DE2022147C3

DE2022147C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus geschäumten Kunststoff

Info

Publication number: DE2022147C3
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: 1982-12-30
Also published as: US3771770A; CA981410A; GB1351177A; DE2022147A1; DE2022147B2

Description

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

Bei der Herstellung derartiger Formteile muß das Durchrrischen der Komponenten und das Einfüllen des Komponentengemisches in die Schäumform in einem Zeitraum erfolgen, der kürzer als die sogenannte offene Zeit, d. h„ die Zeit zwischen dem Zusammengeben der Komponenten und dem Beginn der Schäumreaktion, 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 soll, daß die durch eine Kolbenbohrung in den Zylinderraum einströmende

"to Grundkomponente von den quer hierzu eingespritzten Zusatzkomponenten beaufschlagt wird. Das entstehende Gemisch wird durch eine entsprechend vorgesehene Bohrung aus dem Zylinderraum schlagartig als Ganzes in eine Form gegeben.

Abgesehen davon, daß die Zufuhrwege für die einzelnen Komponenten verhältnismäßig kompliziert sind, wobei in den Zuführwegen die erforderlichen Pumpen angeordnet sind, erfolgt die Einbringung und Vermischung der Komponenten an sich für einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich. Dieser Zeitraum hängt u. a. auch vom Volumen der schlagartig zu füllenden Form ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der erwähnten Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einfach konstruktiver Gestaltung zu schaffen, mit welchen der Zeitraum 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 Schaumstruktur aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß können die dosierten Zusatzkomponenten als Ganzes in einem Schwall 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 zu füllenden Form. Durch das schlagartige Zusammenführen der Komponenten und durch die Rührturbulenzströmung wird eine sehr homogene Di'rchmischung der Komponenten und damit eine hohe Homogenität in der Dichte und der Schaumstruktur des fertigen Formteiles erreicht

Um nach dem Entleeren des Mischbehälters zu vermeiden, daß die in diesem verbliebenen Restteile des Komponentengemisches ebenfalls eine Schäumreaktion haben, kann ohne Materialverlust 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 weiteres zu entnehmen sind; anhand der Zeichnungen erläutert. Es sind dargestellt in

Fi g. 1 eine Vorrichtung in Ansicht,

F i g. 2 die Vorrichtung gem. F i g. 1 in Ansicht von links,

F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung gem. F i g. 1.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, weist die Vorrichtung ein portalartiges Vorrichtungsgestell 1 auf, das durch zwei in Seitenansicht trapezförmige seitliche Portalstützen 2 und einen diese verbindenden horizontalen rahmerartigen Querträger 3 gebildet ist

An dem Querträger 3 hängend ist in der Mitte zwischen den Portalstützen 2 ein zylindrischer Mischbehälter 4 mit vertikaler Achse vorgesehen, oberhalb dessen sich an der Oberseite des Querträgers 3 der Motor 5 eines Turbomischers 6 in der Mittelachse des Mischbehälters 4 befindet An der nach unten in den Mischbehälter 4 ragenden Welle des Motors 5 ist ein in der Mittelachse des Mischbehälters 4 liegender Mischkopf 7 vorgesehen, der sich im wesentlichen im unteren Teil des Mischbehälters 4 unmittelbar oberhalb von dessen Bodenwand 8 befindet. Die Bodenwand 8 des Mischbehälters 4 ist durch eine Kreisscheibe gebildet, die an Armen 9 befestigt ist, weiche derart um eine zu den Ebenen der Portalstützer 2 rechtwinklige •Achse bei 10 an der Außenseite des Mischbehälters 4 schwenkbar gelagert sind. Die Bodenwand 8 kann in die in F i g. 2 strichpunktiert angedeutete Stellung seitlich neben den Mischbehälter 4 geschwenkt werden. An der Bodenwand 8 ist ein pneumatischer Arbeitszylinder 11 mit seiner Kolbenstange 12 angelenkt, mit welchem die Bodenwand 8 pneumatisch in der gewünschten Weise geschwenkt werden kann.

Zwischen die Portalstützen 2 kann ui.ter den Mischbehälter 4 eine beispielsweise Laufräder 14 aufweisende Schäumform 13 geschoben werden, in welche der Mischbehälter 4 durch Zurseiteschwenken der Bodenwand 8 in einem Schwall schlagprtig entleert werden kann.

Unmittelbar oberhalb des Mischbehälters 4 bzw. im wesentlichen annähernd auf diesem aufsitzend befinden sich zwei zylindrische Vordosierbehälter 15 16, die mit vertikaler Achse und — 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 Koaiponentengemisches, 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 Mischbehälters 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 Vordosierbehälters 16 angeordneten Arbeitszylinder 20 beispielsweise pneumatisch, betätigt wird.

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

Aus dem Vordosierbehälter 16 wird die vordosierte Grundkomponeine bei geöffnetem Ventil 19 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 Absaugleitung 26, die höhenverstellbar und zur Seite schwenkbar gelagert sowie an eine auf dem Querträger 3 befestigte Membranpumpe 27 angeschlossen ist. Die Druckleitung der Membranpumpe 27 ist zu einem nicht näher dargestellten Speicherbehälter geführt, aus welchem die Leitung 17 gespeist wird. Durch die Absaugleitung 26 wird aus dem Mischöehälter 4 ein so großer Anteil der Grundkomponente abgesaugt, daß sich in dem Mischbehälter 4 die genau vOrbestimmte Menge der Gmndkomponente befindet. Danach wird der Turbomischer 6 in Gang gesetzt, so daß die in dem Mischbehälter 4 befindliche Grundkomponente einer starken Rührturbulenzströmung ausgesetzt wird. Darauffolgend wird das Ventil 23 geöffnet, wodurch sich die in dem Vordosierbehälter 15 befindliche Zusatzkomponente in einem Schwall in den Mischbehälter 4 entleert, wo sie gleichzeitig unter die Grundkomponente gemischt wird.

Unmittelbar am Ende der Entleerung des Vordosierbehälters 15, d. h. nach Schließung des Ventiles 23, wird unter die öffnung 22 ein Schieber 28 pneumatisch bewegt, der von der Öffnung 22 schräg nach außen 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 vermieden ist, daß nachtropfende Teile der Zusar.zkomponente nicht vollständig unter die Gmndkomponente gemischt werden. Vor dem Einleiten der Zusatzkomponente in den Mischbehälter 4 wird die Absaugleitung 26 nach oben gefahren und zur Seite geschwenkt.

Nach der auf wenige Sekunden begrenzten Rührbzw. Mischzeit wird die Bodenwand 8 schlagartig geöffnet, so daß das Komponentengemisch in einem Schwall in die darunterstehende Schäumform 13 fällt, in der die Schäumreaktion dann sofort einsetzen kann. Sofort nach dem Entleeren des Mischbehälters 4 und nach Schließen der Bodenwand 8 wird der Mischbehälter 4 mit der Gmndkomponente 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 wieder eine genau

vorbestimmte dosierte Menge, befindet, die dann wieder in der beschriebenen Weise mit der Zusatzkomponente vermischt werden kann.

Wird mehr als eine Zusatzkomponente benötigt, so wird eine entsprechend größere Anzahl von Vordosierbehältern verwendet.

Unter die Unterseite des Mischbehälters 4 ist eine Tropffangplatte 29 bewegbar, die mit einem Arm 30 um eine lotrechte Achse an einer der beiden Portalstützen 2 schwenkbar angelenkt ist. Nach der Entleerung des Mischbehälters 4 in die Schäumform 13 wird die Tropffangplatte 29 unter den Mischbehälter 4 geschwenkt, so daß vermieden ist, daß Reste in die Schäumform 13 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 gekennzeichnet, daß die dosierte Zusatzkomponente als Ganzes in einem Schwall der einer Rührturbulenz unterworfenen vordosierten Grui.dkomponente zugegeben und gleichzeitig dabei untermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Entleeren, insbesondere vor dem Ausschäumen in der Schäumform, ein Mischbehälter mit der Grundkomponente wenigstens teilweise gefüllt und dann durch Absaugen die Menge der Grundkomponente für die nächste Mischung dosiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgesaugte Anteil der Grundkomponente in einen Speicher zurückgeführt wird, aus dem ein Vordosierbehälter für die Grundkomponente gespeist wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der benachbart zum Mischbehälter im wesentlichen für jede Komponente Vordosierbehälter vorgesehen sind, die über Ventile unmittelbar mit einem Mischbehälter leitungsverbunden sind, sowie im Austrittsweg des Komponentengemisches aus dem Mischbehälter unmittelbar benachbart zu diesem über ein Ventil getrennt eine Schäumform vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordosierbehälter (15, 16) eine sich im wesentlichen mit einer Einlaßöffnung des Mischbehälters (4) deckende Auslaßöffnung (22, 18) aufweisen, in der die zugehörigen Ventile (23, 19) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand (8) des Mischbehälters (4) im wesentlichen vollständig zu öffnen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu öffnende Wand (8) des Mischbehälters (4) vollständig neben die Austrittsöffnung bewegbar, insbesondere schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unter die Auslaßöffnung (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 Absaugleitung (26) für überschüssige Teile der Grundkomponente angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nech Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (26) von oben in den 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 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 einfim der Ansprüche 4 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mischbehälter (4) ein Rührwerk (6) angeordnet ist, dessen Antrieb (5) an der Oberseite des Mischbehälters (4) etwa in dessen Mittelachse liegt
13. 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 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Fahrgestell (14) aufweisende Schäumform (13) zwischen die Portalstützen (2) des Vorrichtungsgestelles (1) bewegbar ist