DE2129046B2

DE2129046B2 -

Info

Publication number: DE2129046B2
Application number: DE2129046A
Authority: DE
Inventors: Hans 5429 Lautert Erlenbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1971-06-11
Publication date: 1975-06-19
Also published as: DE2129046A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus schäumbarem thermoplastischen Kunststoff, bei der die Form, in die der Kunststoff, vorzugsweise in Granulatform, einzuführen ist, und in der der Kunststoff unter der Wirkung von Wärme und von in den Forminnenraum einzuführendem Dampf unter Aufschäumen geformt wird, gut wärmeleitende, insbesondere metallene Formwände, die in formstabile Außenwände eingesetzt mit den Außenwänden von heizendem bzw. kühlendem Wärmeträger-Medium durchflossene Heiz- und Kühlkammern bilden, und Einrichtungen zum Einführen von Dampf, insbesondere überhitztem Dampf, in den Forminnenraum aufweist, wobei für das Wärmeträger-Medium ein eigenes Herz- und Kühlsystem und für den in den Forminnenraum einzuführenden Dampf eine von diesem Heiz- und Kühlsystem getrennte Dampfquelle und Zuführungssteuerung vorgesehen sind. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art (USA.-Patentschriften 3170010 und 3417173, deutsche Offenlegungsschrift 1946747) müssen die eigentlichen Formwände massiv und selbsttragend ausgebildet sein, damit sie bei der dort vorgeschlagenen Beheizung durch Dampf oder heißes Wasser den in den Heiz- und Kühlkammern herrsehenden Druck aufnehmen können. Die bei den bekannten Vorrichtungen die Außenwände der Herz- und Kühlkammern bildenden Teile bestehen ebenfalls aus Metall und sind massiv ausgebildet, so daß die die Heiz- und Kühlkammern umgebenden Wände in

ίο ihrer Gesamtheit eine sehr hohe Wärmekapazität aufweisen, wodurch der Wärme-Wirkungsgrad dieser bekannten Vorrichtungen sehr gering wird. Die Praxis hat ergeben, daß bei diesen bekannten Vorrichtungen etwa 98% der zugeführten Wärmeenergie verlorengeht, d. h. durch die Kühlung wieder abgeführt werden muß. Dies bedeutet nicht nur erheblichen Energieverlust, sondern auch beträchtliche Aufwendungen an Kühlmedium.

Bedingt durch die relativ massige Ausbildung der Formwände und evtl. auch noch den Einbau von Heizelementen und Kühlkanälen in die Formwände haftet den bekannten Vorrichtungen auch noch der Mangel an, daß es absolut unmöglich ist, relativ komplizierte Formen auszubilden, und insbesondere bei komplizierten Formen eine sichere gleichmäßige Wärmeübertragung auf das in der Form auszuschäumende Material sicherzustellen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Formwände auch bei kompliziertester Ausbildung eine sichere, gleichmäßige Wärmeübertragung gewährleisten, und einen besonders günstigen Wärmewirkungsgrad für die gesamte Form zu erzielen, sowie die Wärmekapazität der Form herabzusetzen, um so erheblich größere Durchsatzleistungen zu erreichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Außenwände aus schlecht wärmeleitendem Material bestehen, und die Formwände so dünnwandig sind, daß sie beim Schäumdruck nur durch die Lagerung in den Außenwänden formstabil sind.

Auf diese Weise läßt sich die Wärmekapazität der Foim auf einen Mindestwert herabsetzen. Dies bedeutet, daß die Form sehr schnell auf die Temperatur des zugeführten Heizmediums sowie auch des zugeführten Kühlmediums reagiert und dadurch erheblich größere Durchsatzleistungen ermöglicht. Die geringe Wärmekapazität der Gesamtform hat auch zur Folge, daß nur sehr viel weniger Wärmemenge als bisher durch die Kühlung der Form weggenommen werden muß, und verlorengeht. Die sehr dünnen und gut wärmeleitenden eigentlichen Formwände gewährleisten auch bei kompliziertester Formgebung eine gleichmäßige Übertragung der Wärme auf das zu formende Material, so daß auch bei hoher Durchsatzleistung gute Qualität der Formlinge sichergestellt wird.

Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, die Außenwände aus faserverstärktem Kunststoff zu bilden. Dieses Material bietet hohe mechanisehe Festigkeit in Verbindung mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit, nahezu wärmeisolierende Eigenschaften.

Die eigentlichen Formwände können in an sich bekannter Weise mit galvanisch gebildeten Metallschichten aufgebaut sein. Dadurch ist eine sehr gleichmäßige Wandstärke auch bei kompliziertester Formgestalt möglich. Die Herstellung der eigentlichen Formwände auf galvanischem Wege ist darüber hinaus

insbesondere bei komplizierter Formgestaltung relativ billig, bietet aber bei der dünnwandigen Ausbildung optimale mechanische Eigenschaften und optimale Wärmeleitfähigkeit.

Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, in der Heiz- und Kühlkammer bzw. den Heiz- und Kühlkammern Ablenkeinrichtungen zur Führung flüssiger Heiz- und Kühlmedien in einer alle Bereiche der Kammer bzw. Kammern erfassenden, im wesentlichen druckfreien Strömung vorzusehen. Wenngleich die härteste Druckbelastung der eigentlichen Formwände durch den im Forminneren herrschenden Schäumdruck zu erwarten ist, stellt eine möglichst druckfreie Führung der Heiz- und Kühlmedien in den Heiz- und Kühlkammern eine wesentliche Verbesserung und Weiterbildung der Erfindung dar, weil nämlich gerade bei komplizierter Formgestalt auch bereits geringe Verformung der sehr dünnen eigentlichen Formwände nach dem Forminneren hin erhebliche Fehler an den Formungen hervorrufen können, insbesondere dann, wenn die herzustellenden Formlinge dünnwandig sein sollen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die ein vereinfachtes Aufbauschema der Vorrichtung wiedergibt.

Wie die Zeichnung zeigt, enthält die Form dünne Formwände 1, die durch Metallbearbeitung oder auch insbesondere bei komplizierten Formen durch galvanischen Aufbau in Metallschichten hergestellt sein können. Die Formwände 1 sind in tragende Wände 2 aus glasfaserverstärktem, wärmehärtendem Kunstharz, beispielsweise Melaninharz, Epoxydharz oder Phenolharz eingesetzt. Zwischen den tragenden Wänden 2 und den Formwänden 1 sind Heiz- und Kühlkammern 3 gebildet, die am Umfang der Formwände 1 und der tragenden Wände 2 durch Dichtungen 4 abgedichtet sind.

Die Heiz- und Kühlkammern 3 haben Zuläufe 5 und Fortläufe 6 für flüssiges Wärmeträgermedium, beispielsweise hitzebeständiges Öl. Ferner enthalten die Heiz- und Kühlkammern 3 (nicht dargestellte) Ablenkeinrichtungen, die das flüssige Wärmeträgermedium druckfrei in einer alle Bereiche der Kammern 3 erfassenden Strömung durch die Kammern 3 führen, so daß die Formwände 1 an ihrer Außenseite gleichmäßig von dem die Heiz- und Kühlkammern 3

ίο durchsetzenden flüssigen Wärmeträgermedium bespült werden.

Wie die Zeichnung ferner zeigt, ist die Form im dargestellten Beispiel zweiteilig. Der in der Zeichnung linke Formteil trägt eine bekannte Einrichtung 7 zum Einblasen von Kunststoff granulat, die mit einem Ventil 8 gesteuert wird. Der in der Zeichnung rechte Formteil ist mit einer Einrichtung zum Injizieren von Dampf in den Forminnenraum ausgerüstet. Diese Einrichtung weist ein sich von der Außenseite der Formwand 1 durch die Heiz- und Kühlkammer 3 und die tragende Wand 2 erstreckendes Einführungsrohr 9 mit in diesem gelagerten, einstellbaren Nadelventil 10 zur Einstellung der zu injizierenden Dampfmenge auf. Das Dampfinjektionsrohr 9 ist über ein von der Betriebssteuerung der Vorrichtung her zentral betätigtes Öffnungs- und Abschließventil 11 an die Dampfzuführungsleitung 12 angeschlossen. Diese Dampfzuleitung kommt von einem eigenen, von der Heiz- und Kühleinrichtung getrennten Dampferzeuger 13 her, in welchem ständig trockener Dampf erzeugt und durch die Leitung 12 über das Ventil 11 zugeführt wird.

Die in den tragenden Wänden 2 der Form vorgesehenen Einlasse 5 sind über eine Zuleitung 14 und die ebenfalls in der tragenden Wand 2 vorgesehenen Auslässe 6 über eine Rücklaufleitung 15 mit einer Heiz- und Kühleinrichtung verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus schäumbarem, thermoplastischen Kunststoff, bei der die Form, in die der Kunststot f, vorzugsweise in Granulatform, einzuführen ist, und in der der Kunststoff unter der Wirkung von Wärme und von in den Forminnenraum einzuführendem Dampf unter Aufschäumen geformt wird, gut wärmeleitende, insbesondere metallene Formwände, die in formstabile Außenwände eingesetzt mit den Außenwänden von heizendem bzw. kühlendem Wärmeträger-Medium durchflossene Heiz- und Kühlkammern bilden, und Einrichtungen zum Einführen von Dampf, insbesondere überhitztem Dampf, in den Forminnenraum aufweist, wobei für das Wärmeträger-Medium ein eigenes Heiz- und Kuhlsystem und für den in den Forminnenraum einzuführenden Dampf eine von diesem Heiz- und Kühlsystem getrennte Dampfquelle und Zuführungssteuerung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände (2) aus schlecht wärmeleitendem Material bestehen, und die Formwände (1) so dünnwandig sind, daß sie beim Schäumdruck nur durch die Lagerung in den Außenwänden (2) formstabil sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände (2) aus faserverstärktem Kunststoff gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwände (1) in an sich bekannter Weise mit galvanisch gebildeten Metallschichten aufgebaut sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heiz- und Kühlkammer bzw. den Heiz- und Kühlkammern (3) Ablenkeinrichtungen zur Führung flüssiger Heiz- und Kühlmedien in einer alle Bereiche der Kammer bzw. Kammern (3) erfassenden, im wesentlichen druckfreien Strömung vorgesehen sind.