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Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung maßgenauer Schaumstoffprofile
aus thermoplastischen Kunststoffen Zur kontinuierlichen Herstellung von Schaumstoffprofilen
sind die verschiedenartigsten Verfahren bekanntgeworden, So ist es aus den DBPP
626 942 und 866 846 bekannt, zellige Platten herzustellen durch-Ertarrenlassen von
aus Kautschuk-Lösungen oder - Dispersionen gewonnenen Schäumen, indem man den verfestigten
Schaum unter erhöhtem Druck verdichtet und verfestigt. Bür die Herstellung von maßgenauen
Schaumstoffprofilen aus warmplastischen Schaumstoffsträngen ist eine solche Arbeitsweise
nicht geeignet, da solche Stränge in der Wärme bei Druckbelastung unter Verlust
ihrer Schaumstoffstruktur zusammengepreßt werden.
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In einem anderen bekannten VerÎahren (DBP 839 092) wird das noch warmplastische
aufgeschäumte Material in einen unter Druck stehenden Raum gefördert und dort erstarrengelassen.
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Bei einer solchen Arbeitsweise erhält man keine maßgenauen Profile.
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In weiteren bekannten Verfahren wird daher das Aufschäumen und Formgeben
in einer Form vorgenommen (DBPr -842 267 und 859 122). Bei einer solchen Arbeitsweise
enthalten die aufgeschäumten Stränge vielfach bunker.
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Nach dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 1 160 604 werden vorgeschäumte
Schaumstoffpartikel in einem aus end--losen Laufbändern gebildeten Kanal versintert.
Auf solche
Weise hergestellte Schaumstoffstränge zeigen noch die
Formen der einzelnen Kunststoffpartikel und die stellen, an denen der als Heizmedium
verwendete Dampf in den Formkanal eingeströmt ist. Die nach diesem Verfahren gewonnenen
Schaumstoffprofile sind vielfach spröde und brüchig.
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Man hat Schaumstoffprofile auch schon durch Extrusion von treibmittelhaltigen
Kunststoffmischungen hergestellt, wobei der Strang bei Verlassen der Düse unter
Entspannung gegen den atmosphärischen Außendruck zu einem zelligen Körper aufschäumt.
Derartige auftreibende Schaumstoffstränge besitzen eine schlechte Oberflächenstruktur.
Die Herstellung von maßgenauen Profilen mit geometrisch kompliziert geformtem Querschnitt,
z. B. Kanten, Stege, Hinterschneidungen, ist auf diese Weise nicht-möglich.
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Bei einer solchen Arbeitsweise verändert der auftreibende Strang gegenüber
dem verwendeten Werkzeug seine Querschnitts : fläche, wobei Kanten und Stege sich
nicht proportional vergrößern, sondern in unkontrollierbarer Weise eine andere Form
annehmen.
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Es wurde nun eine Vorrichtung gefunden, mit der durch Extrudieren
einer treibmittelhaltigen Kunststoffschmelze aus einer Strangpreßdüse in ein formgebendes
Werkzeug maßgenaue Schaumstoffprofile hergestellt werden können. Diese Vorrichtung
ist d-adurch gekennzeichnet, daß die Mündungsform (1) der Strangpreß, düse dem fertigen
Schaumstoffprofil entspricht und daß als fbrmgebendes Werkzeug unmittelbar hinter
der Strangpreßdüse eine aus an Ketten angeordneten und mit diesen mit Extrusîonsgeschwindigkeit
umlaufenden ein quasi endloses Hohlprofil ergebenden Formsegmenten (5; 6) bestehende
Kalibriervorrichtung vorgesehen ist.
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Das Verformen des warmplastischen Kunststoffstranges entlang dem System
der parallel geführten Formsegmente erfolgt nicht unter stark erhähtem äußerem Druck,
sondern lediglich unter
dem Schließdruck der Formsegmente, d.h.
unter Atmosphärendruck, wobei die Formsegmente in bekannter Weise durch Druck- bzw.
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Stützrollen (12, 13, 14, 15) und durch die zugspannung der Kettenbänder
zusammengehalten werden.
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Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung wird bei der Formung und Kühlung
des Schamustoffstranges die Reibung weitgehend vermieden.
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Der warmplastische Schaumstoffstrang wird von den zusammengeführten
Formseginenten erfaßt und legt sich an die ihn allseitig umschließenden Formwandungen
an. Die Kettenbänder werden mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, mit der der
Schaumstoffstrang aus der Strangpresse gefördert wird. Dadurch wird die Reibung
bis zur Verfestigung des Profils vermieden. Die AbkUhlung-erfolgt längs des Systems
der parallel geführten Formsegmente. Der Abstand zwischen der Düse des Extruders
und den Bormsegmenten wird möglichst-klein gehalten, damit der frei austretende
Schaumstoffstrang nicht durch sein Eigengewicht verformt wird. Außerdem wird'man
den Querschnitt der Düse etwas größer wählen als den Querschnitt der formsegmente,
im allgemeinen wird die Querschnittsdifferenz Jedoch nicht mehr als 10 % betragen.
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In Abbildung 1 wird eine beispielhafte Anordnung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt.
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Aus der itise 1 einer Schneckenperesse wird ein Sohaumstoffstrang
2a ausgepreßt und einer Vorrichtung zugeführt, die aus zwei gegenüberliegenden,
endlosen Kettenbändern 3 und 4 besteht. Das obere Kettenband 3 ist mit den Formsegmenten
6 und das untere Kettenband 4 mit den Formsegmenten 5 Jeweils auf der tgesamten
Länge ausgerüstet. Die Kettenbänder 3 und 4 bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit
wie der äus der Düse 1 austretende Schaumstoffetrang 2a.
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Die Kettenbänder werden durch die Umlenkrollen 7, 8 und 9 bzw. 10
und 11, durch die Stützrollen 14 bzw. 15 sowie durch
die'Druckrollen
12 bzw. 13 geführt. Das untere Kettenband 4 reicht näher an die Extruderdüse 1 heran.
als das obere Kettenband 3, damit der warmplastische weiche Strang 2a nicht durch
die sich schließenden Formsegmente 5 eingeklemmt wird.
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Das Kettenband 3 wird auf seiner dem Kettenband 4 zugekehrten Seite
zwischen den Umlenkrollen 7'und 9 so geführt, daß ein. spitzer Winkel zu dem waagerecht
darunter befindlichen Kettenband 4 entsteht, wodurch der Schließwinkel zwischen
den Formsegmenten bei Einzug des Schaumstoffstranges 2a möglichst klein gehalten
wird.
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Auf der zwischen den Umlenkrollen 9 und 8 liegenden Strecke liegen
die Formsegmente 5 und 6 aneinander und bilden einen geschlossenen Profilquerschnitt,
wie z. B. in Abbildung 2 gezeigt wird.
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Das fertig geformte und abgekühlte Schaumstoffprofil 2b ver-. läßt
die Apparatur bei den Umlenkrollen 8 und 11. Anschließend kann das fertige Schaumstoffprofil
in bekannter Weise durch Schneidvorrichtungen auf die gewünschte Länge gebracht
werden.
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Es ist empfehlenswert, eine Extruderdüse 1'zu verwenden, deren Querschnitt
geometrisch ähnlich und mindestens flächengleich dem Querschnitt des zu formenden
Profils 2b ist. Abbildung 4 zeigt zwei Beispiele von geometrisch ähnlichen Profilquerschnitten'
wobei aus dem stranggepreßten Profil mit beispielsweise der Querschnittsform 17
oder 19 durch Verformung gemäß der Erfindung das Profil mit der Querschnittsform
18 oder 20 entsteht. Es wird somit vermieden, daß das Zellgefüge des warmplastischen
Schaumstoffstranges 2a während des Umformungsprozesses schädigenden mechanischen
Belastungen ausgesetzt wird.
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Bei den Profilen mit tgeometrisch komplizierter Formgebung, z.B. Hinterschneidungen,
wird es erforderlich, mit mehreren Teilungsebenen zu arbeiten. Abbildung 3 zeigt
ein Beispiel eines solchen komplizierten Profilquerschnittes.
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Es ist mit dieser Vorrichtung auch möglich, außer der Längsprofilierung
dem Schaumstoffstrang 2a eine Querprofilierung zu geben, wie beispielsweise in Abbildung
5 gezeigt wird.
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Zur Erzielung einer glatten und versiegelten Oberfläche wird der aus
der Düse 1 austretende Schaumstoffstrang 2a vor Eintritt in die Formsegmente 5 und
6 kurzzeitig erhitzt, wodurch nur die Oberflächenschicht angeschmolzen wird. Eine
beispielsweise Ausführungsforin ist der in Abbildung 1 wiedergegebene ringförmige
Infrarot-Strahler 16, durch den Strang 2a geführt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet die Herstellung von endlosen
weichen oder auch harten Schaumstoffprofilen aus thermoplastischen Kunststoffen.
Solche Kunststoffe sind z. B.
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Polyvinylchlorid mit verschiedenen Weichmachergehalten oder auch weichmacherfreie
Typen, ferner Polyolefine, wie z. B.
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Polyäthylen niedriger und hoher Dichte, Polypropylen oder Polystyrol
und andere auf Schneckenpressen verarbeitbare thermoplastische Kunststoffe.