DE4201096C2 - Form zur Herstellung von Schaumstofformlingen - Google Patents
Form zur Herstellung von SchaumstofformlingenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung
vorzugsweise monolitischer Schaumstofformlinge aus
Kunstharzschäumen, die mindestens aus zwei Formteilen
besteht, zwischen denen eine Trennebene liegt,
wobei die Trennebene der Form von der Entformungstrennung
beginnend bis zum beziehungsweise über den
höchsten Punkt des den Formling ergebenden Hohlraumes
als Kanal ausgebildet ist, der an seinem oberen
Ende in einem Gassammler endet, der nach außen
durch eine Nullpressung der Formteile abgedichtet
ist.
Bekannt ist, daß zur Herstellung von Schaumstoffkörpern
die Schaumstoffmasse im noch ungeschäumten
flüssigen Zustand in eine geschlossene
Schäumform eingegeben wird. In der Schäumform, die
während der gesamten Aufschäum- und Härtungsphase
auf einer bestimmten Härtungstemperatur gehalten
wird, schäumt der Schaumstoff aus.
Beim Ausschäumen bilden sich Gase, die zu Gaseinschlüssen
im Schaumstofformling führen. Diese Gaseinschlüsse
haben das Bestreben, während der
Schäum- und Aushärtungsphase zur Formlingoberfläche
hin zu wandern. Hierbei ist nun nachteilig, daß die
Gaseinschlüsse die Oberfläche zum Teil erreichen
und dort eine unglatte, gegebenenfalls poröse Oberfläche
verursachen. Somit müssen diese Formlinge
vor der weiteren Bearbeitung, beispielsweise einer
Farbgebung o. ä., mit einer zusätzlich aufzubringenden
Schicht geglättet werden.
Weiterhin ist nachteilig, daß die Abzeichnung der
Gaseinschlüsse auch noch nach dem Entformen anhält
und so nachträglich Oberflächenunebenheiten entstehen
können.
Aus der US-PS 3 970 732 ist eine Form bekannt, die
im Bereich ihrer Trennebene einen horizontalen Entlüftungskanal
aufweist, der zu einem Gassammler
führt, welcher an eine Vakuumquelle angeschlossen
ist. Somit bildet der Gassammler einen Evakuierungskanal.
Durch den Unterdruck, der in dem Evakuierungskanal
entsteht, wird der Aushärtvorgang eines
in der Form hergestellten Werkstücks beeinflußt.
Aus der Literaturstelle VDI Buchreihe "Kunststofftechnik",
Band "Werkzeuge für die PUR-Verarbeitung",
Seiten 89-92, sind unterschiedliche Entlüftungsanordnungen
bekannt. Die aus dieser Druckschrift
bekannten Trennebenen dienen der Entlüftung, das
heißt, sie sind so dimensioniert, daß die Luft entweichen
kann.
Aus der Literaturstelle DE-OS 41 09 940 geht eine
Vorrichtung zum Formen eines Schaumstoffmodells
hervor, in die kleine Kunststoffkugeln eingefüllt
und dann miteinander verbacken werden. Die Zuführung
der Schaumstoffkugeln erfolgt über eine Vorrichtung;
zur Abführung von eingeschlossener Luft
ist eine Leitung vorgesehen. Der Entlüftungszwischenraum
ist derart groß gewählt, daß die Luft
aus dem Formhohlraum zur Leitung strömen kann, das
freie Innenmaß ist jedoch derart schmal, daß keine
Kunststoffkugeln in den Zwischenraum gelangen können.
Aus der DE-OS 15 04 278 geht eine nicht gattungsgemäße
Anordnung hervor, die ein Spritzguß- oder Extruderverfahren
betrifft.
Aus der Literaturstelle DD 250 496 geht eine Gießform
hervor, wobei ein sich zwischen Formunterteil
und Formoberteil ergebender Hohlraum in einen Spalt
einmündet, um Arbeitsfehler, wie unsauberes Beschneiden
und das Einschneiden des Formlings, sowie
dadurch bedingten Ausschuß und Nacharbeit zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form
zur Herstellung von vorzugsweise monolitischen
Formlingen aus Kunststoffschäumen zu schaffen, mit
der sich Formlinge herstellen lassen, die an ihrer
Oberfläche spannungsfreier aushärten und eine
glatte Oberfläche aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Kanal als Steigkanal ausgebildet ist, dessen
freies Innenmaß (Freibelegung) in Abhängigkeit
der Viskosität des für die Schäumung zu verwendenden
Kunstharzschaumes derart gewählt ist, daß beim
Schäumvorgang das Einfließen des Kunstharzschaumes
in den Steigkanal noch gewährleistet ist. Es wurde
überraschenderweise gefunden, daß, wenn die ansteigende
Trennebene in Abhängigkeit der Viskosität des
in die Form eingebrachten Schaumes beziehungsweise
der in die Form eingebrachten Schaummatrix freibelegt
ist, also einen durchgehenden freibleibenden
Spalt (freies Innenmaß) aufweist, die sich während
der Aufschäumphase an der Oberfläche des Formlings
bildenden Gase genau durch diese freibelegte
Trennebene entweichen. Die entweichenden Gase werden
über die Trennebene in den an ihren Enden vorgesehenen
Gassammler geleitet und dort gesammelt.
Die Form ist außer
halb des Gassammlers auf Nullpressung gearbeitet.
Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß
das überschüssige Treibgas, das sich sonst als
kleine Gaspolster an der Oberfläche des Formlings
abzeichnet, im Schaum fließend über die freibelegte
Trennebene in den Gassammler abgeschieden wird, der
erfindungsgemäß über und außerhalb des Formlings
liegt, und dort, da durch die Nullpressung ein Ent
weichen nach außerhalb der Form nicht bzw. er
schwert möglich ist, ein Druck aufgebaut wird, der
auf den Formling zurückwirkt und den Formling unter
Druck ausschäumen und aushärten läßt.
Es hat sich gezeigt, daß die so geschäumten Form
linge eine absolut glatte Oberfläche aufweisen, die
keinerlei poröse oder sich abzeichnende Luftein
schlüsse zeigen und die Oberfläche spannungsfrei
aushärtet.
Für die Gestaltung der Form ist wesentlich, daß die
freibelegte als Steigkanal dienende Trennebene und
der sich anschließende Gassammler den gesamten bzw.
möglichst den gesamten Umfang der Formlinge um
schließen.
Der Verfahrensablauf beim Einsatz der erfindungsge
mäßen Form ist folgender.
In die Form wird je nach Verarbeitungstemperatur
ein geeignetes Trennmittel aufgetragen. Um beson
dere gewünschte Eigenschaften, z. B. optische oder
mechanische, der Formlinge zu erreichen, wird zu
sätzlich eine Feinschicht aufgetragen, die entspre
chend auf den Schaum bzw. die Schaummatrix abge
stimmt ist.
Danach werden gegebenenfalls als Faserverstärkung
dienende zugeschnittene Fasern, beispielsweise Ge
webe, Gelege, Endlosmatten, Vliese usw. in die
Form eingelegt, die noch trockenen Fasern mit dem
Schaum beaufschlagt, die Form geschlossen, und der
Formling härtet je nach Verarbeitungsrichtlinien
aus.
Beim Legen der Fasern ist darauf zu achten, daß der
Faservolumengehalt einzuhaltende Grenzwerte nicht
übersteigt und an allen Stellen gleich ist, damit
keine undurchschäumbaren Bereiche entstehen.
Es ist natürlich auch möglich, die Schaummatrix in
die bereits vorbereitete und geschlossene Form zu
injizieren.
Die Erfindung soll nachfolgend in zwei Ausführungs
beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch im Schnitt die erfindungsgemäße
Form zur Herstellung rotationssymmetrischer
Formlinge und
Fig. 2 schematisch im Schnitt die erfindungsgemäße
Form zur Herstellung plattenförmiger
Formlinge.
Fig. 1 zeigt eine Form 1, die aus dem Formoberteil
2 und dem Formunterteil 3 besteht. Entsprechend der
Formgebung des späteren Formlings ist zwischen
Formoberteil 2 und Formunterteil 3 ein Hohlraum 4
vorgesehen. Am äußeren Rand 5 des Hohlraumes 4 ist
in Höhe der Entformungstrennung ein Steigkanal 6
angeordnet. Der Steigkanal 6 endet an seinem oberen
Ende in einem Gassammler 7. Zwischen dem Gassammler
7 und der Außenfläche der Form 1 ist die Verbindung
zwischen Formoberteil 2 und Formunterteil 3 zur Ab
dichtung auf Nullpressung 8 gearbeitet. Die Form 1
weist weiterhin eine Heizung 9 auf.
Die Funktionsweise ist folgende.
In die noch offene Form 1 wird, nachdem die Formun
terteile 3 und Formoberteile 2 mit einem Trennmit
tel benetzt und etwaige Faserverstärkungsmateria
lien eingelegt wurden, im Bereich des Hohlraumes 4
die Schaumstoffmatrix im noch ungeschäumten flüssi
gen Zustand eingegeben. Die Form 1 wird anschlie
ßend verschlossen. Die Schaummatrix beginnt unter
Einfluß der in ihr enthaltenen Bindemittel, Be
schleuniger usw. sowie der Heizung 9 aufzuschäu
men. Die während des Aufschäumens entstehenden
überschüssigen Gase wandern zu dem Steigkanal 6 und
von dort in den Gassammler 7.
Es ergibt sich, da die zur Oberfläche des Formlings
wandernden Gaspartikel aus dem Hohlraum 4 entwei
chen, eine glatte, von Gasbläschen freie Oberfläche
des Formlings. Die entweichenden Gase sammeln sich
im Gassammler 7 und üben von dort aus, da sie durch
die Nullpressung 8 nicht aus der Form 1 entweichen
können, einen Druck auf den ausschäumenden Formling
aus, so daß dieser unter Überdruck ausschäumt und
härtet. Nach Abschluß der Ausschäum- und Aushärt
phase wird die Form 1 geöffnet und der Formling
entnommen.
Dieser Verfahrensablauf funktioniert auch, wenn der
Hohlraum 4 einen Bereich 10 aufweist, der erhöht
gegenüber anderen Bereichen 11 gelegen ist. Einzige
zu garantierende Bedingung ist, daß der Ausgang des
Steigkanals 6 oberhalb des höchsten Bereichs des
Formlings liegt.
Die Dimensionierung der Freibelegung des Steigka
nals 6 richtet sich nach der Viskosität des Schau
mes beim Treiben und muß das Einfließen des Schau
mes noch gewährleisten. Bei einem Epoxidharzschaum-
System beträgt die Freibelegung 0,05 mm bis 0,2 mm,
vorzugsweise 0,1 mm.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Form am Beispiel
eines plattenförmigen Formlings gezeigt.
Die Form 1 weist wiederum ein Formoberteil 2 und
ein Formunterteil 3, die einen Hohlraum 4 entspre
chend dem späteren Formling bilden, auf. An der
oberen Außenkante des Hohlraums 4 setzt der mit der
Trennebene zusammenfallende ansteigende Steigkanal
6 an, der entsprechend der zu verarbeitenden
Schaummatrix freibelegt ist und an seinem oberen
Ende in einem Gassammler 7 endet. Der Gassammler 7
ist von der Außenfläche der Form 1 durch eine Null
pressung 8 abgedichtet. Die Form 1 weist ebenfalls
eine Heizung 9 auf.
Der technologische Ablauf des Ausschäumens und Aus
härtens des Formlings ist der gleiche wie bereits
im vorhergehenden Beispiel beschrieben.
Claims (4)
1. Form zur Herstellung vorzugsweise monolitischer
Schaumstofformlinge aus Kunstharzschäumen, die mindestens
aus zwei Formteilen besteht, zwischen denen
eine Trennebene liegt, wobei die Trennebene der
Form von der Entformungstrennung beginnend bis zum
beziehungsweise über den höchsten Punkt des den
Formling ergebenden Hohlraumes als Kanal ausgebildet
ist, der an seinem oberen Ende in einem Gassammler
endet, der nach außen durch eine Nullpressung
der Formteile abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kanal als Steigkanal (6) ausgebildet
ist, dessen freies Innenmaß (Freibelegung)
in Abhängigkeit der Viskosität des für die Schäumung
zu verwendenden Kunstharzschaumes derart gewählt
ist, daß beim Schäumvorgang das Einfließen
des Kunstharzschaumes in den Steigkanal (6) noch
gewährleistet ist.
2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steigkanal (6) auf der gesamten äußeren Umfangslinie des
Hohlraumes (4) angelegt ist.
3. Form nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gassammler (7) auf der gesamten beziehungsweise
fast der gesamten äußeren Umfangslinie
des Steigkanals (6) angelegt ist.
4. Form nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Innenmaß (Freibelegung) des
Steigkanals (6) bei Verwendung von Epoxidharzschaum-
Systemen 0,05 mm bis 0,2 mm beträgt.
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