DE2166710C3 - Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus schäumbarem, thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 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, flüssigem Wärmeträgermedium durchflossene Heiz- und Kühlkammern bilden, von denen jede sowohl von Heizmedium als auch Kühlmedium durchspült wird, wobei die Heiz- und Kühlkammern an ein geschlossenes, durch in den Kühlmittelleitungen angeordnete, an die Betriebssteuerung angeschlossene Ventile und bzw. oder Pumpen jeweils zum Heizen oder Kühlen gesteuertes Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem angeschlossen sind, in welchem Wärmeträgermedium gleicher Art als Heizmedium und Kühlmedium geführt wird.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art (US-PS 3170010 und US-PS 34 17 173, DT-OS 1946747) müssen die eigentlichen Formwände massiv und selbsttragend ausgebildet sein, damit sie bei der dort vorgeschlagenen Beheizung durch Dampf oder Heizwasser 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 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% der zugeführten Wärmeenergie verlorengehen, d. h. durch die Kühlung wieder abgeführt werden müssen. Dies bedeutet nicht nur erheblichen Energieverlust, sondern auch beträchtliche Aufwendungen an Kühlmedium.

Aus der US-PS 31 61 811 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Fonnkörpern aus schäumbarem, thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei der in dem Formwerkzeug Kammern gebildet sind, diese sowohl zum Heizen ds auch zum Kühlen der Formwand dienen und sowohl von flüssigem Heizmedium als auch flüssigem Füllmedium gleicher Art, nämlich Wasser bzw. Wasser und Dampfgemisch durchgekühlt werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zum Kühlen durch Öffnen des in der Kühl-Vorlaufleitung angebrachten Ventils und des in der Kühl-Rücklaufleitung angebrachte Ventil das Kaltwassersystem auf die Heiz- und Kühlkammern des Formwerkzeugs geschaltet, während zum Heizen die in entsprechender Weise in der Heiz-Vorlaufleitung und tier Heiz-Rücklaufleitung angeordneten Ventile die Heiz- und Kühlkammern auf das Heizwassersystem geschaltet werden. Diese Vorrichtung hat jedoch den erheblichen Mangel, daß bei jedem Umschalten die jeweils in den Heiz- und Kühlkammern enthaltene Wassermenge in das jeweils andere System gespult wird, d.h. Heißwasser in das Kaltwassersystem und Kaltwasser in das Heißwassersystem. Dieses Einspülen in das jeweilige andere System ist bei dieser Vorrichtung unvermeidlich, weil sonst nicht gewährleistet werden könnte, daß die in den beiden geschlossenen Systemen enthaltenen Wassermengen erhalten bleiben.

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 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 sicherzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine wesentliche Verbesserung der Heiz- und Kühleinrichtung zu schaffen, durch die einerseits auch bei kompliziert ausgebildeten Formen eine intensive, gleichmäßige und sichere Wärmeübertragung auf das in der Form aufzuschäumende Material sichergestellt ist, und andererseits Heizmedium möglichst wieder in das Heizsystem und Kühlmedium in das Kühlsystem unter Aufrechterhaltung der vollen Füllungsmenge beider Systeme zurückgeführt wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem über eine gemeinsame Trenneinrichtung für heißes und kaltes Wärmeträgermedium an die von den Heiz- und Kühlkammern kommende, für das gesamte Zirkulationssystem gemeinsam ausgebildete Rücklaufleitung angeschlossen ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Heiz- und Kühleinrichtung als Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem ausgebildet, dessen Heizbehälter und Kühlbehälter für das Wärmeträgermedium mit ihrem jeweiligen Zulauf an die Trenneinrichtung angeschlossen sind. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Heiz- und Kühleinrichtung als Drillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem für sehr heißes Wärmeträgermedium zum schnellen Aufheizen der Formwände vor dem Einführen des Kunststoffes in die Form für erhitztes Wärmeträgermedium zum Heizen der Form während des Aufschäumens und Formens des Kunststoffes und für S gekühltes Wärmeträgermedium Zum Kühlen der Form nach dem Aufschäumen und Formen des Kunststoffes gebildet ist In dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann die Form vor dem Einführen des Kunststoffes zunächst einmal mit sehr heißem Wärmeträgermedium schnell auf die Aufschäum- und Fcrmtemperatur 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.

Bei der vom Heiz- und Kühlsystem unabhängigen Dampfzuführung zum Forminnenraum ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dampfzuleitung mittels eines an den Behälter für heißes Wärmeträgermedium oder an den Behälter für sehr heißes Wärmeträgermedium angeschlossenen Kreislaufes beheizt ist.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand einiger Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Aufbauschema der Schäumvorrichtung, 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;

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Teiles Beines Schemas entsprechend Fig. 1;

F i g. 3 eine dritte Ausführungsform des Teiles B eines Schemas entsprechend F i g. 1 und

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

Im Beispiel des Teiles ßder Fig. 1 ist eine Heiz- und Kühleinrichtung schematisch dargestellt, welche die im Teil A der F i g. 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 ist geschlossen und lediglich mit einer Belüftungsleitung 19 versehen. In den Heizbehälter 16 oder um diesen 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 vorherbestimmten 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 Zulaufleitung 25 an die Trenneinrichtung 18 für heißes und kaltes Wärme-

6$ trägermedium angeschlossen.

Der Kühlbehälter 17 enthält eine Kühlschlange 26 und ein ständig laufendes Flüssigkeitsumwälzsystem mit Pumpe 27. Der Kühlbehälter 17 ist am oberen Teil mit

einer Belüftungsöffnung 28 versehen und ist an seinem unteren Ende mit einem Auslauf 29 über eine Pumpe 3ö, beispielsweise eine ständig laufende Strömungspumpe, und ein von der Vorrichtungssteuerung betätigtes öffnungs- und Schließventil 31 ebenso wie der Heizbehälter 16 an die Zuführungsleitung 14 angeschlossen. Der Zulauf zum Kühlbehälter 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 t& angebrachtes öffnungs- und Schließventil 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 F i g. 1 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 2$ Heiz- und Kühlkammern 3 der Form 1, 2 eingeführt wird und das bis dahin dort zur Kühlung vorhandene kalte Wärmeträgermedium 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 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 Flüssigkeitsspie- 3$ gel 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, während die Form geschlossen wird und das Kunststoffgranulat mit der Vorrichtung 7, 8 in die weitgehend geschlossene Form eingablasen 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 diesem Zeitpunkt an fördert die dauernd laufende Störmungspumpe 30 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. Hierbei wird zunächst das heiße Wärmeträgermedium aus den Kammern 3 verdrängt und bis zum völligen Auffüllen des Heizbehälters 16 über die Oberführungsleitung 25 geführt. 1st der Heizbehälter 16 vollständig gefüllt, dann sammelt sich das weitere, teilweise noch heiße, aber inzwischen auch schon durchtretendes kaltes flüssiges Medium oberhalb des Bodens 33 der Trenneinrichtung 18, bis es über den Überlauf 32 in den Kühlbehälter 17 zurücktritt- Sobald der Formling ausreichend fest ist, wird die Form geöffnet und der Formling ausgeworfen. Gleichzeitig 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 Wärmeträgermedium in den Kühlbehälter 17 abfließt. Kurz vor dem Auswerfen oder beim Auswerfen des Formlings 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 Arbeitsablauf unvermeidliche Vermischung von Teilen des heißen und des kalten Wärmeträgermediums ist unbedeutend, da es sich um das gleiche flüssige Medium handelt und die auf diese Weise in den Kühlbehälter 17 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 Mediums 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 Wärmeträgermedium 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-Flüssigkeitszirkulationssystem, das diese Funktion auszuüben vermag, ist in F i g. 2 gezeigt wobei die im Teil A der F i g. 1 gezeigte Ausbildung der Form unverändert beibehalten bleiben kann.

Auch der Kühlbehälter 17 und die Trenneinrichtung 18 für heißes und kaltes Wärmeträgermedium sowie die Temperaturfühleinrichtung 35 sind in gleicher Weise ausgebildet wie im Beispiel des Teiles ßder Fig. 1. Es sind deshalb auch die gleichen Bezugszeichen für diese Vorrichtungstelle benutzt

Im Unterschied zu der Vorrichtung nach Teil B der Fig. 1 sind im Beispiel der Fig.2 ein Heizbehälter 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 die-- Abzweigung 38 mit Rückschlagventil 39 wird Wa.^eträgermedium 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 mil Thermostatsteuerung, um das in dem Heizbehälter 37 enthaltene flüssige Wärmeträgermedium auf einei gewünschten Vorheiztemperatur, beispielsweise 150⁰C zu halten. Der zusätzliche Heizbehälter 37 trägt wie dei Heizbehälter 16 einen von oben in sein Innere« ragenden Absaugstutzen 41, der über eine Pumpe 42 beispielsweise eine ständig laufende Strömungspumpe und ein von der zentralen Vorrichtungssteuerunj

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.

Der Heizbehälter 16 ist in gleicher Weise aufgebaut und an die Zuleitung 14 angeschlossen, wie dies im Zusammenhang mit Teil öder Fig. 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 Formlinge durch die zentrale Betriebssteuerung zunächst das Ventil 31 geschlossen und das Ventil 43 geöffnet, während das Ventil 34 in der Trenneinrichtung 18 in geöffnetem Zustand ist. Die Pumpe 42 fördert dann sehr heißes, flüssiges Wärmeträgermedium, beispielsweise mit einer Temperatur von 150⁰C 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 zusätzlichen Heizbehälter 37 zurückfließt. Ist die in der zentralen Betriebssteuerung der Vorrichtung eingestellte Vorheizzeit abgelaufen, 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 120⁰C 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 Rücklaufleitung 15 in die Überführungsleitung 25. Durch die in F i g. 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 Reste des heißeren Wärmeträgermediums 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 F i g. 1 erläutert worden sind.

Im Beispiel der F i g. 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 werdende zusätzliche Wärmemenge zum Aufheizen des Wärmeträgermediums auf die Vorheiztemperatur von beispielsweise 150° C vernachlässigbar klein gegenüber der für das Aufheizen der Form notwendigen Wärmemenge ist. Es muß ferner in Kauf genommen werden, daß ein Teil des heißeren Wärmeträgermediums 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 Heizbehälter 16 einlaufendem, heißerem Wärmeträgermedium in diesen Heizbehälter 16 gelangen, so eignet sich besser eine andere Ausführungsform der Erfindung, wie sie im folgenden anhand von F i g. 3

,₅ erläutert wird.

Im Beispiel der Fig.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 15O⁰C gehaltenes Wärmeträgermedium vorgesehen. Der Anschluß der drei Behälter 16, 17, 37 ist in gleicher Weise wie im Beispiel der F i g. 2 über jeweils eine Pumpe 22, 30, 42 und ein von der Zentralsteuerung der Vorrichtung betätigtes Öffnungsund Schließventil 23, 31, 43 geschaffen. Auch die eigentlichen Heiz- und Kühleinrichtungen in den Behältern 16,17,37 sind die gleichen wie im Beispiel der F i g. 2 und deshalb der Einfachheit halber in F i g. 3 nicht dargestellt.

Im Unterschied zum Beispiel nach Fig.2 ist im Beispiel der F i g. 3 eine zweistufige Trenneinrichtung 48 oberhalb des Kühlbehälters 17 angebracht. Diese zweistufige Trenneinrichtung 48 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 der Vorrichtung zu betätigen. Wie F i g. 3 zeigt, ist der Heizbehälter 16, wie im Beispiel des Teiles Ader Fig.'l, über eine Überführungsleitung 25 an die untere Stufe der Trenneinrichtung 48 angeschlossen, während der zusätzliche Heizbehälter 37 über eine Überführungsleitung 53 an die obere Stufe der Trenneinrichtung 48 angeschlossen ist.

Im Betrieb wird zunächst, wie bereits in Verbindung mit F i g. 2 erläutert, durch die zentrale Steuerung dei Vorrichtung bei geöffneter Form das Ventil 31

Jj 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 di{ Heiz- und Kühlkammern 3 der Form und verdrängt da; kalte Wärmeträgermedium Ober die Leitung 15 und die offenen Ventile 51 und 34 in den Kühlbehälter 17 Sobald heißes Wärmeträger-Medium an den Tempera turfühler 52 gelangt, schließt dieser die Ventile 51 unc 34, so daß das heiße Wärmeträger-Medium über di( Überführungsleitung 53 in den zusätzlichen Heizbehäl ter 37 zurückfließt. Wird dann die Formheizung durcr die zentrale Steuerung der Vorrichtung auf Betriebshei zung umgestellt, also das Ventil 43 geschlossen, und da:

Ventil 23 geöffnet, dann wird das aus der Form verdrängte Vorheizmedium noch so lange über die Überführungsleitung 53 in den zusätzlichen Heizbehälter 37 überführt, bis dieser gefüllt ist. Daran anschließend staut sich das aus der Rücklaufleitung 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 daß das 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 F i g. 1 erläutert worden sind. Durch die Ausführungsform nach F i g. 3 wird erreicht, daß das Vorheizmedium möglichst weitgehend wieder in den zusätzlichen Heizbehälter 37 zurückgeführt wird und keine nennenswerten Wärmemengen durch Verschleppen des Vorheizmediums in den Heizbehälter 16 übertragen werden.

Der in die geschlossene Form zwischen das Kunststoffgranulat zu injizierende Dampf soll im Rahmen der Erfindung möglichst trockener Dampf sein und eine Temperatur von etwa 100 bis 13O⁰C aufweisen. Fig. 4 zeigt deshalb eine Möglichkeit, die Dampfzuleitung 12 vor dem öffnungs- und Schließventil 11 ständig zu heizen, damit der in die Form einzuführende Dampf auf ausreichender Temperatur gehalten wird, um /u vermeiden, daß durch die beim Injizieren in die Form eintretende adiabatische Expansion und die damit verbundene Abkühlung irgendwelche Kondensation eintreten könnte.

Im Beispiel der F i g. 4 ist zwischen der Pumpe 22 und dem öffnungs- und Schließventil 23 des Heizbehälters 16 eine Abzweigleitung 54 angeschlossen, die zu einem um die Dampfzuführungsleitung 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 F i g. 2 oder nach F i g. 3, ausgerüstet ist, kann der Heizkreislauf 54, 55,56 des Dampfzuleitungsrohres 12 auch in entsprechender Weise an den zusätzlichen Heizbehälter 37 angeschlossen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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, flüssigem Wärmeträgermedium durchflossene Heiz- und Kühlkammern bilden, von denen jede sowohl von Heizmedium als auch von Kühlmedium durchspült wird, wobei die Heiz- und Kühlkammern an ein geschlossenes, durch in den Kühlmittelleitungen angeordnete, an die Betriebssteuerung angeschlossene Ventile und bzw. oder Pumpen jeweils zum Heizen oder Kühlen gesteuertes Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem angeschlossen sind, in welchem Wärmeträgermedium gleicher Art als Heizmedium und Kühlmedium geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem über eine gemeinsame Trenneinrichtung (18) für heißes und kaltes Wärmeträgermedium an die von den Heiz- und Kühlkammern (3) kommende, für das gesamte Zirkulationssystem gemeinsam ausgebildete Rücklaufleitung angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Betriebssteuerung betätigten Ventile (23, 3!, 43) nur in der vom Mehrfach-Flüssigkeits-Zirkulationssystem zu den Heiz- und Kühlkammern (3) führenden, gemeinsam ausgebildeten Zuführungsleitung (14) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Heizbehälter (16, 37) für Wärmeträgermedium unterhalb eines Kühlbehälters (17) und ein Auffangbehälter (18, 48) für das aus der Rücklaufleitung (15) kommende Wärmeträgermedium oberhalb des Kühlbehälters

(17) angeordnet sind, wobei der Auffangbehälter (18, 48) über einen in seinem Bodenbereich (33, 49) angeordneten Auslauf (36) mit dem Heizbehälter (16, 37) und über einen in den oberen Bereich des Auffangbehälters (18,48) ragenden Überlauf (32,50) mit dem Kühlbehälter (17) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, 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 vorher bestimmten Temperatur in Schließ-Stellung steuernder Temperaturfühler (35) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Kühleinrichtung als Zwillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem ausgebildet ist, dessen Heizbehälter (16) und Kühlbehälter (17) für das Wärmeträgermedium mit ihrem jeweiligen Zulauf an die Trenneinrichtung (18) angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Kühleinrichtung als Drillings-Flüssigkeits-Zirkulationssystem für sehr heißes Wärtneträgermedium zum schnellen Aufheizen der Formwände (1) vor dem Einführen des Kunststoffes in die Form, für erhitztes Wärmeträgermedium zum Heizen der Form (1, 3) während des Aufschäumens und Formens des Kunststoffes und für gekühltes Wärmeträgermedium 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

Wärmeträgermedium und der Behälter (16) für erhitztes Wärmeträgermedium parallel aber mit getrennten Förderpumpen (22, 42) und getrennten Betriebssteuerventilen (23, 43) an die gemeinsame ■S Zuführungsleitung (14) und mit ihren Zuläufen an die gemeinsame Trenneinrichtung (18) für heißes und kaltes Wärmeträgermedium angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (15) eine

ίο zweistufige Trenneinrichtung (48) für sehr heißes, heißes und kaltes Wärmeträgermedium vorgesehen ist, an die die Behälter (37, 16, 17) für sehr heißes, heißes und kaltes Wärmeträgermedium getrennt angeschlossen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit vom Heiz- und Kühlsystem unabhängiger Dampfzuführung zum Forminneren, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfzuleitung (12) mittels eines an den Behälter (16) für heißes Wärmeträger-

jo medium oder an den Behälter (37) für sehr heißes Wärmeträgermedium angeschlossenen Kreislaufes (54,55,56) beheizt ist.