DE2054843C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus Schaumkunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus Schaumkunststoff, bei dem in eine beheizbare Form eine Mehrzahl von Schichten aus unter Wärmeeinwirkung expandierenden Thermoplastteilchen verschiedener Dichte eingefüllt und unter Wärmezufuhr zu dem Gegenstand versintert werden.

Die Verwendung unterschiedlich dichter Schichten von Thermoplastteilchen hat beispielsweise den Zweck, Außenflächen mit Hilfe von hohen Dichtwerten besonders schlagfest zu machen, während im Inneren von Formteilen zur Erzielung eines geringen Gewichtes geringere Dichtewerte erwünscht sind.

Nach dem bisher bekannten Stand der Technik (FR-PS 93 792, Zusatz zu FR-PS 15 55 781) werden die Schichten unterschiedlich dichter Thermoplastteilchen unmittelbar miteinander versintert, so daß zwangläufig sprunghafte Dichteänderungen an den Schichtgrenzen auftreten müssen. Solche plötzlichen Dichteänderungen können eine bruchgefährdete Trennlinie im Gegenstand erzeugen.

Aufgabe der Erfindung bei dem vorstehend geschilderten Verfahren ist es, die Bruchgefährdung an Grenzlinien zwischen Thermoplastkörpern unterschiedlicher Dichte zu verhindern.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen Schichten dichterer und weniger dichter Thermoplastteilchen von Mischungen der dichteren und weniger dichter Thermoplastteilchen gebildete Zwischenschichten in die Form einzufüllen. Dabei können die Thermoplastteilchen der Form kontinuierlich aus einer Mischkammer zugeführt werden, die aus getrennten Thermoplastteilchen unterschiedlicher Dichte enthaltenden Vorratsbehältern in sich stetig ändernden Proportionen gespeist wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von Thermoplastteilchen mit zwei verschiedenen Dichtewerten, welche über zwei Vorratstrichter zugeführt werden, ist gekennzeichnet durch eine Mischkammer mit zwei Einlassen, an denen die aus den Vorratstrichtern abgegebenen Thermoplastteilchen zugeführt werden und einem zur Form führenden Auslaß und eine in der Mischkammer angeordnete Regler-Klappe, die in ihren Extremeinstellungen jeweils einen der Einlasse mit dem Auslaß und in Zwischenstellungen beide Auslässe mit dem Auslaß verbindet, wobei in den Zwischenstellungen die Steigerung des Zustromes aus dem einen Einlaß mit einer Verminderung des Zustromes aus dem anderen Einlaß verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand von bevorzugten Ausführnngsforrnen nachfolgend näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß hergestellten Bootskörper aus expandierbarem Polystyrol,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Rahmen eines Ohrensessels in größerem Maßstabe als der Bootskörper der F i g. 1 und

Fig.3 einen Querschnitt durch eine Mischvorrichtung, mit der eine Form mit expandierbaren Polystyrol körpern aufgefüllt werden kann.

Der in F i g. 1 dargestellte Bootskörper wird in einer Form hergestellt, deren innere und äußere Formteile aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Die beiden Formteile werden miteinander verbunden und verspannt, um einen Hohlraum zu bilden, der den Abmessungen des zu formenden Bootskörpers entspricht. In Wandungsöffnungen der zwei Formteile befinden sich Nylonstopfen, die etwa einen Durchmesser von 30 mm haben, mit etwa 20 cm Mittenabstand über die gesamte Wandungsfläche verteilt sind und eine Mehrzahl von axialen Schlitzen aufweisen, um Dampf in die Form einzuleiten.

Die Form ist so aufgestellt, daß der Kielteil im wesentlichen horizontal oben liegt und der Dollbordteil den unteren Rand der Form bildet. Der Dollbordteil der Form wird zunächst mit einer Schicht von Polystyrolkörnern gefüllt, die nur geringfügig vorexpandiert sind, beispielsweise eine Dichte von 0,1 bis 0,32 g/cm³ haben, um das Dollbord 10 des Bootes zu bilden. Die Materialkörner im Dollbord können gegebenenfalls auch ohne Vorexpansion eingebracht werden, wobei sich in diesem Falle eine Dichte von etwa 0,73 g/cm³ ergibt. Der dem Dollbord benachbarte Formteil wird dann in einer Anzahl von dünnen Schichten mit Körnern gefüllt, wobei jede dieser Schichten, verglichen mit der darunterliegenden Schicht, in ständig größerem Maße vorexpandiert ist, um einen Streifen 11 (Fig. 1) zu bilden, in dem die Dichte stetig mit der Entfernung vom Dollbord ansteigt. Die Form wird dann bis zum Keilteil mit Polystyrol körpern gefüllt, die um den gleichen Betrag vorexpandiert sind wie die Körner in der obersten Schicht des Streifens 111 Die Form wird dann

abgedichtet und mit Dampf in einem Autoklaven beheizt, um das Material in der Form auszuschäumen.

In dem so ausgeformten Bootskörper ist der Teil in der Horizontalebene unterhalb des Streifens 11 dichter als der Teil in der Horizontaleben; oberhalb des Streifens 11. Die Dichte des Bootskörpers in einer Vertikalebene durch den Streifen 11 vermindert sich itetig von der unteren zur oberen Horizontalebene.

Die Form kann mit Körnern über eine nit zwei Einfülltrichtern versehene Mischvorrichtung aufgefüllt werden, Aobei der eine Trichter Körner mit einer maximalen Dichte und der andere Trichter Körner mit einer minimalen Dichte zuführt Die Teile des Bootskörpers, die eine mittlere Dichte erhalten sollen, lassen sich dann aus einer Mischung der beiden Körner '5 unterschiedlicher Dichtewerte aus den zwei Trichtern in dem erforderlichen Mischungsverhältnis herstellen.

Fig.3 zeigt eine geeignete Mischvorrichtung mit einem Gehäuse 20, zwei nach unten und gegeneinander geneigten Sehenwänden 21, 22, zwei Einlassen 23 und ^M 24 an gegenüberliegenden Oberseiten des Gehäuses, einem Auslaß 25 am Boden des Gehäuses und einem Mischklappenventil 26. Die Ventilklappe ist innerhalb des Gehäuses um eine Querachse zwischen den beiden Einlassen verschwenkbar und kann sich /wischen einer ersten in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und einer zweiten in gestrichelten Linien dargestellicii Stellung bewegen. In der erstgenannten Stellung liegt die Ventilklappe 26 an der Wand 21, um den Einlaß 23 abzusperren, und in der zweitgenannten Stellung an der Wand 22, um den Einlaß 24 zu versperren. Während des Betriebes sind die Einlasse 23 und 24 über Leitungen mti getrennten Vorratstrichtern verbunden, von denen der eine dichte Körner und der andere leichtere oder weniger leichte Körner enthält. Der Auslaß 25 ist durch eine flexible Leitung mit einer Einfülltülle verbunden, mit der die Körner der Form zugeführt werden. In der ersten Stellung der Ventilklappe gelangen nur die Körner von dem mit dem Einlaß 24 verbundenen Vorratstrichter durch Schwerkraft zur Einfülltülle, während in der zweiten Stellung der Ventilklappe nur die Körner von dem mit dem Einlaß 23 verbundenen Vorratstrichter die Einfülltülle erreichen können. In Zwischenstellungen der Klappe sind beide Einlasse 23 und TA teilweise geöffnet, so daß jedes gewünschte Mischungsverhältnis zwischen den dichteren und leichteren Körnern dem Auslaß 25 durch entsprechende Einstellung der Klappe 26 zugeführt werden kann.

Die Form für den Ohrensesselrahmen der F i g. 2 wird mit expandierbaren Polystyrolkörnern mit zwei verschiedenen Dichten angefüllt und zwar genauso wie es für den Bootskörper beschrieben wurde. Die Form ist so aufgestellt, daß der in ihr hergestellte Rahmen, wie F i g. 2 zeigt, über Kopf steht. Der untere Teil der Form wird mit einer Schicht von dichteren Körnern gebildet, um die Rahmenteile 15 zu bilden. Dann wird die Mischung von dichteren und leichteren Körnern in dünnen Schichten hinzugefügt, um den Streifen 16 zu bilden, wobei jeweils die Körner einer Schicht eine etwas geringere Dichte haben als die unmittelbar darunter liegende Schicht. Der übrige Teil der Form wird dann mit Körnern der geringen Dichte aufgefüllt. Anschließend kann die Y-. : m verschlossen und mit Dampf in einem Autokla\en beheizt werden, um das Material in der Form zu schäumen. Bei dem dann entstehenden Sesselrahmen ist das Material, das die oberen Teile der Rückenlehne, die Ohren, die Vorderabschnitte des Sitzes und die Armlehnen bildet, härter und fester als das Material, aus dem die übrigen Teile des Sessels bestehen.

Der Dichteunterschied zwischen den verschiedenen Teilen eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenstandes kann vergleichsweise klein sein. Beispielsweise kann der vorstehend beschriebene Ohrensessel aus Körnern bestehen, die auf eine Dichte von 0,04 bzw. 0,03 g/cm³ vorexpandiert wurden. Die Körner größerer Dichte liefern ein Material, das für die Teile, die am stärksten bei Benutzung beansprucht werden, ausreichend fest ist. Die Verwendung der Körner von geringerer Dichte im verbleibenden Teil des Sessels führen dann zu einer erheblichen Materialeinsparung verglichen mit einem Stuhl, der vollständig aus den Körnern größerer Dichte besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Schaumkunststoff, bei dem in eine beheizbare ■> Form eine Mehrzahl von Schichten aus unter Wärmeeinwirkung expandierenden Thermoplastteilchen verschiedener Dichte eingefüllt und unter Wärmezufuhr zu dem Gegenstand versintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen Schichten dichterer und weniger dichter Thermoplastteilchen von Mischungen der dichteren und weniger dichten Thermoplastteilchen gebildete Zwischenschichten in die Form eingefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn- «5 zeichnet, daß die Thermopl&itteilchen der Form kontinuierlich aus einer Mischkammer zugeführt werden, die aus getrennten Thermoplastteilchen unterschiedlicher Dichte enthaltenden Vorratsbehältern in sich stetig ändernder Proportionen gespeist wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und 2 unter Verwendung von Thermoplastteilchen mit zwei verschiedenen Dichtewerten, welche über zwei Vorratstrichter zügeführt werden, gekennzeichnet durch eine Mischkammer (21) mit zwei Einlassen (23,24), an denen die aus den Vorratstrichtern abgegebenen Thermoplastteilchen zugeführt werden und einem zur Form führenden Auslaß (25) und eine in der Mischkammer (21) angeordnete Regler-Klappe (26), die in ihren Extremstellungen jeweils einen der Einlasse (23, 24) mit dem Auslaß (25) und in Zwischenstellungen beide Einlasse (23,24) mit dem Auslaß (25) verbindet, wobei in den Zwischenstellungen die Steigerung des Zustromes aus dem. einen Einlaß (23; 24) mit einer Verminderung des Zustromes aus dem anderen Einlaß (23; 24) verbunden ist.