DE2401034B2 - Verfahren zum herstellen eines schaumkunststoffkoerpers mit einem mit diesem verbundenen ueberzug aus einer thermoplastischen folie und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schaumkunststoff körpers mit einem mit diesem verbundenen Überzug aus einer thermoplastischen Folie, bei dem in einer Form eine thermoplasti-

-'"j sehe, gegebenenfalls vorgewärmte Folie auch mit Unterdruck verformt, expandierfähiger Kunststoff in die Form eingefüllt, der expandierfähige Knststoff an die Folie angeschäumt und der mit der Folie überzogene Schaumkunststoffkörper in der Form gekühlt

ii) wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Form aus zwei Formhälften besteht, weiche zusammen einen Formhohlraum begrenzen, und die eine Einrichtung zum Erhitzen der Folie besitzt und bei

r> der eine Formhälfte eine Einrichtung zum Einfüllen von schäumbarem Kunststoff aufweist, wobei ferner eine Vorrats- und Fördereinrichtung zum Einführen der Folienbahn vor der Form angeordnet ist.

Nach der OE-PS 235563 werden in die Form der schäumbare Kunststoff und auch die Folie aus thermoplastischem Material eingebracht, und dann wird die Form geschlossen. Beide Materialien liegen gleichzeitig vor, und bei der Zuführung der Wärme werden dann die Platte zumindest teilweise erweicht und bei weiterer Wärmezufuhr nicht nur der Kunststoff zum Schäumen gebracht, sondern durch mechanische Einwirkung mittels eines Preßstempels auch ein mechanischer Druck ausgeübt. Hierbei finden zwei gegenläufige Bewegungen unter Veränderung des

">o Formraumes statt. In allen Ausführungen, die beschrieben sind, wird ein mechanischer Druck durch einen Preßstempel ausgeübt. Dadurch ändert sich die Form. Wenn gleichzeitig mit der Bewegung des Stempels das Schaummaterial schäumt, wird die Folie ver-

« formt, und dann soll unter der Druckwirkung des im Schäumen begriffenen Schaummaterials eine weitere Verformung stattfinden.

Diese Ausführung hat erhebliche Nachteile. Jeweils wird die offene Form zunächst mit einer Schichtung

bo des aufschäumbaren Kunststoffmaterials mehr oder weniger gleichmäßig gefüllt. Es entstehen im Enderzeugnis verschiedene Dichten und damit auch ungleichmäßige physikalische Eigenschaften hinsichtlich Biegefestigkeit, Dehnungsfestigkeit und Scherfestigkeit. Die ungleichmäßige Dichte führt auch zu einem Verlust an dem teuren schaumfähigen Material.

Mit der bekannten Ausführung läßt sich auch nicht vermeiden, daß Luft zwischen der thermoplastischen

Platte und dem beweglichen Teil der Form enthalten ist. Das führt zu sichtbaren Oberflächenbeeinträchtigungen, wie Runzeln in dem fertiggestellten Erzeugnis, das in einem gegenläufigen Ein-Schrittverfahren mit einem großen Aufwand hinsichtlich der Vorrichlung hergestellt wird, wobei aber die genennten Nachteile verbleiben.

Nach der DT-AS 1 147029 ist eine klappbare Doppelform bekannt, in welcher in offenem Zustand zunächst thermoplastische Folien vorgeformt werden. Nach Eintrag eines Reaktionsgemisches wird erst dann die Form geschlossen und die Aufschäumung durchgeführt. Hier liegt ein Zwei-Schritt-Verfahren vor, wobei zunächst ein Tiefziehvorgang durchgeführt wird, worauf erst in die offene Form ein Reaktionsgemisch eingebracht und danach die Form geschlossen wird. Damit ergeben sich die genannten Nachteile.

Bekannt ist dabei, die thermoplastische Haut einseitig mit Klebstoff zu versehen und das von dieser Haut gebildete Blatt vorzuerhitzen, so daß dann der Klebstoff wirksam wird. Dieser Klebstoff dient aber nur dazu, eine besondere Fasermatte anzukleben, d. h. die Haut an sich aufzubauen, nicht aber eine Verbindung mit einem anderen, den eigentlichen Körper formenden Material herzustellen.

Auch nach der DT-OS 1 704449 wird das Zwei-Schritt-Verfahren durchgeführt, aber noch stärker differenziert, weil für die Herstellung von Trinkgefäßen zunächst eine Auskleidung aus dünnem Kunststoffmaterial hergestellt wird und erst danach die Formung erfolgt. Praktisch schließt sich an einen Tiefziehvorgang, dessen Ergebnis auf einen Dorn aufgebracht wird, in einer zweiten Stufe nach Füllung das Aufschäumen an, wobei das Kunststoffmaterial in die zunächst offene Form eingebracht wird.

Auch bei diesem Zwei-Schritt-Verfahren schließt sich an einen Tiefziehvorgang das Aufschäumen an, wobei aber für beide Verfahrensschritte zwei Einrichtungen vorgesehen sein müssen, die nacheinander zur Wirkung kommen.

Nach dem DT-Gbm 1988385 wird ebenfalls eine Vakuumverformung der Folie bzw. Haut in einer offenen Form durchgeführt, die erst danach geschlossen und nach Übertragung in eine andere Station einer aufwendigen Anlage mit dem Komponentengemisch versehen wird. Dieses geht von einem Integralschaum aus, bezüglich dessen die Folie als Trennmittel verwendet wird. Im Zusammenhang mit einem Integralschaum ist die Anordnungeines Bindemittels deshalb vorgesehen, um unähnliche Kunststoffmaterialien zu verbinden. Im übrigen wird bei der bekannten Ausführung ein Spannrahmen mit einer Gummidichtung benötigt, welcher nicht nur einen erhöhten Aufwand darstellt, sondern auch voraussetzt, daß besondere Materialeigenschaften hinsichtlich der Folie eingehalten werden müssen, zumal die Formen zwischen verschiedenen Stationen aufwendig transportiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglichen, Schaumkunststoffkörper mit einem verbundenen Überzug in einem wirtschaftlicheren Verfahren herzustellen und dabei auch eine wirtschaftlicher betreibbare Vorrichtung zu schaffen, in welcher einwandfreie Erzeugnisse erreicht werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Maßnahmen im Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schritte zuerst der Vakuumverformung und dann des Schäumens nacheinander in einer ständig geschlossenen Form durchgeführt werden. Dadurch steht bereits ein definierter Raum zur Aufschäumung zur Verfügung, so daß keine Un-■"■ gleichmäßigkeiten im Endergebnis auftreten, wobei es wesentlich ist, daß die thermoplastische Haut nur durch Vakuum verformt wird, ohne aber dabei einen Einfluß durch das Schäumen zu erhalten.

Bevorzugt wird dabei, daß eine mit Klebstoff in ei··

κι nem vorherbestimmten Muster versehene thermoplastische Folie in gestrecktem Zustand zwischen die offenen Formhälften gebracht wird, wobei die klebstoffüberzogene Fläche dem geschlossenen Formhohlraum zugekehrt ist, und daß nach dem Vakuumverformen

ι ^r> der expandierfähige Kunststoff in den Formhohlraum eingeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß kein mechanischer Preßstempel notwendig ist und die thermoplastische Folie nur durch Vakuum verformt wird, wobei Ungleichmäßigkeiten vermieden werden,

-'» durch die Anwendung einer klebstoffüberzogenen Fläche aber zugleich der Sitz gegenüber bekannten Ausführungen wesentlich verbessert wird.

Die eingangs genannte Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zum Auftra-

-'ί gen von Bindemittel bzw. Klebstoff in Form von in Abständen voneinander angeordneten vorherbestimmten Mustern auf eine Fläche der Folienbahn und durch eine Einrichtung zur Erhitzung der Folienbahn nach der Klebstoffauftragung in Verbindung mit der

in Fördereinrichtung zwecks Transports zu einer Stellung aus, in der eines der Muster zentral zwischen den offenen Formhälften und im Abstand von der Formhohlraumbegrenzungsplatte, an der die Vakuumverformung erfolgt, angeordnet ist. Hierdurch wird eine

j) besonders günstige Vorrichtung geschaffen, die mit einfachen Mitteln auskommt, wobei die Betriebsweise besonders einfach ist.

Diese Vorrichtung hat vorteilhaft eine Einrichtung zum Beaufschlagen der einander entgegengesetzten

in Flächen des fertigen Gegenstandes mit Druckluft, während die Formhälften voneinander wegbewegt werden. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung besitzt eine Einrichtung zum Halten der Formhohlraumbegrenzungsplatte der einen Formhälfte auf ei-

i) ner vorherbestimmten Temperatur, die unter dem Erweichungspunkt der Materialbahn liegt. Dabei ist mit besonderem Vorteil vorgesehen, daß die Formhälften einander zugekehrte Abquetschflächen besitzen und an einer dieser Abquetschflächen ein Schneidmesser

ίο befestigt ist, dessen geometrische Form der des Klebstoffmusters auf der Folienbahn ähnlich, aber größer ist als das genannte Muster, wobei das Schneidmesser eine unterbrochene Schneide besitzt, die sich von der Abquetschfläche weg über eine Strecke erstreckt, die größer ist als die Dicke des vakuumverformten Teils der Folienbahn, und eine Einrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß das Schneidmesser den genannten Teil der Folienbahn durchschneidet, wenn die Formhälften zueinander hin bewegt werden. Hierbei wird

bo einbezogen, daß zum Führen der Folienbahn im Abstand voneinander zwei endlose Ketten vorgesehen sind, welche Zähne haben, die in der Nähe der Seitenränder der Folienbahn durch diese hindurch vorstehen. Durch die Erfindung wird ein außerordentlich

b5 wirksamer Formzyklus geschaffen, wobei jeder Verfahrensschritt ohne Transport der Form in andere Stellungen in einer Maschine erfolgt. Dadurch sind für einen bestimmten Ausstoß weniger Formen erfor-

derlich.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt

Fig. 1 schematisch eine Schäumvorrichtung, wobei die beiden Formhälften im Querschnitt in ihrer offenen Normalstellung dargestellt sind,

Fig. 2 in einer Draufsicht in kleinerem Maßstab in einer Teildarstellung im Abstand voneinander angeordnete Klebstoffmustcr auf der thermoplastischen Folie,

Fig. 3 in einer ähnlichen Schnittdarstellung wie in Fig. 1 einen Teil der Vorrichtung mit zu einer Folienbahn hin bewegten Formhälften,

Fig. 4 in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung die Formhälften in einer Stellung zum Füllen der Form sowie die Form der Folienbahn nach der Vakuumverformung,

Fig. 5 in größerem Maßstab in einer Teildarstellung im Schnitt die Anordnung zum Schneiden der Folienbahn,

Fig. 6 in einer Draufsicht in kleinerem Maßstab in einer Teildarstellung die Folienbahn nach dem Schneiden mittels der Schneidanordnung,

Fig. 7 in einer ähnlichen Darstellung wie in Fig. 4 den fertigen Gegenstand und die in die offene Stellung zurückgestellten Formhälften,

Fig. 8 schematisch das Rohrleitungs- und Steuerungssystem.

Fig. 1 zeigt eine Abhaspei 10 mit einer Rolle 11, die von einer thermoplastischen Folienbahn 12 gebildet wird. Aus dieser Folienbahn soll die Haut oder Auskleidung des Gegenstandes hergestellt werden. Die Folienbahn wird zwischen die normalerweise offenen, zueinander komplementären Formhälften 13 und 14 mittels eines Bahntransportmechanismus bewegt, der zwei endlose parallele Gliederketten 15 besitzt, die mit aufwärtsgerichteten Zähnen 16 versehen sind. In Fig. 1 sind eine dieser Ketten und eine dieser Zahnreihen dargestellt. Die Gliederketten sind um die Kettenräder 17,18 und 19 sowie um zusätzliche Kettenräder herumgeführt, die die Kettenbahn endlos schließen. Die Ketten sind so geführt, daß sie die Bewegung der Formhälften und anderer beweglicher Teile der Vorrichtung nicht behindern. Der Abstand zwischen den beiden Gliederketten ist kleiner als die Breite der Folienbahn 12. Die Zähne der Ketten durchstechen die Randteile der Folienbahn. Die Ketten werden von einem üblichen, nicht gezeigten Schrittschaltantrieb derart angetrieben, daß für jedes Arbeitsspiel der Vorrichtung eine vorherbestimmte Länge der Folienbahn zu den Formhälften hin vorwärtsbewegt wird.

Während die Folienbahn 12 zu den Formhälften hin vorwärtsbewegt wird, durchwandert sie eine übliche einseitig wirkende Klebstoffauftragvorrichtung 22 der im Anilinfarbendruck verwendeten Art. Diese Klcbstoffauftrageinrichtung 22 besitzt eine obere Druckwalze 23 und dient zum Auftragen eines geeigneten Klebstoffes oder Bindemittels auf die Unterseite der Folienbahn in Form von in Abständen voneinander angeordneten Mustern. Dies ist aus der Draufsicht in Fig. 2 ersichtlich. In dem vorliegenden Fall ist der herzustellende Gegenstand beispielsweise ein kreisförmiges Becken, das aus Schaumpolystyrol besteht und mit dessen Oberseite eine Kunststoffhaut verbunden ist. Das Klcbstnffmuster besteht aus einer Reihe von in Abstünden voneinander angeordneten Mustern 24, wie Kreisen, Fig. 2, von denen jeder mi einem durchmessergrößeren Kreis 25 konzentrisch ist der den Umfang des fertigen Beckens darstellt. De Grund für diese Beziehung wird nachstehend erläu "> lert. In Fig. 2 ist gezeigt, wie die Folienbahn auf dei Zähnen 16, 16' der Gliederketten 15, 15' aufgepfähl ist.

Gemäß Fig. 1 ist ferner eine übliche Erhitzungs einrichtung 26, wie ein Heizstrahler, vorgesehen, ai dem vorbei oder durch den hindurch die Folienbahi 12 wandert, so daß sic erweicht und durch Verdamp fen des flüssigen Lösungsmittels des selbstklcbendei oder wärmeaktivierbaren Klebstoffes dieser getrock net wird. Die Formhälften 13 und 14 werden von det

ι¹"' Formträgerplatten einer liegenden, doppelseitigci Formmaschine getragen und werden von den hydrau lisch betätigten Kolben 27 und 28 zueinander hin unc voneinander weg bewegt. Die einen Stempel bildende Formhälfte 13 ist auf einer Formträgerplatte 29 mon

-Ί' tiert, die auf dem Kolben 27 aufgeschraubt ist. Dei Stempel 13 besitzt eine Rückwandplatte 30 und eine vo springende Formhohlraumbegrenzungsplatle 31 die eine Stempelkammer 32 begrenzt und mit einei ebenen, kreisförmigen Abquetschfläche 33 versehei

-'^r> ist. In dieser Abquetschflache ist ein kreisförmige: Schneidmesser 35 eingesetzt, das aus gehärtetem Stall besteht und um ein Maß vorsteht, das etwas größe ist als die Dicke der geformten und zu zerschneiden den Folienbahn; siehe auch die vergrößerte Teildar

«ι Stellung im Schnitt in Fig. 5. Das Messer ist an mehre ren Stellen eingekerbt. Beispielsweise kann gemäß dei Draufsicht in Fig. 6 der Rand des Schneidmessers ai vier Stellen eingekerbt sein, so daß nach dem Durch schneiden der Folienbahn 12 mittels des Schneidmes

Γ) sers die vier nicht durchschnittenen Teile 37 den abgc schniltenen kreisförmigen Rohling 36 noch mit dei Folienbahn 12 verbinden. Bei der nachfolgenden Bc wegungder Folienbahn wird daher der fertige Gegen stand aus dem Bereich der Form mitgenommen; die:

•in wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Mit Hilfe von üblichen, biegsamen Schläuchen, die an die Formhälften angeschlossen sind, werden Was scr und Luft in die Stcmpelkammcr 32 eingeleitet unc aus ihr abgeführt. Die Zuleitungen sind durch dii

•n Pfeile W und A schematisch angedeutet. Mit dei Stempclkammer stehen ferner eine übliche Sauglci tung und eine Abströmleitung in Verbindung, dit durch die Pfeile V und D dargestellt sind. Die Form hohlraumbegrenzungsplattc des Stempels ist mi

ίο mehreren, im Durchmesser kleinen Sauglöchern 31 ausgebildet, die bewirken, daß die Folienbahn wäh rend der Vakuumverformung gegen die Formhohl raumbcgrcnzungsplatte gesaugt wird. In der Form hohlraumbcgrenzungsplattc sind ferner miteinandci

Ί^Γ> verbundene Kanäle 39 vorgesehen, durch die hin durch ein Strömungsmittel umgewälzt wird, dcssci Temperatur mit Hilfe einer üblichen Formtempera tursteuercinrichtung gesteuert wird und das z.ur gc naucn Steuerung der Temperatur der Form und dei

ho vakuumverformten Folienbahn dient.

Die die Matrize bildende Formhälftc 14 ist allgemein ähnlich ausgebildet und besitzt eine Matrizen kammer 40, an die eine Dampfleitung, eine Wasserleitung, eine Luftleitung, eine Saugleitung und eint

μ Abströmlcitung angeschlossen sind. Diese Leitungci sind durch die Pfeile .V₁ W, A, V bzw. /) schematised dargestellt. Die Formhohlraumbcgrcnzungsplattc 41 der Matrize ist zu der Formhohlraumbcgrenzungs

platte des Stempels 13 komplementär und fluchtet mit ihr und ist mit einer Abquetschfläche 42 versehen. Es ist eine übliche automatische Fülleinrichtung vorgesehen, die dazu dient, vorgeschäumte Polystyrolperlen mittels einer Düse 43 in den Formhohlraum ^Γ) einzubringen, der von den in der Füllstellung befindlichen, geschlossenen Formteilen gebildet wird. Die Hohlraumbegrenzungsplatte 41 ist mit Öffnungen 44 versehen, deren Zweck nachstehend beschrieben wird. ι»

Im richtigen Zeitpunkt während des Arbeitsspiels, insbesondere wenn die vorerhitzte Folienbahn 12 so weit vorwärtsbewegt worden ist, daß ein kreisförmiges Muster des aufgetragenen Klebstoffes zwischen den Formhälften zentriert ist, werden diese zueinander hin ^|r> in die Formfüllstellung bewegt. Während dieser Bewegung der Formhälften wird die vorerhitzte Folienbahn etwas durchgebogen und gedehnt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, in der die Formhälften knapp vor ihrer Schließstellung dargestellt sind. Wenn sich die Formhälften in die in Fig. 4 gezeigte FormfiiUstellung bewegen, wird die Stempelkammer 32 evakuiert, so daß der im Inneren der Form befindliche Teil 12' der Folienbahn durch eine Vakuumverformung an die Formhohlraumbegrenzungsplatte 31 angeformt wird. 2^ri

Die Temperatur der mit dem vakuumverformten Teil 12' der Folienbahn in Berührung stehenden Formhohlraumbegrenzungsplatte 31 wird auf einem solchen Wert gehalten, daß dieser Teil der Folienbahn in seiner endgültigen Form fixiert, aber auf einer J» Temperatur gehalten wird, die zum thermischen Verkleben der Schaumstoffperlcn mit diesem Teil genügt. Danach werden durch die Düse 43 vorgeschäumte Polystyrolperlen in den Formhohlraum eingebracht. Wenn dieser mit Perlen gefüllt ist, führt man durch i^r> die Anschlußleitung S Dampf in die Matrizenkammer 40. Unter der Wirkung der Erhitzung der Form und des durch die Löcher 44 in den Formhohlraum eintretenden Dampfes verschmelzen die Polystyrolperlen zu einem einstückigen Körper, der unter der Wirkung w des von den miteinander verschmelzenden, aufschäumenden Perlen ausgeübten Druckes mit dem Klebstoff verklebt. Dann wird durch die Stempel- und die Matrizenkammer Kühlwasser geleitet, so daß die Formhälften abgekühlt werden und der geschäumte <r> Körper erstarrt. Danach werden die Formhälften ein kleines Stück zueinander hin bewegt, so daß das kreisförmige Messer 35 die Folienbahn durchschneiden kann. Nun werden durch den Rückzug der Kolben 27 und 28 die Formhälften voneinander getrennt w (siehe Fig. 7) und wird in die Stempel- und die Matrizcnkammcr Druckluft eingeleitet, so daß die vcrformtc Folienbahn und der Schaumstoffkörper von beiden Formhohlraumbegrcnzungsplattcn abgestreift werden. Jetzt sind die Folienbahn und das fertige Vcr- v, bundbecken an den Gliederketten zwischen den offenen Formhälften aufgehängt. Dann folgt das nächste Arbeitsspiel.

Zu diesem Zweck bewegt der Schrittschaltantrieb die Folienbahn so weit vorwärts, daß sich das nächste m> kreisförmige Klcbstoffmustcr zwischen den offenen Formhälften befindet, während das noch mit der Folicnbahn verbundene, fertige Becken aus dem Bereich der Form herausbewegt wird. Das noch in der Folienbahn festgehaltene, fertige Becken wird dann in eine Folienbahn-Abtrennstation oder in eine übliche, nicht gezeigte Ausstanzmaschinc bewegt, in welcher mit Hilfe von gehärteten Stahlwerkzcugcn das Becken aus der Folienbahn herausgeschnitten wird und dann ge stapelt oder nachbehandelt, beispielsweise mit cinei dekorativen Markierung versehen oder gebördel werden kann. Das überschüssige Bahnmaterial wire von den Gliederketten abgestreift und kann in eint Mühle eingebracht werden, in der es zerkleinert wird so daß es dann erneut zur Herstellung einer Folienbahn stranggepreßt werden kann. Da die vorgeschäumten Perlen in einen begrenzten Formhohlraurr eingebracht werden und der Klebstoff genau in einen" vorherbestimmten Muster auf die Folienbahn aufgetragen wird, haftet an der restlichen Folienbahn, die zur Wiederverwendung aufgemahlen wird, keir Schaum oder Klebstoff, so daß das Folienmaterial sehi wirtschaftlich zurückgewonnen werden kann, ohne daß ein Abfallgemisch anfällt.

Es sei nun die Fig. 8 betrachtet, in welcher die Rohrleitungen und Steuereinrichtungen schematiscli dargestellt sind. Zum Vorbereiten der Vorrichtung füi den automatischen Betrieb schließt die Bedienungsperson Handstartschaltcr 50, so daß ein Befehlssignalgeber 51 eine Spannung an die Leiter 52 anlegt. Dadurch wird ein üblicher, sperrzahnradgetriebener und mit sich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitender Linear-Schrittschaltantrieb 54 in Betrieb gesetzt. Gleichzeitig werden über die Leitungen 53 und 66 Spannungen an den Heizstrahler 26 und die Hydraulikpumpe 70 angelegt. Der Sperrzahnradantrieb treibt das Kettenrad 17 an, so daß die Gliederkette 16 die Folienbahn 12 über eine vorherbestimmte Strecke durch die Klebstoff-Auftrageinrichtung 22 bewegt, in welcher der Klebstoff in Form eines kreisförmigen Musters auf die Folienbahn aufgetragen wird. Wenn der mit Klebstoff versehene Teil der Folienbahn sich den normalerweise offenen Formhälften 13 und 14 nähert, kann die Bedienungsperson durch Antippen des Startschalters bewirken, daß dieser überzogene Teil der Folienbahn zwischen den Formhälften zentriert wird. Danach wird der Automatik-Startschalter 55 geschlossen, so daß der automatische Betrieb der Vorrichtung beginnt. Der Schalter 55 bleibt geschlossen, bis er von der Bedienungsperson zurückgestellt wird. Jetzt steuert der Befchlssignalgeber den Betrieb der Vorrichtung in der nachstehend beschriebenen Arbcitsvorgangsfolge, wobei bis auf das Abströmventil 81 und alle Steuerventile normalerweise geschlossen sind. Ferner sind die Hydraulikventile 72 und 76 normalerweise offen, damit die Formteile in der gezeigten offenen Stellung gehalten werden.
1. Der Befchlssignalgeber legt weiter über die Leiter 53 und 68 Spannungen an den Heizstrahler 26 und die Pumpe 88 an. In der schematischen Fig. 8 ist der Heizstrahler 26 von der Folienbahn 12 entfernt gezeichnet, doch versteht es sich, daß in der praktischen Ausführungsform der Vorrichtung der Heizstrahler in der Nähe der Folienbahn und der Formteile angeordnet ist. Die Pumpe 88 wälzt erhitztes Strömungsmittel aus dem Behälter 89 über die Vorlauflcitung 91, die miteinander verbundenen Kanäle in der Formhohlraumbegrcnzungsplattc 13 des Stempels und die Rücklaufleitung 90 um. Der Temperaturregler 92 bewirkt, daß das umgewälzte Strömungsmittel auf einer vorherbestimmten Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als der Erweichungspunkt des jeweiligen Folicnmutcrials. Infolgedessen erstarrt die vakuumvcrformtc Folienbahn, wenn sie mit der Formhohlraumbe-

grenzungsplatte in Berührung kommt. Andererseits ist die Temperatur des Strömungsmittels so hoch, daß sie das Anhaften der Schaumstoffperlen an dem Klebstoffüberzug der Folienbahn unterstützt. ^r> Gleichzeitig mit dem Anlegen der Spannung an die Leiter 53 und 68 legt der Steuersignalgeber eine Spannung an die Leiter 57 und 58 an. Die an den Leiter 58 angelegte Spannung bewirkt ein Schließen der normalerweise offenen Magnet- ^ll( ventile 72 und 76. Die an den Leiter 57 angelegte Spannung bewirkt ein Öffnen der Magnetventile 60 und 61, so daß die Kolben 27 und 28 die Formhälften zueinander hin in die Formfüllstellung bewegen. In der üblichen Weise haben in '·'> der Formfüllstellung der Formhälften deren Abquetschflächen einen vorherbestimmten Abstand von 0,38-1,52 mm voneinander. Dieser Spalt genügt für einen Abzug von Luft und Dampf aus dem Formhohlraum, ist aber zu eng -'<· für ein Entweichen von Schaumstoffperlen oder Schaumstoffteilchen aus dem Formhohlraum.
Wenn sich die Formhälften in der Formfüllstellung befinden, wird an die Leiter 62 und 63 eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß die Vaku- ->> umpumpe 64 in Betrieb gesetzt und das Magnetventil 65 geöffnet wird. Infolgedessen wird die vorerhitzte Folienbahn durch Vakuumverformung an die Formhohlraumbegrenzungsfläche des Stempels 13 angeformt. ίο Nach Durchführung der Vakuumverformung wird die Spannung von dem Leiter 63 abgeschaltet und an den Leiter 67 gelegt, so daß das elektromagnetisch betätigte Düsenventil 69 geöffnet und die Luftpumpe 71 eingeschaltet wird, wo- r> durch vorgeschäumte Perlen in den Formhohlraum eingebracht werden. In dem Formhohlraum eingeschlossene Luft und überschüssige Perlenförderluft werden von den eintretenden Perlen verdrängt und entweichen durch den -w schmalen Spalt zwischen den Abquetschflächen der Formhäliten. Die Einrichtung zum Einbringen der Perlen ist hier nur schematisch dargestellt, doch versteht es sich für den Fachmann, daß ein übliches Perleneinbringsystem einen In- -Ti nenkolben besitzt, dessen Stirnfläche normalerweise mit der Innenwandung des Formhohlraums bündig ist. Während des Füllens des Formhohlraumes ist der Kolben zurückgezogen, damit die Perlen in den Formhohlraum rieseln m können. Wenn das Füllen des Formhohlraumes beendet ist, wird der Kolben vorgeschoben, wobei er noch in der Düse befindliche Perlen aus dieser herausschiebt. Infolgedessen hat der V). Schaumstoff körper eine glatte, ebene Fläche, die π nur von den Wandungen des Formhohlraumes und der Stirnfläche des Kolbens geformt worden ist.

Nach einem vorhci bestimmten Zeitraum, der zum vollständigen Füllen des Formhohlraumes t>o genügt, wird die Spannung von dem Leiter 67 abgeschaltet, so daß die Pumpe 71 ausgeschaltet K). und das Düsenventil 69 geschlossen wird.
Jetzt wird an den Leiter 73 eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß das Dampfventil 75 geöff- o^r, net wird, so daß hochgespannter Trockendampf durch die Matrizenkammer 40 umgewälzt wird. Nach einer vorherbestimmten Zeit, die zum Austreiben von kondensierter Feuchtigkeit aus der Matrizenkammer in die Abströmleitung genügt, wird an den Leiter 78 eine Spannung angelegt, so daß das normalerweise offene Magnetventil 81 geschlossen wird und der Dampfdruck so stark ansteigt, daß er die Temperatur der Formhohlraumbegrenzungsplatte erhöht und Direktdampfstrahlen aus den Dampflöchern 44 austreten, die in der Formhohlraumbegrenzungsplatte der Matrize 14 ausgebildet sind. Der Dampf vermischt sich mit den vorgeschäumten Perlen in dem Formhohlraum, so daß diese Perlen miteinander zu dem Schaumstoffkörper des Beckens verschmelzen, wobei dieser Schaumstoffkörper gegen die klebstoffüberzogene und vakuumverformte Folienbahn gedrückt wird und mit ihr verklebt.

Nach einem vorherbestimmten Zeitraum werden die Spannungen von den Leitern 73 und 79 abgeschaltet, so daß das Dampfventil 75 geschlossen und das Abström ventil 81 geöffnet und dadurch die Matrizenkammer 40 von dem Druck des in ihr befindlichen Dampfes entlastet wird. Nach einer vorherbestimmten Zeit, die so gewählt ist, daß der Schaumstoffkörper keinen Wärmeschock erfährt, wird an den Leiter 77 eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß das Magnetventil 79 geöffnet und die Wasserpumpe 80 in Betrieb gesetzt wird. Jetzt fließt Kühlwasser durch die Stempel- und die Matrizenkammer und durch die Abströmleitung. Wenn die Formhälften eine gewisse Zeit gekühlt worden sind, wird der Kühlvorgang durch Wegnehmen der Spannung von dem Leiter 77 beendet.

Jetzt ist der Formvorgang beendet. An den Leiter 95 wird eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß ein Hochdruckteil der Hydraulikpumpe in Betrieb genommen wird und dadurch die Formhälften 13 und 14 ganz geschlossen werden. Bei dieser Bewegung der Formhälften durchschneidet das kreisförmige Schneidmesser die Folienbahn.

Dann wird an die Leiter 78 und 83 kurzzeitig eine Spannung angelegt. Die an den Leiter 78 angelegte Spannung bewirkt das Schließen des Abströmventils 81. Die an den Leiter 83 angelegte Spannung bewirkt das Öffnen des Druckluftventils 84 und das Inbetriebsetzen der Luftpumpe 86. Jetzt wird in die Stempel- und die Matrizenkammer Druckluft geblasen, wodurch die Ablösung der verformten Folienbahn und des Schaumstoffkörpers von den entsprechenden Hohlraumbegrcnzungsflächen unterstützt wird. Gleichzeitig wird die Spannung von dem Leiter 57 abgeschaltet, so daß die Hydraulikventile 60 und 61 geschlossen werden, und wird an den Leiter 58 eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß die Hydraulikventile 72 und 76 öffnen und infolgedessen die Kolben zurückgezogen und die Formhälften in ihre offene Normalstellung zurückgestellt werden.

Wenn sich die Formhälften in ihrer offenen Stellung befinden, wird an den Leiter 52 wieder eine Spannung angelegt, so daß der Schrittschaltantrieb 54 einen Schaltschritt ausführt und die Folienbahn über eine Strecke vorwärtsbewegt wird, die dem Längsabstand zwischen den kreisförmigen Klebstoffmustern entspricht, die von der

Auftragevorrichtung 22 auf die Folienbahn aufgetragen werden. Durch diese Längsbewegung der Folienbahn gelangt der nächste klebstoffüberzogene Teil in eine Stellung, in der er zwischen den Formhälften zentriert ist, und wird gleichzeitig das fertige Becken aus dem Bereich der Form heraustransportiert. Jetzt wiederholt sich das automatische Arbeitsspiel.
Die thermoplastische Folie kann mit der anderen Seite des Gegenstandes verbunden werden, wenn man die Stellungen der Formhohlraumbegrenzungsplatten auswechselt, sofern eine geeignete Einführungsöffnung für die Düse zum Einbringen der Perlen vorhanden ist und jene Formhohlraumbegrenzungsplatte, an die die Folienbahn durch Vakuumverformung angeformt wird, mit Kanälen zur Temperatursteuerung versehen ist.

Es ist nicht notwendig, daß die Bahn beispielsweise mittels des dargestellten Heizstrahlers vorerhitzt wird, ehe der mit dem Klebstoffmuster versehene Teil der Folienbahn zwischen die Formhohlraumbegrenzungsplatten bewegt wird. Man kann diesen Teil der Folienbahn auch erhitzen, wenn er auf der Abquetschfläche einer Formhohlraumbegrenzungsplatte oder zwischen den Abquetschflächen beider Formhälften eingespannt ist, wobei man in diesem Fall den zu erhitzenden Teil der Folienbahn mit einem Heizmedium, wie Dampf, Luft oder einem anderen Strömungsmittel beaufschlagt. Bei ganz geschlossener Form wird dann die erweichte Folienbahn durch Warmverformung an die gewünschte Hohlraumbegrenzungsfläche angeformt, indem man die eine Seite der Folienbahn mit Luft, Dampf und/oder einem anderen Strömungsmittel druckbeaufschlagt und auf die entgegengesetzte Seite der Folienbahn ein Vakuum einwirken läßt.

Vorstehend wurden das Verfahren und die Vorrichtung speziell an Hand der Herstellungeines Bekkens aus vorgeschäumten Polystyrolperlen erläutert, doch versteht es sich, daß die Perlen nicht vorgeschäumt zu sein brauchen und daß man auch andere schäumbare Kunststoffe verwenden kann, beispielsweise Schaumpolyurethan. Man kann auch die Folie aus verschiedenen vakuumverformbaren Kunststoffen herstellen, beispielsweise aus stranggepreßtem Schaumpolystyrol, Polystyrol von hoher oder mittlerer Schlagzähigkeit, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoffen (ABS) und dergleichen, orientiertem Polystyrol Kunststoffen auf der Basis von Acetat, Vinyl, Polypropylen, Polyäthylen usw., sowie Materialien auf Cellulosegrundlage, wie dehnbarem oder Kreppapier und den neuartigen warmverformbaren harzgebundenen Vliesstoffen. Zur Durchführung des Verfahrens kann das Material für die Folie der Formmaschine in Form der beschriebenen endlosen Folienbahn oder in Form von einzelnen Folien-Blättern zugeführt werden, die auf endlose Gliederketten aufgegeben werden, die mit aufwärtsgerichteten Zähnen oder anderen Festhalteeinrichtungen versehen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

24 Ol 034 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Schaumkunststoff körpers mit einem mit diesem verbundenen Überzug aus einer thermoplastischen Folie, bei dem in einer Form eine thermoplastische, gegebenenfalls vorgewärmte Folie auch mit Unterdruck verformt, expandierfähiger Kunststoff in die Form eingefüllt, der expandierfähige Kunststoff an die Folie angeschäumt und der mit der Folie überzogene Schaumkunststoffkörper in der Form gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zuerst der Vakuumverformung und dann des Schäumens nacheinander in einer ständig geschlossenen Form durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Klebstoff in einem vorherbestimmten Muster versehene thermoplastische Folie in gestrecktem Zustand zwischen die offenen Formhälften gebracht wird, wobei die klebstoffüberzogene Fläche dem geschlossenen Formhohlraum zugekehrt ist, und daß nach dem Vakuumverformen der expandierfähige Kunststoff in den Formhohlraum eingeführt wird.

3. Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus Schaumkunststoff mit einem Kunststoff-Folienüberzug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Form aus zwei Formhälften besteht, welche zusammen einen Formhohlraum begrenzen, und die eine Einrichtung zum Erhitzen der Folie besitzt und bei der eine Formhälfte zum Vakuumverformen der Folie und die andere Formhälfte eine Einrichtung zum Einfüllen von schäumbarem Kunststoff aufweist, wobei ferner eine Vorratsund Fördereinrichtung zum Einführen der Folienbahn vor der Form angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22) zum Auftragen von Bindemittel bzw. Klebstoff in Form von in Abständen voneinander angeordneten vorherbestimmten Mustern (24) auf eine Fläche der Folienbahn (12) und durch eine Einrichtung (26) zur Erhitzung der Folienbahn nach der Klebstoffauftragung in Verbindung mit der Fördereinrichtung zwecks Transports zu einer Stellung vorgesehen sind, in der eines der Muster zentral zwischen den offenen Formteilen und im Abstand von der Formhohlraumbegrenzungsplatte, an der die Vakuumverformung erfolgt, angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (84, 86) zum Beaufschlagen der einander entgegengesetzten Flächen des fertigen Gegenstandes mit Druckluft, während die Formhälften voneinander wegbewegt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (89-92) zum Halten der Formhohlraumbegrenzungsplatte (31) der einen Formhälfte auf einer vorherbestimmten Temperatur, die unter dem Erweichungspunkt der Materialbahn liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälften einander zugekehrte Abquetschflächen (33) besitzen und an einer dieser Abquetschflächen (33) ein Schneidmesser (35) befestigt ist, dessen geometri ■ sehe Form der des Klebstoffmusters (24) auf der Folienbahn ähnlich, aber größer ist als das ge

nannte Muster, wobei das Schneidmesser eine unterbrochene Schneide besitzt, die sich von der Abquetschfläche (33) weg über eine Strecke erstreckt, die größer ist als die Dicke des vakuumverformten Teils der Folienbahn, und eine Einrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, duß das Schneidmesserden genannten Teil der Folienbahn durchschneidet, wenn die Formhälften zueinander hin bewegt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Führen der Folienbahn im Abstand voneinander zwei endlose Ketten (15) vorgesehen sind, welche Zähne (16) haben, die in der Nähe der Seitenränder der Folienbahn durch diese hindurch vorstehen.