DE2112652A1

DE2112652A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Schaumstoff-Formkoerpers

Info

Publication number: DE2112652A1
Application number: DE19712112652
Authority: DE
Inventors: Riseborough John Henry
Original assignee: C I TOURING CARAVANS Ltd
Current assignee: C I TOURING CARAVANS Ltd
Priority date: 1970-03-16
Filing date: 1971-03-16
Publication date: 1971-10-14
Also published as: GB1328209A; FR2083322A3; FR2083322B3; NL7103536A

Description

DIPL.-ING. A. GRÜNHCKER ' ⁸^ ^MÜN''.'"'"' ²²

DR.-ING. VV. STüCKMAili, Ae. E. < -'.!.'f- iwsr of rtcni.i TeIt(W""¹ ■' -Mi>nopol München

PAiENTANWÄLTE ^TD'^ex °⁵ "²^²⁰

PH 3875 - 37 / Be 16. Fiärz 1971

O.I. TOURING CARAVAHS LIMITED

17-21, Churchgate Street, Soham, Ely, Cambridgeshire, England

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Schaurastoff-Formkörpers

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines insbesondere schalenartigen Formkörpers aus einem Schaumkunststoff.

Bei der Herstellung von Formkörpern aus einem Kunststoff, der ausgeweitet, d.h. geschäumt werden kann-, wird im allgemeinen eine zvreiteilige Form benutzt, zwi-

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n: H Aufliciuser, Münihen 173 533 Deul'.ch« Bank, München 16 23078 · Postschccltkonla München 46712

sehen deren Hälften ein Hohlraum eingeschlossen ist, welcher in Fora und Größe dem fertigen Formkörper entspricht. Das zu schäumende Material, beispielsweise ein Versatz von Polyurethanharzen, wird dann in fließfähiger¹ Form in den Hohlraum eingegossen oder eingespritzt und geschäumt, bis er ihn vollständig ausgefüllt hat. Durch Wahl eines geeigneten Materials bzw. Versatzes läßt sich im Inneren der Form ein »Schauindruck erzielen, der die Ausbildung einer verhältnismäßig zähen, elastischen Haut an der Außenfläche des fertigen Formkörpers bewirkt. Werkstoffe dieser Art werden als hautbildende Polyurethane bezeichnet.

Bei dem herkömmlichen Formungsverfahren ist darauf zu achten, daß während des Ausschäumens des Polyurethans aus dem Form-Hohlraum die gesamte Luft bzw. der Gasinhalt ausgeschoben wird. Man erreicht dies, indem man in der Form eine Anzahl von Ab Schluß löchern vorsieht. Beim Ausschäumen des Materials fließt es durch die Äbflußlöcher ab und diese werden dadurch versperrt. Der Vorgang führt zu hohen Verlusten und ist zeit aufv/endig. Man kann ihn nur in Kauf nehmen, wenn die Form genügend klein ist, so daß sie gekippt werden kann, bis gewährleistet ist, daß ein Abflußloch an der höchsten Stelle der Form angeordnet ist und die völlige Beseitigung von Luft bzw. Gas aus dem Hohlraum garantiert.

Eine weitere Schwierigkeit beim herkömmlichen Formungsverfahren insbesondere im Falle großer Form-Hohlräume tritt bei dem Bemühen auf, eine gleichmäßige Verteilung des Polyurethans innerhalb des Form-Hohlraums zu Beginn der Ausschäum-Eeaktion oder während ihres Verlaufes zu

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erzielen. Bei kleineren Formen kann man dies erreichen, indem man sie kippt, um das Material bzw. den Versatz in dem Hohlraum zu verteilen. Ein solches Vorgehen ist bei großen Formen natürlich unwirtschaftlich und unpraktisch bzw. undurchführbar.

Nachteile ergeben sich bei den herkömmlichen Formungsverfahren auch, vrenn ein Formkörper von Schalenoder Muscheigestalt mit Seitenwänden zu formen ist und insbesondere, wenn dieser verhältnismäßig groß ist, was die Anwendung recht hoher Drücke mit Preßkräften von der Größenordnung I50 Mp oder darüber erfordert.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schaumstoff-Formkörpers zu schaffen, wobei die erwähnten Schwierigkeiten beseitigt oder zumindest stark verringert werden und womit insbesondere die Formung verhältnismäßig großer Körper möglich ist.

Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet _t daß ein zwischen Patrize und Matrize begrenzter Form-Hohlraum mit einem fließfähigen Schaum-Beaktion^gemisch und einem zum Benetzen der Form-Teile hinreichenden Druck gefüllt wird und daß die Form-Teile dann durch den bei der Schaumbildungs-Beaktion entstehenden Druck auf einen vorgegebenen Abstand auseinandergebracht werden.

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Eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß das fließfähige Reaktionsgemisch in das Unterteil der Matrize eingebracht und in diese dann die Patrize bis zur Berührung mit dem fließfähigen Material gesenkt wird, das unter Ausfüllung des Form-Hohlraums und unter Benetzung im wesentlichen seiner gesamten Oberfläche auseinandergequetscht wird, bevor noch ein nennenswertes Gelieren des fließfähigen Materials eingetreten ist.

tL· Die Erfindung ist ferner auf eine Vorrichtung zum Formen eines schalenartigen Formkörpers aus einem Schaum-Kunststoff gerichtet, wobei in einer Matrize ein Form-Hohlraum von Schalengestalt ausgebildet ist, wobei eine hierzu im wesentlichen komplementär gestaltete Patrize vorhanden ist, wobei eine Einrichtung zum Absenken der Patrize in den Form-Hohlraum sowie eine Begrenzungs-Einrichtung für die Aufwärts-Bewegung der Patrize unter dem Druck des im Form-Hohlraum schäumenden Materials vorgesehen sind und wobei zwischen der Patrize und der Matrize eine an letzterer anbringbare Abdichtung angeordnet ist, welche den Form-Hohlraum abschließt, an der Patrize bei deren Aufwärts-Bewegung eine Gleit-Abdichtung bildet und

W zur Freigabe des geformten Formkörpers aus dem Form-Hohlraum von der Matrize ablösbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorzugsweise die Abdichtung an der Patrize gleitbeweglich befestigt und an der Matrize eine Rast oder Arretierung vorhanden, mittels welcher die Abdichtung an der Matrize festlegbar ist, wenn sich die Patrize in ihrer Tiefststellung befindet.

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Der "benutzte Schaum-Kunststoff besteht insbesondere aus einem hautbildenden Polyurethan-Versatz bzw»-material.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfübrungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer Form- - Vorrichtung gemäß der Erfindung, in geöffneter Stellung,

Fdg. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 bei vollständig geschlossener Form,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 und 2 bei in ausgefahrener Stellung befindlicher Form,

Fig. 4 eine Schrägansicht, teilweise weggebrochen, eines in der Form gemäß Fig.1 bis 5 erzeugten Formkörpers,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der Form in der Stellung gemäß Fig. 2, ■

Fig. 6 eine Schnitt ansicht einer \^eiteren Einzelheit einer Form,

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Pig. 7 eine Vorderansicht einer zu der Form gehörenden Druckentlastungs-Einrichtung und

Pig. 8 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 7·

Die in den Fig. 1 "bis 3 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete Form hat ein Rahmen ge stell, das aus Doppel-T-Trägern bzw. -balken od. dgl. mit Arier Ständern 11, waajfc gerechten unteren Teilen 12 und waagerechten oberen Teilen

13 besteht. Innerhalb des Eahmen~ ist eine Traverse 14-gleitbeweglich angeordnet, die einen Stempel bzw. eine Patrize 15 trägt und mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung 16 in senkrechter Pachtung bewegbar ist. Man erkennt, daß in der Praxis melir als eine Eolben-Zylinder—Anordnung vorgesehen sein können, doch ist hier der Deutlichkeit halber nur eine dargestellt. Im Bett des Rahmens der Form 10 befindet sich eine untere Matrize I7 mit einem darin ausgebildeten Form-Hohlraum 18.

Wie man am besten aus Fig. 5 erkennt, umschließt " eine im Querschnitt L-förmige Abdichtung I9 die nach

oben gerichtete Fläche 20 der Patrize I5. An dieser Fläche 20 ist die Abdichtung 19 mittels einer Anzahl von Schrauben 21 befestigt, Vielehe senkrechte Schlitze 22 in der Abdichtung 19 durchsetzen und in die Patrize 15 eingeschraubt sind. An der unteren F3.äche 23 der Abdichtung 19 ist eine flexible Gummidichtung 24- mit einem Flansch 25 angebracht, der an der Fläche 20 der Patrize I5 dichtend anliegt, und außerdem sind Druckpolster 26 befestigt,

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die an einer oberen Umfangsflache 27 der Matrize 17 zur Anlage kommen können. Rund um die Abdichtung 19 sind in Abständen keilförmige Einlegestücke 28 vorgesehen, die mit schwenkbaren Klemmstücken 29 zusammenwirken. Letztere können so verdreht werden, daß sie auf den Einlegestücken 23 aufruhen und die Abdichtung 19 nach unten drücken, wobei die Druckpolster 26 gegen die fläche 27 der Matrize 17 gepreßt werden, bis die Gummidichtung· 24 an der Fläche 27 satt angepreßt ist und den Form-Hohlraum 18 abdichtet.

Im Ausführungsbeispiel ist dieser Form-Hohlraum 18 etwa rechteckig mit einer konkaven schalenförmigen Bodenfläche 18a und nach oben gerichteten Wandteilen 18b, wovon die beiden kürzeren Seiten im wesentlichen oder nahezu senkrecht angeordnet sind, während die beiden längeren Seiten nach außen geneigt verlaufen. Die Außenfläche der Patrize I5 ergänzt im wesentlichen die Form des Hohlraums 18.

In der Mitte' des Form-Hohlraums 18 ist eine Aussparung 50 vorgesehen, die in Fig. 6 vergrößert herausgezeichnet ist.und ein Gleitstück y\ aufnimmt. Letztere ist mit einer Umfangs-Gummidichtung versehen, die an der senkrechten Fläche der Aussparung 30 eine GIeit-Abdichtung für das verschiebbare Gleitstück 31 bildet. Dieses ruht auf zwei Schraubenfedern 33 bzw. 33a und kann entgegen dieser Federkraft aus der in Fig. 6 gezeichneten Stellung nach unten bewegt werden, bis die Unterseite des Gleitstückes 31 an der Bodenflache der Aussparung 30 beinahe oder ganz aufsitzt.

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Zwei gleichartige Bohrungen 34 bzw. 34a, wovon nur eine dargestellt ist, sind in der oberen Fläche des Gleit-' Stückes 31 ausgebildet. Ein in Querrichtung angeordneter Eiegel 35 hat eine Schrägspitze 36, die teilweise in jede Bohrung 34 bzw. 34a nahe deren oberem Ende ragt. Der Riegel 35 wird durch eine Schraubenfeder 37 dauernd nach außen quer zur Bohrung ^yJ\ bzw. 34a gedruckt. Ein Zopf verhindert, daß der Eiegel über einen bestimmten WegMnaus in die Bohrung eingeschoben wird, indem er an einer Schulter 39 einer Querbohrung 40 zur Anlage kommt, in welcher· der Eiegel 35 hin und her verschiebbar ist.

Zwei Fallbolzen bzw. Schnapper 41, 41a sind im oberen Form-Teil bzw. in der Patrize I5 angeordnet. Sie wirken mit den Eiegeln 35 zusammen und haben dazu eine Spitze, die aus der Patrize I5 nach unten vor-steht und eine Ausnehmung oder Kerbe 42 trägt, welche mit der Schräg-,spitze 36 eines Eiegels 35 zusammenarbeitet. Das obere Ende der Schnapper oder Fallbolzen 41, 41a ragt in eine Ausnehmung 43 der Patrize I5 und hat einen Ringflansch 44, der in einem Gehäuse 45 gehalben ist, so daß sich der Schnapper 41 bzw. 41a nicht axial bewegen kann, jedoch in einer Bohrung 46 der Patrize I5 frei drehbar ist.

Man erkennt, daß beim Absenken der Patrize I5 in den Form-Hohlraum 18 die Fallbolzen oder Schnapper 41, 41a mit den beiden Bohrungen 34, 34a im Gleitstück 31 fluchten. Sobald sie in diese Bohrungen eindringen, treffen sie auf die Schrägspitzen 36 der Riegel 35 und drücken letztere gegen die Wirkung der Federn 37 nach hinten, bis die Kerben 42 den Spitzen 36 der Riegel 35

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gegenüberstehen, worauf letztere nach, außen springen und in den Kerben 42 einrasten. Von nun an ist das Gleitstück 31 fest mit der Patrize I5 verbunden.

Soll das Gleitstück 3I von der Patrize I5 freigegeben werden, so ist es nur notwendig, die Fallbolzen bzw. Schnapper 41, 41a zu verdrehen, wodurch die Schrägspitzen 36 der Biege! 35 aus den Kerben 42 ausgehoben und entgegen der Kraft der Federn 37 nach hinten gedrückt werden. Dann kann die Patrize nach oben bewegt werden, wobei die Fallbolzen bzw. Schnapper 41, 41a aus den im Gleitstück 31 ausgebildeten Bohrungen 34, 34-a zurückgezogen werden. Der Zweck der Einrichtung zum Verriegeln des Gleitstückes 31 an der Patrize I5 wird unten im einzelnen erläutert.

Um einen schalenformigen- oder muschelförmigen Formkörper in der Vorrichtung 10 zu formen, wird die Patrize in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung angehoben. Das Gleitstück 31 wird in die Aussparung 30 der Matrize I7 auf die Federn 33, 33a gesetzt. Anschließend wird in den Form-Hohlraum 18 ein geeigneter Formkunststoff-Versatz eingegossen, beispielsweise ein hautbildender (seIf-skinning) Polyurethanschaura, der die im unten genannten Beispiel ausgeführte Zusammensetzung haben kann.

Während die Patrize I5 anfangs in den Form-Hohlraum 18 einläuft, treten die Schnapper oder Fallbolzen 41, 41a in die Bohrungen 34, 34a des Gleitstückes 31 ein, und letzterer, wird dadurch in der oben beschriebenen Weise fest mit der Patrize I5 verbunden. Bei der weiteren Abwärts-Bewegung

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der Patrize 15 wird das Gleitstück 31 in der Aussparung 30 entgegen der Kraft der Schraubenfedern 33 j 33a nach unten bex*egt, wobei die Gummidichtung 32 eine Gleit-Abdichtung zu der Fläche der Aussparung 30 hin bildet und verhindert, daß irgendein Anteil der in den Form-Hohlraum 18 eingebrachten Formmasse in die Aussparung 30 gelangen könnte.

Die Patrize I5 wird in den Form-Hohlraum 18 soweit abgesenkt, daß sie die fließfähige Masse berührt und ausbreitet, bis letztere den ganzen Hohlraum zwischen der Matrize 17 und der Patrize I5 ausfüllt. Man erkennt, daß die Gestalt der Patrize I5 derjenigen des Hohlraums der Matrize I7 entspricht, jedoch etwas kleinere Abmessungen hat. Gelangt nun die Patrize I5 in die in Fig. 5 gezeichnete Stellung, wobei die Druckpolster 26 auf der Oberfläche 27 der Matrize I7 zur Auflage kommen, so fließt .die Formmasse im Form-Hohlraum 18 nach oben und füllt ihn im wesentlichen aus, wobei an der Fläche 27 der Matrize 17 bis zur Abdichtung 24 hin ein gewisses Überfließen stattfinden kann. Die Menge des fließfähigen Versatzes, der anfangs in den Form-Hohlraum 18 eingefüllt wird, läßt sich jedoch so dosieren, daß nur ein minimales Überfließen erfolgt, wenn überhaupt. Sobald die Patrize 15 in die Matrize 17 abgesenkt ist, werden die drehbaren Klemmstücke 29 einwärts geschwenkt, so daß sie an den Einlegestücken 28 zur Anlage kommen und die Gleit-Abdichtungen nach unten drücken, bis die Gummidichtung 24 satt an der Fläche 27 der Matrize I7 anliegt.

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Herkömmliche (nicht gezeichnete) Heizrohre können ziiischen den zwei Porm-Teilen 15j 17 angeordnet sein, um entsprechend der Rezeptur des benutzten Polyurethan-Versatzes der Form 10 nach Bedarf Wärme zuzuführen. Die chemische Reaktion des Polyurethan-Versatzes erzeugt Wärme, welche das Schäumen und Ausdehnen der Formmasse bewirkt. Die der Form 10 zugeführte Wärme dient dazu, die Reaktion und die Reaktionszeit den Anforderungen gemäß zu steuern.

Der in dem Form-Hohlraum 18 erzeugte Schaumbildungsdruck preßt die Pratize 15 nach oben, wobei die Schrauben 21 in den in der Gleitabdichtung 19 ausgebildeten Schlitzen 22 aufwärtsgleiten. Während der Aufvrärts-Bewegung der Patrize 15 bildet der Flansch 25 der Gummidichtung 24 eine Gleit-Abdichtung gegenüber der Fläche 20 der Patrize 15· Hit letzterer zusammen wird das Gleitstück 31 aus der Aussparung 30 nach oben bewegt, so daß sich eine Öffnung innerhalb der Schale oder Muschel bildet, welche in dem Form-Hohlkörper 18 geformt wird.

Das Ausmaß der Bewegung der Patrize 15 nach oben ist festgelegt durch eine Begrenzungs-Einrichtung 47 und eine Druckentlastungs-Einrichtung 4-8, die jeweils an den senkrechten Ständern 11 des Rahmens angebracht sind. Von jedem der senkrechten Ständer 11 ragt ein Anschlagstift 47 nach außen vor. Die Druckentlastungs-Einrichtung 48 v/eist eine Anschlagplatte 49 auf, die an der Traverse 14 so angebracht ist, daß sie ihr gegenüber in senkrechter Richtung gleitbeweglich ist.

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Eine solche Anschlagplatte 4-9 ist in Fig. 7 ujid 8 im einzelnen dargestellt. Die Anschlagplatte 49 ist an einem Teil der Traverse 14 mittels Schrauben 70, 71 befestigt, vrelche Schlitze bzw. Langlöcher ^2\ 73 in der Anschlagplatte 4-9 durchsetzen, wodurch eine senkrechte Gleitführung über eine gewisse kleine Länge in bezug auf die Traverse 14· geschaffen ist. Die Oberkante 5° der Anschlagplatte 49 ist mit einer Ausnehmung 51 versehen, die so gestaltet ist, daß sie den Anschlagstift 47 aufzunehmen vermag, und die eine U-förmige Halterung 52 trägt, welche ander Anschlagplatte 4-9 mittels Schrauben 53, 54- sowie Tragarmen 55, 56 schwenkbar angebracht ist. Die Anschlagplatte 49 hat eine Begrenzungsfläche 37, die im Abstand zu einer Begrenzungsflache 58 der Traverse 14- angeordnet ist und an zwei Keilen 59 bzw. 60 zur Anlage kommen kann, welche zwischen der Begrenzungsfläche 57 an der Anschlagplatte 49 und der Begrenzungsfläche 58 an der Traverse 14 angeordnet sind. Vorzugsweise beträgt der Keilwinkel der Keile 59, 60 etwa 11° bis 12°.

Die seitlichen Tragstützen 55, 56 der Halterung sind in Schlitzen 61 bzw. 62 geführt und dienen als HaI-teelemente, welche die Keile 59, 60 in satter Anlage an den Begrenzungsflächen 57, 58 halten.

Wenn die Patrize I5 und die Traverse 14 unter dem Druck, der während der Reaktion in dem Form-Hohlraum 18 erzeugt wird, nach oben fahren, schlägt jede der Platten 49 an dem zugeordneten Anschlags ti ft 4-7 an, der in die Ausnehmung oder Kerbe 5I einfällt. Von da ab ist eine

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v/eitere Aufwärts-Bewegung der Patrize 15 nicht möglich, so daß sich in dem Form-Hohlraum 18 innerhalb der Formmasse unweigerlich ein Druck aufbaut. Um nun in dem Form-Hohlraum 18 eine Druckentlastung herbeizuführen, ist es nur notwendig, die Halterungen 52 anzuheben, wodurch die Tragarme 55, 56 einer jeden Halterung nach oben aus den Schlitzführungen 61, 62 herausbewegt werden, so daß die Keile 59, 60 nach außen gleiten können« Sobald das geschieht, kann die Traverse 14 gegenüber den Anschlagplatten 49 und Anschlagstiften 47 sich frei nach oben bewegen, wodurch nach Beendigung des Aushärtens der Formmasse eine Druckentlastung eingelei-· tet wird. Ist die Druckentlastung erfolgt, so können die Anschlagstifte 47 ohne weiteres entfernt werden, und die Traverse 14 sowie die Patrisse I5 lassen sich nach oben von der Matrize I7 abziehen.

In der Praxis hat sich ergeben, daß ein Minimalab-•stand von der Größenordnung 6,35 ™n zwischen den Begrenzungsflächen 57, 58 ausreicht, um den innerhalb der ge~ formten Schale bzw. Muschel aufgebauten Überdruck zu entlasten, der sonst von der Schale bzw. Muschel auf die Form 10 übertragen wird.

Sobald die Patrize I5 nach oben aus dem Form-Hohlraum 18 zurückgezogen ist, kann die ausgehärtete Schale bzw. Muschel herausgenommen werden, worauf ein neuer Formungsgang durchgeführt werden kann. Dazu ist es noch erforderlich, daß zuvor das Gleitstück 3I von der Patrize 15 abgenommen und in die Aussparung 30 der Matrize 17 zurückgebracht wird.

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Fig. 4 zeigt einen in dem Form-Hohlraum 18 geformten Schalenkörper 6J. Dieser hat eine Mittelöffnung 64 und eine Zellenstruktur 65 innerhalb einer relativ harten starren Haiit 66. Der Schalenkörper 63 des Ausführungr;bei spiels ist zur Verwendung als Dach eines Wohnwagens vorgesehen, wobei die Öffnung 64 zur Aufnahme eines Oberlichtes dient.

Man erkennt, daß die Gleit-Abdichtung 19 am unteren Form-iUeii, der Matrize 17, fest angeordnet ist, während " das obere Form-Teil, die Patrize 15, unter dem Schaumbil-

dungsdruck während der chemischen Reaktion angehoben wird. Auf diese Weise ist eine waagerechte, ortsfeste Abdichtfläche 24 vorgesehen. Sobald Jedoch der Formungsprozeß abgeschlossen ist, wird die Abdichtung 19 von dem festen Matrizenteil 17 abgelöst und durch die Patrize 15 nach oben mitgenommen, so daß der gebildete Formkörper bequem und ohne Störung aus dem Form-Hohlraum 18 herausgenommen ,werden kann.

Wie man der vorstehenden Erläuterung entnimmt, gewähr- | leisten Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung, daß

der fließfähig eingebrachte Polyurethan-Versatz im gesamten Form-Hohlraum so ausgebreitet und verteilt wird, daß er ihn im wesentlichen ganz ausfüllt und die gesamte Luft bzw. alles Gas aus dem Form-Hohlraum ausschiebt, bevor noch die Schaumbildung einsetzt. Außerdem werden diese beiden Arbeitsschritte ausgeführt, ohne daß es notwendig wäre, die Form 10 in irgendeiner V/eise zu kippen oder zu verschieben. Die Abmessungen der Form 10 sind daher nur durch das für die Verteilung des Polyurethan-Versatzes im Form-Hohlraum 18 erforderliche Fassungsvermögen begrenzt.

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Ist die in der Vorrichtung zu formende Scha]e oder Muschel so gestaltet, daß die fließfähige Formmasse im Hohlraum 18 nicht ganz bis zur -Abdichtung 2'4 ansteigt, so kann eine Einrichtung vorgesehen sein, um Luft bzw. Gas aus den? nicht ausgefüllten Teil des Form-Hohlraums während der Schaumbildung abzusaugen. Beispielsweise kann in der Fläche des Hohlraums 18 nahe seinem Übergang zur Fläche 27 der Matrize 17 eine Anzahl von Löchern ausgebildet sein, die zu einer· Bohrung führen, welche in Längsrichtung der Matrize 17 verläuft bzw. sie durchsetzt. Durch die Bohrung kann dann Luft bzw. Gas abgepumpt v;erden, so Jaß durch die von der Fläche des Hohlraums 18 nach innen gerichteten Löcher ein Unterdruck erzeugt wird, der ein Abfließen von Luft bzw. Gas aus dem Form-Hohlraum 18 während der Schaumbildung hervorruft bzw. gestattet.

Ausführungsbeispiel

Für das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ein Wohnwagen-Schal endach aus eines hautbildenden Folyurethan-Schaumversatz geformt, wie er von der Firma Bibby Chemicals Limited, unter der Handelsbezeichnung Bibbycast K.M. 42 vertrieben wird. Dieser Versetz enthält die folgenden Bestandteile:

Polyol auf Polyesterbasis, Feuerhenmstoff,

Silikon-Oberflächenbehandlungsmittel, Amin-Katalysator,
Trichlorofluoromethan und Diphenylmethan-di-isocyanat.

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Die Form-Teile, Patrize I5 und Matrize 16 der Form 10, wurden auf eine Temperatur von etwa 32⁰C gebracht, der Versatz wurde angesetzt sowie während etwa 30 s gemischt bzw. verrührt und dann in den Form-Hohlraum 18 eingegossen. Die Patrize 15 wurde abgesenkt, bis der Masseversatz unter Ausfüllen des Hohlraums 18 überfloß, worauf die Patrize in ihrer Stellung festgelegt vnirde. Anschließend schäumte die Formmasse während etwa 90 s, wobei die volle erforderliche Anhebung um etwa 25,4- mm erfolgte. Dann wurde die Form während 10 min stehengelassen, wobei die Traverse 14 und die Patrize I5 sich in Anschlagsteilung an den Bolzen 4-7 befanden. Danach xnirde durch Anheben der Halterungen 52 eine Druckentlastung vorgenommen, wobei die Keile 59» 60 nach außen gleiten konnten und die Traverse 14 sowie die Patrize I5 um etwa 3,2 mm anstiegen. Schließlich vnirde das obere Form-Teil bzw. die Patrize I5 ganz nach oben gebracht und der Schalenkörper aus dem Hohlraum 18 herausgenommen.

Der Schaumbi ldungs druck des Versatzes Bibbycast E.M. 4-2 betrug etwa 1,05 kp/cm und die Anstiegszeit etwa 120 s. Der durch den angegebenen Formungsgang erzeugte Schalenkörper besaß eine Gesamtlänge von 3,04-8 m und eine Gesamtbreite von 1,930 m. Die durchschnittliche Wandstärke bzw. Dicke des Schalenkörpers betrug rund 25,4- mm. Seine Haut war außerordentlich hart, durchgehend gleichmäßig dick und im wesentlichen frei von irgendwelchen Verformungen, wie sie nach herkömmlichem Verfahren infolge der Anwesenheit von Luft bzw. Gas in der Form auftreten.

Man erkennt, daß viele herkömmlichen hautbildenden Polyurethan-Schaummassen in Verbindung mit der Form gemäß

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der Erfindung benutzt werden können. Die Temperatur, auf welche die Form zum Steuern der chemischen Reaktion gebracht wird, die benötigte Zeit und der während der Schaumbildung erzeugte Druck können sich je nach dem benutzten Versatz ändern.

Aus der vorstehenden Erläuterung geht jedoch hervor, daß die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung schafft, mittels deren ein gleichmäßiges Ausbreiten ,der fließfähigen Formmasse im gesamten Form-Hohlraum möglich ist, wobei Luft bzw. Gas aus dem Hohlraum vollständig abgeführt wird. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht ferner darin, daß der durch die Formmasse innerhalb des Hohlraums aufgebaute Schaumbildungsdruck dazu benutzt wird, das obere Form-Teil, d.h. die Patrize, von dem Hohlraum in einem Ausmaß abzuheben, das durch eine Rasteinrichtung festgelegt wird, welche eingestellt wird, ,noch ehe die Schaumbildung stattfindet. Dadurch ist es möglich, die Tiefe bzw. Wandstärke oder -dicke des fertigen Formkörpers mit sehr engen Toleranzen genau zu steuern.

Man erkennt ferner, daß - obgleich dies nicht dargestellt ist - die Anschlagstifte oder-Bolzen 47 in bezug auf die Matrize I5 in beliebiger Höhe angeordnet sein können, so daß die Anhebung der Patrize I5 aus eine beliebige, jeweils erforderliche Strecke begrenzbar ist.

Gemäß der obigen Erläuterung wird der fließfähige Versatz in den Form-Hohlraum eingebracht, bevor die

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Patrice in diesen abgesenkt und die Formmasse unter Ausfüllung des Hohlraums ausgebreitet wird. Es ist jedoch festzuhalten, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch in der Weise ausgeführt werden kann, daß die Patrize in ihre tiefste Stellung abgesenkt und erst dann das fließfähige Gemisch unter Druck in den .Form-Hohlraum eingespritzt wird, bis dieser im wesentlichen ausgefüllt ist. Auch in diesem Falle schäumt das Reaktions gemisch, wobei die Patrize in der erwähnten Weise angehoben wird. J¹Ur das Einspritzen der Formmasse in den Hohlraum kann, es bei dieser Variante des erfindungsgemäßeη Verfahrens zum Formen eines Schalenkörpers 63 zweckmäßig sein, das Einspritzen durch Leitungen hindurch zu bewirken, die in dem Gleitstück y\ vorgesehen sind, so daß die fließfähige Masse in einen Kanal bzw. eine Hohlkehle 80 austritt (Fig. 6).

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Pstentansprüche

1.j Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Finem Schaum-Kunststoff, dadurch gekenn, ~ zeichnet , daß ein zwischen Patrize und Matrize begrenzter Form-Hohlraum mit einem fließfähigen Schaum-Keaktionsgemisch unter einem zum Benetzen der Form-Teile hinreichenden Dx¹UCk gefüllt wird und daß die Form-Teile dann durch den bei der Sch aumbil dungs reaktion entstehenden Druck auf einen vorgegebenen Abstand auseinandergebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch ein Starrschaum-Gemisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch ein Polyurethaii-Starrschaum-Gemisch ist.

4-, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während und nach dem Auseinanderbringen der Form-Teile das Reaktionsgemisch im wesentlichen durch

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die seitliche Begrenzung der Matrize zurückgehalten wird, so daß ein Überfließen am Umfang des Formkörpers im wesentliehen ganz oder zumindest großenteils verhindert wird.

5· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Eeaktionsgemisch in das Unterteil der Matrize eingebracht und in diese dann die Patrize bis zur Berührung mit dem fließfähigen Material gesenkt wird, das unter Ausfüllung des Form-Hohlraums und unter Benetzung im wesentlichen seiner gesamten Oberfläche auseinandergebracht wird, bevor noch ein nennenswertes Gelieren des fließfähigen Materials eingetreten ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß Bildungstemperatur und -druck des Schaum-Reaktionsgemisches so gewählt werden, daß die Benetzung innerhalb der Fließ- bzw. Topfzeit des Gemisches vor sich geht.

* 7· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im Form-Hohlraum durch die Schaumreaktion bei voll geöffneten Form-Teilen erzeugte Druck eine Gesamtkraft von 50 Mp oder darüber auf die Form bewirkt.

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8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper Schalengestalt mit einem Sockel und einer hochstehenden Wandung hat und daß zwischen Patrize und Matrize der Form eine Abdichtung vorgesehen wird, die während der Ausdehnung des Haterialö in bezug auf die Matrize stillsteht, also eine GIeit~Abdichtung gegenüber der Patrize bildet, und die anschließend von der Matrize abgelöst wird und mit der Patrize herausnehmbar ist. . . ,

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Vergrößerung des Form-Hohlraums auf ein vorgegebenes Maß der Form-Hohlraum von einem Überdruck entlastet wird, ehe die Patrize hochfährt.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß im Form-Hohlraum ein Kern bzw. Einlegeteil angeordnet wird, der bzw. das von der Matrize nach oben ragt und von der Patrize mitnehmbar ist, so daß er bzw. es während der Ausdehnung des Materials mit der Patrize aufwärts bewegt wird.

11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der chemischen Reaktion des Materials die Form-Teile (Matrize und Patrize) beheizt v/erden.

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12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Gelieren des fließfähigen Materials etwa noch im Form-Hohlraum vorhandene freie Bäume evakuiert werden.

13· Vorrichtung zum Formen eines schalenartigen Formkörpers aus einem Schaum-Kunststoff, dadurch gekennzeichnet , daß in einer Matrize _t (17)

^ ein Form-Hohlraum (18) von Schalengestalt ausgebildet

ist, daß eine hierzu im wesentlichen komplementär gestaltete Patrize (15) vorhanden ist, daß eine Einrichtung (16) zum Absenken der Patrize (15) in cLen Form-Hohlraum (18) sowie eine Begreii^ungs-Einrichtung (4-7,4-9) für die Aufwärts-Eewegung der Patrize (15) unter dem Druck des im Form-Hohlraums schäumenden Materials vorgesehen sind und daß zwischen der Patrize (15) und der Matrize , (17) eine an letzterer festlegbare Abdichtung (19) angeordnet ist, welche den Form-Hohlraum (18) abschließt, an der Patrize (I5) bei deren Aufwärts-Bewegung eine Gleit-Abdichtung bildet und zur Freigabe des geformten Formkörpers aus dem Form-Hohlraum (18) von der Matrize

(17) ablösbar ist.

14-. Vorrichtung nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdichtung (19) an der Patrize (I5) gleitbeweglich angeordnet ist und daß an der Matrize (17) eine Rast oder Arretierung (35) vorhanden ist, mittels welcher die Abdichtung (19) an der Matrize (17) festlegbar ist, wenn sich die Patrize (15) in ihrer Tiefststellung befindet.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (19) im v.^re sent liehen L-f örmigen. Querschnitt hat.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs-Einrichtung "(4-7) eine Druckentlastungs-Einrichtung (48) zum Vermindern des Formdruckes von. dem Anheben bzw. Hochfahren der Patrize (15) aufweist. l·

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Begrenzungs-Einrichtung an einem die Patrize (I5) tragenden festen Rahmen (11,13j14) wenigstens einen Anschlag (47) aufweist, der zur Begrenzung der Aufwärts-Bewegung der Patrize (15) an einer hieran befestigten Anschlagplatte (49) zur Anlage bringbar ist, und daß zwischen der Patrize (I5) und der Anschlagplatte (49) wenigstens ein Keil (59,60) angeordnet ist, welcher normalerweise in'seiner Stellung durch eine Halterung (52) gehalten ist , die zur Freigabe des Keils (59, 60) bewegbar ist, worauf die Patrize (I5) in bezug auf die Anschlagplatte (49) und den Anschlag (47) beweglich ist und eine Druckentlastung im Form-Hohlraum (18) stattfindet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Patrize (I5)

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von einem vier Ständer (11) aufweisenden Bahmen (13,14-) getragen ist, daß auf jedem Ständer (11) ein Anschlag (4-7) vorhanden ist und daß zum Zusammenwirken mit letzterem jeweils eine Anschlagplatte (4-9) vorgesehen ist.

19· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Aussparung (30) der Matrize (1?) ein Einlegeteil oder Gleitstück (31) elastisch so angeordnet ist, daß es nach oben in den Form-Hohlraum (18) ragt und an der Patrize (15) zur Anlage bringbar ist, wodurch es beim Auseinanderfahren der Form-Teile von der Patrize (15) mitnehmbar ist, und daß zwischen dem Einlegeteil bzw./Gleitstück (31) und der Wandung der ihn aufnehmenden Aussparung (30) eine Gleit-Abdichtung (32) vorhanden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hinrichtung zum Einspritzen von Schaum-Kunststoff in fließfähiger Form durch das Einlegeteil bzw. Gleitstück (3I) | hindurch in den Form-Hohlraum (18) vorgesehen ist.

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