DE2922314A1

DE2922314A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formkoerpern aus schaeumbaren thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE2922314A1
Application number: DE19792922314
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: CIVAG AG fur VERPACKUNGSFORSC
Current assignee: CIVAG AG fur VERPACKUNGSFORSC
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1981-02-12
Also published as: JPS5628835A; BE883585A; MA18864A1; IL60199A0; BR8003408A; PT71333A; FR2457763B3; SE8004057L; GB2052358A; FR2457763A1; NL8003168A; IT8022471A0; IT1140985B

Description

DIPLOM-CHEMIKER UND PATENTANWALT

D-8032 LOCH HAM/MO N CH EN MOZARTSTRASSE 24 TELEFON. (089) 87 25 51 TELEXi (05) 29830 staff d

IHR ZElCHENi MEIN ZEICHEN· CIVAG-8

CIVAG AG

Institut für Verpackungsforschung CH-9100 Herisau / Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus schäumbaren thermoplastischen Kunststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern aus schäumbaren thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus vorgeschäumtem Polystyrolschaum, z. B. Styropor oder Styrozell, bei dem vorgeschäumtes Kunststoffgranulat in einer Form unter Zufuhr von Wärme nachgeschäumt und versintert wird.

Bei den bislang bekannten Verfahren erfolgt die Wärmezufuhr der Form von außen, was jedoch nur bei sehr dünnen Formkörpern sinnvoll möglich ist oder bei Formen, die mit Löchern oder Schlitzen versehen sind, durch die das vorgeschäumte Kunststoffgranulat nicht hindurchdringen, wohl aber der Dampf in die Form und zwischen das Granulat einströmen kann.

Als nachteilig erwies sich jedoch neben der Schwierigkeit, gleichmäßige Qualitäten der Formkörper zu erreichen, vor allem,

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daß f*'.i- ^er Form entnommenen Formkörper zunächst noch sehr SLB.L·» sind und es eine erhebliche Trockenzeit erfordert, um das bei der Kondensation des Dampfes entstandene Wasser wieder aus den Formkörpern herauszubringen.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren liegt in der relativ großen Fertigungszeit sowie in der Notwendigkeit der Bereitstellung ortsfester großer Dampferzeugungsanlagen und dem sehr starken Energieverbrauch infolge der notwendigen Wiederabkühlung der Formen nach der Herstellung der Formkörper, bei der erhebliche Energiemengen verloren gehen.

Um diese Nachteile wenigstens teilweise zu beseitigen, ist bei einem anderen bekannten Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Form vor dem Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates evakuiert und von außen vorgewärmt wird, ohne daß das hierfür benötigte Heizmedium in die Form eindringen kann. Während oder nach dem Einbringen des Granulates in die Form wird eine geringe Menge Dampf eingeleitet, wobei die Form während der gesamten Füllzeit weiter evakuiert wird.

Als weiterhin nachteilig hat sich aber auch bei diesem Verfahren die Tatsache erwiesen, daß im Inneren der Form Wasserdampf eingesetzt wird, der teilweise kondensiert und im Formkörper eingeschlossen bleibt, ganz abgesehen von den korrodierenden Einflüssen, die der Wasserdampf auf die Form ausübt .

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstel- lung von Formkörpern aus expandierbaren thermoplastischen Kunststoffgranulaten zu schaffen, das die Herstellung einwandfrei trockener Formkörper direkt nach dem Entformen gestattet und gleichzeitig die Korrosion der Innenseiten' der Form auf ein Mindestmaß zurückdrängt«

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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verschäumbaren thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus verschäumbarem Polystyrolschaum, z.B. Styropor, Styrozell oder dergleichen, bei dem vorgeschäumtes Kunststoffgranulat in einer Form unter Zufuhr von Wärme nachexpandiert und zusammengesintert wird, wobei die Form vor dem Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates evakuiert und von außen vorgewärmt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man während oder nach dem Einbringen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in die Form ein heißes inertes Gas zur Erwärmung des Granulates einleitet.

Die Vorevakuierung der Form vor dem Einbringen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates hat dabei neben der Funktion einer Unterstützung des Einbringens des vorgeschäumten Kunststoff granulat es durch Saugwirkung hauptsächlich den Vorteil, daß im Zusammenhang mit der ¥eiterevakuierung während der gesamten Füllzeit das eingeleitete heiße inerte Gas, das zur Erhitzung des Granulates auf die zum Nachexpandieren und zum Sintern notwendige Temperatur (ca. 110 bis 120° C) dient, nicht erst die Luft zwischen den Granulatkörnchen verdrängen muß, so daß bei dieser Arbeitsweise das heiße inerte Gas rascher und gleichmäßiger in alle Bereiche der Form eindringen kann und damit ein gleichmäßigeres Aufschäumen und Versintern des Granulates gegeben ist.

Das Vorerwärmen der Form von außen auf die zur Nachexpansion und zum Versintern der außen erweichten vorgeschäumten Kunststoff körnchen notwendige Temperatur bedeutet, daß das eingeleitete heiße inerte Gas lediglich zur Erwärmung des vorgeschäumten Kunststoffgranulates und nicht auch zur Miterwärmung der Form dienen muß, so daß relativ wenig heißes inertes Gas benötigt wird.

Als inerte Gase können alle Gase eingesetzt werden, die unter den gegebenen Verfahrensbedingungen nicht zur Kondensation, wie beispielsweise Wasserdampf, neigen. Zu geeigneten inerten

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/;-öIi*»ien daher z.B. Stickstoff -und Kohlendioxid. Selbstverständlich könnte man als inerte Gase auch die Edelgase einsetzen, was man jedoch aus wirtschaftlichen Gründen, zumindest zum gegenwärtigen Zeitpunkt, nicht tun wird. Als inertes Gas kann man aber auch Luft mit einem Gehalt an Wasserdampf, vorzugsweise mit einem Gehalt bis zu 50$, oder einer anderen entzündungshemmenden gasförmigen Verbindung, z.B. Tetrachlorkohlenstoff oder andere halogenierte Kohlenwasserstoffe, einsetzen.

Die Erhitzung der inerten Gase erfolgt in einer Weise, die dem Fachmann bekannt ist.

Vorzugsweise wird das vorgeschäumte Kunststoffgranulat der Form in vordosierten Mengen zugeführt, was die Fertigung von Formkörpern mit ständig gleichbleibenden Eigenschaften begünstigt und darüber hinaus den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, daß das Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in die Form an mehreren Stellen der Form gleichzeitig erfolgen kann, etwa dadurch, daß von der Dosiereinrichtung mehrere Stichleitungen zu verschiedenen Stellen der Form führen, oder aber daß mehrere einzelne Dosiervorrichtungen vorgesehen sind, deren Gesamtinhalt der zur Herstellung des jeweiligen Formkörpers benötigten Granulatmenge entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem eine nur relativ geringe Menge an heißem inertem Gas benötigt wird, wodurch schon deshalb praktisch kein Kondenswasser in der Form bzw. im herzustellenden Formkörper anfällt, so daß der Formkörper der From trocken entnommen werden kann, läßt sich in Ausgestaltung der Erfindung dadurch noch weiter verbessern, daß das heiße inerte Gas zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in die Form einströmt, etwa derart, daß das Granulat bereits vorerhitzt in die Form eintritt, oder aber das heiße inerte Gas das Eintreten des Granulates in die Form unterstützt.

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ORtGiNAL INSPECTED

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In besonders vorteilhafter Weise kann das heiße inerte Gas, dessen Zuführung über eine Dosiereinrichtung, in abgemessenen Mengen erfolgen kann, als Fördermittel zum Einbringen des Schaumstoffgranulates in die Form verwendet werden.

Bei den bislang bekannten Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus expandierbarem Polystyrolschaum, bei denen die Form - ohne Einleiten von Dampf in die Form - von außen erwärmt worden ist, erfolgte der Wechsel zwischen Erwärmung der Form und nachträglichem Abkühlen vor der Entnahme des Formkörpers im allgemeinen dadurch, daß zunächst die Form durch heißen Dampf erwärmt wird, und anschließend durch Besprühen mit Kaltwasser abgekühlt wird. Dabei geht jedoch praktisch die gesamte Energie, die beim Erwärmen vorher in die Formen hineingesteckt werden mußte, mit dem Kaltwasser verloren. Neben diesem erheblichen' Verlust an Energie ergibt sich dabei der noch wesentlichere Nachteil, daß derartige Anlagen nur als ortsfeste Großanlagen mit großen Heiz- und Kühlaggregaten sinnvoll verwirklicht werden konnten.

Vorteilhafterweise erfolgt daher das Erhitzen und Abkühlen der Form von außen durch ein von dem in die Form einzuleitenden heißen inerten Gas unabhängiges abgeschlossenes Zweikreis-Heiz-Kühlsystem, bei dem das Heiz- und das Kühlsystem derart miteinander gekoppelt sind, daß keine großen Energieverluste entstehen, sondern nur die Spitzenwerte wieder aufgeheizt bzw. heruntergekühlt werden müssen, indem der Rücklauf der beiden Systeme beim Umschalten zeitweilig noch mit dem jeweils anderen System gekoppelt bleibt.

Zur einfacheren Entfernung der fertigen Formkörper, insbesondere bei komplizierteren Konfigurationen, kann wechselweise Vakuum und/oder Druckluft angewendet werden, wobei mit besonderem Vorzug der Formkörper beim Auseinanderfahren der beiden Formhälften zunächst durch Unterdruck in einer der beiden Formhälften gehalten und durch Druckluft aus der anderen gelöst und anschließend duroh Umschalten von Unterdruck auf Druckluft in der ersten Formhälfte auch aus dieser ausgestoßen wird.

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Eine * "ii'.ra Möglichkeit zur Verbesserung der Eigenschaften &ga herzustellenden Formkörper läßt sich schließlich auch noch durch eine Verringerung des Formenhohlraumes nach vollendeter Formfüllung mittels Verschieben einer beweglichen Formwand erzielen·

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens von Formkörpern aus expandierbarem Schäumstoffgranulat ist die Form mit an eine gemeinsame Saugleitung angeschlossenen Schlitzen versehen, deren Abmessungen ein Durchtreten von Schaumstoffgranulat verhindern, wobei die Schlitze in den Trennflächen der Formhälften und/oder den tiefliegenden Partien der Form vorgesehen sind, so daß ein gleichmäßiges Evakuieren der Form sowie ein gleichmäßiges Einströmen des heißen inerten Gases zwischen die Granulatkörnchen im Innern der Form neben der gleichmäßig dichten Füllung der Form mit Granulat sichergestellt ist.

Um ein rasches und schlagartiges Evakuieren der Form ohne die Verwendung überdimensionierter Saugpumpen sicherzustellen, kann mit Vorteil die Saugleitung über ein Ventil an einen Vakuumtank angeschlossen sein, auf den die eigentliche Säugpumpe arbeitet, so daß aufgrund des gegenüber dem (den) Rauminhalt (en) der Form(en) großen Rauminhalts des Vakuumtanks eine rasche Evakuierung möglich ist, während die Pausen zwischen der Evakuierung bei der Herstellung eines Teils und der nachfolgenden Evakuierung bei der Herstellung eines weiteren Teils dazu dienen können, daß die Saugpumpe den Vakuumtank wieder evakuiert.

Das Öffnen des Ventils in der Saugleitung kann durch ein über den Formschluß betätigtes Geberteil und das Schließen durch einen bei Beendigung des Füllvorgangs einen Schließimpuls für das Ventil in der Saugleitung erzeugenden Impulsgeber erfolgen.

Eine oder mehrere Dosiereinrichtungen, die an einen oder mehrere Einfüllkanäle der Form angeschlossen sind, dienen zur Vordosierung des aus einem großen Vorratsbehälter zugeführten vorgeschäumten Kunststoffgranulateβ und sind mit Vorteil selbst

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über ein Ventil an die Saugleitung anschließbar, um zum einen die Einbringung des Granulats vom Vorratsbehälter in die Dosiereinrichtung unter Saugwirkung zu erleichtern und zum anderen eine Vorevakuierung des Granulats in der Dosiereinrichtung vorzunehmen, so daß nicht mit dem Einbringen des Granulats in die Form wieder erhebliche Luftmengen mit eintreten, die entweder eine gewisse Zeit zur Evakuierung erfordern oder aber das gleichmäßige Durchdringen des Granulate in der Form mit dem heißen inerten Gas erschweren.

Die Dosiereinrichtung kann einen Zylinder mit einem beweglichen Kolben und eine diesen durchsetzende, als Verschlußorgan für die Austrittsöffnung (die an die EintrittsÖffnung(en) der Form angeschlossen ist) dienende, von einem zweiten Zylinder betätigbare Kolbenstange aufweisen, wobei die Beweglichkeit des Kolbens zur Einstellung des Dosiervolumens dient und darüber hinaus selbstverständlich auch zum Ausstoßen des Granulats in die Form verwendet werden kann.

Mit besonderem Vorteil sollen jedoch im Bereich des beweglichen Kolbens der Dosiereinrichtung, insbesondere im Kolben selbst, an eine Druckluftquelle, vorzugsweise aber an die Quelle der heißen inerten Gase, anschließbare Öffnungen vorgesehen sein, um das Einbringen des Granulats mit Hilfe des für die Erwärmung des Granulats sowieso benötigten heißen inerten Gases vorzunehmen und damit gleichzeitig den Vorteil zu verbinden, daß das Granulat bereits in vorgewärmtem Zustand in die Form eintritt. Damit wird nicht nur die Taktzeit verkürzt, sondern auoh die Gleichmäßigkeit der Erwärmung der Granulatkörnchen innerhalb der Form und damit die Gleichförmigkeit der Eigenschaften der gebildeten Formkörper verbessert.

Die Vorrichtung kann mit einem Zeitglied versehen sein, welches den Beginn der Formfüllung gegenüber der Formevakuierung verzögert, wobei dieses Zeitglied entsprechend der jeweils verwendeten Form so eingestellt wird, daß die Formfüllung etwa 0,2 bis 20 Sekunden nach Beginn der Evakuierung erfolgt, wobei

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die Yer^ö^nrungszeit von der Formgröße und damit der. Sohnellig-K-iv der Evakuierung abhängt.

Die Erwärmung der Form von außen auf die notwendige Arbeitstemperatur - eine auf diesem Wege erfolgende Erwärmung auch des in der Form enthaltenen Granulats ermöglicht nur eine ungleichmäßige und sehr langsame Erwärmung und demzufolge eine um ein Vielfaches niedriger liegende Taktzeit - erfolgt mit Hilfe eines vom Forminnern völlig abgetrennten, in sich abgeschlossenen und mit einem fluiden, vorzugsweise flüssigen Medium arbeitenden Zweikreis-Heiz-Kühlsystem, bei dem der Heiz- und der Kühlkreislauf derart über thermostatgesteuerte Ventile miteinander gekoppelt sind, daß nach dem Umschalten des Zulaufs zur Form von einem auf den anderen Kreislauf der Rücklauf von der Form noch zeitweise mit dem anderen Kreislauf gekoppelt bleibt. Auf diese Weise sorgt z.B. das unter gleichem Druck wie das Heizmedium stehende Kühlmedium (z.B. Öl oder Wasser) zwar für einen schnellen Abfluß der Wärme, doch tritt die heiße Flüssigkeit noch so lange in den Wärmekreislauf ein, bis der Thermostat diesen über das entsprechende Ventil verschließt und das Rücklauf ventil zum Kühlkreislauf öffnet. Umgekehrt tritt beim Einschalten des Heizkreislaufs das durch die inzwischen kalte Form stark abgekühlte Heizmedium am Rücklauf zunächst in den Kühlkreislauf ein und wird erst wenn es infolge der zwischenzeitlichen Erwärmung der Form mit größerer Temperatur aus der Form austritt wieder dem Heizkreislauf zugeführt, so daß auf diese Weise nur die Spitzenwerte wieder aufgeheizt bzw. heruntergekühlt werden müssen und somit zum einen geringere Kosten durch Vermeidung hoher Wärmeverluste entstehen, zum anderen die Heiz-Kühlanlage wesentlich kleiner dimensioniert werden kann.

Die beiden Hälften der teilbaren Form können mit besonderem Vorteil die Deckelplatten hohlkastenartiger Formrahmen zum Durchleiten der Heiz- oder Kühlflüssigkeit bilden, wobei zur Vereinfachung eines Formwechsels zusätzlich vorgesehen sein kann, daß die Anschlüsse für das heiße inerte Gas, Saugleitung und Granulatzuführung zur Form als raaschinenseitiges Bauteil zu jeweils einer der auswechselbaren Formhälften im Bereich

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der Formtrennung ausgebildet sind. Dieses maschinenseitige Bauteil kann dann beispielsweise durch einfache Steckverbindungen an entsprechende Anschlüsse einer anderen Form angeschlossen werden, wodurch sich ein Formenwechsel erheblich vereinfachen und verkürzen läßt.

An Schlitze in beiden Formhälften, wobei es sich bei diesen Schlitzen mit Vorteil um die zur Formevakuierung bereits benötigten Schlitze handeln kann, sollen wahlweise eine Druckgasquelle oder eine Saugpumpe zur Entformung des fertigen Formkörpers anschließbar sein, wobei die Schlitze vorzugsweise am Boden von Vertiefungen der Formhälften angeordnet sein sollen. Die Steuerung des Anschließens einer Druckgasquelle oder einer Saugpumpe kann mit Vorteil durch eine Taktsteuervorrichtung erfolgen, die derart arbeitet, daß beim Auseinanderfahren der beiden Formhälften zunächst an die Schlitze der einen Formhälfte Unterdruck angelegt wird um den Formkörpem durch Unterdruck in dieser Formhälfte zu halten, während gleichzeitig durch Druckluftzufuhr zu den Schlitzen der anderen Formhälfte ein Auestoßen des Formkörpers aus dieser Formhälfte erfolgt. Nach dem Auseinanderfahren der Formhälften wird die Verbindung der Schlitze der ersten Formhälfte mit der Saugleitung unterbrochen und stattdessen an diese Schlitze ebenfalls Druckluft angelegt, um den Formkörper nunmehr auch aus der ersten Formhälfte auszustoßen. Selbstverständlich kann das Ausstoßen statt dieser kombinierten Vakuum-Druckluftentfernung bzw· unterstützend dazu, auch mit Hilfe mechanischer Auswerfer erfolgen.

Eine weitere Verbesserung der Qualität der in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Formkörper ergibt sich dadurch, daß die Rückwand wenigstens einer Formhälfte beweglich angeordnet ist, um nach vollendeter Einfüllung des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in der Form eine Nachverdichtung vornehmen zu können, wobei diese bewegliche Rückwand zur Verdichtung gleichzeitig als mechanischer Auswerfer mit herangezogen werden kann«

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Weiter? V·■·*teile-, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er-•fifc.-iä äich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.

Die Form 1 besteht aus zwei Hälften 2 und 3» die auf Formrahmenteile k und 5 unter Zwischenordnung nicht dargestellter Dichtungsringe aufgeschraubt sind, so daß Heiz- bzw.· Kühlflüssigkeit durch die so gebildeten Hohlräume 6 und 7 geleitet werden kann.

In der Form sind mit einer gemeinsamen Vakuumleitung 8 verbundene Kanäle 9 vorgesehen, deren in den Innenraum 10 der Form einmündende Schlitze so fein sind, daß kein Material austreten kann. Diese Schlitze können sowohl am Umfang der Form 1 als auch an ihrer Fläche, d.h. insbesondere in tiefliegenden Partien der Form eingebracht sein. Die Vakuumleitung 8 ist über ein Ventil 9a mit einem Vakuumtank 11 verbunden, der ständig durch eine Saugpumpe 11a evakuiert wird. Das Evakuieren der Form erfolgt steuerungstechnisch so, daß nach dem Formschluß entweder durch ein pneumatisches oder durch ein elektro-hydraulisches Geberteil 12, welches sowohl im Kniegelenksystem der Maschine, als auch im Schließsystem der Maschine sitzen kann, über ein Zeitglied 13 das Ventil 9a öffnet und somit die Verbindung zwischen dem Innenraum 10 der Form 1 und dem Vakuumtank 11 herstellt.

Das Ventil 9a (die Ventile 47 und 48 sind zunächst immer geöffnet) bleibt so lange geöffnet, bis die Form vollständig gefüllt ist, wobei das Sohließen des Ventils 9a über den gleichen steuerungstechnischen Weg - pneumatisch oder hydraulisch entweder nach vollendeter Formfüllung über einen Impulsgeber 14, oder über ein Zeitrelais 15 erfolgen kann. Die Evakuierung erfolgt im zeitlichen Ablauf so, daß sie etwa 0,2 bis 20 Sekunden vor dom Beginn der Formfüllung liegt, wobei sich die Zeit Je nach !"Ormgröße am Zeitglied 13 einstellen läßt·

Die Zuführung des vorgesohäumten Kunststoffgranulates zur Form erfolgt über eine oder mehrere Dosiereinrichtungen 16, die je nach dem Volumen und den gewünschten Eigenschaften dee herzu-

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stellenden Fornücörpers eine vorgegebene abgemessene -Menge an Kunststoffgranulat in die Form einführen. Selbstverständlich könnte auch bei nur einer Dosiereinrichtung 16 eine Einspeisung des Granulats in die Form - abweichend vom dargestellten Ausführungebeispiel - an verschiedenen Formstellen gleichzeitig erfolgen.

Die Dosiereinrichtung 16 enthält einen beweglichen Kolben 17, dessen Stellung das Volumen des Meßraums 18 bestimmt, wobei dieser Kolben 17 von einer Kolbenstange 19 durchsetzt wird, welohe nach vollendeter Formfüllung die Einfüllöffnung 20 verschließt. Der Meßraum 18 wird über eine ein Ventil 21 enthaltende, mit der Saugleitung 8 oder dem Vakuumtank 11 verbundene Saugleitung 22 vorevakuiert, so daß das vorgeschäumte Kunststoffgranulat aus einem Vorratsbehälter 23 über ein Ventil 2h in den Meßraum 18 der Dosiereinrichtung 16 eingesaugt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Form durch den druckbeaufschlagten, mit der Kolbenstange 19 verbundenen, Kolben 25 verschlossen, wobei das Druckventil 27 geöffnet ist. Wird das Druckventil 27 verschlossen und dafür das Druckventil 26 geöffnet, so zieht der Kolben 25 die Kolbenstange 19 zurück und gibt damit die Einfüllöffnung 20 frei.

Das Einbringen der abgemessenen Menge an vorgeschäumtem Kunststoff granulat aus dem Meßraum 18 der Dosiereinrichtung 16 in die Form erfolgt bei der dargestellten Anordnung mit Hilfe des zur Erhitzung des Granulates auf die Arbeitstemperatur erforderlichen heißen inerten Gases, das zumindest teilweise über ein nicht dargestelltes Ventil und eine nicht dargestellte Dampfleitung in den hohl ausgebildeten Kolben 17 einströmt und durch ebenfalls nicht dargestellte Öffnungen in dessen Vorderseite unter Druck austritt. Neben der vorteilhaften Verwendung des sowieso benötigten heißen inerten Gases gleichzeitig zum Einbringen des Granulats in die Form 1 hat dieses Verfahren noch den weiteren Vorzug, daß das Granulat bereits in sehr gleichmäßig vorerhitztem Zustand in die Form eintritt.

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Die l-ir,r-^3 &ά heißem inertem Gas ist - unter Einschluß der auf- ~i «wenden Verluste z.B. auch durch das anhaltende Evakuieren des Innenraums 10 der Form 1 - genau so abgemessen, daß sie für die Erwärmung der jeweils verwendeten Granulatmenge auf ©ine Temperatur ausreicht, bei der eine Nachexpansion und ein Zusammensintern der erweichten Oberflächenschichten der Granulatkörnchen erfolgen kann. Ein besonderer Vorteil der Vordosierung sowohl des Granulats als auch des heißen inerten Gases liegt in der Möglichkeit der gleichzeitigen Formfüllung an mehreren Stellen der Form.

Sofern nur ein Teil der benötigten Menge an heißem inertem Gas zum Einbringen des Granulats aus der Dosiereinrichtung 16 in die Form 1 benötigt wird, oder falls die Granulateinführung auf andere Weise erfolgen soll, kann das heiße inerte Gas auch an mehreren Stellen in die Form eingeleitet werden, etwa so, daß das heiße inerte Gas das Eintreten des Granulate in die Form unterstützt.

Zur Erzielung der notwendigen Funktionswärme der Form 1, damit diese nicht durch das heiße inerte Gas, das ausschließlich zur Erwärmung des Granulats dienen soll, miterwärmt zu werden braucht, dient ein geschlossener Heiz-Kühlkreislauf, bestehend aus einem Heizkreislauf 30 und einem mit diesem gekoppelten Kühlkreislauf deren Arbeitsmedium sowohl "Wasser mit hohem Druck als auch Öl sein kann. Der Heizkreislauf 30 enthält eine Heizvorrichtung 32, eine Förderpumpe 33, ein Einlaufventil 3k und ein Rücklaufventil 35, während der Kühlkreislauf ein Kühlaggregat 36, eine Förderpumpe 37 sowie entsprechende Einlauf- und .Rücklaufventile 38 und 39 aufweist. Die Einlaufventile 3k und 38 werden über ein Relais kO, die Rücklaufventile 35 und 39 über einen Thermostat kl gesteuert.

Nach dem Entformen eines fertiggestellten Formkörpers werden bereits die Hohlräume 6 und 7 hinter den Formhälften 2 und 3 durch Ansteuerung über das Relais kO mit Heizflüssigkeit gefüllt, wobei über das geöffnete Ventil 35 Heizflüssigkeit in beide Hohlräume 6 und 7 gleichzeitig eindringt. Das Einlauf-

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ventil 38 des Kühlkreislaufs 31 ist dabei geschlossen. Nach erfolgtem Schäumvorgang wird das Einlaufventil 34 des Wärmekreislaufe 30 geschlossen und dafür das Einlaufventil 38 des Kühlkreislauf s geöffnet, so daß aus dem Kühlkreislauf gekühltes Medium nachströmt und somit die Formkühlung beginnt.

Das unter gleichem Druck wie das Heizmedium stehende Kühlmedium sorgt für einen schnellen Abfluß der Wärme, wobei erfindungsgemäß die heiße Flüssigkeit infolge der Verkopplung der beiden Systeme 30 und 31 so lange noch in den Wärraekreislauf eintritt, d.h. das Rücklaufventil 35 des Heizkreislaufs bleibt nach wie vor geöffnet, obgleich bereits das Einlaufventil des Kühlkreislaufs geöffnet worden ist, bis der Thermostat 41 das Ventil 35 schließt und dafür nunmehr das Rücklaufventil 39 des Kühlkreislaufs öffnet. Auf diese Weise wird die vom Kühlmedium aus den Hohlräumen 6 und 7 herausgedrückte noch heiße Flüssigkeit in den Heizkreislauf 30 zurückgeführt und erst wenn die austretende Flüssigkeit infolge der Abkühlung der Form 1 eine bestimmte Temperatur unterschreitet gelangt das Medium in den Kühlkreislauf 31· Mit dem Öffnen der Form 1 und dem Entformungsvorgang erfolgt wiederum die Umsteuerung der Einlaufventile 34 und 38, wobei diesmal das Rücklaufventil 39 des Kühlkreislaufs noch eine zeitlang geöffnet bleibt, bis infolge der zunehmenden Erwärmung der Form das aus den Hohlräumen 6 und 7 austretende Medium so heiß geworden ist, daß der Thermostat 41 wieder umschaltet, das Ventil 39 schließt und dafür das Ventil 35 öffnet.

Durch diese Beheizungsart erfolgt kein so großer Energieverlust, da nur die Spitzenwerte wieder aufgeheizt bzw. heruntergekühlt werden müssen. Für mehrere Maschinen können sowohl einzelne als auch zentrale Kreisläufe für mehrere Maschinen Verwendung finden.

Wie aus der Figur zu erkennen ist, kann die Zuführung des Materials sowie des heißen inerten Gases über ein Bauteil k2 im Bereich der Formtrennung erfolgen.

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Bei der uTgesteilten Ausfuhrungsform ist die Rückwand der 1 -w/mhälfte 3 vorzugsweise als bewegliche Platte 43 ausgebildet, um nach vollendeter Einfüllung des vorgeschäumten Kunststoff granulat es in der Form 1 eine Verdichtung vornehmen zu können. Zu diesem Zweck ist diese Platte 43 mittels Stangen 44, die sowohl die Formhälfte 3 als auch den Formrahmen 5 dichtend durchsetzen, von außen verschiebbar. Diese bewegliche, den Boden der Formhälfte 3 bildende Platte 43 kann gleichzeitig als mechanischer Auswerfer verwendet werden.

Das Entformen eines fertigen Formkörpers erfolgt in der Weise, daß über die Saugleitung 8 in der Formhälfte 3 Unterdruck hinter dem Formkörper erzeugt wird (die Platte 43 ist zu diesem Zweck mit Bohrungen versehen) so daß der Formkörper beim Auseinanderfahren der Form 1 durch diesen Unterdruck besonders fest in der Formhälfte 3 gehalten wird. Gleichzeitig wird beim Auseinanderfahren der Form 1 über die ein Ventil 45 enthaltende Druckluftleitung 46 Druckluft hinter den Formkörper in der Formhälfte 2 gepreßt. Dazu ist ein Absperrventil 47 zur Saugleitung 8 geschlossen. Nachdem auf diese Weise die Entformung des Formkörpers aus der Formhälfte 2 erfolgt ist, wird entweder nach Schließung eines Absperrventils 48 zur Saugleitung 8 zwischen dem Boden der Formhälfte 3 und dem Formkörper ebenfalls Druckluft eingeblasen (Druckluftleitung 49 mit Ventil 50) oder die zur Nachverdichtung des Formkörpers nach vollendetem Quellvorgang dienende Platte 43 als mechanischer Auswerfer betätigt«

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verschäumbaren thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus verschäumbarem Polystyrolschaum, z.B. Styropor, Styrozell oder dergleichen, bei dem vorgesohäumtes Kunststoff* granulat in einer Form unter Zufuhr von !»arme nachexpandiert und zusammengesintert wird, wobei die Form vor dem Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates evakuiert und von außen vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man während oder nach dem Einbringen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in die Form ein heißes inertes Gas zur Erwärmung des Granulates einleitet.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße inerte Gas zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Einfüllen des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in die Form eingeleitet wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeschäumte Kunststoffgranulat und das heiße inerte Gas der Form an mehreren Stellen gleichzeitig zugeführt wird.

k. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße inerte Gas zusammen mit dem vorgeschäumten Kunststoffgranulat einbringt, wobei das heiße inerte Gas erst beim Eintritt in die Form mit dem vorgeschäumten Kunststoffgranulat oder bereits vorher damit in Berührung kommt·

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5· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Form während der gesamten Zeit des Einbringens des Kunststoffgranulatee weiter evakuiert wird.

6· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß das heiße inerte Gas nicht nur zur Erwärmung des vorgeschäumten Kunststoffgranulates in der Form dient, sondern zusätzlich als Fördermittel beim Einbringen des vorgeschäumten Kunststoffgranulatee in die Form«

7· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des heißen inerten Gases über eine Dosiereinrichtung in abgemessenen Mengen erfolgt.

8* Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeschäumte Kunststoffgranulat in vordosierten Mengen in die Form eingebracht wird.

9· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form von außen über ein geschlossenes und vom Forminneren abgeschlossenes Zweikreis-Heiz-Kühlsystem erwärmt und abgekühlt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß nach vollendeter Formfüllung mit vorgeschäumtem Kunststoffgranulat eine Verdichtung der Formkörper durch Verschieben einer beweglichen Formwand erfolgt.

11· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (i) mit an eine gemeinsame Saugleitung (8) angeschlossenen Schlitzen (9)» deren Abmessungen ein Durchtreten von vorgeschäumtem Kunststoff-

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granulat verhindern und mit Zuführungen für die heißen inerten Gase versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch wenigstens eine über ein Ventil (21) an die Saugleitung anschließbare Dosiereinrichtung (16).

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (i6) einen Zylinder mit einem beweglichen Kolben (l?) und eine diesen durchsetzende, ale Verschlußorgan für die Austrittsöffnung (20) dienende, von einem zweiten Zylinder betätigbare, ^kolbenstange (19) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des beweglichen Kolbens (1?) der Dosiereinrichtung (16), insbesondere im Kolben (1?) selbst, an eine heiße Inertgasquelle anschließbare Öffnungen vorgesehen sind.

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (8) naoh entsprechender Umstellung wahlweise auch als Druckgasleitung zur Entformung des fertigen Formkörpers dient.

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