DE2166710A1 - Vorrichtung zum herstellen von formkoerpern aus schaeumbarem thermoplastischen kunststoff - Google Patents

Description

2166710 PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS 62 Wiesbaden-Bierstadt ■ Bierstadter Höhe 15 · Postfach 12068 · Telefon (0 6121) 56 53 82 Postsdieck Frankfurt/Main 1810 08 · Bank Deutsche Bank 395 63 72 · Nass. Sparkasse 108 00 30 65

Wiesbaden, den 04. Februar 1975 E 278 gr/rd

Hans Erlenbach
5429 Läutert
Rhein-Lahn-Kreis

Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus schäumbarem, thermoplastischem Kunststoff

Ausscheidung aus P 21 29 046.0-16

Die Erfindung bezieht sich auf eine "Vorrichtung zum Herstellen von Fremdkörpern aus schäumbarem, thermoplastischem Kunststoff, bei der die Form, in die der Kunststoff, vorzugsweise in Granulatform, einzuführen ist, und in der der Kunststoff un-' ter der Wirkung von Färme geformt wird, gut wärmeleitende, insbesondere metallene Formwände aufweist,' die - in formstabile Aussenwände eingesetzt - mit den Aussenwänden von heizendem bzw. kühlendem Wärmeträger-Medium durchflossene Heiz- und Kühlkammern bilden.

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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-PS 3 170 010 und US-PS 3 417 173, DT-OS 1 946 747) müssen die eigentlichen Formwände massiv und selbsttragend ausgebildet sein, damit sie bei der dort vorgeschlagenen Beheizung durch Dampf oder heisses Wasser den in Heiz- und Kühlkammern herrschenden Druck aufnehmen können. Die bei den bekannten Vorrichtungen die Aussenwände der Heiz- und Kühlkammern bildenden Teile bestehen ebenfalls aus Metall und sind massiv ausgebildet, so dass die die Heiz- und Kühlkammern umgebenden Wände in ihrer Gesamtheit eine sehr hohe Wärmekapazität aufweisen, wodurch der Wärmewirkungsgrad dieser bekannten Vorrichtungen sehr gering wird. Die Praxis hat ergeben, dass bei diesen bekannten Vorrichtungen etwa 98?6 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 den Einbau von Heiz-Elementen und Kühlkanälen in die Formwände haftet den bekannten Vorrichtungen auch noch

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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 aufzuschäumende Material sicherstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für Vorrichtungen der o. g. Art ein Heiz- und Kühlsystem zu schaffen, welches auch bei kompliziert ausgebildeten Formen eine intensive, gleichmässige und sichere Wärmeübertragung auf das in der Form aufzuschäumende Material sicherstellt.

Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass jede der Heiz- und Kühlkammern sowohl von Heizmedium als auch von Kühlmedium durchspült wird und dazu die Heiz- und Kühlkammern an ein geschlossenes Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem angeschlossen sind, in welchem gleiches Wärmetragermedium als Heizmedium und als Kühlmedium geführt wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Heiz- und Kühleinrichtungen als Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem ausgebildet, das über die Betriebssteuerung

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der Vorrichtung betätigte Ventile an die gemeinsame Zuführungsleitung zu den Heiz- und Kühlkammern und über eine !Trenneinrichtung für heisses und kaltes flüssiges Medium an die gemeinsame, von den Heiz- und Kühlkammern kommende Rücklaufleitung angeschlossen ist. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Heiz- und Kühleinrichtung als Drillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem für sehr heises Wärmeträgermedium zum schnellen Aufheizen der Formwände vor dem Einführen des Kunststoffes in die Form, für erhitztes Wärmeträgermedium zum Heizen der Form während des Aufsohäumens und des Formens des Kunststoffs und für gekühltes Wärmeträgermedium zum Kühlen der Form nach dem Aufschäumen und Formen des Kunststoffs ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann die Form vor dem Einführen des Kunststoffs zunächst einmal mit sehr heissem Wärmeträgermedium schnell auf die Aufschäum- und Formtemperatur des Kunststoffes aufgeheizt werden. Der Kunststoff wird dann schon in die heisse Form eingeführt, so dass das Aufschäumen und das Formen des Kunststoffes sehr schnell einsetzen. Auf diese Weise lässt sich die Durchsatzleistung der Vorrichtung noch weiterhin wesentlich erhöhen_o

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Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, wenn in der Dampfzuleitung zwischen dem Dampferzeuger und der Form ein vom Heiz- und Kühlsystem für die Formwände unabhängiges, von der Betriebssteuerung der Vorrichtung betätigtes Öffnungsund Abschliessventil für die Dampfzufuhr und ein einstellbares Regelventil für die Dampfmenge angeordnet sind. Das Regelventil für die Dampfmenge kann beim Einrichten der Vorrichtung entsprechend der eingesetzten Form und dem verwendeten Kunststoffmaterial eingestellt werden, während der Zeitpunkt und die zeitliche Dauer der Dampfzuführung durch den Arbeitstakt der Vorrichtung über das Öffnungs- und Abschliessventil gesteuert werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, zur Vermeidung jeglicher Kondensation in dem in die Form einzuführenden Dampf die Dampfzuleitung mittels des erhitzten Wärmeträgermedium bzw. ggf. auch mittels des sehr heissen Wärmeträgermediums zu beheizen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

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Fig. 1 ein vereinfachtes Aufbauschema der Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei der Teil A des Schemas sich auf die eigentliche Form und der Teil B des Schemas auf die Einrichtungen zum Zuführen und Trennen der Heiz- und Kühlmedien bezieht;

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform .des Teiles B Wk eines Schemas entsprechend Figur 1 j

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Teiles B eines Schemas entsprechend Figur 1 und

Fig. 4 die schematische Darstellung einer Heizeinrichtung für die Dampfzuleitung.

Im Beispiel des Teiles B der Figur 1 ist eine erfindungsgemässe Heiz- und Kühleinrichtung schematisch dargestellt, welche die im Teil A der Figur 1 dargestellte Form mit flüssigem Wärmeträger-Medium versorgt. Es handelt sich hierbei um ein Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem, in welchem gleiches flüssiges Wärmeträger-Medium als Heizmedium und als Kühlmedium geführt wird. Dieses Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem enthält einen Heizbehälter 16 und einen Kühlbehälter 17 für flüssiges Wärmeträger-Medium, sowie eine Trenneinrichtung 18 für heisses und kaltes flüssiges Medium. Der Heizbehälter 16 j ist geschlossen und lediglich mit einer Belüftungsleitung 19

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■versehen. In den Heizbehälter 16 oder um diesem Behälter ist eine Heizeinrichtung 20 gesetzt, die mit nicht dargestelltem [Thermostat gesteuert wird, um das in dem Behälter 16 enthaltene Medium, "beispielsweise Öl, auf einer vorherbe stimmt en !Temperatur zu halten. Der Heizbehälter 16 trägt an der Oberseite einen in ihm "beispielsweise "bis in 2/3-Höhe hineinragenden Auslaufstutzen 21, auf dem eine Pumpe 22, "beispielsweise eine ständig laufende Strömungspumpe gesetzt ist-«, Hinter der Pumpe : 22 ist ein zentral von der Vorrichtungssteuerung "betätigtes Schliess- und Öffnungsventil 23 angeordnet, das an seiner Auslaufseite an die Zuführungsleitung 14 angeschlossen ist. Der Einlauf 24 des Heizbehälters 16 liegt im unteren Behälterbereich und ist mit einer Zulauf leitung 25 an die [Trenneinrichtung 18 für heises und kaltes Wärmeträgermedium angeschlossen.

Der Kühlbehälter 17 enthält eine Kühlschlange 26 und ein ständie laufendes Flüssigkeitsumwälzsystem mit Pumpe 27. Der Kühl-

behälter 17 ist am oberen Teil mit einer Belüftungsöffnung 28 * versehen und ist an seinem unteren Ende mit einem Auslauf 29 über eine Pumpe 30, beispielsweise eine ständig laufende Strömungspumpe, und ein von der Vorrichtungssteuerung betätigtes Öffnungs- und Schliessventil 31 ebenso wie der Heizbehälter 16 an die Zuführungsleitung 14 angeschlossene Der Zulauf zum Kühl-

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behälter 17 erfolgt einerseits direkt über einen Überlauf 32 aus der über den Kühlbehälter 17 gesetzten trenneinrichtung 18 für heisses und kaltes Wärmeträgermedium sowie indirekt über ein im Boden 33 der Trenneinrichtung 18 angebrachtes Öffnungsund ScKLiessventil 34, das von der zentralen Steuereinrichtung 12 der Vorrichtung und von einem in die Rücklaufleitung 15 eingesetzten [Temperaturfühler 35 betätigt wird.

Das Verbindungsrohr 25 zwischen der Trenneinrichtung 18 und dem Heizbehälter 16 ist im Bereich des Bodens 33 jedoch mit einem vorher gewählten Abstand 36 oberhalb des Bodens 33 an der Seitenwand der Trenneinrichtung 18 angeschlossen.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Pig. Λ ist wie folgt:

Bei geöffneter Form 1, 2 wird bereits durch die zentrale Vorrichtungssteuerung das Ventil 23 geöffnet, so dass heisses flüssiges Wärmeträgermedium in die Heiz- und Kühlkammern 3 der Form 1, 2 eingeführt wird und das bis dahin dort zur Kühlung vorhandene kalte ¥ärmeträgermedium verdrängt, das durch die Rücklaufleitung 15 in die Trenneinrichtung 18, deren Ventil 34 geöffnet ist, in den Kühlbehälter 17 abfliesst. Sobald heisses Wärmeträgermedium den Temperaturfühler 35 erreicht, schliesst

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dieser das Ventil 34, so dass das heisse Wärmeträger-Medium über die Leitung 25 in den Heizbehälter 16 zurückläuft, in dem sich zunächst aufgrund des Belüftungsrohres 19 der Flüssigkeitsspiegel bis knapp oberhalb des unteren Endes des Auslaufstutzens 21 abgesenkt hat. Der Kreislauf des heissen Wärmeträger-Mediums über die Pumpe 22, das Ventil 23, die Zuführungsleitung 14, die Kammern 3, die Rücklaufleitung 15 und die Rückführungsleitung 25 bleibt zunächst aufrechterhalten, -wan- | rend die Form geschlossen wird und das Kunststoffgranulat mit der Vorrichtung 7, 8 in die weitgehend geschlossene Form eingeblasen wird. Die Form wird dann vollständig abgeschlossen und durch die zentrale Steuerung der Vorrichtung das Ventil 11 geöffnet, so dass Dampf über die Leitung 12 der Injektionseinrichtung 9, 10 zugeführt und von dieser in den Forminnenraum injiziert wird. Dieser Schaltungszustand der Vorrichtung bleibt über einen Zeitschalter so lange erhalten, bis der Kunststoff aufgeschäumt und in die gewünschte Form gebracht ist. Nach Ablauf oder kurz vor Ablauf der eingestellten Formzeit wird das ™ Öffnungs- und Schliessventil 11 der Dampfinjektionseinrichtung 9, 10 geschlossen. Nach Ablauf der eingestellten Formzeit wird dann von der zentralen Steuereinrichtung der Vorrichtung auch : das Ventil 23 geschlossen und das Ventil 31 geöffnet. Von die-

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sem Zeitpunkt an fördert die dauernd laufende Strömungspumpe kaltes Wärmeträgermedium aus dem Kühlbehälter 17 durch die Zuführungsleitung 14""in die Heiz- und Kühlkammer 3 und von diesen durch die Rücklaufleitung 15 in die Trenneinrichtung 18. Hierbeiwird zunächst das heisse Wärmetragermedium aus den Kammern 3 verdrängt und bis zum völligen Auffüllen des Heizbehälters 16 über die Überführungsleitung 25 geführt. Ist der Heizbehälter vollständig gefüllt, dann sammelt sich das weitere, teilweise noch heisse, aber Inzwischen auch öchon durchtretendes kaltes flüssiges Medium oberhalb des Bodens 33 der Trenneinrichtung 18, bis es über den Überlauf 32 in den Kühlbetäter 17 zurücktritt. Sobald der Formling ausreichend fest ist, wird die Form geöffnet und der Formling ausgeworfen. G-leichaeitig mit dem Öffnen der Form wird durch die zentrale Steuerung der Vorrichtung das Ventil 34 der Trenneinrichtung 18 geöffnet, so dass das auf dem Boden 33 gesammelte Wärmetragermedium in den Kühlbehälter 17 abfliesst. Kurz vor dem Auswerfen oder beim Auswerfen des ™ Itarmlings aus der Form wird durch die zentrale Steuerung der Vorrichtung wieder das Ventil 31 geschlossen und das Ventil 23 geöffnet, so dass das Aufheizen der Form sofort wieder einsetzt. Die bei dem oben beschriebenen Arb-eitsabTauf unvermeidliche Vermischung von Teilen des heissen und des kalten Wärmeträgermedium ist unbedeutend, da es sich um das gleiche flüssige Medium handelt und die auf diese Weise in den Kühlbehälter

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zusätzlich eingetragene Wärmemenge vernachlässigbar klein gegenüber der durch den Kühlvorgang eingetragenen Wärmemenge ist. Ausserdem ist auch der Wärmeverlust durch das Einführen von geringen Mengen kalten Medium in den Heizbehälter 16 vernachlässigbar klein im Vergleich zu der zum Aufheizen der Form und zum Aufschäumen und Formen des Kunststoffes notwendigen Wärmemenge.

Will man den Arbeitszyklus der Vorrichtung noch weiterhin "beschleunigen, so kann man dazu die Form in geöffnetem Zustand zunächst mit sehr heissem Warmeträgermedium vorheizen,.während des eigentlichen Aufschäum- und Formvorganges dann auf eine für den Kunststoff verträgliche Temperatur heizen und schliesslich nach dem Aufschäum- und Formvorgang die Form abkühlen. Ein Drillings-Flüssigkeitszirkulationssytem, das diese Funktion auszuüben vermag, ist in Fig. 2 gezeigt, wobei die im Seil A-der Figur Ϊ gezeigte Ausbildung der Form unverändert beibehalten bleiben kann.

Auch der Kühlbehälter 17 und die Trenneinrichtung 18 für heisses und kaltes Warmeträgermedium sowie die Temperaturfühleinrichtung 35 sind in gleiche Weise ausgebildet wie im Beispiel des Teiles B der Figur 1. Es sind deshalb auch die gleichen Bezugszeichen für diese Vorrichtungsteile benutzt.

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Im Unterschied zu der Vorrichtung nach Teil B der Pig. 1 sind im Beispiel der Mg. 2 ein Holzbehälter 16 für auf Betriebstemperatur aufgeheiztes Wärmeträgermedium und ein zusätzlicher Heizbehälter 37 für zum Vorheizen auf etwas höhere Temperatur aufgeheiztes Wärmeträgermedium parallel an die Überführungsleitung 25 angeschlossen. Hierzu ist eine Abzweigung 38 mit Rückschlagventil 39 an die Rückführungsleitung 25 angeschlossen. Über diese Abzweigung 38 mit Rückschlagventil 39 wird Wärme-

Ψ" trägermedium aus' der Überführungsleitung 25 in den zusätzlichen Heizbehälter 37 eingeführt aber umgekehrt der Übertritt von Wärmeträgermedium aus dem zusätzlichen Heizbehälter 37 in. die Überführungsleitung 25 verhindert. Der zusätzliche Heizbehälter 37 enthält in ähnlicher Weise wie der Heizbehälter 16 eine Heizeinrichtung 40 mit Thermostatsteuerung, um das in dem Heizbehälter 37 enthaltene flüssige Wärmeträgermedium auf einer gewünschten Vorheiztemperatur, beispielsweise 150 G zu halten. Der zusätzliche Heizbehälter 37 trägt wie der Heizbe-

fe hälter 16 einen von oben in sein Inneres ragenden Absaugstutzen 41, der über eine Pumpe 42, beispielsweise eine ständig laufende Strömungspumpe, und ein von der zentralen Vorrichtungssteuerung betätigtes Öffnungs- und Schliessventil 43 an die zu den Heiz- und Kühlkammern 3 der Form führende Zuleitung 14 angeschlossen ist. Der zusätzliche Heizbehälter 37 ist ausserdem mit einem Entlüftungsrohr 44 versehen,,

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Der Heizbehälter 16 ist in gleicher Weise aufgebaut und an die Zuleitung 14 angeschlossen, wie dies in Zusammenhang mit Teil B der Pig. 1 "bereits erläutert worden ist. Es sind deshalb für die gleichen !Teile auch die gleichen Bezugszeichen beibehalten.

Im Betrieb der Vorrichtung wird beim, kurz vor dem oder kurz nach dem Auswerfen des Formlings durch die ze ntrale Betriebssteuerung zunächst das Ventil 31 geschlossen und das Ventil 43 i geöffnet, während das Ventil 34 in der Trenneinrichtung 18 in geöffnetem Zustand ist. Die Pumpe 42 fördert dann sehr heisses flüssiges Wärmeträgermadium, beispielsweise mit einer Temperatur von 150 ö über die Zuleitung 14 in die Heiz- und Kühlkammern 3 der Form, wobei das dort vorhandene kalte Wärmeträgermedium durch die Rücklaufleitung 15 und das offene Ventil 34 in den Kühlbehälter 17 verdrängt wird. Der zusätzliche Heizbehälter 37 saugt dabei etwas weniger erhitztes Wärmträgermedium aus der Überführungsleitung 25 an, während ein Absaugen ^ von Wärmeträgermedium aus dem Heizbehälter 16 durch das Rückschlagventil 45 verhindert wird. Sobald heisses Wärmeträgermedium den Temperaturfühler 35 erreicht, schliesst dieser das Ventil 34, so dass beim Ansteigen der Flüssigkeit auf dem Boden 33 über die Höhe 36 hinaus das zurückfliessende erhitzte Wärmeträgermedium über das Rückschlagventil 39 in den zusatz-

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lichen Heiz"behälter 37 zurückflies st. Ist die in der zentralen Betriebssteuerung der Vorrichtung eingestellte Vorheizzeit atagelaufen, so wird das Ventil 43 geschlossen und das Ventil 23 geöffnet, so dass jetzt die Pumpe 22 Wärmeträgermedium mit einer Temperatur von etwa 110 bis 120° C aus dem Heizbehälter 16 in die Zuführungsleitung 14 und von dieser unter Verdrängung des bis dahin dort vorhandenen heisses Wärmeträgermedium durch die Heiz- und Kühlkammern 3 und die Rücklauf leitung 15 in die Überführungsleitung 25. Durch die in Fig. 2 gezeigte etwas tiefere Anordnung des zusätzlichen Heizbehälters 37 wird erreicht, dass sich zunächst der etwas tiefer angeordnete zusätzliche Heizbehälter 37 mit dem zurückkommenden heisseren Wärmeträgermedium auffüllt. Rest des heisseren Wärmeträgermedium gelangen jedoch nach Auffüllen des zusätzlichen Heizbehälters 37 auch in den Heizbehälter 16. Durch das aus dem Heizbehälter 16 kommende weniger stark aufgeheizte Wärmeträgermedium wird dann die Form auf der gewünschten Betriebstemperatur gehalten, solange der Aufschäum- und Formvorgang abläuft. Die weiteren ,Arbeitsabläufe, insbesondere das Injizieren von Dampf und das Umschalten auf Kühlung bis zum Erreichen der oben erwähnten Ausgangsstellung der Vorrichtung sind die gleichen wie sie in Verbindung mit Figur 1 erläutert worden sind.

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Im Beispiel der Figur 2 ist, wie oben dargelegt, in Kauf zu nehmen, dass weniger aufgeheiztes Wärmeträgermedium zunächst aus der Überführungsleitung 25 in den zusätzlichen Heizbehälter 37 überführt wird. Dies ist aber kein Nachteil, da die dadurch notwendig v/erdende zusätzliche Wärmemenge zum Aufheizen des Wärmeträgermedium auf die Vorheiztemperatur von beispielsweise 150° C vernachlässigbar klein gegenüber der für das Aufheizen der Form notwendigen Wärmemente ist. Es muss ferner in Kauf genommen werden, dass ein Teil des heisseren Wärmeträgermedium in den Heizbehälter 16 gelangt. Auch dies ist kein Nachteil, da die damit in den Heizbehälter 16 eingeführte zusätzliche Wärmemenge dort an ohnehin notwendiger Heizenergie eingespart werden kann. Allerdings muss gewährleistet sein, dass die auf diese Weise in den Heizbehälter 16 eingeführte Wärmemenge verhältnismässig klein im Hinblick auf den Gesamtwärmebedarf im Heizbehälter 16 bleibt, da sonst Schwierigkeiten in der konstanten Temperatursteuerung des Heizbehälters 16 eintreten könnten. Ist damit zu rechnen, dass grössere Wärmemengen mit in den Heizbe- I hälter 16 einlaufendem heisseren Wärmeträgermedium in diesen Heizbehälter 16 gelangen, so eignet sich besser eine andere Ausführungsform der Erfindung, wie sie im folgenden anhand von Figur 3 erläutert wird.

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Im Beispiel der Figur 3 sind für das flüssige Wärmeträgermedium wiederum die zur Form führende Zuleitung 14, die von der Form kommende Rücklaufleitung 15, ein Kühlbehälter 17, ein erster Heizbehälter 16 für auf normaler Betriebstemperatur, beispielsweise 110° bis 120° C gehaltenes Wärmeträgermedium und ein zusätzlicher Heizbehälter 37 für auf Vorheiztemperatur, beispielsweise 150 C gehaltenes Wärmeträgermedium vorgesehen. Der Anschluss der drei Behälter 16, 17, 37 ist in gleicher Weise ^ wie im Beispiel der Figur 2 über jeweils eine Pumpe 22, 30, und ein von der Zentralsteuerung der Vorrichtung betätigtes Öffnungs- und Schliessventil 23, 31,-43 geschaffen. Auch die eigentlichen Heiz- und Kühleinrichtungen in den Behältern 16, 17, 37 sind dia gleichen wie im Beispiel der Figur 2 und deshalb der Einfachheit halber in Figur 3 nicht dargestellt.

Im Unterschied zum Beispiel nach Figur 2 ist im Beispiel der Figur 3 eine zweistufige Trenneinrichtung 48 oberhalb des Kühl-P behaälters 17 angebracht. Diese zweistufige Trenneinrichtung enthält in ihrer unteren Stufe nach wie vor den Boden 33 mit Überlauf 32 und das Bodenventil 34. In der oberen Stufe enthält die Trenneinrichtung 48 in analoger Anordnung einen zusätzlichen Boden 49, einen Überlauf 50 und ein Bodenventil 51. Der vor der Trenneinrichtung 48 an die Rücklaufleitung 15 angesetzte Temperaturfühler 52 ist dazu ausgebildet, die beiden Ventile 34 und 51 in Verbindung mit der zentralen Steuerung

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der Vorrichtung zu betätigen. Wie Figur 3 zeigt, ist der Heizbehälter 16, wie im Beispiel des Teiles B der Figur 1, über eine Überführungsleitung 25 an die untere Stufe der Trenneinrichtung 48 angeschlossen, während der zusätzliche Heizbehälter 37über eine Überführungsleitung 53 an die obere Stufe der Trenneinrichtung 48 angeschlossen ist.

Im Betrieb wird zunächst, wie bereits in Verbindung mit Fig. 2 I erläutert, durch die zentrale Steuerung der Vorrichtung bei geöffneter Form das Ventil 31 geschlossen und das Ventil 43 geöffnet, während sich die Ventile 34 und 51 in geöffnetem Zustand befinden. Das aus dem zusätzlichen Heizbehälter 37 kommende Vorheizmedium gelangt somit über die Leitung 34 in die Heiz- und Kühlkammern 3 der Form und verdrängt das kalte Wärmeträgermedium über die Leitung 15 und die offenen Ventile 51 und 34 in den Kühlbehälter 17. Sobald heisses vJarmeträger-Medium an den Temperaturfühler 52 gelangt, schliesst dieser die Ventile * 51 und 34, so dass das heisse Wärmeträger-Medium über die Überführung si eitung 53 in den zusätzlichen Heizbehälter 37 zurückfliesst. Wird dann die Formheizung durch die zentrale Steuerung der Vorrichtung auf Betriebsheizung umgestellt, also das Ventil 43 geschlossen, und das Ventil 23 geöffnet, dann wird das aus der Form verdrängte Vorheizmedium noch so lange über die

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Überführungsleitung 53 in den zusätzlichen Heizbehälter 37 überführt, bis dieser gefüllt ist. Daran anschliessend staut sich das aus der Rücklauf leitung 15 kommende Wärmeträgermedium auf dem Boden 49, bis es über den Überlauf 50 in die untere Stufe der Trenneinrichtung 48 gelangt und von dort über die Überführungsleitung 25 in den Heizbehälter 16 zurückläuft. In der zentralen Steuereinrichtung der Vorrichtung kann ein zusätzlicher Zeitschalter angebracht sein, der nach einer vorherbestimmten Zeit das Ventil 51 öffnet, so dassceb auf dem Boden 49 gestaute heisse Wärmeträgermedium in die untere Stufe der Trenneinrichtung 48 abläuft und über die Überführungsleitung 25 in den Heizbehälter 16 gelangt. Alle übrigen Arbeitsabläufe können dann die gleichen sein, wie sie im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert worden sind. Durch die Ausführungsform nach Figur 3 wird erreicht, dass das Vorheizmedium möglichst weitgehend wieder in den zusätzlichen Heizbehälter 37 zurückgeführt _ wird und keine nennenswerten Wärmemengen durch Verschleppen des ^ Vorheizmedium in den Heizbehälter 16 übertragen werden.

Der in die geschlossene Form zwischen das Kunststoffgranulat zu injizierende Dampf soll im R.ahmen der Erfindung möglichst trockener Dampf sein und eine Temperatur von etwa 100 bis 130C aufweisen. Figur 4 zeigt deshalb eine Mögelichkeit, die Dampf-

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zuleitung 12 vor dem Öffnungs- und Schliessvenir.il 11 ständig zu heizen, damit der in die Form einzführende Dampf auf ausreichender Temperatur gehalten wird, um zu vermeiden, dass durch die beim Injizieren in die Form eintretende adiabatische Expansion und die damit verbundene Abkühlung irgendwelche Kondensation eintreten könnte.

Im Beispiel der Figur 4 ist zwischen der Pumpe 22 und dem öffnungs- und Schliessventil 23 des Heizbehälters 16 eine Abzweigleitung 54 angeschlossen, die zu einem um die Dampfzuführungs- ™ leitung 12 gelegten Heizmantel .55 führt. Von dem Heizmantel 55 führt eine Rücklaufleitung 56 zurück zum Heizbehälter 16.. Da die Pumpe 22 ständig läuft, wird ein ständiger Heizkreislauf von Wärmeträger-Medium durch den Heizmantel 55 aufrechterhalten. Falls die Vorrichtung mit einem Drillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem, beispielsweise nach Figur 2 oder nach Figur 3, ausgerüstet ist, kann der Heizkreislauf 54, 55, 56 des Dampfzuleitungsrohres 12 auch in entsprechender r/eise an den zusätzlichen Heizbehälter 37 angeschlossen werden. i

Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.

^f Patentansprüche'

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Claims (10)

Patentansprüche

1) Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus schäumbarem, thermoplastischem Kunststoff, bei der die Form, in die der Kunststoff, vorzugsweise in Granulatform, einzuführen ist, und in der der Kunststoff unter der Wirkung von Wärme geformt wird, gut wärmeleitende, insbesondere metallene Formwände aufweist, die - in formstabile Aussenwände eingesetzt - mit den Aussenwänden von heizendem bzw. kühlendem Wärmeträger-Medium durchflossen Heiz- und Kühlkammern bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Heiz- und Kühlkammern sowohl von Heizmedium als auch von Kühlmedium durchspült wird, und dazu die Heiz- und Kühlkammern an ein geschlossenes Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem angeschlossen sind, in welchem gleiches ",varmeträger-Medium als Heizmedium und als Kühlmedium geführt wird.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- und Kühlkammern (3, 14 bis 53) als geschlossenes Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem ausgebildet sind, in welchen gleiches Wärmeträger-Medium als Heizmedium und als Kühlmedium geführt wird.

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3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- und Kühlkammern als Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem ausgebildet sind, das über durch die Betriebssteuerung der Vorrichtung betätigte Ventile (23, 31) an die gemeinsame Zuführungsleitung (14) zu den Heiz- und Kühlkammern (3) und über eine Trenneinrichtung (18) für heisses und kaltes flüssiges Medium an die gemeinsame, von den Heiz- und Kühlkammern (3) kommende Rücklaufleitung (15) angeschlossen ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizbehälter (1) für wärmeträger-Medium unterhalb eines Kühlbehälters (2) für Wärmeträger-Medium und ein Auffangbehälter (3) für das aus der Rücklaufleitung. (9) kommende Wärmeträgermedium oberhalb des Kühlbehälters (2) angeordnet sind, wobei der Auffangbehälter (3) über einen in seinem Bodenbereich (19) angeordneten Auslauf (22) mit dem Heizbehälter 1 und über einen in den oberen Bereich | des Auffangbehälters (3) ragenden Überlauf (22) mit dem Kühlbehälter (2) in Verbindung steht.

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5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden (33) des Auffangbehälters (18) ein in den Kühlbehälter (17) führendes, von der Betriebssteuerung der Vorrichtung betätigtes zusätzliches Ventil (34) angeordnet ist, wobei in der Rücklaufleitung (15) nahe deren Mündung in den Auffangbehälter (18) ein das zusätzliche Ventil (34) bei Überschreiten einer vorherbestimmten Temperatur in Schliess-Stellung steuernder Temperaturfühler (35) angebracht ist.

6) "Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- und Kühleinrichtung als Drillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem für sehr heisses Wärmeträger-Medium zum schnellen Aufheizen der Formwände (1) vor dem Einführen des Kunststoffes in die Form, für erhitztes Wärmeträger-Medium zum Heizen der Form (1, 3) während des Auf Schäumens und Formens des Kunststoffes und für gekühltes Wärmeträger-Medium zum Kühlen der Form (1, 3) nach dem Aufschäumen und Formen des Kunststoffes ausgebildet ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (37) für sehr heisses Wärmeträger-Medium und

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der Behälter (16) für erhitztes 'Wärmeträgermedium parallel aber mit getrennten Förderpumpen (22, 42) und getrennten Betriessteuerventilen (23, 43) an eine gemeinsame, in der Rücklaufleitung (15) angeordnete Trenneinrichtung (18) für heisses und kaltes Wärmeträgermedium angeschlossen sind.

8) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (15) eine zweistufige Trenneinrichtung (48) für sehr heisses, heisses und kaltes Wärmeträger-Medium vorgesehen ist, an die die Behälter (37, 16, 17) für sehr heisses, heisses und kaltes Wärmeträger-Medium getrennt angeschlossen sind.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dampfzuleitung (12) zwischen dem Dampferzeuger (13) und der Form (1, 3) ein vom Heiz- und Kühlsystem für die Formwände (1) unabhängiges, von der Be- I triebssteuerung der Vorrichtung betätigtes Öffnungs- und Abschliessventil (11) für die Dampfzufuhr und ein einstellbares Regelventil (10) für die Dampfmenge angeordnet sind.

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10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfzuleitung (12) mittels an den Behälter (16) für heisses Wärmeträger-Medium oder an den
Behälter (37) für sehr heisses Wärmeträger-Medium angeschlossenen Kreislauf (54, 55, 56) beheizt ist.

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