DE2264136C3 - Entlüftungsstopfen für Schäumform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich au' einen Stopfen zum Einsetzen in Bohrungen im Deckel einer zweiteiligen Form für die Verarbeitung verschäumbarer Kunststoffe, für den Austritt von Gasen, Dämpfen und ggf. überschüssigem Schaumstoff aus dem Formhohlraum, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper aus Kunststoff mit einem axialen konzentrischen Durchlaß, der beidseitig in Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen endet.

Ein aus der DE-OS 19 48 871 bekannter Stopfen der eingangs genannten Art ist insbesondere für Formen bestimmt, in denen unter Wärmeeinwirkung expandierbare thermoplastische Materialien wie treibmittelhaltige Polystyrolperlen geformt werden. Bei deren Anwendung sind mehrere Auslaßstopfen in die Formwand eingebaut, um durch sie verdrängte Luft, Gase, Kondensat und Dampf nach außen in die Umgebung abzuleiten. Jeder dieser bekannten Stopfen ist ein aus Polyamid, einem Material mit geringer Wärmeleitung hergestellter, im wesentlichen zylindrischer Körper mit einem axialen Durchlaß und einer dem Formhohlraum zugekehrten, durch schmale Schlitze gebildeten Einlaßöffnung. Diese Schlitze sollen nur die gasförmigen Medien hindurchlassen und dem Kunststoffmaterial das Eindringen in den Axialdurchlaß verwehren.

Derartig ausgebildete Stopfen sind zwar für die Entlüftung von Formen, in denen Gegenstände aus dehnbarem Polystyrol gefertigt werden, geeignet, jedoch nicht für die Entlüftung von Formen, in denen Teile aus verschäumbarem Kunststoff wie beispielsweise Polyurethanschaum hergestellt werden sollen, weil das flüssige verschäumbare Material sofort in die Schlitze eindringen und den gesamten Durchlaß sofort verstopfen würde. Eine gezielte Entlüftung wäre damit nicht mehr möglich. Weiterhin müßte der erstarrte Kunststoff anschließend mit unvertretbar hohem Arbeitsaufwand wieder aus den Schlitzen entfernt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stopfen der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der eine einwandfreie Entlüftung der Form gewährleistet und leicht zu reinigen ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Schäumen von Polyurethan der aus Polyacetal, Polyäthylen oder Polypropylen bestehende Körper mit zum Formhohlraum hin gerichteter Einlaßöffnung als einer einzigen kreisförmigen öffnung ausgebildet ist und sich der Durchlaß von der Einlaßöffnung zur > Auslaßöffnung konisch erweitert

Der Stopfen ist speziell für die Anforderungen beim Entlüften von Formen geeignet, in denen Teile aus verschäumbarem Kunststoff wie beispielsweise Polyurethan hergestellt werden, und er bringt hierfür verschiedene Vorteile mit Bedenkt man, daß beim Verschäumen von Kunststoff wesentlich mehr Gase in die Umgebung abzuleiten sind als beispielsweise bei der Verarbeitung treibmittelhaltiger Poiystyroiper'en, dann muß man damit rechnen, daß der verschäumte Kunststoff in den als Entlüftungseinrichtung dienenden erfindungsgemäßen Stopfen eindringt Aus dem Stopfen läßt sich die eingedrungene und dort erstarrte Schaumstoffmasse leicht und ohne Nachteil für das fertige Erzeugnis vom restlichen Kunststoffkörper trennen, weil der Durchlaß im Stopfen seinen kleinsten Querschnitt an te; Einlaßöffnung besitzt und sich nach außen hin konisch erweitert Das Entfernen der erstarrten Kunststoffmasse im Durchlaß wird noch dadurch erleichtert, daß der Stopfen selbst aus einem Material besteht, von dem sich die verschäumbare Kunststoffmasse besonders leicht ablösen läßt

Vorzugsweise besitzt der Stopfen eine kreisförmige Einlaßöffnung, die einen zwischen 038 mm bis 4,76 mm liegenden Durchmesser aufweist

Vorteilhafterweise kann der Stopfen in der Weise abgewandelt sein, daß sein einlaßseitiges Ende ursprünglich verschlossen ist und erst bei Verwendung je nach Bedarf aufgebohrt wird.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann eine die Einlaßöffnung des Stopfens umgebende versetzte Kante vorgesehen sein, die sich in den Formhohlraum bis etwas über die Oberfläche der Formhohlraumwand hinaus erstreckt. Diese versetzte bzw. vorspringende Kante erleichtert das Abtrennen des im Durchlaß des Stopfens verbleibenden Kunststoffstiels vom fertigen Schaumerzeugnis.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Ansicht im mittigen vertikalen Schnitt durch eine typische Form zur Herstellung von Schaumstoffteilen, welche zwei Ausführungsformen der Entlüftungsanordnung zeigt;

F i g. 2 eine der F i g. I ähnliche Teilansicht einer dritten Ausführungsform;

Fig. 3 ebenfalls eine Teilansicht ähnlich der Fig. I. die eine vierte Ausführungsform zeigt.

Die in den Zeichnungen dargestellte typische Form 10 (F i g. 1) besitzt eine untere Hälfte bzw. Basis 12 und eine obere Hälfte bzw. einen Deckel 14, die gewöhnlich aus Stahl oder aus Aluminium sind. Der Deckel 14 ist in der geschlossenen Stellung dargestellt und der äußere Umfangsrand 15 seiner flachen Unterseite 16 liegt gegen einen entsprechenden Umfangsrand 18 der

Oberseite der Basis 12 an. Der Deckel 14 ist an der Basis 12 durch ein Gelenk bzw. Scharnier 20 gelenkig befestigt und kann in der Richtung des Pfeils 22 in eine Offenstellung verschwenkt werden, um die Entnahme eines Schaumstoffteils 25 zu ermöglichen, der in der Form 10 geformt worden ist In der Oberseite der Basis 12 ist eine Höhlung 24 mittig ausgeformt, in welcher Höhlung 24 ein Formhöhlungseinsatz 26 für den Schaumstoff vorzugsweise entweder aus Polyäthylen oder aus Polypropylen angeordnet ist Der Furmhöh-Iungseinsatz 26 ist so gestaltet, daß er in der Höhlung 24 derart sitzt, daß eine äußere Umfangslippe 28 des Einsames 26 vorzugsweise über die Oberseite der Basis 12 etwas erhaben ist Wenn sich der Deckel 14 in der dargestellten geschlossenen Stellung befindet, hat die Lippe 28 die Aufgabe, einen kontinuierlichen Umfangskontakt mit dem Deckel 14 zu bilden, so daß eine Schaumstofformgebungskammer 32 von der gleichen Gestalt wie der Teil 25 durch den Einsatz 26 und den Deckel 14 begrenz» wird. Ein Einlaßkanal 36 in Deckel 14 erstreckt sich zwischen dem mittigen Kopfraum der Kammer 32 und der Außenluft 38. Nachdem das zu verschäumende Gemisch in die Kammer 32 Jurch den Kanal 36 eingeleitet worden ist kann der letztere durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) verschlossen werden, um das Austreten von Schaum durch diesen zu verhindern. Der Einlaß 36 ist gegebenenfalls überflüssig, wenn die Form dadurch beschickt wird, daß das Gemisch in den Formhöhlungseinsatz 26 bei geöffntiem Deckel 14 eingegossen υ id dann der letztere geschlossen wird, um die Formgebungskammer dichtend einzuschließen.

Die Entlüftung saiordnung umfaßt Löcher 40a und 406 (Fig. 1), 4Oc(I . g. 2) und 4Qd (Fig. 3), in welche Entlüftungseinsätze 4ia bis 44c/eingesetzt werden.

Was die E>nzelbeschreibung der allen Entlüftungseinsätzen 44 gemeinsamen Merkmale betrifft, so sind die einander entsprechenden Teile der Einsätze mit den gleichen Bezugsziffeirn bezeichnet und die einzelnen Ausführungsformen des Einsatzes 44 durch zusätzliche Buchstaben gekennzeichnet. Jeder Entlüftungseinsatz 44 besitzt ein inneres Ende 46, welches der Formgebungskammer 32 zugekehrt ist, und ein äußeres Ende 48. das der Außenluft 38 zugekehrt ist. Ein Entlüftungskanal 50 erstreckt sich in der Längsrichtung durch jeden Entlüftungseinsatz zwischen dessen innerem und äußerem Ende. Jeder Entlüftungskanal b0 endet an seinem inneren Ende 46 mit einer Einlaßöffnung 52 und an seinem äußeren Ende 48 mit einer Auslaßöffnung 54. Jeder Entlüftungseinsatz 44 ist vorzugsweise entweder aus Acetal, Polyäthylen oder Propylen hergestellt und kann entweder im Spritzgußverfahren geformt oder extrudiert werden. Außerdem ist jeder Einsatz 44 vorzugsweise rohrförmig in der Weise, daß er eine zylindrische Außenfläche 56 aufweist, die axial in Löcher 40 von kreisförmigem Querschnitt eingepreßt werden kann, obwohl natürlich auch andere Anordnungen zum Einbringen der Entlüftungseinsätze in die Form vorgesehen werden können.

Hierbei ist zu erwähnen, daß die Größen des dargestellten Entlüftungseinsatzes 44 nicht unbedingt maßstäblich sind und ferner, daß die besonderen Einbaustellen der Einsätze 44 in die Form 10 von der besonderen Gestalt des Schaumstoffteils abhängen. Die Größe des Entlüftungskanals 50 muß ausreichen, daß in der Kammer 32 enthaltene Luft und in der Kammer erzeugte Gase frei austreten können, andererseits müssen sie jedoch aui/eichend eng sein, damit ein übermäßiger Schaumverlust verhindert wird. Beim Füllen der Kammer 32 mit Schaum verlassen Gase die Kammer über den Entlüftungskanal 50, worauf ein TdI des Schaums in den Entlüftungskanal 50 über die Einlaßöffnung 52 eintritt Je nach der Menge des Schaums und dem besonderen Volumen des Entlüftungskanals 50 kann der Schaum entweder teilweise den Entlüftungskanal 50 füllen oder den Entlüftungskanal 50 vollständig füllen, wobei überflüssiger Schaum an der Oberseite des Deckels 14 überläuft So wird im Kanal 50ή des Einsatzes 446 in F i g. 1 ein Teilstiel 586 gebildet, während im Kanal 50a des Einsatzes 44a (Fig. 1) ein vollständiger Stiel 58a mit einem Pilzkopf bzw. mit einer Kappe 60a an der Oberseite des Deckels 14 erhalten wird. Bei den beiden in Fig. 1 gezeigten Ausführungsformen erweitern sich die Entlüftungskanäle 50a und 506 nach außen zur Atmosphäre, damit die geformten Stiele 58 leicht von der Außenseite der Form aus entfernt werden können. Wegen dieser Erweiterung befindet sich die kleinste Querschnittsfläche des Stiels 58 an seiner Verbindungsstelle mit ''•Mn Teil 25. Daher findet, wenn der Stiel 58a aus dem Umsatz 44a dadurch entfernt wird, daß die Kappe 60a nach oben von Deckel 14 weg abgeschält wird, die Trennung von Teil 25 an der Einlaßöffnung 52 statt Während die inneren Enden 46 jedes Einsatzes vorzugsweise mit der Unterseite 16 des Deckels 14 bündig sind, so daß in diesem Bereich eine unterbrechungsfreie Bildung der Haut des Teils 25 erhalten wird, ist der Einsatz 44a mit einer versetzten Kante 62 um die Einlaßöffnung 52 henm versehen, die etwas unter die Ebene der Unterseite 16 vorsteht Diese Kante 62 fördert das Bestreben des Stiels 58a, sich von dem Teil 25 zu trennen. Die Kante ist gewöhnlich sehr niedrig und die entstehende Eintiefung in der Haut des Teils 25 ist praktisch vernachlässigbar. Im Falle des Einsatzes 446 ist die Einlaßöffnung 526 außerordentlich klein und wegen der verstärkten Verjüngung des Entlüftungskanals 506 trennt sich der Stiel 586 leicht von dem Teil 25 um die Einlaßöffnung 526 herum. Wegen des sehr kleinen Durchmessers der Öffnung 526 ist eine Beeinträchtigung der erhaltenen Oberfläche der H> Jt des Teil 35 ebenfalls vernachlässigbar. Ferner ist zu erwähnen, daß, falls erforderlich, ein Nylongreifer 64 verwendet werden kann, um den Stiel 586 zu entfernen, wenn dieser verhältnismäßig klein und zum Erfassen von Hand nicht zugänglich ist.

Die Entlüftungskanäle 50c (F i g. 2) und 5Od (F i g. 3) können verwendet werden, wenn die Verbindung der Stiele 58c, 5Sd mit dem Teil 25 belassen werden soll, so daß die Stiele später durch Entgraten weggenommen werden. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, verjüngt sich der Kanal 50c in der radialen Richtung zur Außenluft 38, so daß sich der kleinste Querschnitt des Kanals 50 an der Auslpßöffnunp 54c befindet. Eine entstehende Kappe, wie bei ^p(\ gezeigt, kann vom Deckel 14 abgeschält werden, wobei sich die Kappe vom Stiel in der Nähe der Auslaßöffnung 54c trennt, was in ähnlicher Weise für den Einsatz 44dgilt.

Bei de- Gestaltung der Entlüftungseinsätze 44 ist besonders auf die Wahl des zu verwendenden Materials zu achten. Das Material ist vorzugsweise ein Kunststoff, wie Acetal, Polyäthylen oder Polypropylen, das im ausgehärteten Zustand leicht ohne [längenbleiben entformt werden kann. Solche Materialien können entweder im Spritzgußverfahren geformt oder extrudiert werden, um m Großserienfertigung herstellbare verhältnismäßig billige Einsätze zu erhalten. Ein Vorteil, der durch einen so verbundenen Entlüftungseinsatz

erzielt wird, besteht in der Möglichkeit, einen Entlüftungskanal zu erhalten, der für die besondere Form, mit der er verwendet werden soll, ideal geeignet ist. Da die Größe des Entlüftungskanals 50 insofern etwas kritisch ist, als eine zu große öffnung einen übermäßigen Verlust an Schaum zur Folge hat, kann der Einsatz 44 so geformt werden, daß eine seiner Öffnungen geschlossen ist. Diese öffnung kann dann ,durch ein geeignetes Werkzeug auf eine ausgewählte Größe geöffnet werden. Sodann kann der Einsatz für seine beabsichtigte Verwendung ausprobiert werden, um festzustellen, wie sich die gewählte Größe verhält. Wenn die Größe zu gering ist, läßt sie sich leicht

erweitern, um die notwendige Querschnittsfläche zu erzielen. Andererseits kann, wenn die anfänglich gewählte Größe zu groß ist, der Einsatz verschrottet Werden und ein neuer Einsatz kleiner bemessen werden. Hieraus ergibt sich, daß durch die Erfindung eine wesentliche Verbesserung gegenüber den herkömmlichen gebohrten Entlüftungskanälen erzielt worden ist. In der Praxis hat sich für Entlüftungseinsätze von der in F i g. 1 dargestellten Art ein Durchmesser an der Einlaßöffnung 52 von nur 0,38 mm als geeignet für eine Art von Teilen erwiesen, während Durchmesser bis zu 4,76 mm für andere Teile notwendig waren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stopfen zum Einsetzen in Bohrungen im Deckel einer zweiteiligen Form für die Verarbeitung verschäumbarer Kunststoffe, für den Austritt von Gasen, Dämpfen und ggf. überschüssigem Schaumstoff aus dem Formhohlraum, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper aus Kunststoff mit einem axialen konzentrischen Durchlaß, der beidseitig in Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen endet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schäumen von Polyurethan der aus Polyacetal, Polyäthylen oder Polypropylen bestehende Körper (44a, 44b) mit zum Formhohlraum (25) hin gerichteter Einlaßöffnung (52a 52b) als einer einzigen kreisförmigen öffnung ausgebildet ist und sich der Durchlaß (50a, 5Qb) von der Einlaßöffnung (52a, 52b) zur Auslaßöffnung (54a, 54b) konisch erweitert

2. Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Einlaßöffnung einen Durchmessjr von 038 bis 4,76 mm aufweist

3. Abwandlung des Stopfens nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das einlaßseitige Ende des Stopfens anfangs verschlossen ist und entsprechend dem jeweiligen Bedarf aufgebohrt wird.

4. Stopfen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Einlaßöffnung (52a/ umgebende versetzte Kante (62), die sich in den Formhohlraum (25) bis etwas über die Oberfläche (16) der Formhohlraumwand hinaus erstreckt.