DE3301677C2

DE3301677C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Polyurethan-Formteilen

Info

Publication number: DE3301677C2
Application number: DE19833301677
Authority: DE
Inventors: Josef 5000 Köln Hey
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1983-01-20
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1989-03-16
Also published as: DE3301677A1

Abstract

Bei der Herstellung von Formteilen, bei denen ein Reaktionsgemisch in ein teilbares Werkzeug (2, 3) gefüllt wird, ist ein Materialaustrieb in der Werkzeugtrennebene (1) oft nicht zu vermeiden. Die Entfernung eines Materialaustriebs ist einfach, wenn im Materialaustrieb entlang der Formteilkontur bewußt ein Stabilisierungswulst erzeugt wird. Besonders bewährt sich diese Art der Besäumung bei PUR-Formteilen mit und ohne Integralschaumcharakter und solchen Formteilen, die zum Zwecke der Vergütung ihrer Oberfläche unter Anwendung des IMC- bzw. IMP-Verfahrens beschichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyurethan-Formteilen, bei dem ein Reaktionsschaumgemisch in ein teilbares Werkzeug gefüllt wird, wo es unter Ausfüllung des Werkzeughohlraumes ausreagiert und sich dabei unter dem Schäumdruck bzw. dem Fülldruck in der Werkzeugtrennebene am Formteil ein Materialaustrieb mit einer Sollbruchstelle am Übergang zum Formteil bildet und der Materialaustrieb als Ganzes entfernt wird. Das Verfahren ist anwendbar für die Herstellung von Formteilen mit und ohne Integralschaumcharakter sowie von Formteilen, deren Oberflächen zum Zwecke der Vergütung unter Anwendung des sogenannten »In-Mould-Coating« bzw. des »In-Mould-Painting-Verfahrens« beschichtet sein können.

Nach der Entformung muß der in der Werkzeugtrennebene und gegebenenfalls an vorhandenen Losteilen entstandene Materialaustrieb, die sogenannten »Schwimmhäute«, mittels geeigneter Messer, Scheren oder anderer, gegebenenfalls heißer Schneidewerkzeuge, Schleifpapier oder Schleifbürsten entfernt werden.

Bei den Formteilen darf bei dieser Besäumung die in vielen Fällen zur dekorativen Ausgestaltung genarbte Oberfläche möglichst nicht verletzt werden, was ein besonders sorgfältiges und damit zeitaufwendiges Vorgehen bedingt

Besonders kritisch wird das Besäumen, wenn vor Einfüllen des Reaktionsgemisches der Werkzeughohlraum mittels des In-Mould-Painting- oder des ln-Mould-Coating-Verfahrens beschichtet wurde und nach der Entformung ein auf diese Weise oberflächenvergütetes Formteil vorliegt Hier führen Verletzungen der Oberfläche des fertigen Artikels zu schwer reparablen Teilen, wenn

to nicht gar zu Ausschuß.

Um den Austrieb als Ganzes entfernen zu können, ist es zwar bekannt (DE-AS 20 33 966), exakt an der Übergangsstelle vom Formteil zum Austrieb in die Formtrennfläche einer der Formwerkzeughälften Stifte einzusetzen bzw. darauf Erhebungen anzubringen und in die Formtrennfiäche der anderen Formwerkzeughälfte mit den Stiften bzw. Erhebungen korrespondierende Vertiefungen vorzusehen, um als Sollbruchlinie eine Perforation des Austriebs zu erzielen. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß das Einsetzen der Stifte bzw. Anbringen der Erhebungen sowie das exakte Anbringen der korrespondierenden Vertiefungen mit der erforderlichen geringen Toleranz außerordentlich aufwendig ist Passen Stifte bzw. Erhebungen nicht exakt in die Vertiefungen, werden sie zerstört und können unerwünschte Undichtigkeiten des Formwerkzeugs verursachen. Die Perforation des Austriebs hat den Nachteil, daß beim Abreißen entlang dieser Sollbruchlinie kleine Spitzen des Austriebs stehenbleiben, welche durch Nachbearbeitung entfernt werden müssen, was wiederum die Beschädigungsgefahr für die Formteiloberfläche beinhaltet Auch ist ein Einreißen des Austriebs bzw. Abreißen einzelner Stücke nicht vermeidbar.
Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit ein sauberes Abtrennen des Austriebs vom Formteil sichergestellt und die zweckentsprechende Gestaltung der Vorrichtung möglichst einfach ist
Aufgabe der Erfindung ist jes, beic*. Formteilen, wo ein Austrieb nicht zu vermeiden ist. Maßnahmen vorzuschlagen, um den Austrieb auf einfache Weise zu entfernen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Werkzeugtrennebene entlang der gesamten Formteilkontur parallel und nahe neben dem Werkzeughohlraum verlaufend im Austrieb ein stabilisierender Materialwulst erzeugt wird und der Materialaustrieb mittels dieses Wulstes vom Formteil entfernt wird.

so Es wird also in dem in vielen Fällen unvermeidlichen Austrieb bewußt ein Wulst erzeugt, wodurch dann eine pinfache Entfernung des gesamten Austriebs, z. B. durch einfaches Abreißen, ermöglicht wird. Selbst wenn der Austrieb mit einem Beschneidewerkzeug abgetrennt wird, tritt durch den Wulst eine solche Stabilisierung ein, daß Beschädigungen des Formteils praktisch vermieden werden können, da das Beschneidewerkzeug beim Handhaben eine Führung zwischen Formteil und Wulst hat.

Beim In-Mould-Painting- und beim In-Mould-Coating-Verfahren werden die beiden Werkzeiighälften vor dem Befüllen mit Reaktionsgemisch mit dem Beschichtungsmaterial eingesprüht. Da hierbei die Dichtflächen in der Werkzeugebene nicht abgedeckt werden, ergibt sich als Schwierigkeit, diesen dünnen Beschichtungsfilm, der vielfach nach der Entformung des Formteils durch elektrostatische Aufladung an dessen Oberfläche klebt, zu entfernen.

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Mit Hilfe des Wulstes wird dieses Problem gelöst:

Der Beschichtungsfilm haftet an dem Wulst, wird dadurch fixiert d. h. kann sich nicht auf die Formteiloberfläche auflegen und kann zusammen mit dem Wulst leicht entfernt werden. Der Wulst sollte überall in der Trennebene ausgebildet sein, damit der Austrieb in einem Stück einfach abgerissen werden kann. Es versteht sich, daß selbst wenn an einer Stelle einmal der Wulst nicht ausgebildet sein sollte und somit das Abreißen in diesem Bereich unterbrochen ist und von neuem angesetzt werden muß, gegenüber der bisher üblichen Besäumung erhebliche Zeitersparnisse erreicht werden.

Die neue Vorrichtung zur Herstellung von Polyurethan-Formteilen geht aus w>n einer Vorrichtung, bestehend aus einer Mischvorrichtung und einem Formwerkzeug, letzteres bestehend aus einer oberen Formwerkzeughälfte und einer unteren Formwerkzeughälfte, welche mit ihren Dichtflächen zusammenpreßbar sind und im Formwerkzeug einen mit Reaktionsgemisch befüllbaren Formhohlraum bilden, welcher identisch mit der Aiißenkontur des geschäumten Formteils ist> wobei um den Formhohlraum herum in wenigstens eine-· der beiden Formwerkzeughälften ein Steg verläuft

Das Neue ist darin zu sehen, daß der Steg durch eine um den Formhohlraum umlaufende Nut gebildet ist, so daß der Steg Formhohlraum und Nut voneinander trennt.

Dadurch wird die Bildung eines stabilisierenden Wulstes im Austrieb erreicht Die Fertigung einer solchen Nut ist recht einfach; sie braucht lediglich in die Dichtfläche eingefräst werden, wodurch gleichzeitig der Steg gebildet wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Stegbreite kleiner als 0,5 mm ist, vorzugsweise um 0,1 mm.

Diese Ausführung gewährleistet daß beim Abreißen des Austriebs keine Reste am Formteil hängenbleiben. Benutzt man ein Schneidwerkzeug, so dient die der Stegbreite entsprechende Schwachstelie des Austriebs zwischen Formteil und Wulst in vorteilhafter Weise als Führung für die Schneide. Es bedarf nur weniger Vorversuche, bei einem gegebenen Polyurethan-System und gegebenenfalls einem gegebenen Coating, die um den Hohlraum im Werkzeug umlaufende Form und Größe der Nut und des Steges zu bestimmen. Der Steg sollte möglichst schmal sein, damit am Formteil kein »Grat« sichtbar und fühlbar ist.

Nach einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist die Nut halbrunde Querschnittsform aaf und ist 3 bis 6 mm breit

Auf diese Weise läßt sich der Wulst besser aus der Nut entformen.

Es kann notwendig sein, auch für die Nut besondere Entlüftungsschlitze vorzusehen, damit die in der Nut vorhandene Luft verdrängt werden kann und sich ein gleichmäßiger Stabilisierungswulst ausbilden kann.

Vorteilhaft ist auch eine Rändelung des Steges, um hier die Dichtwirkung zum Formhohlraum herabzusetzen, damit sich die Nut stets füllt.

In der Zeichnung ist das Formwerkzeug der neuen Vorrichtung im Schnitt im Abriß dargestellt Es handelt sich um ein Formwerkzeug zur Herstellung einer Kopfstütze für Kraftfahrzeuge:

Die Werkzeugtrennebene ist als Dichtfläche 1 zwischen einer oberen Formwerkzeughälfte 2 und einer unteren Formwerkijrughälfte 3 ausgebildet. In diesem Beispiel ist nur in der unteren Formwerkzeughälfte 3 eine um den Formhohlraum 4 umlaufende, näherungsweise halbkreisförmige Nut 5 eingefräst. Ihr Durchmesser beträgt etwa 4 mm. Zum Formhohlraum 4 bleibt in der Dichtfläche 1 ein Steg 6 stehen, der 0,05 mm breit ist und eine Rändelung aufweist Die Kopfstütze ist mit einer Metalleinlage 7 versehen.

In diesem Beispiel werden die beiden ca. 45° C warmen Formwerkzeughälften 2, 3 zunächst mit einem Trennmittel und dann mit farbigem Lack eingesprüht Es ist unvermeidlich, daß dabei auch die Dichtfläche 1 mit Lack bedeckt wird. Nach kurzer Ablüftzeit wird in das verschlossene Formwerkzeug ein Polyurethan-Reaktionsschaumgemisch eingebracht Nach 3 bis 5 Minuten kann das Formteil entnommen werden.

Die Entfernung des Austriebs ist dank des umlaufenden Wulstes durch einfaches Abreißen sehr leicht möglich. Der schmale Steg zwischen Formteil und Wulst wirkt als Sollbruchstelle. Die Oberfläche des Formteils wird durch das Besäumen nicht beschädigt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

33 Ol 677 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von PUR-Formteilen, bei dem ein Reaktionsschaumgemisch in ein teilbares Werkzeug gefüllt wird, wo es unter Ausfüllung des Werkzeughohlraums ausreagiert und sich dabei unter dem Schäumdruck bzw. dem Fülldruck in der Werkzeugtrennebene am Formteil ein Materialaustrieb mit einer Sollbruchstelle am Obergang zum Formteil bildet und der Materialaustrieb als Ganzes entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Werkzeugtrennebene entlang der gesamten Fonnteilkontur parallel und nahe neben dem Werkzeughohlraum verlaufend im Austrieb ein stabilisierender Materialwulst erzeugt wird und der Materialaustrieb mittels dieses Wulstes vom Formteil entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Herstellung von PUR-Fonnteilen nach !Patentanspruch 1, bestehend aus einer Mischvorrichtung und einem Formwerkzeug, letzteres bestehend aus einer oberen Formwerkzeughälfte und einer unteren Formwerkzeughälfte, welche mit ihren Dichtflächen zusammenpreßbar sind und im Formwerkzeug einen mit Reaktionsgemisch befüllbaren Formhohlraum bilden, welcher identisch mit der Außenkontur des geschäumten Formteiis ist, wobei um den Formhohlraum herum in wenigstens einer der beiden Formwerkzeughälften ein Steg verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (6) durch eine υτϊ den Formhohlraum (4) umlaufende Nut (5) gebildet ist so daß der Steg (6) Formhohlraum (4) und Nut (5) voneinander trennt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegbreite kleiner als 0,5 mm ist, vorzugsweise um 0,1 mm.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) halbrunde Querschnittsform aufweist und 3 bis 6 mm breit ist