DE3032271A1

DE3032271A1 - Vorrichtung zur herstellung eines formlings aus vorgeschaeumten, thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE3032271A1
Application number: DE19803032271
Authority: DE
Inventors: Ortwin Prof. Dr. 4790 Paderborn Hahn
Original assignee: CIVAG AG fur VERPACKUNGSFORSC
Current assignee: CIVAG AG fur VERPACKUNGSFORSC
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1982-04-15

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines Formlings aus vorge-
schäumten, thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formlings aus vorgeschäumten, thermoplastischen Kunststoffen, bei der die Form, in die der Kunststoff - vorzugsweise in Perlform - eingeführt wird und unter Einwirkung von Wärme ausschäumt, heiz- und kühlbare Formwände aufweist, die zwecks Zu- und Abführen des Heiz- bzw.
Kühlmediums an Kammern angrenzen, die alternierend als Heiz- und Kühlkammern dienen.
Eine Vorrichtung dieser Bauart ist beispielsweise aus der DT-PS 22 37 397 bekannt, wobei als Kunststoff nachexpandierbares Polystyrol (EPS) verwendet wird. Die bekannte Vorrichtung besitzt sogenannte Dampfkammern, die im Betrieb bei jedem Zyklus mitgeheizt und mitgekühlt werden.
Die Erwärmung und Kühlung der den Formling ausbildenden Form ist damit auch immer mit einer Erwärmung und Kühlung der Kammern verbunden, so daß große Zykluszeiten einer Herstellung eines Formlings (lange Heiz- und Kthlzeiten) zwangsläufig die Folge sind. Dies ist Insbesondere deshalb nachteilig, weil die mit der Form herzustellenden Formling ge in der Regel Massenartikel sind. Neben der verglelchsweise langen Fertigungsdauer ist auch der Energieaufwand bei einer Fertigung eines Formlings. beträchtlich, da größere Massen einer Vorrichtung in vergleichsweise schneller Folge geheizt und gekühlt werden müssen. Die Heiz- und Kühlkammern einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik können demnach hinsichtlich der Wahl des Werkstoffs, der Gesamtabmessung sowie wärmetechnischer konstruktiver;Einzelheiten nicht im gewünschten Maße frei konzipiert und dem individuellen Einzelfall angepaßt werden.
Aufbauend auf dem vorgezeigten Stand der Technik ist es Aufgabe ~der Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formlings aus vorgeschäumten, thermoplastischen Kunststoffen mit solchen Heiz- und Kühlkammern zu schaffen, bei der der Energieverbrauch während der Herstellung der Formlinge in starkem Maße verringert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kammern auf ihrer gesamten Innenseite eine Wärmeisolierung aufweisen, mit Ausnahme des Bereichs der heiz-und kühlbaren Formwände der formgebenden Teile der Form.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die innere Wärmeisolierung der Kammern auch an der Aufspannfläche des Form teils ausgebildet ist. Damit ist lediglich das eigentliche Formnest der Form mit einer heiz- und kühlbaren Formwand versehen, während sämtliche restlichen Teile der Kammern wärmeisolierend abgedeckt sind.
Die innere Wärmeisolierung besteht vorzugsweise aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder aus einem anderen Stoff geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer spezifischer Wärme.
Insbesondere wird die thermisch isolierende Schicht aufgespritzt, aufgeklebt, angeschäumt oder aufgegossen und anschließend ausgehärtet.
Auf diese Weise wird der Energieaufwand beim Heizen und Kühlen der zumeist aus zwei Formteilen bestehenden Form in starkem Maße reduziert, indem die Heizung und Kühlung primär auf die Form im Bereich des Formnestes beschränkt wird. Sämtliche restlichen Massen werden im Betrieb nicht aufgeheizt bzw. nicht gekühlt, da sie wärmeisolierend in geeigneter Weise abgeschlossen sind. Damit ergeben sich schnellere Zykluszeiten einer Fertigung eines Formlings. Ferner ist von Vorteil, daß die Kammern werkstoff-und dimensionsmäßig praktisch unabhängig von den im Bereich des Formhohlraums auftretenden Temperaturen und Temperaturwechseln konzipiert werden können. Die Kammern können demnach aus einem beliebigen Werkstoff gefertigt werden. Da ferner auch die Masse der Kammern nicht mehr den Energieaufwand beeinträchtigt, sind beliebige Wandstärken realisierbar. Die Isolierung der Kammern ist insbesondere in der Dampfstoßtechnik sowie in der Zweikammertechnik von Vorteil.
Die erfindungsgemäße Wärmeisolierung weist zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von 5 bis 7 mm auf und ist elastisch dehnungsfähig sowie beständig gegenüber Temperatursptzen von ca. 150° C sowie Temperaturwechseln in rascher Folge von ca. 600 C auf ca. 1500 C. Auch ist sie unter den gegebenen Betriebsbedingungen chemisch beständig.
Zweckmäßigerweise kann die Isolierung aus einem Siloconharz der vorgenannten Charakteristik gefertigt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, ohne sich darauf einzuschränken, wobei alle aus der Zeichnung ersichtlichen Details auch zum Offenbarungsinhalt der Erfindung gehören.
Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht einen Vertikalschnitt durch eine (linke) Formhälfte einer zweiteiligen Form, wobei der zu bildende Formling schematisch angegeben ist, und Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch die gesamte Form nach Fig. 1.
In den Fig haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung: 1 Kammer 2 Wärmeisolierung (thermisch isolierende Schicht) 3 Formwand 4 Formteil 5 Formling 6 Abführung (Kondensat/Kühlwasser) 7 Kühlwasserzufuhr a Füllinjektor 9 Dampfzufuhr 10 Dampfdüsen 12 Wärmeisolieruny (Aufspannfläche außerhalb des Formnestes) Die in den Fig. 1 und 2 im Schnitt gezeigte Vorrichtung weist zwei im wesentlichen gleich aufgebaute Kammern 1 zur Zuführung des Heißdampfes zum eigentlichen Formnest auf, die in geeigneter Weise aneinandergepaßt und befestigt sind.
Beide Kammern 1 nehmen hierbei in ihrer Einspannstelle eine Form entsprechend einem zu fertigenden Formling 5 auf die aus zwei geeignet geformten (an sich bekannten) Formteilen 4 besteht, welche im Bereich des Formnestes Dampfdüsen zwecks Zuführen des Heißdampfes zum Forminnenraum besitzen. Die Kammern 1 weisen ferner eine Dampfzufuhr 9 sowie eine Abführung 6 auf, durch die das Kondensat des abgekühlten Heißdampfes abführbar ist. Ferner ist in jeder Kammer 1 eine Kühlwasserzufuhr vorgesehen, die im Dampfkammerinneren Spritzöffnungen aufweist, durch die Kühlwasser während der Kühlperiode auf das Formnest sprühbar ist. Das Kühlwasser wird nach einem Kühlvorgang durch die Abführung 6 abgeleitet, die auch das Kondensat des abgekühlten Heißdampfes abführt.
An zentraler Stelle verläuft ferner durch eine Kammer 1, gemäß Fig. 2 links, ein Füllinjektor, durch den das Schäumgut in den Forminnenraum eingeführt wird.
Die vorgenannten Einzelmerkmale sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und betreffen lediglich den Rahmen der Erfindung.
Kern der Erfindung ist die innere Wärmeisolierung 2 einer jeden Dampfkammer 1. Die Isolationsschicht ist über dem gesamten Innenumfang der Kammer ausgebildet, mit Ausnahme der heiz- und kühlbaren Formwand des eigentlichen Formnestes sowie der Ein- und Austrittsöffnungen für das Heiz- und das Kühlmedium ~sowie für den Füllinjektor 8. Um die Formwand 3 eines Formteils 4 auch im Bereich der Aufspannfläche außerhalb des eigentlichen Formnestes der Form wärmeisolierend abzudichten,ist eine Wärmeisolierung 12 an entsprechender Stelle vorgesehen. Die Wärmeisolierung 12 entspricht aufbau- und dimensionsmäßig der Wärmeisolierung 2.
Die thermisch isolierenden Schichten 2, 12 bestehen aus wärmebeständigen Kunststoffen oder anderen Schichten mit geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer spezifischer Wärme. Dadurch wird die Heizung und Kühlung im wesentlichen auf die heiz- und kühlbare Formwand der Form beschränkt.
Die Wärmeisolierung 2, 12 kann aufgespritzt, aufgeklebt, angeschäumt oder aufgegossen und anschließend gehärtet werden.
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtuncj zur Herstellung von Formlingen aus vorgeschäute, theLmoplastischem Kunststoff, vorzugsweise in Perlform, bei der die Heiz-und Kühlkammern innenseitig über ihren gesamten Bereich wärmeisolierend beschichtet sind, mit Ausnahme der eigentlochen heiz- und kühlbaren Formwände des Formnestes. Auf-# grund der Ausbildung der inneren Wärmeisol-ierun.g wird bei jedem Fertigungszyklus eines Formlings die Masse der Kammer nicht mitgeheizt und mitgekühlt, so daß sich kürzere Fertigungszeiten eines Formlings ohne Qualitätseinbußen und geringerer Energieaufwand einer Fertigung realisieren lassen. Auch können die Kammern material- und dimensionsmäßig unabhängig von Temperaturspitzen und -schwankungen konzipiert werden.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Herstellung eines Formlings aus vorgeschäumten, thermoplastischen Kunststoffen, bei der die Form, in die der Kunststoff - vorzugsweise# in Perlform -eingeführt wird und unter Einwirkung von Wärme ausschäumt, heiz- und kühlbare Formwände aufweist, die zwecks Zu- und Abführen des Heiz- bzw. Kühlmediums an Kammern angrenzen, die alternierend als lleiz- und Kühikanmern dienen, dadurcll (gehennzeichet, daß clie Kammern (1) auf ihren gesamten Innenseiten mit einer thermisch isolierenden Schicht (2) ausgekleidet sind, mit Ausnahme des Bereichs der heiz- und kühlbaren Formwände (3) der Formteile (4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch isolierende Schicht (2, 12) der Kammern (1) auch an der Aufspannfläche des Formteils ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch isolierenden Schichten (2, 12) aus wärmebeständigem Kunststoff oder aus einem anderen Stoff geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer spezifischer Wärme gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch isolierenden Schichten (2, 12) aufgespritzt, aufgeklebt, angeschäumt oder aufgegossen und anschließend ausgehärtet werden.