FR2585618A1

FR2585618A1 - Device for the manufacture of pre-expanded shaped components made from thermoplastic synthetic material

Info

Publication number: FR2585618A1
Application number: FR8511969A
Authority: FR
Inventors: Ortwin Hahn
Original assignee: USINE APPLIC POLYSTYRENE EXPAN
Current assignee: USINE APPLIC POLYSTYRENE EXPAN
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1987-02-06
Also published as: FR2585618B3

Abstract

a.Device for the manufacture of pre-expanded shaped components made from thermoplastic synthetic material. b. Device characterised in that the chambers 1 are coated over their entire internal surface with a layer of thermal insulation 2 with the exception of the zones of the mould walls of the mould parts 4 which are capable of being heated and cooled. c. The invention applies to moulding, especially of components made from synthetic material.

Description

Dispositif pour la fabrication de pièces de forme en
matière synthétique thermoplastique, pré-expansée ". Device for manufacturing shaped parts in
thermoplastic synthetic material, pre-expanded ".

La présente invention concerne un dispositif pour la fabrication de pièces de forme en matière synthétique thermoplastique pré-expansée, dispositif dont le moule dans lequel on introduit la matière synthétique, de préférence à l'état "perlé" et qui s'expanse sous l'effet de la chaleur, a des parois susceptibles d'être chauffées et refroidies, et pour l'évacuation ou l'alimentation en fluide de chauffage ou de refroidissement, les parois sont adjacentes aux chambres qui servent en alternance comme chambres de chauffage et de chambres de refroidissement. The present invention relates to a device for manufacturing shaped parts made of pre-expanded thermoplastic synthetic material, device including the mold in which the synthetic material is introduced, preferably in the "pearl" state and which expands under the effect of heat, has walls capable of being heated and cooled, and for the evacuation or supply of heating or cooling fluid, the walls are adjacent to the chambers which serve alternately as heating chambers and chambers cooling.

On connaît déjà un dispositif de ce type par exemple selon le brevet DT 22 37 397 utilisant comme matière synthétique du polystyrène que l'on fait expanser. Le dispositif connu comporte des chambres de vapeur qui sont chauffées et refroidies à chaque cycle de fonctionnement. Le chauffage et le refroidissement du moule pour la fabrication des pièces de forme sont de ce fait toujours liés à un chauffage et à un refroidissement des chambres, ce qui se traduit par un cycle de fonctionnement long pour la fabrication des pièces de forme (temps de chauffe et temps de refroidissement longs). A device of this type is already known, for example according to patent DT 22 37 397, using polystyrene as the synthetic material which is made to expand. The known device comprises steam chambers which are heated and cooled at each operating cycle. The heating and cooling of the mold for the manufacture of the shaped parts are therefore always linked to a heating and a cooling of the chambers, which results in a long operating cycle for the manufacture of the shaped parts (time of long heating and cooling times).

Cela constitue un inconvénient de tels dispositifs surtout destinés à la fabrication de produits en grande série. This constitutes a drawback of such devices especially intended for the manufacture of products in large series.

En outre, comme les cycles de fabrication sont relativement longs, la consommation d'énergie pour la fabrication d'une pièce de forme est importante à cause des masses importantes du dispositif qui doivent être chauffées et refroidies rapidement. Les chambres de chauffe et de refroidissement du dispositif connu dans l'état de la technique ne peuvent ainsi être adaptées librement à chaque adaptation par le choix du matériau, les dimensions globales ainsi que les détails de considération de thermique.In addition, as the manufacturing cycles are relatively long, the energy consumption for the manufacture of a shaped part is important because of the large masses of the device which must be heated and cooled quickly. The heating and cooling chambers of the device known in the prior art cannot thus be freely adapted to each adaptation by the choice of material, the overall dimensions as well as the details of thermal consideration.

Partant de l'état de la technique, la présente invention a pour but de créer un dispositif pour la fabrication d'une pièce de forme en matière synthétique thermoplastique pré-expansée avec de telles chambres de chauffage et de refroidissement dont la consommation en énergie soit réduite de façon notable lors de la fabrication des pièces de forme. Starting from the state of the art, the present invention aims to create a device for the manufacture of a shaped part made of pre-expanded thermoplastic synthetic material with such heating and cooling chambers whose energy consumption is significantly reduced during the production of shaped parts.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type ci-dessus, caractérisé en ce que les chambres sont revêtues sur toute leur surface intérieure d'une couche d'isolation thermique à l'exception des zones des parois de moule des parties de moule qui sont susceptibles d'être chauffées et refroidies. To this end, the invention relates to a device of the above type, characterized in that the chambers are coated over their entire inner surface with a layer of thermal insulation with the exception of the zones of the mold walls of the parts of mold that are likely to be heated and cooled.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la couche d'isolation thermique des chambres est également prévue sur la surface de fixation de la partie de moule. According to another characteristic of the invention, the thermal insulation layer of the chambers is also provided on the fixing surface of the mold part.

Ainsi, seule la cavité proprement dite du moule comporte une paroi de moule susceptible d'être chauffée et refroidie alors que toutes les autres parties des chambres sont revêtues par un moyen d'isolation thermique. Thus, only the mold cavity proper has a mold wall capable of being heated and cooled while all the other parts of the chambers are coated by means of thermal insulation.

L'isolation thermique interne se compose de préférence d'une matière synthétique résistant à la température ou encore d'un autre matériau à faible conductibilité thermique et à faible capacité calorifique. The internal thermal insulation preferably consists of a temperature-resistant synthetic material or of another material with low thermal conductivity and low heat capacity.

En particulier, la couche d'isolation thermique est appliquée par projection au pistolet, par collage, par expansion et par coulée suivie d'un durcissage. In particular, the thermal insulation layer is applied by spraying with a gun, by bonding, by expansion and by casting followed by hardening.

De cette façon, on réduit considérablement la consommation en énergie pour le chauffage et le refroidissement du moule composé d'au moins deux parties ; en effet, le chauffage et le refroidissement se limitent essentiellement au moule dont la partie qui correspond à la cavité. Toutes les autres masses restantes ne sont ni chauffées, ni refroidies pendant le fonctionnement, car elles sont séparées de façon appropriée par isolation thermique. Il en résulte des cycles de fabrication plus rapides d'une pièce de forme. En outre, on a l'avantage que les dimensions et le choix des matériaux des chambres sont indépendants des températures qui se présentent au niveau de la partie creuse du moule ainsi que des alternances de température. Ainsi, les chambres peuvent être réalisées en un matériau quelconque.De plus, la masse des chambres n'influence plus la consommation d'énergie, de sorte que l'on peut réaliser des parois d'épaisseur quelconque. L'isolation des chambres est en particulier avantageuse dans les procédés utilisant l'injection brutale de vapeur ainsi que dans les procédés à double chambre. In this way, the energy consumption for heating and cooling the mold composed of at least two parts is considerably reduced; heating and cooling are essentially limited to the mold, the part of which corresponds to the cavity. All other remaining masses are neither heated nor cooled during operation, as they are appropriately separated by thermal insulation. This results in faster manufacturing cycles for a shaped part. In addition, there is the advantage that the dimensions and the choice of materials for the chambers are independent of the temperatures which occur at the hollow part of the mold as well as of the temperature variations. Thus, the chambers can be made of any material. In addition, the mass of the chambers no longer influences energy consumption, so that walls of any thickness can be produced. Chamber insulation is particularly advantageous in processes using sudden vapor injection as well as in double-chamber processes.

l'isolation thermique selon l'invention présente avantageusement une épaisseur de couche comprise entre 5 et 7 mm et est extensible élastiquement ; elle résiste à des pointes de température d'environ 150 C ainsi qu'à des alternances de température en succession rapide de par exemple 600C à environ l500C. Cette isolation est également chimiquement stable dans les conditions de fonctionnement. the thermal insulation according to the invention advantageously has a layer thickness of between 5 and 7 mm and is elastically extensible; it withstands temperature peaks of around 150 C as well as temperature variations in rapid succession from, for example, 600C to around 1500C. This insulation is also chemically stable under operating conditions.

De façon avantageuse, l'isolation
est une résine au silicone ayant les caractéristiques ci
dessus.Advantageously, the insulation
is a silicone resin with the following characteristics
above.

L'invention sera décrite ci-après de
façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation
représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans
lesquels
- la figure 1 est une vue schématique
d'une coupe verticale de la moitié (gauche) d'un moule en
deux parties, la pièce de forme en cours de formation
étant représentée schématiquement.The invention will be described below from
in more detail using an example embodiment
shown schematically in the accompanying drawings, in
which
- Figure 1 is a schematic view
a vertical section of the half (left) of a mold
two parts, the shape part being formed
being shown schematically.

- la figure 2 est une coupe analogue
à celle de la figure 1 à travers l'ensemble du moule de
la figure 1.- Figure 2 is a similar section
to that of FIG. 1 through the entire mold of
Figure 1.

Dans les figures 1 et 2, on a utilisé
les références suivantes
1. Chambres
2. couche d'isolation thermique
3. parois du moule
4. parties de moule
5. pièces de forme
6. moyen d'évacuation (condensat/eau de refroidissement)
7. moyen d'alimentation en eau de refroidissement
8. injecteur de remplissage
9. moyen d'alimentation en vapeur 10. buses de vapeur 12. isolation thermique (surface de fixation à l'extérieur
de la cavité du moule).In Figures 1 and 2, we used
the following references
1. Bedrooms
2. thermal insulation layer
3. mold walls
4. mold parts
5. shaped parts
6. means of evacuation (condensate / cooling water)
7. cooling water supply means
8. filling injector
9. steam supply means 10. steam nozzles 12. thermal insulation (mounting surface outside
of the mold cavity).

Le dispositif représenté en coupe aux
figures 1 et 2 se compose de deux chambres 1 essentielle
ment de même structure pour l'alimentation en vapeur
chaude de la cavité proprement dite du moule ; ces deux
chambres sont adaptées l'une à l'autre de façon appropriée
et sont fixées. Les deux chambres 1 reçoivent à l'endroit
de leur fixation un moule correspondant à la pièce de
forme 5 à fabriquer. Ce moule se compose de deux parties 4 de forme adéquate (connues en soi) et dans la zone de la cavité du moule débouchent des buses de vapeur pour l'alimentation en vapeur chaude de la cavité interne du moule. Les chambres 1 comportent en outre un moyen d'alimentation en vapeur 9 ainsi qu'un moyen d'évacuation 6 pour évacuer le condensat de vapeur chaude refroidie.The device shown in section at
Figures 1 and 2 consists of two essential chambers 1
same structure for steam supply
hot of the actual mold cavity; these two
rooms are adapted to each other appropriately
and are fixed. The two bedrooms 1 receive the place
of their fixing a mold corresponding to the piece of
form 5 to manufacture. This mold consists of two parts 4 of suitable shape (known per se) and in the area of the mold cavity open steam nozzles for the supply of hot steam to the internal cavity of the mold. The chambers 1 also include a steam supply means 9 as well as an evacuation means 6 for evacuating the condensate of cooled hot steam.

Dans chaque chambre 1, il est en outre prévu un moyen d'alimentation en eau de refroidissement qui comporte des ouvertures de projection à l'intérieur de la chambre de vapeur, ouvertures à travers lesquelles l'eau de refroidissement peut être projetée pendant la période de refroidissement sur la cavité du moule. Après une phase de refroidissement, l'eau de refroidissement est évacuée par le moyen d'évacuation 6 qui évacue également le condensat de la vapeur chaude, refroidie
A un endroit central, la chambre 1 est traversée selon la partie gauche de la figure 2 par un injecteur de remplissage qui permet d'introduire la matière à expanser à l'intérieur du moule.In each chamber 1, a cooling water supply means is further provided which has projection openings inside the steam chamber, openings through which the cooling water can be projected during the period on the mold cavity. After a cooling phase, the cooling water is evacuated by the evacuation means 6 which also evacuates the condensate from the hot steam, cooled
At a central location, the chamber 1 is traversed along the left-hand side of FIG. 2 by a filling injector which makes it possible to introduce the material to be expanded inside the mold.

Les différentes caractéristiques cidessus ne sont représentées que schématiquement dans les dessins et concernent plus particulièrement l'invention. The various characteristics above are only shown schematically in the drawings and relate more particularly to the invention.

La partie principale de l'invention est l'isolation thermique interne 2 de chaque chambre de vapeur 1. La couche d'isolation s'étend sur toute la périphérie intérieure de la chambre à l'exception de la paroi de moule qui peut être chauffée et refroidie et correspond à la cavité proprement dite du moule ainsi que les orifices d'entrée et de sortie du fluide de chauffage et de refroidissement et l'injecteur de remplissage 8. The main part of the invention is the internal thermal insulation 2 of each vapor chamber 1. The insulation layer extends over the entire inner periphery of the chamber with the exception of the mold wall which can be heated and cooled and corresponds to the actual cavity of the mold as well as the inlet and outlet orifices for the heating and cooling fluid and the filling injector 8.

Pour assurer également la séparation à isolation thermique de la paroi 3 d'une partie de moule 4 dans la zone de la surface de fixation à l'extérieur de la cavité proprement dite du moule, il est prévu une isolation thermique 12 à l'endroit correspondant. L'isolation thermique 12 cor respond par sa structure et ses dimensions à l'isolation thermique 2. To also ensure the thermally insulated separation of the wall 3 from a mold part 4 in the area of the fixing surface outside the actual cavity of the mold, thermal insulation 12 is provided at the location corresponding. The thermal insulation 12 corresponds by its structure and its dimensions to the thermal insulation 2.

Les couches d'isolation thermiques ou moyens d'isolation thermiques 2, 12 sont réalisés en des matières synthétiques résistant à la température ou d'autres matériaux à conductibilité thermique faible et capacité calorifique faible. De ce fait, le chauffage et le refroidissement sont essentiellement limités à la paroi du moule qui est susceptible d'être moulée et refroidie. L'isolation thermique 2, 12 peut être appliquée par projection au pistolet, par collage, par expansion ou par coulée, puis durcissage. The thermal insulation layers or thermal insulation means 2, 12 are made of temperature-resistant synthetic materials or other materials with low thermal conductivity and low heat capacity. Therefore, heating and cooling are essentially limited to the mold wall which is capable of being molded and cooled. The thermal insulation 2, 12 can be applied by spraying with a gun, by bonding, by expansion or by casting, then hardening.

Claims

10) Device for manufacturing shaped parts made of pre-expanded thermoplastic synthetic material, device including the mold into which the synthetic material is introduced, preferably in the "pearl" state and which expands under the effect of the heat, has walls capable of being heated and cooled, and for the evacuation or supply of heating and cooling fluid, the walls are adjacent to the chambers which serve alternately as heating chambers and cooling chambers, device characterized in that the chambers (1) are coated over their entire inner surface with a thermal insulation layer (2) with the exception of the areas of the mold walls (3) of the mold parts (4) which are likely to be heated and cooled.

20) Device according to claim 1, characterized in that the thermal insulation layer (2, 12) of the chambers (1) is also provided on the fixing surface of the mold part.

30) Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the thermal insulation layers (2, 12) are made of a temperature-resistant synthetic material or another material with lower thermal conductivity and with lower heat capacity.

40) Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal insulation layers (2, 12) are applied with a spray gun, bonded, expanded or cast, then hardened.