DE2242192C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen eines geschäumten Profilstranges - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen eines schäumfähigen Materials zu einem geschäumten Profilstrang, die eine bandförmige, in geschlossener Bahn umlaufende, endlose Form, eine Einrichtung zum Einbringen des schäumfähigen Materials in die geöffnete Form, eine von der wieder geschlossenen Form durchlaufende Formiingsstrecke zum Schäumen und Härten des zu formenden Materials und schließlich eine Einrichtung zum öffnen der Form und zum Entnehmen des geformten Stranges aufweist

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art führt man die Form, zumindest in demjenigen Bereich, in welchem das Material erstarrt, auf einer ausschließlich geradlinigen Bahn, damit die Struktur und Festigkeit des Produkts nicht durch Verformung während des Erhärtens beeinträchtigt werden kann. Da jede ^h die erforderlichen Aushärtzeiten bei manchen Werkstoffen wie Polyurethan beträchtlich sind, haben die bekannten Vorrichtungen verhältnismäßig geringe Produktionsgeschwindigkeit.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die geringeren Raumbedarf bzw. größere Produktionsgeschwindigkeit für ein Produkt hoher Qualität ermöglicht

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß sich die Formungsstrecke über mindestens 180" und mehr als die halbe Länge der Bahn der Form erstreckt Zweckmäßigerweise umfaßt die Formungsstrecke mehrere Schleifen, die insbesondere in einer im wesentlichen schraubenförmigen Bahn geführt werden können. Dabei soll nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Formungsstrecke vor einem ansteigenden Bereich einen geradlinig verlaufenen Bereich aufweisen, dessen Länge ausreichend für eine gelartige Verfestigung des Materials bemessen ist. Die Form ist zweckmäßigerweise aus zwei endlosen, bandförmigen Formteilen zusammengesetzt, die derart formschlüssig ineinandergreifen, daß sie dem Druck des schäumenden Materials ohne äußere Abstützung standzuhalten vermögen. Sie bestehen vorzugsweise aus extrudierten, synthetischen Plastikmaterialien und sind endlos mit sich selbst verbunden, um die notwendige, fortlaufende Länge zu erreichen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen;

Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 1;

■ F i g. 3 zeigt einen Teil der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in der Stirnansicht auf das linke Ende;

F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Formteile;

Fig. 5 zeigt die Formteile gemäß Fig. 4 im Augenblick des Zusammenschlusses;

F i g. 6 zeigt einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 1 in der Seitenansicht, vergrößert;

Fig. 7—11 zeigen schematisch Seitenansichten verschiedener Formungsstrecken.

Die Vorrichtung ist zum kontinuierlichen Formen für eine Vielzahl von Materialien in endloser Streifenform mit vielen Querschnittsformen geeignet. Derartige Streifen werden vielfach angewendet als Fensterdichtungen, Wulste, Borten, Dichtungen, Verschlüsse und dergl. und werden in großer Menge verlangt. Es kann eine Vielzahl von aufschäumbaren Materialien verwendet werden, insbesondere Kunstharze wie z. B. Polyurethane. Beim Formen von Schaumstoffen aus solchen Materialien wird eine aufschäumbare Mischung in eine Form eingegeben und dehnt sich, um die Form zu füllen, unter Bildung von Gasblasen im Schaummaterial aus. Damit ein derartiges aufschäumbares Material selbsttragend und bei praktischer Anwendung brauchbar ist. wird es unter Hitze bei Temperaturen zwischen 75-85°C 10-15 Minuten lang ausgehärtet.

Die Fig. 1—6 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wie sie zum Formen von halbrunden Polyurethanschaumstreifen fortlaufender Länge verwendet wird.

Die Vorrichtung erfordert eine fortlaufende Form. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Form wird gemäß Fig.4 und 5 beschrieben, bevor mit der Beschreibung der Vorrichtung angefangen wird. Die Form 25 besteht aus zwei Teilen 26 und 27, von denen einer, der Formteil 27, trogartig zur fortlaufenden Aufnahme eines Stranges aus aufschäumbarem Material ausgebildet isL Die Formteile 26 und 27 sind so ausgebildet, daß sie zusammen in eine Verriegelungsstellung einschnappen. Zu diesem Zweck ist der Formteil 27 mit seitlichen Vorsprüngen 28 versehen, die sich von seinen Rändern nach außen erstrecken, und ist der Formteil 26, dessen Teil 32 eine Abdeckung für den Formteil 27 bildet, mit Schenkeln 29 versehen, die sich nach unten über die Vorsprünge 28 erstrecken. Die Schenkel 29 weisen hakenförmige Vorsprünge 30 auf, die unter den Vorsprüngen 28 nach innen greifen, wenn die Formteile miteinander verriegelt werden. Stege oder Wulste 31 verstärken am Formteil 26 die Verbindung der Schenkel 29 mit dem Abdeckteil 32 und bilden Auflageflächen für Transport- und Führungsnuttel der Vorrichtung.

Von den unteren Enden 33 der Schenkel 29 führt eine abgeschrägte Räche 34 zum hakenförmigen Vorsprung 30, damit die Schenkel 29 des Formteils 26 zum Öffnen oder Schließen der Form 25 gespreizt werden können. Das Aufspreizen der Schenkel 29 und der hakenförmigen Vorsprünge 30 ist am besten in F i g. 5 zu sehen, wo ein Mitteibereich 35 einer Rolle 36 den Formteil 27 abstützt, während die Seitenteile 37 der Rolle 36 in Form von Scheiben die Schenkel 29 des Formteils 26 auseinanderdrücken, der durch Rollen 38 nach unten gedrückt wird. Die Formteile 26 und 27 können bloßes Auseinanderdrücken mittels Rollen an einem geeigneten Punkt ihres Verlaufs voneinander getrennt werden. Ferner ist es möglich, die Formteile ohne Hilfe von Spreizrädern 36 zusarnmenschnappen zu lassen.

Vorzugsweise besteihen die Formteile 26 und 27 aus einem extrudierten Kunstharz, wie Polyolefinen (beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Mischungen dieser oder mit anderen Materialien). Ein zufriedenstellendes Formmaterial besteht beispie: weise aus einer Mischung von Propylen und Ethylen und ist vorzugsweise als Strangpreßprofil mit glatter Oberfläche ausgebildet. Es hat eine wachüartige, geschmeidige Oberfläche zur schnellen Freigabe dei geformten Produktes und ist vorzugsweise nicht nur starr genug zu einer sicheren Verriegelung zwischen den Formteilen, um das aufgeschäumte Material innerhalb des Formhohlraums zurückzuhalten, sondern auch flexibel genug, um auf der erforderlichen gekrümmten Bahn geführt werden zu können. Die extrudierten Formteile 26 und 27 sind an ihren Enden zusammengeschweißt oder zusammengeklebt, damit sie ein endloses Band bilden.

Gemäß Fi g. 1 und 2 wird ein Strang des aufschäumbaren Materials von einer Befüllstation 40 in die Form eingeführt. Die Formteile werden in einer Formverschlußstation 41 zusammengeschlossen und verriegelt. Dann werden die verriegelten Formteile durch einen ersten Ofen 42 in einen Hauptofen 43, wo sie sich auf einer schraubenförmigen Bahn bewegen, und dann in h; einen dritten Ofen 44 geführt. Nach Heraustreten aus dem Ofen 44 werden die Formteile an einer Trennstation 45 voneinander getrennt und das ausgehärtete Produkt wird der Form entnommen.

Dadurch daß beim Durchlauf der Form durch den Ofen 42 ein Gefälle vorgesehen ist, wird das Entweichen von Gas aus dem Schaumprodukt innerhalb der Form unterstützt. Die geradlinige Führung der Form durch den Ofen 42 ermöglicht es dem Material aufzuschäumen, die Formhohlräume aufzufüllen und eine derartige vorläufige Härte oder Gelkonsistenz anzunehmen, daß es anschließend auf der schraubenförmigen Bahn im Ofen 43 ohne irgendeine Beeinträchtigung des aufgeschäumten Produktes gebogen werden kann. Um die beste Qualität des fertigen Produktes zu erreichen, ist im allgemeinen ein Schaum wie Polyurethan während des Aushärtens sorgfältig zu behandeln und darf nicht beansprucht oder gestört werden. Daher wird, wie nachfolgend genauer beschrieben, eine schraubenförmige Bahn durch den Ofen 43 deshalb bevorzugt, weil darin die Biegung der Form und des aushärtenden Produkts, das in ihrem Hohlraum enthalten ist, auf einer Bahn beträchtlicher Länge zwecks ungestörten Aushärtens einen konstanten Radius aufweis».

Die Füllstation 40 befindet sich im offenen Bereich der Form, wo die Formteile 26 und 27 voneinander getrennt sind, und liegt nahe dem linken End? der Vorrichtung gemäß den F i g. 1 und 2. F i g. 3 zeigt eine Stirnansicht auf dieses Ende der Vorrichtung mit dem unteren oder trogartigen Formteil 27, der über einen Spannbogen 46 geführt ist, der nach außen durch ein Gewicht 47 gezogen wird, das über ein Kabel 48 wirkt, um den Formteil 27 zu straffen oder eine Lockerung zu beseitigen. Ein ähnlicher Spannbogen 49 gemäß F i g. 6 ist durch ein Gewicht 50 vorgespannt, das über ein Seil 51 zieht, um den oberen Formteil 26 zu spannen.

Gemäß Fig.6 sind Tanks 52—55 für verschiedene Mischungsbestandteile zur Bereitung einer zu verformenden, aufschäumbaren Mischung vorgesehen. Pumpen 56 und 57 treiben den Inhalt durch Leitungen 58 und 59 zur Mischeinheit 60, in der die Materialien genau gemischt und zur Eingabe in den Formteil 27 dosiert werden. Auch kann es erwünscht sein, daß in das aufgeschäumte Produkt ein Verstärkungsfaden, ein Draht oder ein Drahtgewebe eingebettet wird, wozu an diesem Ende eine Fadenspule 62 angeordnet ist.

Der Strang 63 des aufschäumbaren Materials beginnt aufzuschäumen und sich auszudehnen, sobald er im Formteil 27 eingelegt ist. Sein Volumen vergrößert sich, während sich die Form zur Formverschlußstation 41 bewegt. Wie in F i g. 6 gezeigt, wird der obere Formteil

26 in eine Stellung unmittelbar über dem unteren Formteil 27 gebracht, sobald die Formteile sich der Verschlußstation 41 nähern. In einer derartigen Stellung zueinander sind die Formteile 26 und 27 zum Einschnappen in eine Verriegelungsstellung vorbereitet. Die Fcmnverschlußstation 41 ist zweckmäßigerweise in Richtung der Formbahn verstellbar, damit der Verschlußzeitpunkt aul den Vorgang des Aufschäumens abgestimmt werden kann. Bis zum Verschluß der Form soll das Material nämlich Gelegenheit haben, sich so weit auszudehnen, Haß es die Form füllen kann, ohne das Formvolumen zu übersteigen. Das Volumen des aufgeschäumten Materials soll gleich dem Volumen des Formhohlraums sein. Der Formverschluß findet innerhalb des Ofens 42 im Bereich des nach unten gerichteten Gefälles statt, der zur schraubenförmigen Bahn im Hauptofen 43 führt (Γ i g. 1). Bis die Stelle für den besten Formverschluß erreicht ist, werden die Formteile 26 und

27 durch Führungsvorrichtungen 71 in Abstand voneinander gehalten und geführt. Das Prinzip des

Formverschlusses wurde bereits oben unter Bezugnahme auf Fig. 5erläutert.

Nach dem Einschnappen in die Verschlußstellung wird die Form, die die Schaummischung enthält, in den nach unten geneigten Ofen 42 geführt. Die Neigung der Bahn soll das Entweichen von Gas aus dem aufgeschäumten Produkt erleichtern.

Gemäß den F i g. 6,10 und 11 werden die Form 25 und ihr Inhalt durch den Ofen 42 bewegt und geführt. Ein Führungsrad 77 steuert den Eintritt der Form 25 in den öfen 42 und angetriebene Ketten 78 sind längs der Außenseite des Ofens 42 zum Antrieb der Form an den verschiedenen Auflagepunkten im Ofen 42 angeordnet. Eine Vielzahl von angetriebenen Rollen und dazugehörigen Anpreßrollen ergreifen die Form 25 an in Abstand angeordneten Stellen entlang dem Ofen 42 und führen und befördern diese weiter.

Nach dem Durchgang durch den Ofen 42 tritt die Form 25 in den Ofen 43 ein. Zu diesem Zeitpunkt hat das aufgeschäumte Material in der Form 25 seine Ausdehnung abgeschlossen und hat eine genügende gelartige Festigkeit erreicht, so daß es in einem gekrümmten Verlauf gebogen werden kann. Das aufgeschäumte Produkt benötigt an diesem Punkt noch einige weitere Minuten Härtedauer bei einer Temperatur von ungefähr 82°C. bevor es fertig ist. um aus der Form entnommen werden z.u können.

Wegen der Biegsamkeit der Form 25 kann diese in einem geschlossenen Bogen gekrümmt werden und wird vorzugsweise im Ofen schraubenförmig geführt. Dies ermöglicht der Form 25. an ihrem Eintritt in den Ofen 43 in einem konstanten Krümmungsradius gebogen zu werden, der während ihres ganzen Durchlaufs aufrechterhalten wird. Daher wird nur eine leichte Biegung mit minimaler Beanspruchung und Bewegung des Inhalts auf die Form 25 und ihren Inhalt ausgeübt, wobei diese Biegung ungestört für einige Minuten des Durchgangs durch den Ofen 43 aufrechterhalten wird.

Zur Einstellung des seitlichen Abstands jeder Windung der Form auf ihrer schraubenförmigen Bahn ;m Ofen 43 wird die Form 25 in eine Anfangsstcllung durch im allgemeinen vertikal angeordnete Führungsrollen geführt.

Da die Formteile sich im Betrieb strecken oder '.orangem, sind Aufnahmerollen vorgesehen, die die Form 25 nach außen in einen etwas größeren Radius drucken, wozu extrem stark vorgespannte Federn oder sorzugsweise pneumatisch vorgespannte Vorrichtunger, zum Auseinanderdrücken der vielen Windungen iienc-n.

Nach dem Verlassen des Ofens 44 tritt die Form 25 in die Trennstation 45 (Fig. 6) ein. Dort werden die Formteile durch Trennrollen voneinander getrennt und das Produkt 100 wird daraus entnommen und in einen Behälter 117 geführt Anschließend leiten Führungen 97 f F i g. 6) jeden entsprechenden Formteil zu Spannbögen 46 und 49. wo sich ihre Bahnen trennen und der beschriebene Kreislauf beginnt von neuem, nachdem die Form ggf. gereinigt und mit einem Formtrennmittel versehen wurde.

Man erkennt daß dank der erfindungsgemäßen Bahnführung hohe Produktionsgeschwindigkeit trotz langer Aushärtzeit erreicht werden kann. In einem ausgeführten Beispiel wird bei achtundvierzig Windungen der Form mit einem Radius vor. \2 Metern, wobei die Form zusätzlich durch die Öfen 42 und 44 läuft und bei einer Aushärtzeit für das aufgeschäumte Produkt

von 12 Minuten eine Formgeschwindigkeit von 30 Metern pro Minute erreicht. Dabei ist die große Länge der Form wegen der selbsttragenden, selbstschließenden und biegsamen Eigenschaften der Form nicht besonders umständlich oder schwierig zu handhaben.

Andere Bahnformen als die beschriebene sind erfindungsgemäß möglich. Einige Beispiele sind schematisch in F i g. 7 bis 11 dargestellt.

Im Beispiel der Fig. 7 verläuft der äußere Formteil 125 in einer langgestreckten, durchgehenden Schleife um den inneren Formteil 126. Ein Ofen 127 ist angeordnet, um den Bereich der Bahn zu beheizen, in dem die Form geschlossen ist. Am Anfang dieses Bereichs is* die Bahn im Ofen 127 nach unten geneigt, um ein Entweichen des Gases aus dem aufgeschäumten Produkt, wie bereits beschrieben, zu ermöglichen. Die Bogen an den Enden der Bahn haben nahezu gleichen Durchmesser und schließen im wesentlichen einen Winkel von 180" ein.

Die Formbahn gemäß F i g. 8 unterscheidet sich davon durch die Radien an den Enden der geschlossenen Schleife. Der äußere Formteil 128 bildet eine durchgehende verlängerte Schleife um den inneren Formteil 129, und der Ofen 130 ist im allgemeinen hufeisenförmig ausgebildet, um den geschlossenen Bereich des Formverlaufes zu umschließen.

GerräB F i g. 9 folgt ein äußerer Formteil 131 einer nahezu rechteckigen Bahn um den inneren Formteil 132. Eine derartige Anordnung erfordert relativ kleine Umlenkbögen, die durch geradlinige Strecken unterbrochen sind. Statt nahezu l80°-Umlenkbögen an den Enden der Verlängerung, wie in Fig. 1 gezeigt, enthalten derartige Enden zwei 90°-Bögen. Variationen in der Anordnung der Bögen der erfindungsgemäßen Formbahn können beliebige Bogenverläufe zwischen denen in F i g. 7 und 9 einnehmen, wobei die paarweise angeordneten 90°-Biegungen an den Enden der Bahn in F i g. 9 äquivalent zu den 180° -Biegungen an den Enden der Bahn gemäß F i g. 7 sind. Der Ofen 133 in F i g. 9 ist nahezu U-förmig ausgebildet, um den geschlossenen Bereich der Formbahn zu beheizen. Der Ofen 133 kann, falls gewünscht, leicht in drei geradlinige Öfen aufgeteilt werden.

Fig. 10 zeigt eine Mehrschleifenanordnung der Formbahn nach F i g. 7. Der äußere Formteil 135 bildet eine durchgehende Schleife um den inneren Formteil 136. wobei wenigstens eine doppelte Rücklaufbahn in einer derartigen Schleife vorgesehen ist. Der Ofen 137 ist in einer rechteckigen in der Mitte offenen Ausführung angeordnet, um den geschlossenen Bereich de- Formbahn zu umgeben. Die allgemeine Bah", wie sie in F i g. 10 dargestellt ist. kann Raum sparen und die Wirksamkeit der Vorrichtung mit wendeiförmiger Bahn, wie sie in F i g. 1 bis 6 dargestellt ist erhöhen. Die verlängerte ovale Schleife des geschlossenen Bereiches der Formbahn kann in jeder gewünschten Windungszahl wiederholt werden, wobei bei gleicher Gesamthöhe und Breite der Maschine eine größere Formlänge durch eine derartig verlängerte Bahn laufen kann, als in der kreiswendelförmig angeordneten, beschriebenen Bahn.

F i g. 11 zeigt eine Mehrschletfenanordnung des geschlossenen Teils der Formbahn, die der Bahn mit einer einzigen Schleife gemäß F i g. 8 ähnlich ist Der äußere Formteil 138 bildet eine geschlossene Schleife um den inneren Formteil 139, wobei ein im allgemeinen zylindrischer Ofen !40 den geschlossenen Teil der Formbahn umschließt Vollständige Schleifen der geschlossenen Bahn der Form können für so viele

Schleifen wie gewünscht wiederholt werden. Der relativ große Radius des geschlossenen Schleifenteils des Formverlaufs ermöglicht eine geringe Abbiegung der Form, währen! das aufgeschäumte Produkt innerhalb der Formhohlräume enthalten ist. Die relativ kleinen Radien am offenen Bereich der Bahn sind möglich, da innerhalb der Formhohlräume an dieser Stelle kein aufijschäumtes Produkt enthalten ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   I.Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen eines schäumfähigen Materials zu einem geschäumten Profilstrang, die eine bandförmige, in geschlossener Bahn umlaufende, endlose Form, eine Einrichtung zum Einbringen des schäumfähigen Materials in die geöffnete Form, eine von der wieder geschlossenen Form durchlaufende Formungsstrecke zum Schäumen und Härten des zu formenden Materials und schließlich eine Einrichtung zum öffnen der Form und zum Entnehmen des geformten Stranges aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formungsstrecke über mindestens 180° und mehr als die halbe Länge der Bahn der Form (125, 126; 128,129; 131,132; 135,136; 138,139) erstreckt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsstrecke mehrere Schleifen umfaßt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß cfie Formungsstrecke eine im wesentlichen schraubenförmige Bahn umfaßt.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsstrecke vor einem ansteigenden Bereich einen geradlinig verlaufenden Bereich (42) aufweist, dessen Länge ausreichend für eine gelartige Verfestigung des Materials bemessen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsstrecke in dem geradlinig verlaufenden Pereich (42) fallend geneigt ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5. dadurch gekennzeichnet, daß C-.e Formungsstrecke beheizbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem dei Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (25) sich aus zwei endlosen, bandförmigen Formteilen (26, 27) zusammensetzt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer (26) der beiden Formteile (26,27) radial innerhalb des anderen (27) angeordnet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formteile (26, 27) derart formschlüssig ineinandergreifen, daß sie dem Druck des schäumenden Materials ohne äußere Abstützung standhalten.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 — 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formteil (26) den anderen (27) mit zwei Schenkeln (29) auf gegenüberliegenden Seiten umfaßt und daß die Schenkel einersetis und der von ihnen umfaßte Formteil (27) andererseits mit zusammenwirkenden Vorsprüngen (28,30) versehen sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (29) von ihren Vorsprüngen (30) zu ihren äußeren Enden (33) hin abgeschrägt (34) sind.