DE2820802C2 - Formschaumanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formschaumanlage zur Herstellung v>n Formteilen aus Heißschaum mit mehreren, auf einem rotierend angetriebenen Tisch angeordneten, direkt uno individuell heiz- ι id kühlbaren Formen, die auf ihrer Außenseite mit Rohrschlangen zum Durchleiten eines Kühlmediui. s versehen sind.

Eine derartige Anlage zur Herstellung von Gummiais auch von Kunststoff-Formartikeln mit mehreren, auf einem Drehtisch angeordneten Formen ist aus der DE-OS 17 29 621 bekannt. Dabei weisen die Formen individuelle Beheizungen in Form von elektrischen Heizspiralen und gesonderte Kühlleitungen für ein flüssiges Kühlmedium auf. Damit ist zwar eine individuelle Temperaturregelung der einzelnen Formen möglich, jedoch bedeutet diese Anordnung einen erheblichen technischen Aufwand, wobei auch die Heiz- und Kühlvorrichtungen nicht an der Form direkt, sondern unterhalb derselben am Bodenstempel angeordnet sind.

Vergleichbare Formschaumanlagen für Formteile aus Polyurethan sind darüber hinaus noch aus der Zeitschrift »Kunststoffberater« Heft 12. 1970. Seiten 1163 und 1164, sowie aus »Kunststoffe« Bd. 66. 1976. Seite 146 und 147. bekannt, die jedoch individuelle Heiz- und Kühlvorrichtungen für die einzelnen Formen nicht aufweisen.

Zur Herstellung von Formteilen aus Polyurethan-Heißschaum, wie beispielsweise Autositzen oder Teilen von Polstermöbeln, war es bisher vielmehr üblich, die mit der flüssigen Reaktionsmischung gefüllten Formen auf einem Förderband durch eine Heizanlage — meist in Form eines mit Heißluft beaufschlagten Ofens — zu fahren, um somit die erforderliche Temperaturerhöhung für die Atisreäktion zu erhalten, Anschließend werden die Formen ifi einem Kältluftstrom wieder abgekühlt,

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht im wesentll· chen darin, daß durch die indirekte Wärmezufuhr nüi' eine sehr langsame und individuell nicht steuerbare Wärmezuführung erfolgt, was insbesondere bei auf dem Förderband aufeinanderfolgenden Formen mit unterschiedlich großen und insbesondere unterschiedlich dicken Formteilen oder Formteilabschnitten nachteilig ist, da die Aufheizstrecke immer auf die Form mit der -, längsten Heizzeit ausgerichtet sein muß.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Formschaumanlage zur Herstellung von Formteilen aus Heißschaum zu schaffen, bei der die iü Formen selbst direkt, schnell und individuell steuerbar aufgeheizt und abgekühlt werden können, urr somit eine optimale Anpassung an die Erfordernisse jeder einzelnen Form zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die jeweils auf der Oberseite, der Unterseite und den Seitenflächen der Formen angeordneten Rohrschlangen einander parallel geschaltet und mit ihren Enden jeweils an eine zentrale Ein'.aßleitung und eine zentrale Auslaßleitung angeschlossen sind, 2(i derart, daß die Rohrschlangen nacheinander von überhitzte in Dampf und Kühlwasser unter erhöhtem Druck durchströmbar sind.

Bei einer derart ausgebildeten Formschaumanlage mit direkt beheizbaren Formen und einer individuellen r> Steuerung des Heizvorganges ist es möglich, den Temperaturverlauf in der Form genau der erforderlichen TemperaturUirve für die Reaktion und die Aushärtung des Schaums anzupassen und darüber hinaus durch die entsprechende Ausbildung der Formen n> und Anordnung der Kühlschlangen den einzelnen Abschnitten des zu schäumenden Formteiles die erforderliche Wärmemenge gezielt zuzuführen.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn das Kühlwasser einen Druck von 3 bis 12 bar. insbesondere 7 bis 9 bar. π aufweist, um Verdampfungsschläge in den vorher durch den überhitzten Dampf stark ausgeheizten Rohrschlangen zu vermeiden.

Zur Optimierung der Anlage ist es ferner zweckmäßig, wenn der Heizdampf und las Kühlwasser im ■in geschlossenen Kreislauf geführt sind, derart, daß das Dampfkondensat nach Rückkühlung als Kühlwasser verwendbar ist. Dadurch werden Korrosionen in den Rohrschlangen weitgehend ausgeschlossen.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau 4ϊ und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. I eine Aufsicht auf die Formschaumanlage mil einem Teil der Formen.

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Formschaumanlage entsprechend der Schnittlinie 11-11 nach Fig. 1.

F i g. 3 ein Prinzipschema der Zu- und Ableitungen für die Hei/- un-l Kühlmedien mit den entsprechenden externen Versorgungseinrichtungen und

Fig.4 eine perspektivische Ansicht einer Form von 5ί hinten im aufgeklappten Zustand mit Darstellung der Rohrschlangen.

Wie aus Fig. I und 2 ersichtlich ist. weist die Formschaumanlage zunächst einen symmetrisch aufgebauten und nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel achteckig ausgebildeten Tisch 1 auf, so daß dieser Tisch 1 an seinem Aüßenumfang acht Formen 2 aufnehmen kanni Prinzipiell kann der Tisch jedoch auch zur Aufnahme jeder beliebigen Anzahl von Formen, wie beispielsweise sechs öder zwölf odef mehr ausgebildet sein; Der Tisch 1 besteht dabei im wesentlichen aus einem sternförmigen Grundrahmen 3 mit entsprechen* den Querverstrebungen 4 und 5 sowie einer zentralen Knotenpunktsplatte 6. Auf der Unterseite des Grund'

rahmens 3 ist im äußeren Bereich etwa unterhalb der Formen 2 eine kreisförmig geschlossene Laufschiene 7 mit einem Zahnkranz 8 auf der Innenseite der Laufschiene 7 angebracht Diese Laufschiene 7 ist auf mehreren, über im Fundament 9 verankerten Stützen 10 gehaltenen Lnufrädern 11 aufgelegt und wird durch einen mit seinem Abtriebszahnrad 12 in den Zahnkranz 8 eingreifenden Antriebsmotor 13 angetrieben, so daß sich der Tisch 1 mit vorgebbarer Geschwindigkeit dreht

Auf der Oberseite des Grundrahmens 3 sind am m, äußeren Umfang in entsprechender Zahl Halterahmen

14 zur Aufnahme der eigentlichen Formen 2 angebracht Die Formen 2 selbst sind — wie insbesondere aus F i g. 4 hervorgeht — zweiteilig mit einem Unterteil 15 und Ober Gelenkverbindungen 16 mit dem Unterteil 15 r. aufklappbar verbundenen Deckelteil 17 ausgebildet.

Die Form 2 ist auf allen Seiten an der Oberfläche mit Rohrschlangen versehen. Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist weist beispielsweise der Deckel 17 auf seiner Oberseite die Rohrschlangen 18 auf, die jeweils an einem Ende mit >i einer zentralen Einlaßieätung 19 und am anderen Ende mit einer verdeckt liegenden Auslaßleitung Ji verbunden sind. Auf der sichtbaren Seitenfläche des Unterteils

15 ist eine weitere Rohrschlange 21 mit ihrem Einlaß 22 und ihrem Auslaß 23 und auf der Rückseite des r> Unterteils 15 eine Rohrschlange 24 mit Einlaß 25 und Auslaß 26 vorgesehen.

Die Formen 2 bzw. deren Rohrschlangen 18, 21 und 24 werden nun nacheinander von Dampf zur Heizung oder von Kühlwasser zur Kühlung beaufschlagt. Die v> verschiedenen Arbeitsmedien werden dabei — wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist — über einen zentralen Verteilerkopf 27 in der Drehachse des Tisches 1 zu- und abgeführt, wobei dieser Verteilerkopf 27 aus einem feststehenden Unterteil 28 mit den nicht näher r> dargestellten Zu- und Ableitungen 29 und einem mit dem Tisch rotierenden Oberteil 30 besteht, von dem die einzelnen Zuleitungen abgehen. Innerhalb dieses Verteilerkopfes 27 erfolgt der druck- und flüssigkeitsdichte Übergang /om feststehenden auf das rotierende <tr> System. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Oberteil IO zunächst von vier übereinanderliegenden Ringleitungen 31, 32, 33 und 34 umgeben, die über radiale Verbindungsleitungen 36 bis 39 mit radial innerhalb der Formen 2 übereinanderliegenden Ver- 4i teilerleitur.gen 40 bis 43 in Verbir.dung stehen. Von diesen Verteilerleitungen 40 bis 43 führen entsprechende Anschlußleitungen 44 bis 47 zu den entsprechenden Ein- bzw. Auslassen der Rohrschlangen an den Formen.

In Fig. 3 is' der KreiJauf der verschiedenen Hei/- und Kühlmed en schematisch dargestellt. Der Heizdampf stromt beispielsweise von einer nicht näher dargestellten Dampfquelle 48 über eine der stationären Leitungen 29 jber den zentralen Verteilerkopf in die diesen umgebende Rirtgleitung 34 und von hier über die « radiale Verbimiungsleitung 39 in die Verteilerleitung 40, von wo aus der Dampf über die entsprechenden Anschlußleitungen 44 der einzelnen Formen 2 zur Einlaßleitung 19 der Rohrschlange 18 geführt ist. Aus der Rohrschlange 18 strömt das Dampfkondensat über die Auslaßleitung 20, die Anschlußleitung 45, die Verteilerleitung 42, die radiale Verbindungsleitung 37 und die Ringleitung 33 in den Kondensatsammelbehäller 49 zurück, von wo es über einen nicht dargestellten Kessel wieder als Dampf 48 eingespeist wird.

Für den anschließenden Kühlvorgang strömt das Kühlwasser aus dem KLLiiler 50 über eine Verbindungsleitung 51 und den Verteilerkopf in die Ringleiiung 32, von hier über die radiale Verbindungsleitung 37 in die Verteilerleitung 42 und von hier über die Anschlußleitung 46 zur gleichen Einlaßleitung 19 der Rohrschlange 18, so daß dadurch die Form 2 auf das erforderliche Maß gekühlt wird. Das aufgewärmte Kühlwasser verläßt die Rohrschlange 18 über die Auslaßleitung 20, die Anschlußleitung 47, die Verteilerleitung 43, die radiale Verbindungsleitung 36 und strömt über die Ringleitung 31 und den Rückfluß 52 in das Kühlwassersammelgefäß 53, von wo es über die Verbindungsleitung 60 im Kühler 50 rückgekühlt und anschließend erneut dem Kreislauf zugeführt wird.

Wie aus Fig.3 ferner ersichtlich, weist jede der Anschlußleitungen 44 bis 47 ein eigenes Absperrventil 54 bis 57 auf. Diese Ventile werden dabei zeitabhängig gesteuert, was auch abhängig von der Drehung bzw. Stellung des Tisches erfolgen kann.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Formschaumanlage ist nun in etwa die folgende: Nach Füllung der Form 2 mit der Schaum" offmischung etwa in der in F i g. 3 gezeigten Position w.d nach Schließen des Deckels 17 werden etwa bei Erreichen der nächsten Tischposition die Ventile 54 und 56 geöffnet, so daß Dampf einströmen und die Form auf die gewünschte Temperatur aufheizen kann. Nach Erreichen und Halten der erforderlichen Temperatur — etwa nach einem halben Umlauf der Form — werden die Ventile 54 und 56 wieder geschlossen, der Deckel 17 der Form 2 geöffnet, das Formteil entnommen urd die Ventile 55 und 57 geöffnet so daß Kühlwasser geeigneter Temperatur die Rohrschlangen durchströmen und die Form 2 wieder auf die gewünschte Anfangstemperatur rückkühlen kann.

Wesentlich dabei ist. daß nicht nur der Heizdampf unter erhöhtem Druck zum Erreichen der vorgegebe nen Temperatur, sondern auch das Kühlwasser mit erhöhtem Druck zugeführt wird, um ein Verdampfen bei Eintritt in die heiße Form und damit e>n Zerstören derselben zu vermeiden. Der Kühlwasserdruck beträgt dabei zweckmäßigerweise 3 bis 12 atu und kann in>besondere zwischen 7 und 9 atü liegen.

Um darüber hinaus Korrosion in den Rohrschlangen der Formen zu vermeidein, ist es zweckmäßig, wenn als Kühlwasser das Kondensat des Dampfes verwendet wird. Dazu weist das Kühlwassersammt-Igefäß j3 einen gesteuerten Zulauf 62 vom Kondensatsammelbehälter 49 auf. über den jeweils Kondensat in den Kühlwassersammelbehälter 53 eingespeist werden kann.

Da das Kühlwasser mit erhöhtem Druck aus der Formschaumanlage über die Rückleitung 52 zurückläuft, ist vor dem Kondensatsammelbehälter 53 ein Druckreduzierventil 61 vorgesehen. In die Verbindungsleitung 60 zwischen diesem Kondensatsammelbehälter 53 und dem Kühler 50 ist zusätzlich noch ein Ventil 63 und eine Druckerhöhungspumpe (»4 angeordnet, um das Kühlwasser wieder auf den erforderlichen Druck für die verdampfungsfreie Kühlung der Formen zu bringen.

Die Ventile 54 bis 57 können dabei individuell, d. h. iü~ jede Form gesc.idert. entsprechend den jeweiligen Erfordernissen an Heizung und Kühlung hinsichtlich Druck, Temperatur und Zeitdauer für das jeweilige Formtei' eingestellt Werdern Damit ergibt sich ein optimaler Temperaturverlauf, der insgesamt eine erhebliche Zeitverkürzung für die Aushärtung des Formteils und eine vjiaalit'älsverbesserung beinhaltet.

Um bei dem gesamten Arbeitsvorgang ein sicheres Schließen der Form zu gewährleisten, ist ~* wie aus Fig.2 zu ersehen — im Halterahmen 14 eine vertikal

verschiebbar gelagerte Grundplatte 58 angeordnet, unter der sich ein mit Druckluft aufblasbares Luftkissen 59 befindet. Nach Schließen der Form 2 wird durch Aufblasen des Kissens 59 die Grundplatte 58 und damit die Form 2 nach oben gehoben und fest gegen eine nicht näher dargestellte Arretierung gepreßt, so daß eine zusätzliche stabile Schließkraft auf die Form wirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Formschaumanlage zur Herstellung von Formteilen aus Polyurethan-Heißschaum, mit mehreren auf einem rotierend angetriebenen Tisch angeordneten direkt und individuell heiz- und kühlbaren Formen, die auf ihrer Außenseite mit Rohrschlangen zum Durchleiten eines Kühlmediums versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils auf der Oberseite, der Unterseite und den Seitenflächen der Formen (2) angeordneten Rohrschlangen (18; 21; 24) einander parallel geschaltet und mit ihren Enden jeweils an eine zentrale Einlaßleitung (19) und eine zentrale Auslaßleitung (20) angeschlossen sind, derart, daß die Rohrschlangen (18; 21; 24) nacheinander von überhitztem Dampfund Kühlwasser unter erhöhtem Druck durchströmbar sind.

2. Formschaumanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser einen Druck von 3 bis ■' 2 bar. insbesondere 7 bis 9 bar, aufweist.

3. Formschaumanlage nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß Heizdampf und Kühlwasser im geschlossenen Kreislauf geführt sind, derart, daß das Dampfkondensat nach Rückkühlung als Kühlwasser verwendbar ist.