mischbehälter 4 ragt von oben nach unten eine Absaiigleiiung 26. die höhenverstellbar und zur Seite schwenkbar gelagert sowie an eine auf dem Querträger 3 befestigte Membranpumpe 27 angeschlossen is',. Die Druckleitung der Membranpumpe 27 ist zu einem nntit näher dargestellten Speicherbehälter geführt, aus \- elchem die Leitung 17 gespeis! wird. Durch die Absa ;gieming 26 wird aus dem Mischbehälter 4 ein so großer Anteil der (jrundkomponenle abgesaugt, dall sieh in dem Mischbehälter 4 die genau vorbestimmte Menge der (irundkomponcntc befindet. Danach wird der fiiihoinisi!;. r b in Gang gesetzt, so daß die in dem Mist !-behälter 4 befindliche Grundkoiiiponeme eine; starken Riihrturbuluizslrönning ausgesetzt wird. Darauffolgend wird das Ventil 2J geöffnet, wodurch sich die in dem Vordosierbehälter 15 befindliche Zusjtzkomnoriente in einem Schwall in den Mischbehälter 4 entleert, wo sie gleichzeitig unter die Grundkomponente gern' A¹In λ iid

Unmittelbar am Ende der Entleerung des Vordosier behälter 15. d. h. nach Schließung des Ventiles 2 5. wird unter die Öffnung 22 ein Schieber 28 pneumatisch bewegt, der von der Öffnung 22 schräg nach .lulicn und unten geneigt ist und durch den Tropfen abgefangen werden, die evtl. noch von dem Vordosierbehälter 15 bzw. aus der Öffnung 22 herunterfallen, so daß wrm'jden ist, daß nachtropfende feile der /usatzkomponente nicht vollständig unter die Gr-mdkomponente gemischt werden. Vor dem Einleiten der /u\ ltzkomponente in den Mischbehälter 4 wird die Ahsatigleitung 26 nach oben gefahren und zur Seite geschwenkt

Nach der auf wenige Sekunden begrenzten Ruhr bzw. Mischzeit wird die Bodenwand 8 schlagartig geöffnet, se; daß das Komponenlengeinisch in einen) Schwall in die darunterstehendc Schäumform I J fällt, in der die .Schäumreaktion dann sofor; einsetzen kann. Sofort nach dem Entleeren des Mischbehälters 4 und nach Schließen der Rodenwand 8 wird der Mischbehälter 4 mit der Grundkomponente voll ausgefüllt, so daß Reste des reaktionsfähigen Komponentengemisches von den Behälterwänden gespült werden. Dann wird mit der Absaugleitung 26 soviel aus dem Mischbehälter 4 abgesaugt, daß sich in diesem wieJer eine genau

vorbesiiminle dosierte Menge befindet, die dann wieder in der beschriebenen Weise mit der Zusai/koniponente vermischt werden kann.

Wird mehr ills eine Zusalzkomponente benötig'., so wird eine entsprechend größere Λη/.ahl von Vordosier behältern verwendet.

Unter die Unterseite des Mischbehälter* 4 ist eine Tropffangplatlc 29 bewegbar, die mit einem Arm 10 um eine lotrechte Achse an einer der beiden Portalsiiii/en 2 schwenkbar angelenkt ist. Nach der Entleerung des Mischbehälters 4 in die .Schäumform 13 wird die Tropffangplattc 29 unter den Mischbehälter 4 geschwenkt, so daß vermieden ist, daß Reste in die Schäumform 1.1 nachtropfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere Polyurethan, bei dem eine dosierte Grundkomponente des "> Schaumstoffes mit mindestens einer dosierten Zusatzkomponente durchmischt und das hergestellte Gemisch in einem besonderen Raum bereitgestellt und dann sofort und schlagartig als Ganzes in eine Form gegeben wird, dadurch gekenn- Ό zeichnet, daß die dosierte Zusatzkomponentc als Ganzes in einem Schwall der einer Kührturbulenz unterworfenen vordosierten Grundkomponenle zugegeben und gleichzeitig dabei untermischt wird. ι ■>

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Entleeren, insbesondere vordem Ausschäumen in der Schäumform, ein Mischbehälter mit der Grundkomponente wenigstens teilweise gefüllt und dann durch Absuii- ■?» gen die Menge der Grundkomponeuie für die nächste Mischung dosiert wird.

i. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgesaugte Anteil der Grundkomponente in einen Speicher /uiikkgeführl -'■ wird, aus dem ein Vonlosierbeh.iller für die Grundkomponente gespeist wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis i, wobei benachbart zum Mischbehälter im wesentlichen für jede >" Komponente Behälter vorgesehen sind, die über Ventile unmittelbar mil dem Mischbehälter leiiungsverbunden sind und im Austritt"·- eg des Komponentengemisches aus dem Mischbehälter iinmiiielbar benachbart zu diesem über ein Ventil getrennt die '*> Schäumform angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als Vordosierbehälier (Ii; 16) ausgebildet sind und diese eine sich im wesentlichen mit einer Einlaßöffnung lies Mischbehälters (4) deckende Auslaßöfinung (22; 18) aufweisen, in der ·"> die zugehörigen Ventile (2J; 19) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daü eine Wand (8) des Mischbehälters (4) im wesentlichen vollständig zu öffnen ist.

b. Vorrichtung nach Anspruch ¹J, dadurch gekenn· ⁴^ zeichnet, daß die zu öffnende Wand (8) des Mischbehälter (4) vollständig neben die Austritts-Öffnung bewegbar, insbesondere schwenkbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß unter die Auslaßöff ^r>" nung (22) mindestens des Vordosierbehälters (15) und/oder des Mischbehälters (4) ein Tropfenfänger (28; 29) bewegbar, vorzugsweise schiebbar oder schwenkbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, '>'· dadurch gekennzeichnet, daß an den Mischbehälter (4) eine Absaiigleilung (26) für überschüssige Teile derGrundkomponentc angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daü die Absauglcilung (26) von oben in den ^h0 Mischbehälter (4) ragt und bis über diesen höhenverstellbar sowie zur Seite schwenkbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (26) an eine ^Μ Pumpe (27) angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung

(26) in einen Speicher für die Grundkomponente mündet, der mit dem zugehörigen Vordosierbehälter (16) leitungsverbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis I !,dadurch gekennzeichnet,daß in dem Mischbehälter (4) ein Rührwerk (6) angeordnet ist, dessen Antrieb (5) an der Oberseite des Mischbehälter (4) etwa in dessen Mittelachse liegt.

IJ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (4) und die Dosierbehälter (15; 16) an einem portalartigen Vorrichtungsgestell (1) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Fahrgestell (14) aufweisende Schäumform (U) zwischen die Portalstützen (2) des Vorrichtungsgestelles (I) bewegbar ist.