DE2647927C2 - Maschine zum kontinuerlichen Formen von Profilstücken aus expandiertem Kunststoff - Google Patents

Description

p Die Erfindung betrifft eine Maschine gemäß dem

■ Oberbegriff des Patentanspruches 1.

\-_t Eine derartige Maschine ist aus der DE-AS 12 % 792

f!i| bekannt. Die Formgebungskammer ist in drei Abschnit-

j te unterteilt In dem ersten Abschnitt wird der Kunst-

_:j stoff expandiert. Noch während dessen Expansion wird

|;| das entstehende Profilstück mittels der axial verschieb-

';' baren Stirnwand in den zweiten Abschnitt gedrückt.

^ Hier setzt sich die Expansion fort. Dann wird das Profil-

^;if stück in den dritten Abschnitt geschoben. Hier tritt die

: allmähliche Erstarrung des Profilstückes ein. Die Form-

; gebungskammer kann axiale Verdrängungskörper enthalten, von denen mangels näherer Erläuterungen angenommen werden muß, daß sie freitragend an der axial verschiebbaren Stirnwand befestigt sind. Bei dieser Maschine muß die Verschiebung des Formkörper* noch während dessen Expansion erfolgen, da nach Eintritt der Aushärtung der Verschiebewiderstand zu groß wird. Die zwangsläufige Folge hiervon sind unkontrollierbare Dichteschwankungen in dem fertigen Profilstück. Die der axial verschiebbaren Stirnwand benachbarten Teile der Profilstücke weisen eine höhere Dichte auf als die von der Stirnwand entfernt liegenden Teile. Wegen der Elastizität der Profilstücke, ohne die eine Entformung aus dem letzten Abschnitt der Formgebungskammer praktisch nicht möglich wäre, zeigen die fertigen Profil-Stücke Querschniltsschwankungen entsprechend ihren unterschiedlich stark komprimierten Bereichen.

Aus der DE-OS 21 52 248 ist eine ähnliche Maschine jedoch mit geschlossener Formgebungskammer bekannt, die daher auch nicht zur kontinuierlichen Herstellung von Kunststoffprofilstücken verwendbar ist sondern lediglich zur Herstellung von Profilstücken unterschiedlicher Länge entsprechend dem Hub der kolbenartig axial verschiebbaren Stirnwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die die kontinuierliche Herstellung von Profilstücken gleichbleibender Dichte und konstanten Querschnitts erlaubt. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben.

Die Lösung ermöglicht es, das Profilstück in der Formgebungskammer vollständig zu expandieren und anschließend zum Zwecke der Härtung zu kühlen, bevor es (bis auf einen kleinen Abschnitt) erstmals verschoben wird. Möglich ist dies nur zufolge der parallel zu der Längsachse der Formgebungskammer verschiebbaren Seitenwand und einer Anordnung der axial verschiebbaren Stirnwand und des Verdrängerkörpers, die eine relative Verschiebung dieser Teile sowohl gegenüber der Formgebungskammer als auch gegeneinander erlaubt.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Maschine nach der Erfindung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Maschine nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht;
F i g. 2 eine Draufsicht;

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie IH-III in Fig.2 durch den hinteren Teil der Maschine; F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3; F i g. 5 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie V-V in Fig.4;

Fig.6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3in einer Betriebsstellung;

F i g. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3 in einer anderen Betriebsstellung;

F i g. 8 eine schaubildliche Ansicht von vorne des hinteren Schiebeverschlusses·,

F i g. 9 eine Rückansicht des gleichen Verschlusses in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 10 ein Teil des Profilstückes, das durch die vorangehend beschriebene Maschine geformt worden ist.

Insbesondere aus Fig.3 ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Maschine im wesentlichen eine parallelepipedische Formgebungskammer 1 besitzt, die durch eine obere Wand 2, eine feste Seitenwand 3, eine Bodenwand 4 und eine bewegliche Seitenwand 5 begrenzt wird.

Die Wände 2,3 und 4 bilden ihrerseits die Innenwände eines Zwischenraumes 6, in den unter Druck stehender Wasserdampf eingeleitet wird, wie nachfolgend erläutert wird.

Ferner bildet die bewegliche Wand 5 die Innenwand eines Zwischenraumes 9, der ebenfalls mit unter Druck stehendem Wasserdampf beliefert wird. Ein bestimmter Teil der Wände 2, 3, 4 und 5 weist Schlitze 10 auf (siehe

F i g. 3), durch welche der Wasserdampf in die Kammer 1 eintreten kann.

Das eine Ende der Kammer 1 ist gewöhnlich offen, welches Ende in F i g. 3 rechts und in F i g. t links dargestellt ist

Die Kammer 1 ist an ihrem einen Ende durch eine • bewegliche Wand bzw. einen beweglichen Verschluß 11 abgeschlossen, der in F i g. 8 und 9 am besten ersichtlich ist Diese bewegliche Wand 11 weist drei öffnungen 12 auf, durch weiche die Plunger 17, weiche die inneren Hohlräume im Profilstück erzeugen, hindurchtreten können.

An der beweglichen Wand 11 greift das Ende von Stangen 13 von zwei Arbeitszylindern 14 an, welch letztere ihrerseits mit der Außenseite eines Gehäuses IS verbunden sind, das sich in Anlage an der Kammer 1 befindet, innerhalb welcher das Profilstück geformt wird. Das Gehäuse 15 ist an seiner Vorderseite mit drei öffnungen 16 versehen, in denen die drei Plunger 17 so befestigt sind, daß sie abstehen und sich in die Kammer 1 durch die öffnungen 12 in der Endwand 1 f erstrecken.

Die Plunger 17 bestehen je aus einem hohlen zylindrischen Teil, dessen vorderes finde geschlossen und verjüngt ist und dessen Erzeugungswände perforiert sind. Das Gehäuse ist mit dem Zylinder 18 von zwei Zylinder-Kolben-Einheiten starr verbunden, deren Stangen mit dem das Abteil 1 begrenzenden Gehäuseteil starr verbunden sind. Eine Führungsstange 19 ist an der Maschine entgegengesetzt und parallel zu jeder Zylinder-Kolben-Einheit 18 angeordnet, um sicherzustellen, daß sich das Gehäuse 15 parallel zu dem Gehäuseteil bewegt, der das Formgebungsabteil bzw. die Kammer 1 begrenzt.

Außerhalb der Kammer 1 und auf derjenigen Seite, die der die Seitenwand 5 bildenden Seite entgegengesetzt ist, sind drei Sätze von parallelen Lagerungspaaren 20 vorgesehen, in denen drei identische vertikale Schäfte 21 angeordnet sind. An ihren oberen und unteren Enden tragen diese Schäfte 21 Scheiben 22 mit einem exzentrischen Zapfen 23. Eine gleiche Anzahl paralleler Verbindungsstangen 24 ist mit diesen Zapfen 23 verbunden, während ihre anderen Enden mit entsprechenden vertikalen Zapfen 25 verbunden sind, die starr an der Wand 5 angeordnet sind.

Die drei Scheiben 22 sind miteinander so verbunden, daß sie sich um den gleichen Betrag drehen, für welchen Zweck geeignete Verbindungsstangen (siehe Fig.3) vorgesehen sind, die an exzentrischen Zapfen 266 angelenkt sind. Zumindest einer der vertikalen Schäfte 21 ist, wie sich aus Fig. 1 ergibt, mit einem orthogonalen Ansatz 27 versehen, der aus zwei parallelen Platten besteht, zwischen welchen ein Zapfen 28 angeordnet ist, der mit der Stange eines Arbeitszylinders 29 verbunden ist, welcher an der Außenwand der Kammer 1 starr befestigt ist. Die Betätigung des Arbeitszylinders 29 bewirkt eine Drehung der Schäfte 21 und wegen der exzentrischen Zapfen 23 und der Verbindungsstangen 24 ferner eine Annäherung der Wand 5 an die Kammer 1 bzw. eine Rückbewegung von dieser. Die Wand 5 trägt zwei Räder 55, die auf Schienen 55a rollen können, weiche mit dem Maschinengestell starr verbunden sind, damit die Bewegung der Wand 5 parallel zur Wand 3 der Kammer 1 erfolgt.

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß an der Außenseite der Außenwände der Kammer 1 Ventile an sich bekannter Art vorgesehen sind, um zu expandierende Körner 31 zuzuführen, ferner ein Rohr 30 für die Zufuhr von Wasserdampf zu den Zwischenräumen 6,9 und zum Gehäuse 15, eine Leitung 32 für die Zufuhr von Kühlwasser zur Belieferung des Gehäuses 15 und der Rohrschlangen 7 sowie der Düsen 8, die in den Zwischenräumen 6 und 9 zwischen den Wänden 3,4 und 5 enthalten sind, sowie eine Ventilanordnung 33, die dazu dient, die Zufuhr der verschiedenen vorerwähnten Komponenten zu regeln, und schließlich eine Ventilanordnung 60, die dazu dient, mit Hilfe geeigneter Leitungen, die Zufuhr von Druckluft in die Zwischenräume 6 und 9 und in das Gehäuse 15 zu regeln.

ίο Schließlich besitzt die Maschine eine hydraulische Einrichtung 34 zur Belieferung der verschiedenen Arbeitseinheiten, wobei der Zwischenraum außerhalb der Wände 2, 3, 4 und 5 im wesentlichen auf einen Teil beschränkt ist, der, ausgehend von der Basis der Maschine, kleiner als die Länge der Plunger 17 ist Der nachfolgende Teil, d. h. der zum offenen Ende der Kammer 1 hin liegende Teil, besitzt eine normale Wand ohne Zwischenraum weder mit Beheizung noch mit Kühlung.
Außerdem weisen die Zwischenräume 6 bis 9 und das Gehäuse 15 an ihrem Boden Ablaufleitungen 14 mit zugehörigen Regelventilen 41 auf, deren Aufgabe nachfolgend näher erläutert wird.

Die Arbeitsweise der vorangehend beschriebenen Maschine ist wie folgt

Wenn sich die Maschine in der in F i g. 3 gezeigten Arbeitsstellung zu Beginn des Formungsvorgangs für ein Profilstück von unbestimmter Länge mit einem Querschnitt von der in Fig. 10 gezeigten Art befindet, wird ein Hilfsverschluß, der zur Vereinfachung der Zeichnung nicht gezeigt ist, gegen die Enden der Plunger 17 gebracht und daher etwa zur Mitte der Kammer 1. Nach dem Anbringen des Hilfsverschlusses wird das Abteil I mit Kunststoff von körniger Form gefüllt der sich zur Expansion eignet, für welchen Zweck die Regelventile 31 dienen, welche mit einem normalen Zufuhrbehälter verbunden sind, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Nachdem das Material die Kammer 1 bis zum Hilfsverschluß, der dessen freies Ende verschließt vollständig gefüllt hat, wird Wasserdampf durch die Ventilanordnung 33 und die Leitung 30 in die Zwischenräume 6 und 9 der Wände 2, 3, 4 und 5 und in das Gehäuse 15 und damit in die Plunger 17 eingeleitet

Während der Wasserdampfzufuhr sind die Auslaßleitungen 40 im Boden der Zwischenräume 6 und 9 und des Gehäuses 15 durch die mit ihnen verbundenen Regelventile 41 geschlossen. Der Wasserdampf tritt durch die dünnen Schlitze 10 in den Wänden 2,3,4 und 5 und die Kapillaröffnungen in den Plungern 17 hindurch, um in die Kammer I einzutreten und in die Zwischenräume

so zwischen dem in dieser enthaltenen Kunststoff einzudringen. Die Anwesenheit von Hochtemperatur-Wasserdampf in der Kammer 1 hat zur Folge, daß die Kunststoffkörner expandiert und miteinander verschweißt werden, so daß sie eine kompakte Masse bilden. Hierauf wird die Wasserdampfzufuhr unterbrochen, werden die Auslaßleitungen 40 geöffnet und wird Wasser von Rohrschlangen 7 und dem Gehäuse 15 zugeführt, um die Wände 2,3, 4 und 5 und die Plunger 17 zu kühlen und damit das Profilstück aus expandiertem Kunststoff, das in der Kammer 1 enthalten ist, zu kühlen.

Nach dem Kühlen wird die Wasserzufuhr unterbrochen und Druckluft über die mit der Ventilanordnung 60 verbundenen Leitungen und in die Zwischenräume 6 und *· sowie in das Gehäuse 15 zugeführt, um alle durch

b5 das Kühlwasser benetzten Teile zu trocknen. Da die Ablaufleitungen offen sind, kann sowohl das Kühlwasser als auch die zugeführte Druckluft nach außen austreten.

Hierauf wird der Arbeitskolben 29 betätigt, um die Seitenwand 5 abzuheben.

Nachdem die Seitenwand 5 abgehoben worden ist, werden die Zylinder-Kolben-Einheiten 18, deren Stangen mit der Kammer 1 starr verbunden sind und deren r> Zylinder starr mit dem Gehäuse 15 verbunden ist, betätigt Durch das zurücktretende Gehäuse 15 werden die Plunger 17 aus der gerade gebildeten expandierten Masse zurückgezogen und gleichzeitig werden die beiden Zylinder-Kolben-Einheiten 14 unter Druck gesetzt, damit ihre Zylinder der Bewegung des Gehäuses 15 folgen können, so daß die Endwand 11 ihre Stellung beibehalten kann und die Plunger 17 aus der expandierten Masse zurückgezogen werden können, wobei jedoch ein Endteil in der Masse eingesetzt bleibt.

Die Vorrichtung nimmt die in F ä g. 6 gezeigte Anordnung ein.

Wenn die Zylinder-Kolben-Einheiten 18 wieder zum Eintreten gebracht werden, bleiben die beiden Zylinder-Kolben-Einheiten 14 in ihrer Stellung und bewegt sich die Endwand 11 vorwärts, um das geformte expandierte Profilstück und den HilfsverschluB nach rechts in der Kammer 1 in den Raum zu verschieben, der nicht durch die Plunger 17 oder durch die Dampfdurchtrittsschlitze

10 eingenommen wird. Das Austreiben des Profilstücks kommt zum Stillstand, wenn die Endwand die in F i g. 7 gezeigte Stellung einnimmt, wobei innerhalb der Kammer 1 ein Teil des Formstücks bleibt, der als Verschluß für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge dient.

Wenn die in Fi g. 7 gezeigte Anordnung der Maschine erreicht ist, werden die Stangen der Arbeitszylinder 14 wieder zum Eintreten gebracht, so daß die Endwand

11 in die in Fi g. 3 gezeigte Stellung zurückkehrt. Wenn nun der Arbeitszylinder 29 wieder betätigt wird, wird das Abteil 1 durch die Wiederannäherung der Wand 5 geschlossen und kann die Arbeitsfolge nach dem Schließen der Ablaufleitungen 40 wiederholt werden.

Die beschriebenen Arbeitsvorgänge können unbegrenzt wiederholt werden, um ein kontinuierliches unbegrenztes Profilstück von der in F i g. 10 gezeigten Art zu erhalten.

Da der zuletzt geformte Teil des Profilstücks, der sich im Abteil 1 in dem nicht dem Zwischenraum zugeordneten Bereich befindet, befindet sich seine linke Fläche (mit Bezug auf F i g. 3) in der Nähe der heißen Zone der Maschine, so daß derjenige Teil des Formstücks, der anschließend geformt wird, sich ohne Schwierigkeit mit dem vorausgehenden Profilstück verschweißt, wodurch die Kontinuität des hergestellten Gegenstandes gewährleistet wird. Dieses Verschweißen wird noch durch die Gestaltung verbessert, weiche der Vofdcmäche der Endwand bzw. des Schiebestücks 11 gegeben worden ist.

Wie sich am besten aus F i g. 8 und 9 ergibt ist die Vorderfläche des Schiebestückes 11, die mit der zu expandierenden Masse in Kontakt kommt, mit parallelen vertikalen Hohlräumen von trapezförmigem Querschnitt versehen. Erfindungsgemäß besteht der Zweck dieser Gestaltung, an dem zu formenden Profilstück ei- μ ne komplementäre Kontur mit einem Oberflächeninhalt zu formen, der größer als der Oberflächeninhalt des entsprechenden flachen Teils ist so daß wenn der bereits geformte Teil des expandierten Profilstücks sich mit dem gerade geformten verbindet eine zuverlässige b5 und einwandfreie Verschweißung zwischen ihnen mit wesentlich höherer Sicherheit erhalten wird. Die Vorderseite des Schiebestücks 11 kann eine Kontur haben.

die von der in F i g. 8 und 9 gezeigten verschieden ist, vorausgesetzt, daß das erwähnte Ziel erreicht werden kann.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Maschine zum kontinuierlichen Formen von Profilstücken aus expandiertem Kunststoff, mit einer Formgebungskammer mit parallelen Erzeugungslinien entsprechenden Seitenwänden, einer offenen Stirnfläche, sowie einer zwischen den Seitenwänden axial verschiebbar angeordneten Stirnwand und mindestens einem axialen Verdrängungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand (5) der Formgebungskammer (1) parallel zu deren Längsachse verschiebbar ist, daß der Verdrängungskörper (17) freitragend in einem zu der axial verschiebbaren Stirnwand (U) parallelen, außerhalb dieser angeordneten Gehäuse (15) gehalten ist, und daß dieses Gehäuse (15) gegenüber den Seitenwändsn (2, 3, 4, 5) der Formgetungskammer (1) und unabhängig von deren axial verschiebbarer Stirnwand (11) ebenfalls axial verschiebbar angeordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Seitenwände (2, 3, 4, 5) doppelwandig ausgebildet ist und Schlitze (10) zum Einleiten von Dampf in die Formgebungskammer 1 aufweist

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerkörper (17) hohl sind und Perforationen zum Einleiten von Dampf in die Formgebungskammer (1) aufweisen.

4. Maschine nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Seitenwände (2, 3,4,5) der Formgebungskammer (1) doppelwandig ausgebildet ist und eine Rohrschlange (7) zur Zufuhr von Kühlwasser enthält, das über Düsen (8) austritt.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der axial verschiebbaren Stirnwand (11) kleiner als die Länge der Verdrängungskörper (17) ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbare Stirnwand (11) trapezförmig, dreieckig oder halbkreisförmig profiliert ist.