DE202006009569U1

DE202006009569U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff-Partikeln

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Publication number: DE202006009569U1
Application number: DE202006009569U
Authority: DE
Original assignee: Kurtz GmbH
Current assignee: Kurtz GmbH
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2016-06-17
Also published as: ITTO20070076U1

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff-Partikeln mit einer Form (1'; 1'') und einem mit zu plastifizierenden und zu verschweißenden Schaumstoff-Partikeln befüllbaren Schäumraum (2'; 2''), dessen Volumen verringerbar ist, wobei der Schäumraum (2'; 2'') Formteilzonen (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') aufweist, die in Richtung der Volumenreduzierung unterschiedlich tief ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Volumenreduzierung mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare Pressflächen (40, 50, 60) vorgesehen sind, wobei den Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) in Vorschubrichtung jeweils mindestens eine Formteilzone (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') gegenüberliegt und wobei die Hubwege, die von den Pressflächen (40, 50, 60, 80, 90) bei der Hubbewegung nach innen jeweils zurückgelegt werden, abhängig von der Tiefe (T1', T2', T3'; T1'', T2'', T3'') der den Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) jeweils gegenüberliegenden Formteilzonen (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') festlegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff-Partikeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Partikelschaumstoffe sind seit langer Zeit bekannt und haben sich auf vielen Gebieten bewährt. Die Herstellung derartiger Schaumstoffe erfolgt durch Aufschäumen von mit Treibmitteln imprägnierten Schaumstoff-Partikel und nachfolgendem Verschweißen mittels Heißdampf der so hergestellten Schaumpartikel zu Formteilen bzw. Formkörpern. Die Schaumstoff-Partikel bestehen beispielsweise aus EPS (expandiertes Polystyrol), EPE (expandiertes Polyethylen), EPP (expandiertes Polypropylen) oder Copolymerisaten.
Eine herkömmliche Vorrichtung ist in den 1 und 2 schematisch im Querschnitt gezeigt, von denen 1 die herkömmliche Vorrichtung vor der Durchführung eines Verdichtungsschrittes und 2 die herkömmliche Vorrichtung von 1 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes zeigt.
Die herkömmliche Vorrichtung umfasst eine Form 1 mit einem Schäumraum 2 und einer nach innen, in den Schäumraum 2 beispielweise hydraulisch oder pneumatisch verfahrbare Presswand 3, die eine dem Schäumraum 2 zugewandte plane Pressfläche 30 besitzt. Der Schäum raum 2 ist mit in senkrecht zur Presswand gemessen unterschiedlichen Tiefen T1, T2, T3 ausgebildet, so dass sich am Schäumraum 2 drei Formteilzonen Z1, Z2, Z3 mit unterschiedlichen Tiefen definieren lassen.
Die Herstellung von Formteilen aus (nicht dargestellten) Schaumstoff-Partikeln kann einen unter 3 näher beschriebenen Schritt der Verdichtung der Schaumstoff-Partikel unter Volumenreduzierung des Schäumraumes 2 umfassen.
2 zeigt die herkömmliche Vorrichtung gemäß 1 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes. Die Presswand 3 wurde für die Volumenreduzierung von außen nach innen verfahren. Dem Fachmann wird klar sein, dass die Schaumstoff-Partikel bei der Volumenreduzierung in den durch in der 2 mit zwei Ovalen gekennzeichneten Bereichen in den seitlichen Formteilzonen Z1, Z3 eine wesentlich höhere Verdichtung als die Schaumstoff-Partikel in der mittleren Formteilzone Z2 erfahren.
Für manche Anwendungszwecke ist es jedoch unerlässlich, dass die Formteile eine gleichmäßige Dichteverteilung aufweisen. So werden zum Beispiel im Bauwesen nur Dämmplatten mit einer gleichmäßigen Dichteverteilung als normgerecht zugelassen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht somit eine Aufgabe darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der aus Schaumstoff-Partikeln Formteile hergestellt werden können, die über das Volumen der Formteile eine zumindest weitgehend gleichmäßige Dichteverteilung aufweisen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen definiert.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff-Partikeln weist eine Form und einen mit zu plastifizierenden und zu verschweißenden Schaumstoff-Partikeln befüllbaren Schäumraum auf. Das Volumen des Schäumraums ist verringerbar. Der Schäumraum weist Formteilzonen auf, die in Richtung der Volumenreduzierung unterschiedlich tief ausgebildet sind. Zur Volumenreduzierung sind an der Vorrichtung mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare Pressflächen vorgesehen. Den Pressflächen liegt in Vorschubrichtung jeweils mindestens eine Formteilzone gegenüber. Die Hubwege, die von den Pressflächen bei der Hubbewegung nach innen jeweils zurückgelegt werden, sind abhängig von der Tiefe der den Pressflächen jeweils gegenüberliegenden Formteilzonen festlegbar. Unter Formteilzonen sind in diesem Text die Bereiche des Schäumraums zu verstehen, die vom herzustellenden Formteil nach der Verdichtung im Schäumraum eingenommen werden. Beispielweise kann es sich bei dem herzustellenden Formteil um Fußbodenheizungsplatten handeln. Jedoch bestehen hinsichtlich der Abmaße und der Gestalt der herzustellenden Formteile grundsätzlich keinerlei Einschränkungen. Selbstverständlich ist es denkbar, mehr als zwei Pressflächen vorzusehen.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung sind die Pressflächen auf einer Seite der Form angeordnet und die Pressflächen sind in vor der Hubbewegung eingenommenen Ausgangsstellungen in Bewegungsrichtung der Pressflächen zueinander versetzt anordenbar, wobei die Hubwege der Pressflächen proportional zur Tiefe der den Pressflächen jeweils zugeordneten Formteilzonen festlegbar sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Pressflächen in den Ausgangsstellungen derart angeordnet werden, dass der Schäumraum vor der Volumenreduzierung eine bezüglich einer senkrecht zur Richtung der Volumenreduzierung angeordneten Mittelebene spiegelsymmetrische Innenkontur aufweist.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Pressflächen auf zwei verschiedenen Seiten der Form angeordnet, wobei die Pressflächen die Form in Richtung der Volumenreduzierung beidseits nach außen begren zen, und wobei einander gegenüberliegende Pressflächen aufeinander zu bewegbar sind.
Beispielsweise ist mindestens eine der Pressflächen unabhängig von anderen Werkzeugzonen beheizbar.
Bei einer Ausführungsform ist mindestens eine von den Pressflächen jeweils gegenüberliegenden Querflächen beheizbar.
Vorzugsweise ist die durch das Schmelzen des an den beheizten Flächen anliegenden Schaumstoffs resultierende Volumenreduzierung durch Schaumstoffpartikel kompensierbar, die dem Schäumraum aus einer Vorratszone zugeführt werden können.
Vorzugsweise erfolgt die Bewegung der Pressflächen geradlinig und die Bewegungsvektoren der Pressflächen sind parallel zueinander ausgerichtet.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich homogenere Dichteverteilung über das Volumen der Formteile erreichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, bei der Herstellung der Formteile Dampf und Rohmaterial einzusparen und die Zykluszeit im Vergleich zum Stand der Technik zu verkürzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Vorrichtung vor der Durchführung des Verdichtungsschrittes, in schematischer Darstellung;
2 die herkömmliche Vorrichtung gemäß 1 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes;
3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung erster Ausführungsvariante vor der Durchführung des Verdichtungsschrittes, in schematischer Darstellung;
4 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 3 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes;
5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zweiter Ausführungsvariante vor der Durchführung des Verdichtungsschrittes, in schematischer Darstellung; und
6 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 5 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung erster Ausführungsvariante vor der Durchführung des Verdichtungsschrittes. Die Vorrichtung besteht zunächst aus einer Form 1' mit einem Schäumraum 2', der vollständig mit (nicht dargestellten) Schaumstoff-Partikeln gefüllt ist, die unter Hitzeeinwirkung, vorzugsweise mittels Wasserdampf bei beispielsweise 100 °C bis 130 °C plastifiziert werden. Da der nur äußerst geringe Treibgasgehalt in den einzelnen Schaumstoff-Partikeln zu einem Verschweißen nicht ausreichen würde, wird der an sich zu geringe Treibgasanteil in den Partikeln durch eine Volumenverringerung kompensiert, wodurch eine ausreichende Verschweißung der plastifizierten Schaumstoff-Partikel untereinander erreicht werden kann.
An der Vorrichtung sind zwei nach innen in den Schäumraum 2' verfahrbare Stempel vorgesehen. Der erste Stempel 4 ist mit einer senkrecht zur Verfahrrichtung angeordneten planen linke Pressfläche 40 und einer senkrecht zur Verfahrrichtung angeordnete planen rechten Pressfläche 60 versehen, wobei die linke Pressfläche 40 und die rechte Pressfläche 60 in der gleichen Ebene angeordnet sind. Der mittlere Stempel 5 weist eine senkrecht zur Verfahrrichtung angeordneten plane mittlere Pressfläche 50 auf. Die Pressflächen 40, 50, 60 sind jeweils dem Inneren des Schäumraums 2'' zugewandt.
In den in 3 gezeigten Ausgangsstellungen der Stempel 4, 5 ist die mittlere Pressfläche 50 in Hubrichtung nach außen versetzt zur linken bzw. rechten Pressfläche angeordnet ist. Zwischen einander gegenüberliegenden am ersten Stempel vorgesehenen Stempelwandungen ist eine Vorratsratszone 7 gebildet, deren Grundfläche durch die mittleren Pressfläche 50 gebildet ist und deren Höhe hV dem Abstand zwischen der Ebene der ersten bzw. linken Pressfläche und der mittleren Pressfläche 50 entspricht.
Die Pressflächen 40, 50, 60 sind in den Ausgangsstellungen derart angeordnet, dass der Schäumraum 2' eine Innenkontur aufweist, die Spiegelsymmetrie bezüglich der senkrecht zur Richtung der Volumenreduzierung angeordneten Mittelebene M besitzt.
Die in den Ausführungsbeispielen in den 3 bis 6 gezeigte Form 1', 1'' dient der Herstellung von Fußbodenheizungsplatten, die einen im Prinzip quaderförmigen Grundkörper aufweisen von dessen Oberfläche im Abstand zueinander angeordnete Noppen abstehen. Diese Noppen können quaderförmig, polygonal oder rund ausgestaltet sein. Die 3 bis 6 zeigen jeweils einen Schnitt durch einen Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem von der Form 1, 1'' jeweils ein Bereich der Fußbodenheizungsplatte abgebildet wird, der eine Noppe umfasst. Die Noppen sind in den beschriebenen Ausführungsbeispielen quaderförmig ausgebildet.
Der Schäumraum 2' ist mit in Vorschubrichtung V der Stempel 4, 5 gemessen unterschiedlichen Tiefen T1', T2', T3' ausgebildet. Am Schäumraum 2' lassen sich drei Formteilzonen Z1', Z2', Z3' definieren, von denen die linke Formteilzone Z1' (mit der Tiefe T1') in Vorschub richtung V durch eine parallel zur linken Pressfläche 40 angeordnete linke Querfläche 10, die rechte Formteilzone Z3' (mit der Tiefe T3) in Vorschubrichtung V durch eine parallel zur rechten Pressfläche 60 angeordnete rechte Querfläche 12 und eine mittlere Formteilzone Z2' (mit der Tiefe T2') von einer parallel zur mittleren Pressfläche 50 angeordneten mittleren Querfläche 11 begrenzt ist.
Während die linke und die rechte Formteilzone jeweils die gleiche Tiefe (T1' = T3') besitzen, weist die mittlere Formteilzone Z2' eine Tiefe T2' auf, die größer als die Tiefe der linken bzw. rechten Formteilzone ist.
4 zeigt die Vorrichtung gemäß 3 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes. Die Pressflächen 40, 50, 60 wurden jeweils in einer geradlinigen Bewegung in Richtung der Tiefen T1', T2', T3' nach innen gefahren, wobei die Bewegungsvektoren der Pressflächen parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Pressflächen 40, 50, 60 sind nun bündig miteinander ausgerichtet, so dass sie eine plane Wand der Negativform des (nicht dargestellten) herzustellenden Formteils bilden. Bei ihrer Bewegung nach innen hat die mittlere Pressfläche relativ zur Form 1 einen längeren Hubweg als die linke bzw. die rechte Pressfläche zurückgelegt. Die mittlere Pressfläche 50 hat relativ zur linken bzw. rechten Pressfläche die Höhe hV der Vorratszone 7 zurückgelegt. Die Hubwege sind also abhängig von der Tiefe (T1', T2', T3') der den Pressflächen (40, 50, 60) jeweils gegenüberliegenden Formteilzonen (Z1', Z2', Z3') festlegbar, was bedeutet, dass die Hubwege abhängig von der Tiefe (T1', T2', T3') der den Pressflächen (40, 50, 60) jeweils gegenüberliegenden Formteilzonen (Z1', Z2', Z3') festgelegt werden können bzw. festgelegt sind. Bei der Hubbewegung der Pressflächen 40, 50, 60 wurden der mittleren Formteilzone Z2' im Vergleich zum in den 1 und 2 gezeigten Stand der Technik aus der Vorratszone 7 eine zusätzliche Menge an Schaumstoff-Partikeln zugeführt, wodurch eine gleichmäßige Dichteverteilung im Schäumraum 2' erreicht wird.
Durch Beheizen einer oder mehrerer Pressflächen 40, 50, 60 und/oder einer oder mehrerer der den Pressflächen jeweils gegenüberliegenden Querflächen 10, 11, 12 kann der an den beheizten Flächen anliegende Schaumstoff zum Schmelzen gebracht und damit die Dichte und die Dicke der Schmelzeschicht eingestellt werden. Die beim Schmelzen auftretende Volumenreduzierung, welche eine Inhomogenität in der Dichteverteilung nach sich ziehen würde, wird durch die Zufuhr der zusätzlichen Schaumstoff-Partikel aus der Vorratszone 7 kompensiert.
5 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zweiter Ausführungsvariante vor der Durchführung des Verdichtungsschrittes, in schematischer Darstellung. Die Vorrichtung weist einen vorderen Stempel 8 mit einer plane vordere Pressfläche 80 und einen auf der gegenüberliegenden Seite der Form 2'' angeordneten hinteren Stempel 9 mit einer hinteren Pressfläche 90 auf. Der Schäumraum 2'' der Form 1'' stimmt der geometrischen Gestalt nach mit dem in den 3 und 4 gezeigten Schäumraum 2' überein und ist wiederum vollständig mit Schaumstoff-Partikeln gefüllt.
6 zeigt die Vorrichtung gemäß 5 nach der Durchführung des Verdichtungsschrittes. Die vordere Pressfläche 80 wurde in den Schäumraum 2'' hineinbewegt. Wie aus dem in 1 und 2 beschriebenen Stand der Technik bekannt, würde es zu unterschiedlichen Dichten zwischen einerseits der mittleren Formzone Z2'' und andererseits der linken bzw. rechten Formteilzone Z1'', Z2'' kommen, wenn nur die vordere Pressfläche 80 bewegt würde. Zur Erhöhung der Homogenität der Dichte der Schaumstoff-Partikel wurde deshalb die hintere Pressfläche 90 ebenfalls in den Schäumraum 2'' hinein, auf die vordere Pressfläche 80 zu bewegt. Die hintere Pressfläche 90 führt der mittleren Formteilzone Z2'' zusätzliche Schaumstoff-Partikel zu, wodurch erneut eine über das Volumen des Formhohlraums 2'' konstante Dichte des Schaumstoff-Partikel erreicht wird.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Schaumstoff-Partikeln mit einer Form (1'; 1'') und einem mit zu plastifizierenden und zu verschweißenden Schaumstoff-Partikeln befüllbaren Schäumraum (2'; 2''), dessen Volumen verringerbar ist, wobei der Schäumraum (2'; 2'') Formteilzonen (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') aufweist, die in Richtung der Volumenreduzierung unterschiedlich tief ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Volumenreduzierung mindestens zwei relativ zueinander verschiebbare Pressflächen (40, 50, 60) vorgesehen sind, wobei den Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) in Vorschubrichtung jeweils mindestens eine Formteilzone (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') gegenüberliegt und wobei die Hubwege, die von den Pressflächen (40, 50, 60, 80, 90) bei der Hubbewegung nach innen jeweils zurückgelegt werden, abhängig von der Tiefe (T1', T2', T3'; T1'', T2'', T3'') der den Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) jeweils gegenüberliegenden Formteilzonen (Z1', Z2', Z3'; Z1'', Z2'', Z3'') festlegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen (40, 50, 60) auf einer Seite der Form (1') angeordnet sind und die Pressflächen (40, 50, 60) in vor der Hubbewegung eingenommenen Ausgangsstellungen nach außen zueinander versetzt anordenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen (40, 50, 60) in den Ausgangsstellungen derart anordenbar sind, dass der Schäumraum (2') vor der Volumenreduzierung eine bezüglich einer im Prinzip senkrecht zur Richtung der Volumenreduzierung angeordneten Mittelebene (M) spiegelsymmetrische Innenkontur aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen (80, 90) auf zwei verschiedenen Seiten der Form (1'') angeordnet sind, wobei die Pressflächen (80, 90) die Form (1'') in Richtung der Volumenreduzierung beidseits nach außen begrenzen, und wobei einander gegenüberliegende Pressflächen (80, 90) aufeinander zu bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) unabhängig von den anderen Werkzeugzonen beheizbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von den Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) jeweils gegenüberliegenden Querflächen (10, 11, 12) beheizbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Schmelzen des an den beheizten Flächen anliegenden Schaumstoffs resultierende Volumenreduzierung durch Schaumstoff-Partikel kompensierbar ist, die dem Schäumraum (2', 2'') aus einer Vorratszone (7) zuführbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) geradlinig erfolgt, wobei die Bewegungsvektoren der Pressflächen (40, 50, 60; 80, 90) parallel zueinander ausgerichtet sind.