DE3417727C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff, insbesondere einer Kunststoffhaut unter Verwendung einer Formhälfte und eines Behälters, in dem sich Kunststoff befindet, bei dem die Formhälfte auf den Behälter aufgesetzt und mit dem Behälter dicht verbunden wird, beide um mindestens 180° geschwenkt werden, bei dem zum Ausgelieren des angelierten Kunst­ stoffkörpers Wärme zugeführt wird und bei dem die Form­ hälfte vom Behälter abgetrennt und zum Entformen des Kunststoffkörpers abgekühlt wird.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der DE-OS 19 49 125 bekannt und betreffen konkret die Herstellung von Kunststoffwannen. Hierbei bildet die Formhälfte einen lösbaren und wannenförmig in das Innere des teilweise mit Kunststoff gefüllten Behälters greifenden Boden, auf dessen Innenseite sich während der Wärmezufuhr eine Kunststoffschicht bildet. Sobald diese Schicht eine gewisse Stärke erreicht hat, wird der Behälter mit seiner den Boden bildenden Formhälfte wieder um 180° zurückgeschwenkt, woraufhin die Form­ hälfte entnommen und abgekühlt wird, so daß sich die Kunststoffwanne entformen läßt. Für einen neuen Arbeits­ zyklus wird die Formhälfte sodann wieder in den mit Kunststoff teilweise gefüllten Behälter eingesetzt.

Ferner sind aus der DE-AS 11 86 197 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern oder nachträglich auszuschäumenden Formteilüberzügen aus Kunststoffdispersionen bekannt. Hier wird Kunststoff in eine zweiteilige, vorgewärmte Gießform eingefüllt, die sodann um mindestens 180° geschwenkt und zum Aus­ härten der angelierten Haut weiter erwärmt und schließlich zum Entformen abgekühlt wird. Wesentlich ist bei diesem bekannten Verfahren, daß die flüssige Kunststoffmasse oder Dispersion in großer Menge von unten in eine heiße, aus zwei Hälften bestehende, geschlossene Gießform ge­ füllt wird und die überschüssige Kunststoffmasse nach Zurückdrehen der Gießform um 180° auch wieder nach unten abgelassen wird. Die Gießform weist zu diesem Zweck an ihren Enden verschließbare Stutzen auf, und das Entleeren der Gießform kann durch einfaches Ausfließenlassen, Her­ auspressen oder Heraussaugen erfolgen.

Die Schwenkbewegungen dienen schließlich bei dem bekannten Verfahren dem Zweck, daß sich der herzustellende Kunst­ stoffkörper als gleichmäßige Schicht an der gesamten Innenfläche des Formhohlraumes bildet. Verschiedene Faktoren führen jedoch dazu, daß dies nicht oder nur unzulänglich erreicht wird. Bei den bekannten Verfahren werden gleichmäßige Materialstärken nicht immer erreicht, weil die Gießformen bzw. Formhälften auch Hinterschnitte und solche Bereiche aufweisen, an die entweder die Kunststoffmasse nicht in ausreichender Menge gelangt oder an denen die Kunststoffmasse nicht in der vorge­ sehenen Weise angeliert. In der Regel nimmt man es daher in Kauf, daß die Materialstärke dort, also in solchen Hinterschnittbereichen, größer wird oder, damit sie dort dick genug wird, daß sie dann in anderen Be­ reichen dicker ist als notwendig.

Ferner treten häufig auch Fehler bzw. Fehlstellen an den sichtbaren Teilen der Oberflächen auf. Grundsätz­ lich führen derartige Fehler unweigerlich zum Ausschuß und müssen daher vermieden werden. Die Ursache für der­ artige Fehler sind häufig Lufteinschlüsse.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vor­ richtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß dünnwandige Kunststoffkörper bzw. Häute auch mit kompliziert gestalteten Hinter­ schneidungen hergestellt und zuverlässig ohne Luft­ blasen an den Oberflächen gefertigt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Formhälfte vor dem Aufsetzen auf den Behälter vorge­ wärmt wird, daß ein Unterdruck vor und während des Schwenkvorganges im Inneren von Formhälfte und Behälter herrscht, daß die mit dem Behälter verbundene Formhälfte gerüttelt wird und daß die zum Ausgelieren des Kunst­ stoffkörpers bzw. der Haut erforderliche Wärme nach dem Trennen von Formhälfte und Behälter zugeführt wird.

Durch die Vorwärmung wird das Angelieren des Kunststoffes innen an der Formhälfte günstig beeinflußt, denn es steht sofort hierfür eine ausreichende Wärmemenge zur Verfügung. Aufgrund des bereits vor und während des Schwenkvorganges herrschenden Unterdruckes wird Luft aus dem Inneren von Formhälfte und Behälter abgesaugt und verringert dadurch die Gefahr von Lufteinschlüssen. Ferner ist hiermit die Entfernung von Gasen verbunden, die dem Kunststoff während des Herstellungsvorganges und insbesondere auch sonst nach dem Abkühlen noch ent­ weichen. Auch hier bewirkt die gezielte Entfernung der Gase eine Verringerung der Gefahr, daß sich Gasein­ schlüsse in den herzustellenden Kunststoffkörper bilden und das Aussehen des fertigen Produktes beeinträchtigen. Mit dem Rüttelvorgang wird schließlich erreicht, daß Kunststoffmasse an alle Stellen der Formhälfte gelangt, wobei dies auch insbesondere für die Hinterschnitte gilt. Ferner löst sich hierdurch nach dem Zurückschwenken der Formhälfte das noch nicht angelierte, überschüssige Material wieder von dem sich bildenden Kunststoffkörper und fällt aus der Formhälfte heraus. Durch das Rütteln werden daher die hinterschnittenen Bereiche zum Teil überhaupt nur erreicht und nach dem Zurückschwenken von Formhälfte und Behälter wird hierdurch ein Beitrag zur gleichmäßigen Materialstärke an allen Flächen ge­ leistet.

Die verschiedenen Verfahrensschritte bringen schließlich auch noch ein besseres, feineres Materialgefüge mit sich, denn die Wärmeleitung im Kunststoff und insbesondere bei Verwendung von pulverförmigem Kunststoff ist günstiger, wenn Luftbrücken zwischen den einzelnen Körnern weit­ gehend fehlen. Das Material sintert daher besser zu­ sammen, wenn die Luft nicht als Isolator zwischen den einzelnen, pulverförmigen Körnern wirkt. Mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren erhält man daher auf eine rationelle und wirtschaftliche Weise ein hochwertiges Produkt.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unter­ ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufes anhand einer ver­ einfacht wiedergegebenen Vorrichtung;

Fig. 2 eine auf einen teilweise mit Kunst­ stoff gefüllten Behälter aufgesetzte Formhälfte im Schnitt sowie schema­ tisch weitere Komponenten der Vor­ richtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Formhälfte und

Fig. 4 ein erfindungsgemäß hergestellter Kunststoffkörper in Seitenansicht.

Eine Vorrichtung 1 zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff umfaßt gemäß Fig. 1 eine Trans­ porteinrichtung 1 a, mit deren Hilfe mehrere Formhälften 2 einzelne, als Verfahrensschritte dargestellte Arbeits­ stationen I-IX durchlaufen. Die Formhälften 2 bilden zusammen mit Behältern 3 je zweiteilige, druck- und flüssigkeitsdicht verbindbare Formen.

Eine Steuervorrichtung 4 steuert Wärmebehandlungsein­ richtungen bzw. Heizungen 5 von Durchlauföfen 6 und eine Kühlvorrichtung 7. Weiterhin werden von der Steuer­ vorrichtung 4 über eine Steuerleitung 8 Ventile 24 in bewegliche Zuleitungen 25 zwischen einem Unterdrucker­ zeuger 9 und den Formhälften 2 bzw. den Behältern 3 ge­ steuert. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Unterdrucker­ zeuger 9 handelt es sich um einen Windkessel und um eine Vakuumpumpe. Die Zuleitungen 25 sind vorzugsweise an den Behälter 3 angeschlossen. Außerdem werden von der Steuervorrichtung 4 über Zuleitungen 10 noch Klemmvor­ richtungen 11 (Fig. 2) angesteuert, wie weiter unten näher erläutert ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Formhälfte 2 in Seitenansicht, die zur Herstellung einer Kunststoffnut bzw. eines Kunststoffkörpers 21 gemäß Fig. 4 dient, der später zu einer Kraftfahrzeugkonsole weiterverarbeitet wird. Bei der Formhälfte 2 handelt es sich um einen Hohl­ körper bzw. um eine schalenförmige Hälfte, deren innerer Formhohlraum 13 eine Kontur besitzt, die der Außenkontur des mit folienartigen Wandungen herzu­ stellenden Gegenstandes 21 entspricht. Dieser Gegen­ stand bzw. diese Haut wird später als Überzug über einen Formgegenstand oder wiederum als Form verwendet, die in geeigneten Konturen mit einem Hartschaum oder dgl. ausgeschäumt werden kann.

Während eines Arbeitszykluses läuft zunächst nur die Formhälfte 2 in die Station I bzw. in den Durchlauf­ ofen 6 ein, wo sie erwärmt wird. Nach dem Erwärmen verläßt die Formhälfte 2 den Durchlaufofen und gelangt in die Station II, wo sie über einen Behälter 3 fährt. In diesem Behälter 3 befindet sich Kunststoff bzw. ein rieselfähiges Kunststoffpulver 40. Zweckmäßigerweise wird die Formhälfte 2 in dem Durchlaufofen bereits auf Aushärte- bzw. Ausgeliertemperatur erwärmt, ehe sie sodann auf den mit rieselfähigem Kunststoffpulver 40 ge­ füllter Behälter 3 aufgesetzt wird.

Die Formhälfte 2 weist einen umlaufenden Randflansch 15 auf, und auch der Behälter 3 ist mit einem Randflansch 16 versehen, der an den Randflansch 15 der Formhälfte 2 angepaßt ist. In der Station II wird nun in einem ersten Verfahrensschritt der Randflansch 15 der Formhälfte 2 mit dem Randflansch 16 des Behälters 3 dicht verbunden, wozu die Klemmvorrichtungen 11 die mit Dichtungen ver­ sehenen Flansche 15 und 16 aneinander pressen. Danach wird der Unterdruckerzeuger 9 durch Öffnen des Ventils 24 an das Innere des Behälters 3 und somit der Formhälfte 2 angeschlossen, damit dort Unterdruck entsteht.

Der Behälter 3 ist ferner mit Rüttlern 41 ausgestattet, mit deren Hilfe das Kunststoffpulver 40 an der Form­ wandung möglichst hoch verdichtet wird. Die Rüttler 41 werden eingeschaltet, wenn die Formhälfte 2 auf den Behälter 3 aufgesetzt ist und beide mit Hilfe der Klemm­ vorrichtungen 11 dicht miteinander verbunden sind.

In dem als Station III angegebenen Verfahrensschritt wird ferner der Behälter 3 mit der aufgesetzten Form­ hälfte 2 um 360° geschwenkt und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgedreht. Dies bedeutet, daß die Formhälfte 2 und der Behälter 3 z. B. zunächst im Uhr­ zeigersinn um 360° gedreht werden, woraufhin sie nochmals um 360° entgegen dem Uhrzeigersinn zurückgedreht werden. Der Dreh- bzw. Schwenkvorgang erfolgt mit gleichbleibender Geschwindigkeit, wobei Verweilzeiten nach 180° und 360° vorgesehen sind. Frühestens bei der Rückdrehung, spätestens jedoch beim Erreichen der Ausgangsstellung wird der Unterdruck aufgehoben bzw. beendet, die Rüttler 41 arbeiten vorzugsweise jedoch noch eine kurze Zeit weiter, um überflüssiges, noch nicht geliertes Kunst­ stoffpulver von der Oberfläche des Werkstückes abzu­ schütteln, das sich als Haut im Inneren der Formhälfte 2 befindet.

Das Angelieren des Kunststoffes an der Wand der Form­ hälfte 2 erfolgt in der diesen Verfahrensschritt in Fig. 1 repräsentierenden Station IV. Für das Zurückdrehen von Formhälfte 2 und Behälter 3 sowie zum Abschütteln des nicht angelierten und nicht benötigten Kunststoff­ pulvers sind in Fig. 1 die Stationen V und VI angegeben.

Anschließend werden die Klemmvorrichtungen 11 gelöst, die Formhälfte 2 wird vom Behälter 3 abgehoben und je nach Bedarf wird nun die Formhälfte 2 mit dem ange­ lierten Werkstück einem weiteren Durchlaufofen 6 ent­ sprechend der Station VII zum Ausgelieren bzw. Aushärten des Kunststoffes zugeführt.

Im nächsten Verfahrensschritt entsprechend der Station VIII wird die Formhälfte 2 in der Kühlvorrichtung 7 ge­ kühlt und danach zur Entnahmestation IX gefahren, in der das fertige Werkstück 21 gemäß Fig. 4 entnommen wird.

Der Ofenraum ist schließlich noch an eine Absauganlage 22 angeschlossen, der ein Abscheider 23 nachgeschaltet ist, welcher einen Teil der Abluft wieder dem Ofenraum zuführt, während die Abluft je nach Reinigungsgrad ent­ weder nach außen abgeführt oder in an sich bekannter Weise zur Verbrennung der Rückstände der Heizungsanlage zugeführt werden kann.

Das Füllen des Behälters 3 erfolgt, wenn die Formhälfte 2 vom Behälter 3 abgehoben ist. Zweckmäßigerweise ge­ schieht dies, wenn sich die Formhälfte 2 in den Stationen VII, VIII und IX befindet. Auch ist es zweckmäßig, beim Füllen das Kunststoffpulver 40 im Behälter 3 aufzu­ lockern. Dies kann mittels eines als Kamm ausgebildeten Hilfsmittels oder mit Hilfe eines Rührstabes oder dgl. geschehen. Auch eine Heiz- bzw. Temperiereinrichtung 17 kann im Inneren des Behälters 3 vorgesehen sein, um das Kunststoffpulver 40 zu temperieren.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff, insbesonderem einer Kunststoffhaut, unter Verwendung einer Formhälfte und eines Behälters, in dem sich Kunststoff befindet, bei dem die Form­ hälfte auf den Behälter aufgesetzt und mit dem Behälter dicht verbunden wird, beide um mindestens 180° ge­ schwenkt werden, bei dem zum Ausgelieren des ange­ lierten Kunststoffkörpers Wärme zugeführt wird und bei dem die Formhälfte vom Behälter abgetrennt und zum Entformen des Kunststoffkörpers abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Formhälfte vor dem Aufsetzen auf den Behälter vorgewärmt wird, daß ein Unterdruck vor und während des Schwenkvorganges im Inneren von Formhälfte und Behälter herrscht, daß die mit dem Behälter verbundene Formhälfte gerüttelt wird und daß die zum Ausgelieren des Kunststoffkörpers bzw. einer Haut erforderliche Wärme nach dem Trennen von Formhälfte und Behälter zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck aufgehoben wird, bevor der Be­ hälter und die auf ihm sitzende Formhälfte getrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verweilzeiten vorgesehen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verweilzeiten beim Schwenken nach 180° und nach 360° vorgesehen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein rieselfähiges Kunststoff­ pulver verwendet wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Form, die aus mindestens einer Formhälfte (2) und einem Kunst­ stoff enthaltenden Behälter (3) besteht, mit Ein­ richtungen zum Füllen und Entleeren sowie mit einer Wärmebehandlungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterdruckerzeuger (9) vorgesehen ist, der mit dem Behälter (3) verbindbar ist und daß mindestens ein Rüttler (41) mit dem Behälter (3) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungseinrichtung zwei Durchlauf­ öfen (6) umfaßt, wobei der eine zum Vorwärmen der Formhälfte (2) und der andere zum Ausgelieren des Kunststoffpulvers vorgesehen ist.