DE3612449A1

DE3612449A1 - Process and device for producing large-volume foam moulded articles

Info

Publication number: DE3612449A1
Application number: DE19863612449
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Weiss
Original assignee: G&H Montage GmbH; Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG; G&H Montage GmbH
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-10-15

Abstract

The invention relates to a device and a process for producing large-volume foam moulded articles in which a liquid foam, in particular polyurethane, is injected at high pressure into a mould cavity. To avoid formation of voids (air inclusions) in the foam moulding produced, according to the invention the injected foam is retarded directly downstream of the orifice of the injection nozzle and redirected into a runner channel, from where it enters the actual mould cavity via a slit nozzle. By means of the retardation and the redirection, the foam is led further, essentially in the manner of a liquid stream, into the mould cavity, so that air inclusions are largely avoided. In addition, a non-woven filter fabric is also arranged on the inner wall surface of the upper moulding half and sucks up any air included in the mould during expansion of the foam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von großvolumigen Schaumstofformkörpern, bei dem ein flüssiger Schaumstoff, insbesondere Polyurethan, unter hohem Druck in einen Formhohlraum eingespritzt wird, in dem Formhohlraum dann auftreibt und durch Trennen von den Formhohlraum definierenden Formhälften als fertiger Formkörper entnommen wird.The invention relates to a method for producing large-volume molded foam bodies, in which a liquid Foam, especially polyurethane, under high pressure is injected into a mold cavity in which The mold cavity then floats and by separating from the Mold cavity defining mold halves as finished Shaped body is removed.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung von großvolumigen Schaumstoffkörpern, insbesondere von Hart-Polyurethanformkörpern, mit Formteilen, die einen der Form der Formkörper entsprechenden Formhohlraum begrenzen und mit einer Einspritzdüse zum Einspritzen von flüssigem Schaumstoff unter hohem Druck in den Formhohlraum.The invention also relates to a device for Production of large-volume foam bodies, in particular of hard polyurethane moldings, with Molded parts, one of the shape of the molded body limit the corresponding mold cavity and with a Injection nozzle for injecting liquid foam under high pressure in the mold cavity.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Damit werden insbesondere großflächige, beispielsweise Hart-Polyurethanformkörper in der Form zylindrischer, kegelstumpfförmiger oder auch sphärisch gekrümmter Segmente von 4 bis 10 m² Oberfläche hergestellt. Man verwendet solche Elemente beispielsweise bei der Verkleidung von Industrieanlagengebäuden oder z. B. bei funktechnischen Anlagen, wie Radome oder dergl. Um solche Schaumstofformkörper herzustellen werden entsprechende Formteile oder Formhälften so aufeinandergelegt, daß sie den der herzustellenden Form entsprechenden Formhohlraum begrenzen. In diesen Formhohlraum mündet eine Einspritzdüse, durch die der Schaumstoff unter hohem Druck, beispielsweise 130 bis 150 bar, eingespritzt wird. Dabei reißt der enorme Schaumstoffstrahl Luft mit und schließt sie in den noch flüssigen Schaumstoff ein. Diese eingeschlossene Luft bildet sich dann beim Auftreiben des Schaumes als Fehlstellen (Lunker) aus, d. h. es entstehen Lufteinschlüsse. Die Größe der Fehlstellen bzw. Lunker kann von 3 mm bis zu 50 mm im Durchmesser betragen. Die Häufigkeit kann bis zu 1000 Stück auf 1 m² betragen, so daß mit dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung, wie eingangs beschrieben, bisher nur großvolumige Schaumstofformkörper erhalten werden konnten, die im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit ihrer Zellstruktur mangelhaft waren.A method and a device of the type mentioned are known in the prior art. In particular, large-area, for example hard polyurethane moldings in the form of cylindrical, frustoconical or also spherically curved segments of 4 to 10 m ² surface area are produced. Such elements are used, for example, in the cladding of industrial plant buildings or, for. B. in radio systems, such as radomes or the like. To produce such foam molded articles, corresponding moldings or mold halves are placed on top of one another in such a way that they limit the mold cavity corresponding to the mold to be produced. An injection nozzle, through which the foam is injected under high pressure, for example 130 to 150 bar, opens into this mold cavity. The enormous jet of foam entrains air and encloses it in the still liquid foam. This trapped air then forms as voids (blowholes) when the foam is expanded, ie there are air pockets. The size of the imperfections or voids can be from 3 mm to 50 mm in diameter. The frequency can be up to 1000 pieces per 1 m ² , so that with the known method and the known device, as described in the introduction, it has hitherto only been possible to obtain large-volume molded foam articles which were deficient in terms of the uniformity of their cell structure.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß Schaumstofformkörper der genannten Art nahezu ohne jegliche Lunkerbildung erhalten werden können.It is an object of the present invention to provide a method and a device of the type mentioned to improve that foam molded body of get mentioned type almost without any void formation can be.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der flüssige Schaumstoff unmittelbar nach dem Eintreten in den Formhohlraum abgebremst und so umgeleitet wird, daß er als Flüssigkeitsstrom in den Formhohlraum weiterläuft.This task is accomplished with a procedure of the beginning mentioned type in that the liquid foam immediately after entering the mold cavity slowed down and redirected so that it as Liquid flow continues into the mold cavity.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Schaumstoff frei in den Formhohlraum eingespritzt wurde, sieht das erfindungsgemäße Verfahren mit diesen Merkmalen vor, den Schaumstoff unmittelbar hinter der Einspritzdüse, durch die der Schaumstoff eingespritzt wird, abzubremsen. Der Schaumstoff sammelt sich dadurch und bildet eine Art laminaren Flüssigkeitsstrom und tritt als Flüssigkeitsstrom dann durch entsprechende Umleitung in den Formhohlraum ein. Durch das Abbremsen des eingespritzten Schaumstoffes unmittelbar hinter der Einspritzdüse und das Sammeln zu einem Flüssigkeitsstrom lassen sich Lufteinschlüsse in dem dann in den Formhohlraum eintretenden Flüssigkeitsstrom weitgehend vermeiden.In contrast to the prior art, in which the Foam has been freely injected into the mold cavity, sees the inventive method with these features before, the foam immediately behind the injector, through which the foam is injected to slow down. The foam collects and forms a kind laminar fluid flow and occurs as Liquid flow then by appropriate diversion in the mold cavity. By braking the injected foam immediately behind the Injector and collecting into a liquid stream can air inclusions in the then Liquid flow entering the mold cavity largely avoid.

Zum Abbremsen wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der flüssige Schaumstoff auf eine Prallplatte gerichtet und dann in einen Verteilerkanal umgeleitet und läuft danach vom Verteilerkanal durch einen Schlitz in den Formhohlraum weiter. Dadurch wird ein luft- und blasenfreies Einlaufen des Schaumstoffes in den Formhohlraum in einfacher Weise möglich.For braking, according to an advantageous embodiment the invention of the liquid foam on a Baffle plate directed and then into a distribution channel redirected and then runs from the distribution channel through one Slot into the mold cavity further. This creates an air and bubble-free entry of the foam into the Mold cavity possible in a simple manner.

Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die beim Auftreiben des Schaumstoffs, eingefangene Luft mittels eines luftaufnahmefähigen Filtervlieses aufgesaugt wird. Der in den Formhohlraum in der Art eines Flüssigkeitsstroms eintretende flüssige Schaumstoff kann insbesondere wenn lange Fließwege in der Form vorhanden sind (die Fließweglängen können bis zu 3,5 m betragen), etwas Luft aufnehmen. Insbesondere durch die beim Auftreiben des Schaumstoffs erfolgende Umwälzbewegung kann es erneut zu Lufteinschlüssen kommen. Durch die Anordnung eines luftaufnahmefähigen Filtervlieses ist es jedoch möglich, diese Luft dann aufzunehmen, wenn der Schaumstoff beim Auftreiben gegen das Filtervlies gepreßt wird.Another, very advantageous embodiment of the Invention provides that when the Foam, trapped air by means of a air-absorbent filter fleece is sucked up. The in the mold cavity in the manner of a liquid flow Incoming liquid foam can especially if long flow paths exist in the form (the Flow path lengths can be up to 3.5 m), some air record, tape. In particular, by finding the Foam circulating motion can do it again Air pockets come. By arranging a air-absorbent filter fleece, however, it is possible to take up this air when the foam at Drifting is pressed against the filter fleece.

Das luftaufsaugende Filtervlies ist vorzugsweise komprimierbar und mit der Formoberseite verklebt. Unter Formoberseite wird dabei diejenige Seite der Formteile verstanden, auf die sich der Schaumstoff beim Auftreiben hin bewegt. Durch Verkleben läßt sich ein derartiges Vlies vollflächig entlang der Formoberseite verkleben.The air absorbing filter fleece is preferred compressible and glued to the top of the mold. Under The upper side of the mold becomes the side of the molded parts understood the foam when The upswing moves. By sticking one can such fleece over the entire surface along the top of the mold glue.

Das Vlies wird so gewählt, daß die mit dem Schaumstoff auftreibende Luft flach in dem Vlies verteilt wird und zusammen mit dem Vlies durch den entstehenden Schaumdruck auf ca. 3 mm komprimiert wird. Das ursprünglich dickere Filtervlies wird gemäß diesen Merkmalen zusammen mit der eingeschlossenen Luft dann komprimiert und nimmt dann vollständig die ursprünglich im Schaumstoff eingeschlossene Luft auf. Durch den Druck, der beim Auftreiben des Schaumstoffs gegen das Vlies entsteht, wird das Vlies fest mit der Schaumstoffoberfläche verbunden.The fleece is chosen so that the foam floating air is distributed flat in the fleece and together with the fleece due to the resulting foam pressure is compressed to about 3 mm. The originally thicker Filter fleece is made according to these characteristics together with the trapped air then compresses and then picks up completely the original in the foam trapped air. Due to the pressure at The foam is expanded against the fleece the fleece is firmly connected to the foam surface.

Es ist daher vorgesehen, daß das komprimierte Vlies nach der Entnahme des fertigen Formkörpers aus dem Formhohlraum vom Formkörper abgehobelt oder abgeschliffen wird. Dies ist in einfacher Weise möglich. Dabei muß nur eine relativ geringe Schicht entfernt werden.It is therefore envisaged that the compressed fleece after the removal of the finished molded article from the mold cavity is planed off or sanded off. This is possible in a simple way. Only one must be relative small layer can be removed.

Eine in diesem Zusammenhang auch vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zum Ankleben des Vlieses an der Formoberseite ein Kleber verwendet wird, der bei einer Temperatur, wie sie durch die im Formhohlraum auftretende Reaktionswärme beim Auftreiben des Schaumstoffs entsteht, seine Klebeeigenschaften weitgehend verliert. Mit dieser Maßnahme kann einerseits das Vlies einfach an der Formoberseite befestigt werden, andererseits wird jedoch nach dem erfolgten Ausformen aufgrund der dabei entwickelten Temperaturen das Loslösen des Vlieses von der Formoberseite bewerkstelligt, weil der Kleber bei den auftretenden Temperaturen seine Klebeeigenschaften weitgehend verliert. Derartige Kleber sind an sich bekannt.An advantageous one in this context Further development of the invention provides that for gluing of the fleece on the top of the mold an adhesive is used is at a temperature as determined by the im Mold cavity reaction heat occurring when blowing up of the foam, its adhesive properties largely loses. With this measure, on the one hand the fleece is simply attached to the top of the mold, on the other hand, however, after the molding is done detachment due to the temperatures developed in the process of the fleece from the top of the mold because the Glue at the temperatures occurring Adhesive properties largely lost. Such glue are known per se.

Die Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung der genannten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar hinter der Mündungsöffnung der Einspritzdüse eine Prallplatte zum Abbremsen des eingespritzten Schaumstoffes angeordnet ist, die einen Verteilerkanal begrenzt und daß eine Schlitzdüse vorgesehen ist, die versetzt zum Auftreffort des Schaumstoffes auf der Prallplatte angeordnet ist und den Verteilerkanal mit dem Formhohlraum verbindet. Die Prallplatte bremst somit den unter großem Druck eingespritzten Schaumstoffstrahl ab und sammelt den Schaumstoff in dem Verteilerkanal, von wo aus der Schaumstoff dann in der Art eines laminaren Flüssigkeitsstroms durch eine vorhandene Schlitzdüse in den Formhohlraum weiterfließt. Die Schlitzdüse wird versetzt zum Auftreffort des Schaumstoffs angeordnet, damit kein unmittelbares Einspritzen in den freien Formhohlraum erfolgt.The device of the type mentioned is the solution said task characterized in that immediately behind the opening of the injector a baffle plate to brake the injected Foam is arranged, which is a distribution channel limited and that a slot nozzle is provided, the offset to the impact of the foam on the Baffle plate is arranged and the distribution channel with the Mold cavity connects. The baffle therefore brakes the foam jet injected under great pressure from time to time collects the foam in the distribution channel from where the foam then in the manner of a laminar Liquid flow through an existing slot nozzle in the mold cavity continues to flow. The slot nozzle will offset to the point of impact of the foam, so that no direct injection into the free Mold cavity takes place.

In Weiterbildung der Vorrichtung ist die Prallplatte mit einer von der Mündung der Einspritzdüse weggeneigten Aufprallfläche versehen. Dadurch wird der Aufprallwinkel des auftreffenden Schaumstoffstrahls flacher, so daß die Umleitung entlang der Fläche der Prallplatte einfacher möglich wird, weil der Schaumstoff dann nicht unmittelbar gegen diese Einspritzrichtung reflektiert wird.In a further development of the device, the baffle plate is included one inclined away from the mouth of the injector Provide impact surface. This makes the impact angle of the incident foam jet flatter, so that the Redirection along the surface of the baffle easier becomes possible because the foam is then not immediately is reflected against this injection direction.

Am einfachsten läßt sich die geneigte Aufprallfläche dadurch bewirken, daß die Prallplatte als Aufprallkeil ausgebildet ist.The easiest way is the inclined impact surface cause the baffle plate as an impact wedge is trained.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Einspritzdüse und die Prallplatte in einem Formrandbalken angeordnet sind, der zwischen einer oberen und einer unteren Formteilhälfte umläuft und der den Formhohlraum seitlich begrenzt. Der Formrandbalken, der beispielsweise aus Schichtholz bestehen kann, kann in einfacher Weise mit den entsprechenden Öffnungen und Ausformungen für die Aufnahme der Prallplatte und der Einspritzdüse versehen werden.A development of the invention provides that the Injector and the baffle plate in a mold edge beam are arranged between an upper and a runs around the lower half of the molded part and the mold cavity limited laterally. The form edge bar, for example can consist of plywood, can easily with the corresponding openings and shapes for the Provide the baffle plate and the injection nozzle will.

In diesem Zusammenhang ist es günstig, wenn im Formrandbalken von dessen innerer Begrenzungswand im Bereich der Einspritzdüse ein Ausschnitt vorgesehen ist, in den seitliche Führungen zur Aufnahme der Prallplatte angeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann die Prallplatte einfach vor dem Zusammensetzen der Formteilhälften in die Führungen eingeschoben werden. Der Ausschnitt bildet dabei gleichzeitig den Verteilerkanal. Die in die seitlichen Führungen eingeschobene Prallplatte kann einfach, beispielsweise zu Reinigungszwecken entfernt werden. Es können jedoch auch andere Prallplatten je nach gewünschter Breite des Verteilerkanals eingesetzt werden, was im einzelnen auch von dem zu verarbeitenden Schaumstoffmaterial abhängig ist.In this context, it is beneficial if in Form edge beam from its inner boundary wall in the A cutout is provided in the area of the injection nozzle, in the side guides to accommodate the baffle plate are arranged. In this way, the Simply baffle plate before assembling the Molded part halves are inserted into the guides. The The cutout also forms the distribution channel. The baffle plate inserted into the side guides can be easily removed, for example for cleaning purposes will. However, other baffle plates can also be used depending on desired width of the distribution channel can be used, which in detail also of what is to be processed Foam material is dependent.

Eine weitere Ausgestaltung in diesem Zusammenhang sieht vor, daß die Führung derart angeordnet sind, daß die zum Formhohlraum weisenden Flächen der Prallplatte über den Bereich des Ausschnitts die innere Begrenzungswand des Formrandbalkens im wesentlichen kontinuierlich fortführt. Auf diese Art und Weise wird durch die Ausbildung des Verteilerkanals die glatte Oberflächenform des herzustellenden Formkörpers nicht beeinträchtigt. Die Prallplatte setzt die seitliche Begrenzungswand des Formrandbalkens kontinuierlich fort, so daß eine im wesentlichen kontinuierliche Seitenwandung auch in diesem Bereich für den Schaumstofformkörper erhalten wird. A further embodiment in this context sees before that the guide are arranged so that the Mold-facing surfaces of the baffle over the Area of the cutout the inner boundary wall of the Continued form edge beam essentially. In this way, by training the Distribution channel the smooth surface shape of the to be produced molded body is not affected. The Baffle plate sets the side boundary wall of the Edge of the form continuously, so that one in essential continuous side wall also in this Area for the foam molded body is obtained.

In Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, daß die Führungen in einer in dem Ausschnitt befestigten Stahl- oder Aluminiumverkleidung ausgebildet sind. Diese Verkleidung läßt sich je nach benötigter Form der Prallplatte durch entsprechende Anordnung der Führungen dann austauschen. Außerdem wird die Prallplatte zuverlässig und fest durch die dann ebenfalls aus Aluminium oder Stahl bestehenden Führungen gehalten, so daß die Führungen auch beidem starken Aufpralldruck nicht brechen.A further development of the invention also provides that the guides are attached in a cutout Steel or aluminum cladding are formed. These Cladding can be used depending on the shape required Baffle plate by appropriate arrangement of the guides then exchange. In addition, the flapper reliable and firm by then also from Aluminum or steel existing guides held so that the guides are not even under strong impact pressure break.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schlitzdüse mittels eines belassenen Abstandes zwischen der Unterkante der Prallplatte und der unteren Formhälfte gebildet ist. Dies stellt eine einfache Möglichkeit der Verwirklichung der Schlitzdüse dar. Die Prallplatte wird nicht ganz bis auf den Boden der unteren Formhälfte heruntergeführt, sondern endet beabstandet zu dieser Formhälfte, so daß nach dem Einsetzen der Prallplatte automatisch eine Schlitzdüse entsteht. Der Abstand und damit die Schlitzhöhe läßt sich selbstverständlich durch entsprechende Ausgestaltung der Prallplatte variieren und den jeweiligen Erfordernissen anpassen.Another embodiment of the invention provides that the slot nozzle by means of a distance left between the lower edge of the baffle plate and the lower Half of the mold is formed. This represents an easy one Possibility of realizing the slot nozzle Baffle plate is not quite down to the bottom Half of the mold led down, but ends at a distance this mold half, so that after inserting the Baffle plate automatically creates a slot nozzle. The Distance and thus the slot height can be of course by appropriate design of the Baffle plate vary and the respective requirements to adjust.

Es hat sich im Hinblick auf ein luft- und blasenfreies Einlaufen des Schaumstoffs in den Formhohlraum als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schlitzdüse etwa den dreifachen Querschnitt der Mündungsöffnung der Einspritzdüse aufweist.It has become air and bubble free Running the foam into the mold cavity as advantageously shown if the slot nozzle about the triple cross section of the mouth of the Injector has.

Die Vorrichtung weist in vorteilhafter Weiterbildung außerdem an der Formoberseite ein luftaufnahmefähiges, komprimierbares Filtervlies auf. Dieses Filtervlies saugt dann die beim Auftreiben des Schaumstoffs eingeschlossene Luft vollflächig auf, so daß im Schaumstoff selbst keine Lufteinschlüsse verbleiben, was die Vermeidung der Lunkerbildung weiterhin fördert. Das Filtervlies besteht vorzugsweise aus überwiegend halbsynthetischen, kunstharzgebundenen Fasern, die in der Lage sind, entsprechende Luftmengen einzuschließen bzw. zu binden. Zur Befestigung des Filtervlieses an der Formoberseite wird vorzugsweise ein Klebstoff verwendet. Wenn der Klebstoff Feststoffe von ca. 30% Kunstkautschuk und ca. 8% reaktive Füllstoffe und als Lösungsmittel aromatenfreies Leichtbenzin enthält, wird erreicht, daß sich der Klebstoff durch die beim Auftreiben entstehende Reaktionswärme des Schaumstoffs von selbst löst, so daß sich das Filtervlies einfach zusammen mit der fertiggestellten Schaumstofform entnehmen läßt. Wenn der Verbleib des dann zu einer dünnen Schicht zusammengedrückten Filtervlieses auf dem Schaumstofformteil für den jeweiligen Verwendungszweck stört, wird das Filtervlies abgehobelt oder abgeschliffen.In an advantageous further development, the device has in addition, on the top of the mold, compressible filter fleece. This filter fleece sucks then the one trapped when the foam was opened Air all over, so that none in the foam itself Air pockets remain, avoiding the Void formation continues to promote. The filter fleece is there preferably mainly semi-synthetic, resin-bonded fibers that are able to enclose or bind appropriate amounts of air. For attaching the filter fleece to the top of the mold an adhesive is preferably used. If the Adhesive solids of approx. 30% synthetic rubber and approx. 8% reactive fillers and aromatic free as a solvent Contains light petrol, it is achieved that the Adhesive caused by the Heat of reaction of the foam dissolves by itself, so that the filter fleece simply together with the finished foam can be removed. If the Then remain in a thin layer compressed filter fleece on the Foam molded part for the respective purpose disturbing, the filter fleece is planed or sanded.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben.The invention is based on the in the Drawing shown embodiment further explained and described.

Fig. 1 zeigt eine Schäumform in Draufsicht, Fig. 1 shows a foaming mold in plan view,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Schäumform entlang der Linie II-II der Fig. 1, FIG. 2 shows a section through the foam mold shown in FIG. 1 along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Schäumform entlang der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 3 shows a section through the foam mold along the line III-III of Fig. 2,

Fig. 4 ist eine Detaildarstellung des in den Fig. 1 und 3 mit D _IV bezeichneten Ausschnitt der Schäumform, Fig. 4 is a detailed view of the section designated in FIGS. 1 and 3 with D _IV of the foaming mold,

Fig. 5 ist eine Ansicht auf den Einspritzbereich in Pfeilrichtung V der Fig. 4, Fig. 5 is a view of the injection region in the direction of arrow V of Fig. 4,

Fig. 6 zeigt den Einspritzbereich im Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 6 shows the injection region taken along the line VI-VI in section of FIG. 5,

Fig. 7 zeigt den Aufprallkeil in Seitenansicht und Fig. 7 shows the impact wedge in side view and

Fig. 8 zeigt den Aufprallkeil in einer Ansicht in Pfeilrichtung VIII der Fig. 7. Fig. 8 shows the impact wedge in a view in the direction of arrow VIII of Fig. 7.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung insgesmt mit 1 bezeichnet und in Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung zur Herstellung von großvolumigen Schaumstofformkörpern besteht aus einer unteren Formteilhälfte 2 und einer darüberliegenden, oberen Formteilhälfte 3, die zwischen sich, wie das in Fig. 2 zu erkennen ist, einen Formhohlraum 4 bilden, der nach oben und unten durch die Formteilhälften 2 und 3 und seitwärts durch einen umlaufenden Formrandbalken 5 begrenzt ist.In Fig. 1, a device according to the invention is generally designated 1 and shown in plan view. The device for producing large-volume foam molded articles consists of a lower molded part half 2 and an overlying upper molded part half 3 , which, as can be seen in FIG. 2, form a molded cavity 4 between them, which passes up and down through the molded part halves 2 and 3 and is limited laterally by a circumferential form edge beam 5 .

Der Formhohlraum kann zylindrisch, kegelstumpfförmig oder sphärisch wie im vorliegenden Fall gekrümmt sein und erlaubt es, durch Einspritzen von Schaumstoff, beispielsweise Polyurethan, entsprechend der Form des Formhohlraumes 4 ausgebildete Schaumstofformkörper herzustellen.The mold cavity can be cylindrical, frustoconical or spherical, as in the present case, and allows molded foam bodies to be produced according to the shape of the mold cavity 4 by injecting foam, for example polyurethane.

Der Schaumstoff wird hierzu durch eine im Ganzen mit 6 bezeichnete Einschußvorrichtung 6 in den Formhohlraum unter hohem Druck eingespritzt. Die oberen und unteren Formteilhälften bestehen aus einzelnen Hohlraumsegmenten, deren Hohlräume druckstabil z. B. mit Keramikbeton ausgefüttert sind. Zur Einspritzung des Schaumstoffs wird eine Einschußvorrichtung 6 verwendet, wie sie im Detail in Fig. 4 dargestellt ist. Die Einschußvorrichtung umfaßt einen Mischkopf 8, der außen an einer Stelle des Formrandbalkens 5 angeordnet ist und in einer Einspritzdüse 7, die durch den Formrandbalken 5 hindurchführt, fortgesetzt ist.For this purpose, the foam is injected into the mold cavity under high pressure by means of a bullet device 6, designated as a whole by 6 . The upper and lower mold halves consist of individual cavity segments, the cavities of which are pressure-stable, for. B. are lined with ceramic concrete. A shot device 6 , as shown in detail in FIG. 4, is used to inject the foam. The injection device comprises a mixing head 8 , which is arranged on the outside at a position of the mold edge beam 5 and is continued in an injection nozzle 7 which leads through the mold edge beam 5 .

Unmittelbar hinter der Mündungsöffnung 9 der Einspritzdüse 7 kann der in Fig. 4 in herausgezogener Stellung dargestellte Aufprallkeil 10 angeordnet werden, indem dieser Keil aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung nach unten in die Führungen 12 (vgl. auch Fig. 6) eingeschoben wird. Der Keil 10 (vgl. auch Fig. 7 und 8) besitzt eine Fläche 10 a, die zur Einspritzdüse 9 hinweist und von der Achse der Einspritzdüse nach unten weggeneigt verläuft. In seiner in Fig. 4 gestrichelt dargestellten, eingeschobenen Position bleibt zwischen der Unterkante 10 c des Keils 10 und der Innenwandfläche 2 a der unteren Formteilhälfte 2 ein Abstand a, wodurch eine über die Länge des Keiles verlaufende Schlitzdüse 13 erzeugt wird.Immediately behind the mouth opening 9 of the injector 7 , the impact wedge 10 shown in the pulled-out position in FIG. 4 can be arranged by pushing this wedge downward from the position shown in FIG. 4 into the guides 12 (cf. also FIG. 6) . The wedge 10 (see also FIGS. 7 and 8) has a surface 10 a which points towards the injector 9 and which slopes away from the axis of the injector. In its inserted position shown in dashed lines in FIG. 4, a distance a remains between the lower edge 10 c of the wedge 10 and the inner wall surface 2 a of the lower molded part half 2 , as a result of which a slot nozzle 13 extending over the length of the wedge is produced.

Der Aufprallkeil 10 definiert und begrenzt gemäß der in Fig. 4 gezeigten gestrichelten Anordnung mit seiner geneigten Aufprallfläche 10 a und der zugeordneten Innenwandung des Formrandbehälters den Verteilerkanal 11.The impact wedge 10 defines and delimits the distribution channel 11 in accordance with the dashed arrangement shown in FIG. 4 with its inclined impact surface 10 a and the associated inner wall of the mold edge container.

Nach dem Einspritzen unter hohem Druck, beispielsweise mit 130 bis 150 bar, wird der Schaumstoff somit unmittelbar hinter der Mündungsöffnung 9 der Einspritzdüse 7 durch die Aufprallfläche 10 a des Aufprallkeils 10 abgebremst und fließt dann in dem Verteilerkanal 11 nach unten, von wo er in der Form eines Flüssigkeitsstroms durch die Schlitzdüse 13 hindurch in den eigentlichen Formhohlraum 4 einfließt. After injection under high pressure, for example at 130 to 150 bar, the foam is thus braked immediately behind the mouth opening 9 of the injector 7 by the impact surface 10 a of the impact wedge 10 and then flows downward in the distribution channel 11 , from where it is in the Form of a liquid flow flows through the slot nozzle 13 into the actual mold cavity 4 .

Durch diese Abbremsung und Umlenkung werden Lufteinschlüsse und damit Lunkerbildung in dem zu erzeugenden Schaumstofformteil weitgehend vermieden.By this braking and redirection Air pockets and thus void formation in the producing foam molding largely avoided.

Der Abstand a und damit die Höhe der Schlitzdüse 13 wird jeweils durch entsprechende Verwendung entsprechender Aufprallkeile 10 auf das zu verarbeitende Schaumstoffmaterial abgestimmt. Es hat sich als geeignet erwiesen, wenn die Schlitzdüse 13 etwa den dreifachen Querschnitt der Mündungsöffnung 9, die im Durchmesser beispielsweise 25 mm messen kann, beträgt.The distance a and thus the height of the slot nozzle 13 is in each case matched to the foam material to be processed by appropriate use of impact wedges 10 . It has proven to be suitable if the slot nozzle 13 is approximately three times the cross-section of the mouth opening 9 , which can measure, for example, 25 mm in diameter.

Wie weiterhin aus den Fig. 5 und 6 im Detail zu erkennen ist, wird im Bereich der Einschußöffnung 6 im Formbalken 5 der Ausschnitt 16 erzeugt, in dem zur Bildung der Führungen 12 für den Aufprallkeil 10 die Verkleidung 15 befestigt wird. Die Verkleidung kann beispielsweise aus Stahlblech oder aus Aluminium bestehen. Diese Verkleidung wird mit Hilfe der Senkkopfschrauben 17 am Formrandbalken befestigt. Um die genaue Einhaltung des Spaltabstandes a sicherzustellen, liegt der Aufprallkeil 10 mit einem Anschlag 10 d auf, so daß automatisch die Einschubtiefe des Aufprallkeils 10 begrenzt ist. Dadurch wird automatisch der jeweils gewünschte Abstand a (Höhe der Schlitzdüse 13) eingehalten.As can also be seen in detail from FIGS . 5 and 6, the cutout 16 is produced in the region of the entry opening 6 in the molding beam 5 , in which the cladding 15 is fastened to form the guides 12 for the impact wedge 10 . The cladding can be made of sheet steel or aluminum, for example. This cladding is attached to the form edge beam with the help of the countersunk screws 17 . To the precise adherence to the gap distance a ensure the impact wedge 10 is provided with a stop 10 d, so that automatically the insertion depth of the impact wedge is limited 10th This automatically maintains the desired distance a (height of the slot nozzle 13 ).

Um weiterhin die beim Auftreiben des bereits in dem Formhohlraum 4 eingflossenen Schaumstoffs durch Umwälzbewegungen in dem Schaumform eingeschlossene Luft aus dem Schaumstoff entnehmen zu können, ist die Innenwandfläche 3 a der oberen Formteilhälfte 3 vollflächig mit einem Filtervlies 14 verklebt (vgl. Fig. 4). Als Filtervlies kann beispielsweise ein Hochleistungsvliesstoff aus überwiegend halbsynthetischen Fasern, die kunstharzgebunden sind, verwendet werden. Ein geeigneter Vliesstoff ist im Handel unter der Bezeichnung ZSB/145S bei der Firma Freudenberg, Weinheim erhältlich. Zum Kleben wird ein Kleber verwendet, wie er beispielsweise von Anmelderin selbst unter der Bezeichnung KLH-122 vertrieben wird. Dieser Kleber enthält als Feststoff ca. 30% Butadien-Styrol Kunstkautschuk und ca. 8% reaktive Füllstoffe (Zinkoxyd). Als Lösungsmittel wird aromatenfreies Leichtbenzing eingesetzt.In order to continue to be able to remove the at puffing of eingflossenen already in the mold cavity 4 the foam enclosed by the overturning in in the foam mold air from the foam, the inner wall surface 3 is adhered to a top mold half 3 over the entire surface with a nonwoven filter 14 (see FIG. FIG. 4). For example, a high-performance nonwoven fabric made of predominantly semi-synthetic fibers that are bonded with synthetic resin can be used as the filter nonwoven. A suitable nonwoven is commercially available under the name ZSB / 145S from Freudenberg, Weinheim. An adhesive is used for gluing, such as that sold by the applicant itself under the name KLH-122. As a solid, this adhesive contains approx. 30% butadiene-styrene synthetic rubber and approx. 8% reactive fillers (zinc oxide). Aromatic-free light alcohol is used as the solvent.

Nach dem Passieren der Schlitzdüse 13 sammelt sich der noch flüssige Schaumstoff in der Mitte (an der tiefsten Stelle des Formhohlraumes 4 (vgl. Fig. 2)) und treibt dann nach einer Verweilzeit bzw. Startzeit von ca. 60 Sekunden auf. Bei diesem Auftreiben kann Luft durch Überwälzungen des Schaumstoffs eingeschlossen werden, was zu Lunkerbildungen führen könnte. Dies wird durch das Filtervlies 14 verhindert, weil die eingeschlossene Luft, die mit dem Schaum auftreibt, dann von dem saugfähigen und komprimierbaren Vlies aufgenommen und ganz flach im Vlies verteilt wird. Das Vlies wird dann durch das immer mehr auftreibende Schaumstoffmaterial von dem erzeugten Schaumdruck komprimiert und wird zusammen mit der aufgenommenen Luft auf ca. 3 mm zusammengedrückt.After passing through the slot nozzle 13 , the still liquid foam collects in the middle (at the deepest point of the mold cavity 4 (see FIG. 2)) and then floats up after a dwell time or start time of approximately 60 seconds. During this expansion, air can be trapped by rolling over the foam, which could lead to the formation of voids. This is prevented by the filter fleece 14 because the trapped air, which floats up with the foam, is then absorbed by the absorbent and compressible fleece and distributed completely flat in the fleece. The fleece is then compressed by the foam foam material that is becoming more and more floating and is compressed together with the absorbed air to about 3 mm.

Durch die Verwendung des Klebers, der aufgrund seiner Zusammensetzung bei Temperaturen, wie sie durch die Reaktionswärme beim Auftreiben des Schaumstoffs entstehen, sich selbständig von der Innenwand 3 a der oberen Formteilhälfte 3 löst, bereitet das Entfernen der fertigen Schaumstofform keine Schwierigkeiten. Vielmehr haftet aufgrund des ausgeübten Druckes das Filtervlies an der entsprechenden Oberfläche des fertigen Schaumstoffkörpers und kann dann durch Abhobeln oder Abschleifen entfernt werden. By using the adhesive, which due to its composition at temperatures as they arise by the reaction heat during puffing of the foam, is independently a of the upper die half 3 separates from the inner wall 3, the removal of the finished Schaumstofform presents no difficulties. Rather, due to the pressure exerted, the filter fleece adheres to the corresponding surface of the finished foam body and can then be removed by planing or grinding.

Das erfindungsgemäße beschriebene Verfahren und die Vorrichtung lassen sich insbesondere zur Herstellung von zylindrischen, kegelstumpfförmigen und sphärisch gekrümmten Segmenten von 4 bis 10 m² Oberfläche einsetzen. Die in Frage kommenden Schaumgewichte liegen zwischen 100 bis 400 kg pro Segmentkörper. Die Raumgewiche betragen von 150 bis 400 kg pro m³, während die Wandstärken zwischen 80 bis 200 mm liegen können.The method and the device described according to the invention can be used in particular for the production of cylindrical, frustoconical and spherically curved segments of 4 to 10 m ^{2 in} surface area. The foam weights in question are between 100 and 400 kg per segment body. The room weights are from 150 to 400 kg per m ³ , while the wall thicknesses can be between 80 and 200 mm.

Bei einer konkreten Ausführungsform, wie sie in den Figuren dargestellt ist, beträgt die Länge der in Fig. 1 gezeigten Schäumform ca. 6,5 m und die Breite an der breiteren Stirnseite 1,65 m. Die Formteilhälften sind so geformt, daß sich Kugelsegmente ergeben, wobei der aufzufüllende Formhohlraum 4 1,07 m³ beträgt. Das fertige Schaumelement aus Polyurethanharzschaum soll eine Rohdichte von 200 kg/m³ haben. Hierzu wird der Schaumstoff auf eine freie Rohdichte von 130 bis 135 kg/m³ eingestellt und auf 200 kg/m³ verdichtet. In diesem Falle müssen nun 214 kg + 6 kg Zuschlag = 220 kg Schaumstoff in die Form gefüllt werden. Dies geschieht mittels einer bekannten Schäummaschine, die auf eine Austragsleistung von beispielsweise 5 kg pro Sekunde eingetestet sein kann und somit in 44 Sekunden die 220 kg Schaumstoff in die Form einbringt. Der Schaumstoff wird aus dem Mischkopf 8 durch die Einspritzdüse 7 mit einem Durchmesser von 25 mm und unter einem Druck von 130 bis 150 bar auf die Aufprallkeilfläche 10 a geschossen, prallt dort ab und sammelt sich im Verteilerkanal. Von da aus tritt dann der Schaumstoff durch die Schlitzdüse 13 als Flüssigkeitsstrom in den Formhohlraum ein und kann nach dem Auftreiben als Kugelsegment entsprechender Größe durch Trennen der Formhälften entnommen werden. Danach wird dann das anhaftende Vlies 14 in der beschriebenen Art und Weise entfernt.In a specific embodiment, as shown in the figures, the length of the foam mold shown in FIG. 1 is approximately 6.5 m and the width on the wider end face is 1.65 m. The molded part halves are shaped so that there are spherical segments, the mold cavity 4 to be filled being 1.07 m ³ . The finished foam element made of polyurethane resin foam should have a bulk density of 200 kg / m ³ . For this purpose, the foam is set to a free bulk density of 130 to 135 kg / m ³ and compressed to 200 kg / m ³ . In this case 214 kg + 6 kg surcharge = 220 kg foam have to be filled into the mold. This is done by means of a known foaming machine, which can be tested for a discharge rate of, for example, 5 kg per second and thus brings the 220 kg of foam into the mold in 44 seconds. The foam is shot out of the mixing head 8 through the injection nozzle 7 with a diameter of 25 mm and under a pressure of 130 to 150 bar onto the impact wedge surface 10 a , bounces off there and collects in the distribution channel. From there, the foam then passes through the slot nozzle 13 as a liquid stream into the mold cavity and can be removed as a correspondingly sized spherical segment by separating the mold halves. Then the adhering fleece 14 is then removed in the manner described.

Claims

1. A process for the production of large-volume foam moldings, in which a liquid foam, in particular polyurethane, is injected under high pressure into a mold cavity, then expands in the mold cavity and is removed as a finished molded body by separating mold halves defining the mold cavity, characterized in that the liquid foam is braked immediately after entering the mold cavity and redirected so that it continues to flow as a liquid into the mold cavity.

2. The method according to claim 1, characterized, that the liquid foam to brake on a Baffle plate directed and into a distribution channel is redirected and then from the distribution channel through a Slot nozzle continues in the mold cavity.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that trapped air when blowing up the foam sucked up by means of an air-absorbing filter fleece becomes.

4. The method according to claim 3, characterized, that the air-absorbing filter fleece compressible and with the inner wall surface of the mold top is glued.

5. The method according to claim 4, characterized, that the air floating with the foam flat in Spread and together with the fleece through the resulting foam pressure is compressed to about 3 mm.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized, that the compressed fleece after removal of the finished Shaped molded body from the mold cavity from the molded body or is ground down.

7. The method according to at least one of claims 3 to 6, characterized, that for sticking the filter fleece on the inner wall surface an adhesive is used on the top of the mold Temperature as it occurs in the mold cavity Heat of reaction arises when the foam is expanded, largely loses its adhesive properties.

8. Device for the production of large-volume foam molded articles, in particular hard polyurethane molded articles, with moldings which limit a mold cavity corresponding to the shape of the molded article and with an injection nozzle for injecting liquid foam under high pressure into the mold cavity, characterized in that immediately behind the Mouth opening ( 9 ) of the injection nozzle ( 7 ) is arranged a baffle plate ( 10 ) for braking the injected foam, which delimits a distribution channel ( 11 ), and that a slot nozzle ( 13 ) is provided, which is offset to the impact of the foam on the baffle plate ( 10 ) is arranged and connects the distribution channel ( 11 ) with the mold cavity ( 4 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the baffle plate ( 10 ) has a from the mouth opening ( 9 ) of the injection nozzle inclined impact surface ( 10 a) .

10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the baffle plate is designed as an impact wedge ( 10 ).

11. The device according to at least one of claims 8 to 10, characterized in that the injection nozzle ( 7 ) and the baffle plate ( 10 ) is arranged in a mold edge bar ( 5 ) which rotates between an upper and a lower mold half ( 2, 3 ) and laterally delimits the mold cavity ( 4 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that a cutout ( 16 ) is provided in the lateral edge bar ( 5 ) from the inner boundary wall in the region of the injection nozzle ( 7 ), arranged in the lateral guides ( 12 ) for receiving the baffle plate ( 10 ) are.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the guides ( 12 ) are arranged such that the surface ( 10 b) of the baffle plate ( 10 ) facing the mold cavity ( 4 ) over the area of the cutout essentially the inner boundary wall of the mold edge beam continues continuously.

14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the guides ( 12 ) in a cutout ( 16 ) fixed steel or aluminum cladding ( 15 ) are formed.

15. The device according to at least one of claims 8 to 14, characterized in that the slot nozzle ( 13 ) by means of a left distance (a) between the lower edge ( 10 c) of the baffle plate ( 10 ) and the inner wall surface ( 2 a) of the lower mold half ( 2 ) is formed.

16. The device according to at least one of claims 8 to 15, characterized in that the slot nozzle ( 13 ) has approximately three times the cross section of the mouth opening ( 9 ) of the injection nozzle ( 7 ).

17. The device according to at least one of claims 8 to 16, characterized in that an air-absorbable, compressible filter fleece ( 14 ) is arranged along the inner wall surface ( 3 a) of the upper mold part.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the filter fleece ( 14 ) consists of predominantly semisynthetic, synthetic resin-bonded fibers.

19. The apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that the filter fleece ( 14 ) on the inner wall surface ( 3 a) of the upper mold half ( 3 ) is fixed with adhesive.

20. The apparatus according to claim 19, characterized, that the adhesive as solids about 30% synthetic rubber and about 8% reactive fillers and as a solvent contains aromatic-free light petrol.