DE3136044A1

DE3136044A1 - "verfahren und vorrichtung zur herstellung von formkoerpern aus polystyrolschaum"

Info

Publication number: DE3136044A1
Application number: DE19813136044
Authority: DE
Inventors: Armin Ing.(grad.) 6901 Bammental Müller
Original assignee: KARL MUENCH KG VERPACKUNGSTECH
Current assignee: KARL MUENCH KG VERPACKUNGSTECH
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1983-03-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Formkörpern aus Polystyrolschaum Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polystyrolschaum, bei welchem das treibmittelhaltige ggf. vorgeschäumte Polystyrolausgangsmaterial in eine Form eingefüllt 9 danach unter Wärmezufuhr ausgeschäumt und schließlich als fertiger Formkörper der Form entnommen wird.
Die Erfindung schließt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ein.
Derartige Formkörper werden nach dem Stande der Technik in verschiedenen Raumgewichten hergestellt. In der Verpackungstechnik wird üblicherweise zur Erzielung einer stoßdämpfenden Wirkung mit Raumgewichten zwischen etwa 18 und 30 kg/m3 gearbeitet, während bei technischen höher belastbaren Formkörpern Raumgewichte bis 150 kg/m3 und darüber bekannt sind, um die gewünschten höheren Festigkeitswerte zu erzielen, wie höhere Zugfestigkeit, größere Biegesteifigkeit usw.
In der Verpackungstechnik ist es üblich, Holzleisten oder -rahmen in die Formkörper zu integrieren, wenn neben den guten stoßdämpfenden Eigenschaften des Polystyrolschaums auch noch höhere Belastbarkeiten der Verpackung gewünscht werden, beispielsweise wenn die Verpackungen für schwere Verpackungsgüter bestimmt sind.
Die Herstellung derartiger holzarmierter Formkörper aus Polystyrolschaum ist jedoch entsprechend aufwendig, weil einerseits der Holzverbrauch erheblich ist und andererseits zusätzliche Arbeitsgänge für die Herstellung der Holzarmierungen und deren An- bringung erforderlich sind. Darüberhinaus läßt sich eine zufriedenstellende Verbindung der Formkörper mit der Holzarmierung nicht immer erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polystyrolschaum bereit zu stellen, welches in einem Arbeitsgang Formkörper ergibt, die sowohl über die gewünschten stoßdämpfenden Eigenschaften verfügen als auch an den dafür erforderlichen Stellen höhere Festigkeitswerte aufweisen.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung dadurch gelöst, daß man beim Befüllen der Form unterschiedliche Ausgangsmaterialien zur Erzielung unterschiedlicher Raumgewichte des Polystyrolschaums verwendet, dabei die den höheren Raumgewichten zugeordneten Ausgangsmaterialanteile in die Zonen gewünschter höherer Festigkeit des Formkörper einfüllt und alle Einfüllkomponenten gleichzeitig und im unmittelbaren Kontakt miteinander verschäumt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von einstückigen Formkörpern aus Polystyrolschaum in einem Arbeitsgang, welche an den Stellen des mit höheren Raumgewichten ausgestatteten Schaums über höhere Festigkeitswerte verfügen als an den Stellen des Polystyrolschaums mit niedrigeren Raumgewichten. Auf diese Weise können Formkörper aus Polystyrolschaum hergestellt werden, die ohne Zuhilfenahme von Holzarmierungen über integrierte Zonen höherer Festigkeit verfügen.
Dabei kommt es zwischen den Zonen unterschiedlicher Raumgewichte nicht zu ausgeprägten Grenzflächen, sondern es ergeben sich fließende Übergänge zwischen den eingefüllten vorgeschäumten Perlen, die bei Wärmezufuhr homogen und mit ein ander verklammert verschweißens so daß Abrisse nicht eintreten können Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Formkörpern für Verpackungszwecke beschränkt, es erlaubt auch die Herstellung von Formkörpern für andere technische Bereiche, beispielsweise für den Baubereich. Hierfür lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wirtschaftlich Formteile herstellen, bei denen in den Zonen, in denen z.B.
hohe Zugfestigkeit und Biegesteifigkeit verlangt wird, entsprechend ein Material anderen Raumgewichts vorhanden ist, als an den Stellen, an denen hohe Wärme- oder Kältedämmung gewünscht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so geführt werden, daß die unterschiedlichen Ausgangsmaterialien zur Bildung übereinanderbefindlicher Zonen unterschiedlichen Raumgewichts nacheinander in die Form eingefüllt werden. Diese Verfahrensführung wird bevorzugt eingesetzt, wenn Formkörper hergestellt werden sollen, die über im wesentlichen waagerecht durchgehende Zonen höherer Festigkeit verfügen sollen, beispielsweise bei Rolladenkästen und Verpackungsschalen für schwere Verpackungsgüter.
Bei diesen Formkörperbeispielen befinden sich die Zonen höherer Raumgewichte und damit höherer Festigkeitswerte zweckmäßig im unteren Bereich der Formkörper.
Das Verfahren kann vorteilhaft aber auch so geführt werden, daß die Ausgangsmaterialien zur Bildung nebeneinander befindlicher Zonen unterschiedlichen Raumgewichts in getrennte Sektionen der Form eingefüllt und die Trennung der Sektionen nach dem Befüllen aufgehoben wird. Hierdurch ist es möglich, Zonen höheren oder niedrigeren Raumgewichts und gewünschter geometrischer Konfiguration an nahezu beliebigen Stellen des Formkörpers vorzusehen. Beispielsweise können auf diese Weise Schalungssteine hergestellt werden, deren zwei gegenüberliegende Wandungsteile, bestehend aus einem Polystyrolschaum niedrigeren Raumgewichts, durch Stege miteinander verbunden sind, die aus einem Polystyrolschaum höheren Raumgewichts gebildet sind. Auf diese Weise verfügen die Wandungsteile über eine hervorragende Isolierwirkung, während sich die Stege demgegenüber durch eine erhöhte Festigkeit auszeichnen.
Bei dieser Art der Verfahrensdurchführung kann die Trennung der Sektionen der Form vor oder während des ersten der Wärmezufuhr dienenden Bedampfungsstoßes aufgehoben werden. In jedem Falle entsteht eine formflüssige homogene Verschweißung der miteinander in Berührung stehenden unterschiedlichen Ausgangsmaterialien.
Die Zonen unterschiedlicher Raumgewichte in den Formkörpern können zweckmäßig auch sichtbar gemacht werden, wenn unterschiedlich eingefärbte Ausgangsmaterialien verwendet werden, die im fertigen Formkörper Farbkontraste zwischen den einzelnen Zonen ergeben. Es können natürlich auch Zonen gleichen Raumgewichts aus unterschiedlich gefärbten Ausgangsmaterialien hergestellt werden.
Eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer mehrteiligen Form, einer Formbefüllungsvorrichtung und einer Bedampfungsvorrichtung und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an die Formbefüllungsvorrichtung mehrere getrennte Füllsilos für die Aufnahme der unterschiedlichen Ausgangsmaterialien angeschlossen sind. Zur Erzielung nebeneinander befindlicher Zonen unterschiedlichen Raumgewichts ist es vorteilhaft, wenn die Form durch herausziehbare Füllschieber od. dgl. in Sektionen unterteilt ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der zum Teil schematisierten Zeichnungen näher erläutern. Darin zeigt: Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Rolladenkastens, Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Verpackungsuntert ei ls, Fig. 3 eine Perspektivallsicht eines Schalungssteins und Fig. 4 einen abgebrochenen Schnitt durch eine Form.
Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Formkörpern sind die Zonen unterschiedlichen Raumgewichts äußerlich kenntlich gemacht, wobei die partiell eingezeichnete einfache Schraffur Polystyrolschaumpartien mit geringerem Raumgewicht für vornehmlich Isolierzwecke bezeichnet, während die Kreuzschraffur die Zonen höheren Raumgewichts, d.h. höherer Festigkeit, angibt.
Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen Rolladenkasten 1, der in üblicher Weise über ein nach unten offenes U-förmiges Profil verfügt, sind die beiden Schenkel 2 und 3 des Kastenprofils längs ihrer unteren Endbereiche 4 und 5 aus einem Ausgangsmaterial gebildet, welches bei der Ausschäumung zu einem Polystyrolschaum höheren Raumgewichts führt.
Diese Endbereiche 4 und 5 können ihrerseits stufenförmig profiliert sein, um z.B. die Befestigung einer Putzschiene zu ermöglichen. Bei der Herstellung des Rolladenkastens wird zur Bildung der unteren Endbereiche 4 und 5 des Formkörpers zunächst ein höheres Raumgewicht ergebendes Ausgangsmaterial eingefüllt, worauf ein ein niedrigeres Raumgewicht ergebendes Ausgangsmaterial eingefüllt wird.
Auf entsprechende Weise wird das Verpackungsunterteil gemäß Fig. 2 hergestellt. Dieses Verpackungsunterteil besteht im gezeichneten Beispiel aus einer oberen allgemein mit der Bezugszahl 6 bezeichneten Zone mit Aufnahmevertiefung 7 für das Verpackungsgut und einer unteren plattenförmigen Zone 8 höheren Raumgewichts, d.h. höherer Festigkeit.
In diesem Fall kennzeichnet die einfache Schraffur das Polystyrolmaterial der Formkörperzone 6, welches die Aufgabe hat, dem Verpackungsunterteil die erforderlichen Stoßdämpfungseigenschaften zu verleihen. Dadurch, daß die Formkörperzone 6 vollständig von der plattenförmigen Formkörperzone 8 unterfangen wird, erhält das Verpackungsunterteil eine ausgezeichnete Stabilität und Belastbarkeit.
Der aus Fig. 3 ersichtliche Schalungsformkörper besteht aus den beiden Wandungsteilen 9 und 10 und zwei diese Wandungsteile miteinander verbindenden Stegen 11 und 12.
Der Schalungsstein ist oben und unten an den Wandungsteilen 9, 10 mit Aufnahmevertiefungen 13 bzw. damit komplementären Vorsprüngen 14 versehen. Die Vertiefungen 13 und die Vorsprünge 14 sorgen dafür, daß im Mauerverbund einer Mehrzahl von Schalungssteinen diese form- schlüssig ineinandergreifen. Der zwischen den Wandungsteilen 9 und 10 eines derartigen Mauerverbundes gebildete Hohlraum ist zur Aufnahme von Gußbeton bestimmt.
Es ist ersichtlich, daß durch den Betondruck die Stege 11 und 12 einer erhöhten Belastung, nämlich überwiegend einer Zugbelastung, unterworfen sind. Zu diesem Zweck bestehen sie aus einem Polystyrolschaum höheren Raumgewichts.
Die Herstellung der Formkörper kann mit Hilfe bekannter Schäumautomaten durchgeführt werden, wobei jedoch ggf für die Durchführung des Verfahrens speziell angefertigte Werkzeuge und/oder Füllvorrichtungen verwendet werden, um die vorgeschäumten Perlen verschiedener Raumgewichte oder Farben mit entsprechend angebrachten Füllschiebern einzufüllen. Dem Schäumautomat ist eine entsprechende Anzahl von Füllsilos und zusätzliche Steuerorgane zuzuordnen, damit die Füllvorgänge nach Zeit und Menge einzeln gesteuert werden können.
Aus Fig. 4 ist schematisch ein vertikal angeordneter Füllschieber 15 ersichtlich, der in seiner gezeichneten Stellung die allgemein mit der Bezugszahl 16 bezeichnete Form in zwei Sektionen 17 und 18 unterteilt. Die Form wird im Querschnitt von den Wandungsteilen 19 bis 22 begrenzt, wobei das das Formoberteil bildende Wandungsteil 22 einen Durchtrittsschlitz 23 für den Füllschieber 15 aufweist. Nach dem Befüllen der Form 16, d.h. der Einbringung zweier unterschiedlicher Ausgangsmaterialien in die Sektionen 17 und 18, die nacheinander oder gleichzeitig befüllt werden können, wird der Füllschieber 15 vor oder während des ersten Bedampfungsstoßes herausgezogen, so daß er den Innenraum der Form 16 freigibt.
Dadurch kommen die unterschiedlichen Materialien untereinander in Berührung und verschweißen beim weiteren Verfahrensablauf homogen miteinander.
Oberhalb der Form 16 sind schematisch zwei nebeneinander befindliche Füllsilos 24 und 25 angedeutet, die zur Aufnahme zweier unterschiedlicher Ausgangsmaterialien dienen. Aus den Füllsilos 24, 25 werden die Ausgangsmaterialien nacheinander oder gleichzeitig über Befüllungsrohre 26, 27 ggf.den verschiedenen Sektionen der Form 16 zugeführt. Die Anordnung kann selbstverständlich auch so getroffen sein, daß den Füllsilos 24 und 25 ein gemeinsames Befüllungsrohr zugeordnet ist, das jeweils nur mit einem Füllsilo unter Absperrung des jeweils anderen Füllsilos verbindbar ist.

Claims

0 Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus lystyrolschaum, bei welchem das treibmittelhaltige ggf. vorgeschäumte Polystyrolausgangsmaterial in eine Form eingefüllt, danach unter Wärmezufuhr ausgeschäumt und schließlich als fertiger Formkörper der Form entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Befüllen der Form unterschiedliche Ausgangsmaterialien zur Erzielung unterschiedlicher Raumgewichte des Polystyrolschaums verwendet, dabei die den höheren Raumgewichten zugeordneten Ausgangsmaterialanteile in die Zonen gewünschter höherer Festigkeit des Formkörpers einfüllt und alle Einfüllkomponenten gleichzeitig und im unmittelbaren Kontakt miteinander verschäumt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Ausgangsmaterialien zur Bildung übereinander befindlicher Zonen unterschiedlichen Raumgewichts nacheinander in die Form eingefüllt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmaterialien zur Bildung nebeneinander befindlicher Zonen unterschiedlichen Raumgewichts in getrennte Sektionen der Form eingefüllt und die Trennung der Sektionen nach dem Befüllen aufgehoben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Sektionen der Form vor oder während des ersten der Wärmezufuhr dienenden Beiampfungsstoßes aufgehoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich eingefärbte Ausgangsmaterialien verwendet werden.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend im wesentlichen aus einer mehrteiligen Form, einer Formbefüllungsvorrichtung und einer Bedampfungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an die Formbefüllungsvorrichtung#mehrere getrennte Füllsilos (24, 25) für die Aufnahme der unterschiedlichen Ausgangsmaterialien angeschlossen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (16) durch herausziehbare Füllschieber od. dgl. (15) in Sektionen (17, 18) unterteilt ist.