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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteiles aus Flocken eines Schaumkunststoffes, insbesondere eines Recyclingkunststoffschaumes, bei dem die Flocken aus Recyclingkunststoff in einer vorbestimmbaren Grössenordnung und/oder mit unterschiedlichen Härten in einem vorbestimmbaren Mischungsverhältnis gemischt werden, worauf die Flocken aus Kunststoffschaum mit einem flüssigen Rohmaterial eines Kunststoffes vermischt und oberflächlich beschichtet werden, worauf sie In eine Form eingebracht und zu einer zusammenhängenden Zellstruktur verbunden werden sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Formteiles und einen damit hergestellten Formteil.
Es ist bereits bekannt - gemäss EP-A 1-0 350 807 -, Formteile aus Schaumstoffplatten herzustellen.
Diese Schaumstoffplatten bestehen aus Schaumstoffgranulaten, aus einem welchen Schaumstoff mit einer Korngrösse von 2 mm bis 20 mm und weiteren Füllstoffen, wie z. B. Korkgranulat, Gummigranulat, Kreide, Kalziumkarbonat, Hartpolyurethanabfällen oder thermoplastischen Kunststoffabfällen mit einer Korngrösse von 2 mm bis 20 mm, die in einem aus Pnmärmaterial gebildeten Schaumstoff verteilt eingeschäumt sind.
Zur Herstellung eines Formteiles aus einer derartigen Schaumstoffplatte werden die Zellstege und Zellwände des Kunststoffschaumes zwischen den einzelnen Flocken des Schaumstoffgranulates und/oder der Füllstoffe und natürlich auch die Zellstege und Zellwände der Schaumstoffgranulate und gegebenenfalls der Füllstoffe bleibend plastisch verformt. Die Verformung der Schaumstoffplatten zu diesen Formteilen erfolgt durch Einwirkung von Hitze und Druck auf die Schaumstoffplatten, die nach Herstellung eines Schaumstoffblockes durch Zerschneiden desselben gewonnen werden. Bei derartigen Formteilen ist es schwierig, die Dichte bzw. Raumgewichte in den einzelnen Bereichen eines derartigen Formteiles auf gewünschte Werte einzustellen.
Ein Schaumstoff-Formkörper mit verschiedenen Dichtebereichen sowie ein Verfahren und ein Formwerkzeug zu deren Herstellung ist aus der EP-A2-0 492 201 bekannt geworden, wobei der Formkörper aus Polyolefinpartikelschaumstoffen mit einer mittleren Dichte gebildet Ist und mindestens zwei verschiedene Bereiche aufweist, deren Dichte sich voneinander unterscheiden. Zusätzlich soll eine Übergangszone zwischen den verschiedenen Dichtebereichen eine Dicke von nicht mehr als 25 mm aufweisen. Dies wird dadurch erzielt, dass in eine Form bzw deren Formhohlraum herausziehbar Trennwände eingesetzt werden, welche diese In mindestens zwei Kammern unterteilt.
Die beiden durch die Trennwand getrennten Kammern werden mit Füllungen unterschiedlicher Dichte befüllt und erst nach dem Herausziehen der Trennwände durch Einleiten von Dampf oder Heissluft In die Form, die Partikel erhitzt, sodass sie erweichen, sich ausdehnen und miteinander verschweissen. Dadurch ist ein Formkörper geschaffen worden, welcher unterschiedliche Dtchtebereiche aufweist und so die gewünschten mechanischen Eigenschaften an diesen erfüllt.
Ein weiteres Verfahren sowie eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines bahnförmigen Schichtmaterials aus einzelnen Schaumstofftei ! chen ! st aus der EP-A2-0 048 836 bekannt geworden, wobei die das bahnförmige Schichtmaterial bildenden Schaumstoffteilchen auf einer eigenen Förderstrecke aufgestreut und während des Förderns oberflächlich vorgewärmt werden und anschliessend die so vorgewärmten Schaufstoffteilchen einer freien Fallstrecke zugeführt und während des Fallens oberflächlich weiter und höher erwärmt werden. Am Ende des freien Falles werden diese aufgeschüttet und zu einer Bahn vorverdichtet. Anschliessend daran erfolgt eine Vorverdichtung der Bahn unter gleichzeitigem Abkühlen, wobei auch eine Kalibrierung erfolgen kann.
Dabei erfolgt das Zuführen sowie Erwärmen der einzelnen Schaumstoffteilchen kontinuierlich, wobei die Anhaftung der einzelnen Teilchen aneinander bedingt durch die oberflächliche Erwärmung und dem daran anschliessenden Zusammenfügen derselben erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie einen damit hergestellten Formteil zu schaffen, der beliebige, unterschiedliche räumliche Ausgestaltungen aufweist und eine gezielte, universelle Anpassung der Dichtverhältnisse in den einzelnen Ouerschnittsberel- chen des Formteiles ermöglicht.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die aus dem Zwischenlagerbehälter an die Wiegevornchtung abgegebene Gemischmenge nur genngfügig zwischen 3 % und 15 %, bevorzugt zwischen 5% und 10%, über der Menge liegt, die zur Herstellung eines Formteiles in eine Form einzufüllen Ist und dass unter Kontrolle durch die Wiegevorrichtung mit der Fördervorrichtung eine exakt dem Einfüllgewicht entsprechende Gemischmenge an die Fördervorrichtung weitergeleitet wird. Bei einem
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engen Grenzen eingehalten werden kann.
Weiters kommt es durch das Einbringen der zur Herstellung des Formteiles benötigten Matenalien, insbesondere der Flocken, aus den verschiedenen Kunststoffen oder Füllmaterialien in einen geschlossenen Hohlraum zu einer gleichmässig dichten Füllung aufgrund des Eintragens mit einem Luftstrom und der dadurch gleichmässig dichten Einlagerung der Matenalien, die In etwa auf dem Luftstrom schwimmend eingetragen werden. Dadurch welsen die Formteile über ihren gesamten Querschnittsbereich eine gleichmässige Dichte auf.
Daher ist es auch möglich, Formhohlräume
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mit unterschiedlichen räumlichen Ausgestaltungen bzw. unterschiedlichen Dicken, Breiten oder Längen mit einer gleichmässigen Menge und damit mit einer etwa gleichbleibenden Dichte an Flocken bzw. Füllmaterialien zu füllen. Dadurch können Formteile mit über ihren gesamten Querschnitt annähernd gleichen Eigenschaften, z. B. Schalldämmeigenschaften oder Festigkeitswerte, erzielt werden, wie dies bisher bel der Einbringung in eine offene Form durch die beim Einschütten entstehenden, ungleichen Verlagerungen der Menge der Flocken und Füllmatenallen nicht Immer möglich war.
Durch die Massnahmen nach Patentanspruch 2 ist es weiters möglich, ohne nachfolgende thermische Verformung oder sonstige Druck- und Temperaturbehandlung Formteile herzustellen, die, über Ihren Querschnitt gesehen, mit unterschiedlich dichten bzw. festen Bereichen aus demselben Grundmaterial hergestellt sind.
Dadurch kann auch bei Dichten, die über das Einblasen beim Einbringen der Flocken und Füllmaterialien nicht mehr erzielbar sind, durch das Verdichten der noch unverbundenen bzw. losen Flocken und Füllmaterialien ein höheres Raumgewicht, gegebenenfalls auch über die gesamte Raumform des Formteiles, erzielt werden, und es wird dabei die Verbindungsstruktur der einzelnen Flocken und Füllmate- rialien nicht nachteilig beeinflusst, da der Aufbau des die einzelnen Flocken und Füllmaterialien untereinander haltenden bzw. verbindenden Zellgerüstes erst in der bereits verdichteten endgültigen Form erfolgt.
Damit ist es möglich, höher beanspruchbare Formteile in einer festen Bindung auch mit einem derartigen Verfahren unter Anwendung solcher Flocken herzustellen.
Durch das Vorgehen nach Patentanspruch 3 kann die Dichte des Raumgewichtes bzw. die Festigkeit einzelner Bereiche des Formteiles nur durch eine Erhöhung des Volumens beim Einbringen der Flocken bzw. Füllmaterialien in einfacher Welse bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, durch die Anordnung
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ten Formteile einfach und rasch herzustellen.
Durch den Transport in einem Luftstrom gemäss Patentanspruch 4 ist ein gleichmässig dichtes Füllen des Formhohlraumes mit Flocken bzw. Füllmaterialien möglich.
Vorteilhaft ist bei einem Verfahrensablauf nach Patentanspruch 5, dass dadurch eine beliebige Zusammensetzung zwischen Flocken und Füllmaterialien einfach erreicht werden kann und durch die exakte Festlegung der Füllmenge, bezogen auf den Formhohlraum, während der Füllung eine einheitlich gewünschte Dicke und/oder Dichte erzielbar ist.
Vorteilhaft ist durch die Massnahme nach Patentanspruch 6, dass eine entsprechende Abströmgeschwindigkeit des Gases bzw. der Luft, welche zur Förderung der Füllmaterialien benutzt wird, der Füllgrad bzw.
Schwebezustand, in dem die Flocken bzw. Füllmaterialien in dem Gas bzw. der Luft gehalten werden, einfach eingestellt werden kann.
Durch die Massnahme nach Patentanspruch 7 wird verhindert, dass die Lüftungsöffnungen, die gegebenenfalls beim Befüllen auch mit Teilen des Rohmatenals gefüllt werden, während des Reaktionsvorganges verkleben, und es tritt damit sofort eine Selbstreinigung dieser Lüftungsöffnungen ein.
Vorteilhaft ist auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 8, da dadurch die Wartungskosten und Herstell- kosten der Form gering gehalten werden können.
Die Erfindung umfasst weiters auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteiles mit mehreren Aufnahmebehältern für Teile oder Flocken aus Kunststoffschaum, einer dem Aufnahmebehälter, insbesondere nachgeordnete Zerkleinerungsvorrichtung für die Teile bzw. Flocken, welcher ein Wiegebehälter zugeordnet ist, dessen Auslass In eine Mischvorrichtung mündet, in die auch Leitungen von Aufnahmekessein für das Rohmaterial münden, zur Durchführung des Verfahrens.
Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorrichtung ein Zwischenlagerbehälter nachgeordnet ist, der mit einer Wiegevorrichtung versehen Ist und der über eine Fördervorrichtung, z. B. ein Fördergebläse oder einen Schneckenförderer mit einem Einlass bzw. einem Auffangtrichter eines Fördergebläses verbunden ist, welches über eine bedarfsweise kuppelbare Zufuhrleitung mit dem Formhohlraum verbunden ist. Vorteilhaft ist bei dieser Anlage, dass damit in einem Arbeitsgang von den Teilen bzw. den Flocken über die Zusammenmischung der unterschiedlichen Flocken aus den verschiedenen Teilen und die Vermischung des Rohmaterials in einem Arbeitsgang erfolgen kann und eine Zwischenlagerung bzw. die Herstellung eines Halbfabrikates vermieden wird.
Durch die Möglichkeit der Festlegung des Chargengewichtes für einen Formteil vor dem Einbringen In den Formhohlraum, kann die Dichte desselben einfach vorherbestimmt werden. Durch das Fördergebläse wird dann erreicht, dass der Formhohlraum vor dem Einbringen der Flocken bzw. der mit Rohmaterial beschichteten Flocken bzw. Rohmaterialien bereits geschlossen werden kann, wodurch ein gleichmässig dichtes Eintragen und Einlagern derselben im Formhohlraum über den gesamten Querschnitt erzielt werden kann.
Durch die Ausbildung der Vomchtung nach Patentanspruch 10 ist es durch den angeordneten Zwischenlagerbehälter möglich, eventuelle Gewichtsdifferenzen, die bei der Förderung entstehen können, auszugleichen, sodass sichergestellt ist, dass immer eine ausreichende zur Füllung der Form zur Herstellung
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eines Formteils vorhandene Menge an Gemisch zur Förderung durch die Fördervorrichtung zur Verfügung steht.
Durch die Ausbildung der Form nach Patentanspruch 11 und die wahlweise Verwendung der Lüftungs- öffnungen für das Abströmen des Transportgases, Insbesondere der Luft des Fördergebläses, können diese auch bei manchmal stattfindendem Eintritt von Rohmaterial freigehalten bzw. sofort wieder gereinigt werden, und es können diese ausserdem zum Positionieren von Deklagen bzw Verstärkungselementen oder Einlageteilen im Bereich der Formflächen herangezogen werden.
Schliesslich ist es durch die Ausbildung nach Patentanspruch 12 möglich, in einen Formteil In einander unmittelbaren Querschnittsbereichen bereits vor der Vernetzung bzw. der Verbindung der einzelnen Flocken über den Kunststoffschaum aus Primärmaterial unterschiedliche Dichten zu erzielen, sodass damit auch Bauteile gleicher Dicken jedoch unterschiedlicher Dichte In einem Arbeitsgang herstellbar sind.
Die Erfindung umfasst auch einen mit dem Verfahren sowie der Vomchtung hergestellten Formteil aus über ein Zellgerüst eines Kunststoffschaums aus Primärmaterial untereinander verbundenen Flocken aus Kunststoffschaum, insbesondere aus Kunststoffweichschaum, mit gegebenenfalls einer zumindest auf einer Oberfläche angeordneten Decklage.
Dieser Formteil ist dadurch gekennzeichnet, dass das durchschnittliche Raumgewicht von vorbestimmten Volumsteilen aus unterschiedlichen Querschnittsscheiben des Formteils bezogen auf das Ausgangsvolumen gleich hoch ist, oder die Dichte der unterschiedlichen Volumsteile sich nur um den Verdichtungsfaktor der vorbestimmten Verdichtung in der jeweiligen Querschnittsscheibe voneinander unterscheiden. Vorteilhaft Ist hierbei, dass nunmehr Formteile hergestellt werden können, die unabhängig von ihrer räumlichen Verformung und von der jeweiligen Wandstärke In diesen unterschiedlichen Bereichen bzw. deren Dicke jedes beliebige Dichteverhältnis bzw. Raumgewicht aufweisen können. So ist es vor allem auch möglich, unabhängig von den unterschiedlichsten Dicken bzw.
Konturverläufen eines räumlich geformten Formteiles über dessen gesamten Querschnitt ein auf ein einheitliches Volumen rückbezogenes, gleichmässiges durchschnittliches Raumgewicht zu erzielen. Darüber hinaus Ist es in vorteilhafter Weise aber auch möglich, gewisse Bereiche eines derartigen Formelementes ohne thermische Verformung bzw. Crackung bewusst durch Erhöhung der Dichte gegenüber den benachbarten Bereichen zu verstärken. Weiters Ist dabei vorteilhaft, dass bereits das Raumgewicht in den unterschiedlichen Querschnittscheiben des Formtells beim Befüllen der Form, also bevor eine Vernetzung bzw.
Verbindung der Flocken über den eingebrachten aus Primärmaterial bestehenden Kunststoffschaum erfolgt, die Dichte bzw. das Raumgewicht In den unterschiedlichen Querschnittscheiben an die jeweiligen produktspezifischen Erfordernisse angepasst werden kann. Es ist beispielsweise möglich, dass im Befestigungsbereich durch die höhere Menge an eingebrachten
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Verformung-un Dämpfungseinheiten über den gesamten Formteil erzielt werden.
Vorteilhaft Ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 14, da sich dadurch über die Bindung der Flocken durch den über das Primärmateriai hergestellten Kunststoffschaum ausreichend widerstandsfeste Formteile herstellen lassen.
Eine Anpassung an unterschiedliche Beanspruchung Ist durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 15 möglich.
Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 16 wird die Herstellung eines Formteiles mit kaum messbaren Unterschieden im Raumgewicht bzw. der Dichte ermöglicht. Weiters können derart hergestellte Formteile unter Verwendung von Recyclingmaterialien, beispielsweise auch für sehr anspruchsvolle Bauteile, wie beispielsweise Sitzpolster verwendet werden, da auch gefühlsmässig keine Dichteunterschiede feststellbar sind.
Von Vorteil ist weiters eine Ausgestaltung nach Patentanspruch 17, wodurch es möglich Ist, ohne einen thermischen Crackvorgang, also auch bei einem Formteil mit geringem Raumgewicht, nur über die Verbindung durch den aus dem Rohmaterial gebildeten Kunststoff einen Formteil mit über seinen Querschnitt bzw. seine Raumform verteilten Zonen mit unterschiedlicher Dichte bzw. Raumgewicht herzustellen.
Es ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Patentanspruch 18 möglich, durch welche eine gezielte Zufuhr einer höheren Menge von Flocken aus Kunststoffschaum in jene Bereiche, die eine höhere Dichte aufweisen sollen, möglich ist. Dadurch können unterschiedlich verdichtete bzw. ein unterschiedliches Raumgewicht aufweisende Bereiche eines Formteiles einfach hergestellt werden. Vor allem bedarf die Herstellung solcher Formteile mit Bereichen mit unterschiedlicher Dichte bzw. unterschiedlichem Raumgewicht keines weiteren Bearbeitungsvorganges, wie eines thermischen Verdichtungs- und Crackvorganges und wird dadurch trotz der höheren Dichte auch das Herstellen von nach wie vor elastisch federnden Zonen auch in Querschnittsbereichen bzw. Bereichen mit einer höheren Dichte ermöglicht.
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 19 kann der Formteil in einem Arbeitsgang auch dann hergestellt werden, wenn in einzelnen Bereichen eine unterschiedliche Dichte bzw. ein unterschiedliches,
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beispielsweise höheres Raumgewicht benötigt wird, und es können Kleberschichten eingespart werden.
Dazu kommt, dass durch die einstückige Herstellung ein Formteil aus einem Guss, der auch einen entsprechend guten Zusammenhalt aufweist, hergestellt werden kann.
Es Ist aber auch mit Vorteilen eine Weiterbildung nach Patentanspruch 20 möglich, wodurch Formteile mit ihren einander unmittelbar benachbarten Bereichen unterschiedlicher Dichte, jedoch gleicher Dicke herstellbar sind, sodass beispielsweise bei Sitzpolstern jener Bereich, in dem das Hauptgewicht des Benutzers aufruht, also im Gesässbereich, der Verformung einen höheren Widerstand entgegensetzen kann, wie die unmittelbar benachbarten Bereiche, sodass die aus erfindungsgemässen Formteilen hergestellten Polster auch ohne Änderung der Konstruktion des Sitzgestells verwendet werden können.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausgestaltung nach Patentanspruch 21, da dadurch eine kostengünstige Herstellung derartiger Formteile, insbesondere dann, wenn die Flocken aus Altmaterial bzw. Recyclingmaterial hergestellt sind, erreicht werden kann. Dazu kommt, dass bei überwiegender Verwendung von Flocken aus Kunststoffschaum eine vorbestimmbare Elastizität des Formteiles erreicht werden kann, wodurch sich dieser besonders für Sitzpolster eignet.
Die Ausbildung nach Patentanspruch 22 ermöglicht die Herstellung von Formtelien mit geringem Raumgewicht, die jedoch mit Vorteil auch ein hohes elastisches Rückstellverhalten aufweisen.
Durch die Ausführungsvanante nach Patentanspruch 23 wird das Gewicht des Formteiles durch den zur Verbindung der Flocken untereinander und zu einem Formteil verwendeten Kunststoff nicht nachteilig erhöht, da der Anteil des zur Verbindung vorgesehenen Kunststoffes gering ist.
Eine ausreichend feste Bindung zwischen den Flocken und damit ein guter Zusammenhalt derselben und ein widerstandsfester Formteil wird durch die Ausführungsvariante nach Patentanspruch 24 erreicht, da das Primärmatenal mit diesem Raumgewicht eine hohe Haltekraft zwischen den Flocken ermöglicht.
Aufgrund der guten Haftungseigenschaften ist die Anwendung eines Primärmatenals nach Patentanspruch 25 von Vorteil.
Bei der Ausbildung nach Patentanspruch 26 kann die Elastizität eines Formteiles auch auf sehr hohe Werte eingestellt werden.
Durch die weitere Ausgestaltung nach Patentanspruch 27 wird eine gute Verbindung der einzelnen Flocken erreicht, sodass sich diese auch an der Oberfläche des Formteiles nicht leicht ablösen lassen und andererseits durch die den einzelnen Flocken innewohnende Elastizität, sowie die bei einer Druckbelastung mögliche elastische Verformung des Zellgerüstes trotzdem noch eine ausreichende Elastizität des Formteiles erreicht wird, die auch dessen Anwendung Im Bereich von hochbeanspruchten Sitzen, wie beispielswei- se in Fahrzeugen, Zügen, Flugzeugen und dgl. ermöglicht.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung nach Patentanspruch 28, wodurch aufgrund der Vorverdichtung eine entsprechende Veränderung der Federungscharakteristik der Flocken und damit der elastischen Eigenschaften des gesamten Formteiles ermöglicht wird, insbesondere kann dadurch das Rückfederungsverhalten der Formtelle bei Druckbeanspruchung einfach an unterschiedliche Bedürfnisse angepasst werden.
Durch die Ausführungsvariante nach Patentanspruch 29 wird neben der höheren Festigkeit aufgrund der grösseren Anzahl von Flocken eine stärkere Verfestigung und Bindung der Flocken und damit eine höher belastbare Zone in dem höher verdichteten Bereich des Formteiles erreicht. Damit Ist es meist ohne das Einlegen zusätzlicher Formtelle oder Verstärkungselemente möglich, die Befestigung der Formteile In diesen höher verdichteten Bereichen vorzunehmen bzw. dort Befestigungsmittel anzuordnen.
Durch die Ausführungsform nach Patentanspruch 30 wird eine partielle Verdichtung bzw. das Bilden von harten Zonen auch dann, wenn das Raumgewicht bzw. die Dichte dieser Flocken relativ hoch ist, verhindert und es wird ausserdem der Zusammenhalt des Formteiles bzw. dessen Reissfestigkeit Im wesentlichen durch das aus dem Rohmatenal hergestellte Zellgerüst vorgegeben und es kann ein Aufreissen und Aufplatzen des Formteiles im Bereich von grösseren Einschlüssen im Formteil verhindert werden.
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 31 ist es möglich, Formteile mit beliebiger unterschiedlicher Raumform in einem Arbeitsgang herzustellen, ohne dass ein thermischer Crack-oder Pressvorgang erforderlich ist.
Eine zusätzliche Verfestigung des Formteiles bzw. eine entsprechend ansehnliche Oberflächengestaltung wird durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 32 erreicht, wobei bei dieser Art der Herstellung des Formteiles, trotz des Aufbringens einer Decklage eine hohe Dampfdiffusion durch den Formteil hindurch möglich ist und keine gesonderte Kleberschicht zum Befestigen der Decklage benötigt wird.
Vorteilhaft ist aber auch eine weitere Ausgestaltung nach Patentanspruch 33, da vor allem dann, wenn die unterschiedlich harten Flocken in entsprechend dosierbarer Menge dem Formteil zugesetzt werden können, die Festigkeitseigenschaften eines derartigen Formteiles in weiten Grenzen variierbar sind.
Vorteilhaft ist die Verwendung der Materialien nach Patentanspruch 34, da eine Wiederverwendung der unterschiedlichsten Materialien auch in gemischter Form möglich wird.
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Durch den Einsatz von Flocken aus den Im Patentanspruch 35 angegebenen Materialien kann eine hohe Elastizität der Formteile auch dann erreicht werden, wenn die Flocken noch mit Textilien und/oder Folien beschichtet sind.
Ein höherfester Aufbau eines Formteiles kann durch die Merkmale im Patentanspruch 36 erzielt werden bzw. ist es durch einen anteiligen Zusatz dieser Matenalien zu den verschiedenen Weichschäumen bzw. Mittelhartschäumen möglich, die Härte eines Formteiles an unterschiedliche Einsatzzwecke, wie beispielsweise für die Schalldämmung oder für Verkleidungselemente in Kraftfahrzeugen oder dgl. anzupassen.
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 37 ist es möglich, durch einen geringen Zusatz derartiger Stoffe das Raumgewicht der Formteile einfach zu variieren, wobei durch den Zusatz von Natur und/oder Kunstfasern auch noch eine bessere Verbindung unterschiedlicher Bereiche im Formteil erzielt werden kann, da diese Fasern in Art von Zugbändern und zur grösser flächigen Verbindung von weiter distanzierten Zonen im Formteil verwendbar sind.
Eine festigkeitsmässige Anpassung des Formtelles an unterschiedliche Aufsatzteile ist durch die Ausbildung nach Patentanspruch 38 möglich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen : Ftg. 1 eine Anlage zur Herstellung eines erfindungsgemässen Formtelies In vereinfachter, schemati- scher Darstellung ;
Flg. 2 eine Form zur Herstellung eines Formteiles in vereinfachter, schematischer schaubildlicher
Darstellung ;
Fig. 3 die Form nach Fig. 2 in Stirnansicht, geschnitten, gemäss den Linien Ili-Iii in Fig. 2 und vereinfachter schematischer Darstellung mit einer in die Form eingelegten Decklage und einen zum Teil mit den Flocken aus Kunststoff gefüllten Innenraum ;
Fig. 4 die Form nach Fig. 2 oder 3 mit zur Vorverdichtung des Formteiles verstellten Formfläche in
Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung ;
Fig. 5 die Form nach den Fig. 2 bis 4 mit weiteren zur Vorverdichtung des Formteiles verstellten
Formfläche in Stirnansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung ;
Fig. 6 den endgültig vorverdichteten Formteil in der Form nach den Fig. 2 bis 5 und nach dem
Ausreagieren des flüssigen Kunststoffmaterials In vereinfachter schematischer Darstellung ;
Fig. 7 eine andere Ausbildung einer Form für einen erfindungsgemässen Formteil in Seitenansicht, geschnitten und vereinfachter schematischer Darstellung ;
Fig. 8 die Form nach Fig. 7 mit den in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich stark verdichteten
Flocken aus Kunststoffschaum ;
Fig. 9 einen erfindungsgemässen Formteil gemäss den Fig. 7 und 8 in vereinfachter, schematischer, schaubildlicher Darstellung.
In Fig. 1 Ist eine Anlage 1 zum Herstellen von Formteilen 2 gezeigt. Diese umfasst mehrere Aufnahmebehälter 3, 4 und Aufnahmekessel 5 für unterschiedliche Teile 6 aus Kunststoffschaum 7, 8, bevorzugt auch Abfälle aus Kunststoffschäumen für das Recycling.
Die In den einzelnen Aufnahmebehältern 3,4 enthaltenen Teile 6 können beispielsweise aus unterschiedlich harten Kunststoffschäumen oder Kunststoffschäumen mit oder ohne Beschichtungen bzw.
Deklagen oder dgl. bestehen. Als Materialien können bevorzugt jeweils einzelne oder in vorbestimmbaren, beliebigen Verhältnissen untereinander PUR (Polyurethan) -Welchschaumabfälle, PUR-Kalt- und/oder HeIss- formschaumabfälle, PUR-Weichschaumabfälle mit Textilien und/oder Folien beschichtet bzw. kaschiert, PUR-Verbundschaumabfälle, aber auch Gummigranulat oder Korkgranulate verwendet werden. Dazu ist es möglich, dass für das Herstellen der Formteile 2 diesen vorgenannten Materialien noch thermoplastische Abfälle und/oder Natur-und/oder Kunstfasern in verschiedenen Längen zugesetzt sind.
Soweit Abfälle aus Kunststoffschäumen vorgesehen sind, können diese aus Produktionsabfällen stammen, oder es können selbstverständlich auch Teile 6 aus bereits gebrauchten, demontierten Teilen aus Kunststoffschäumen sein. Selbstverständlich ist es aber auch ohne weiteres möglich, Kunststoffschäume aus Pnmärmatenal, also extra für diesen Zweck neu hergestellte Kunststoffschäume auf die entsprechende Granulat- bzw. Flockengrösse zu verkleinern.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass in diesen Aufnahmebehältern 3, 4 grössere Teile, wie sie beispielsweise beim Beschneiden von Formteilen, wie Polster, Matratzen, Schallschutzelementen oder Verkleidungselementen in der Autoindustrie anfallen, enthalten sind, sondern dass diese zur Wiederverwertung anstehenden Teile aus Kunststoff bzw. Kunststoffschäumen 7, 8 bereits vor der Einlagerung In die Aufnahmebehälter 3,4 zerrissen, zerschnitten oder sonst wie auf eine vorbestimmte Granulat- bzw.
Flockengrösse zwischen 3 mm und 20 mm, bevorzugt 5 mm bis 10 mm, zerkleinert werden.
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Üblicherweise werden die Teile 6 vor der Einlagerung In die Aufnahmebehälter 3,4 mittels Zerkleinerungsvorrichtungen 9, beispielsweise einem Reisswolf, einer Schneid- oder Reissmaschine, einer Mühle oder dgl. auf die gewünschte Granulatgrösse bzw. Flockengrösse verkleinert, sodass sich in den Aufnahmebehältern 3,4 bereits die Flocken 10,11 aus den verschiedenen Kunststoffen bzw. Kunststoffschäumen 7,8 befinden. Befinden sich anstelle dessen In den Aufnahmebehältern 3,4 noch die Teile 6 in der jeweils anfallenden Grösse, so kann diesen Aufnahmebehältern 3,4, wie schematisch angedeutet, eine Zerkleine- rungsvorrichtung 9, beispielsweise ein Reisswolf, eine Schneid- oder Reissmaschine oder dgl. nachgeordnet sein.
Von den Aufnahmebehältern 3,4 werden die Flocken 10, 11 in dem den jeweiligen Mischungsverhältnis entsprechenden Anteil, beispielsweise mittels pneumatischer Förderung zu einem Wiegebehälter 12 transportiert. Die Regelung der Mengen der einzelnen Flocken 10, 11 kann dabei über Steuerventile 13, die von einer zentralen Steuervorrichtung 14 überwacht und beaufschlagt werden, erfolgen.
Die vorgemischte Charge aus Abfall bzw. Flocken 10, 11 aus Neustoff bzw. sonstigen Materialien, die gegebenenfalls auch In eigenen zusätzlichen nicht dargestellten Aufnahmebehältern 3,4 angeordnet sein kann, wird dann beispielsweise wiederum durch pneumatische Förderung einer Mischvorrichtung 15, z. B.
Mischtrommel zugeführt, in der sie mit einem flüssigen Rohmaterial 16 bzw. 17, beispielsweise einem Polyol und einen Isocyanat vermischt wird, welches über Steuerventile 18 mengenmässig in Abhängigkeit von der Steuervorrichtung 14 geregelt, zugeführt wird.
Ist eine ausreichende Vermischung der von den Aufnahmekesseln 5 zugeführten Rohmaterialien 16,17 in der Mischvomchtung 15 mit den Flocken 10, 11 erreicht bzw. die Durchmischung so gut, dass diese Flocken 10,11 an ihrer Oberfläche im wesentlichen durchgehend mit diesem flüssigen Rohmaterial überzogen sind, so werden die mit dem flüssigen Rohmaterial des Kunststoffes bzw. Kunststoffschaumes beschichteten Flocken 10, 11 mit einer Fördervorrichtung 19, z. B. mit einem Gebläse oder einem Schneckenförderer, einem weiteren Zwischenlagerbehälter 20 zugeführt.
Dieser Zwischenlagerbehälter 20 kann als Wiegebehälter 12 ausgebildet, also mit einem Messwertgeber zum Erfassen des Gewichtes verbunden sein, der üblicherweise auch mit der Steuervorrichtung 14 zusammengeschaltet ist, welchem eine Wiegevorrichtung 21 nachgeordnet ist. Die Fördervorrichtung 19 der Mischvorrichtung 15, die beispielsweise nur schematisch angedeutet ist, kann auch durch eine Schwerkraftförderung z. B. einen mit einem Verstellantneb 22 verstellbaren Schieber 23 im Auslassbereich der Mischvomchtung 15 gebildet sein, über die die mit den Rohmaterialien 16, 17 vermischten Flocken 10,11 dem Zwischenlagerbehälter 20 zugeführt werden.
In diesem Zwischenlagerbehälter 20 wird nun bevorzugt eine Gemischmenge eingefüllt, die ausreicht, um den mit der Anlage grösstmöglichen Formteil herstellen zu können. Es kann aber auch ein beliebiges vielfaches dieser Menge in den Zwischenlagerbehälter 20 auf Vorrat gehalten werden.
Aus diesem Zwischenlagerbehälter 20 wird je nach dem gewünschten Teilgewicht unter Verwendung der zugehörigen Fördervorrichtung 19 bzw. des über den Verstellantrieb 22 verstellbaren Schiebers 23 eine Menge an mit Rohmaterial 16, 17 vermischten Flocken 10,11 der dem Zwischenlagerbehälter 20 angeordneten Wiegevorrichtung 21 zugeführt, die um üblicherweise 3 bis 15 %, bevorzugt zwischen 5 und 10 %, über dem endgültigen Teilgewicht eines herzustellenden Formteils liegt. Die Zufuhr des Gemisches aus dem Zwischenlagerbehälter 20 in die Wiegevorrichtung 21 wird ebenfalls über einen schematisch dargestellten Messwertgeber, von welchem die Daten an die Steuervorrichtung 14 übermittelt werden, überwacht und wird die Förderung des Gemisches aus dem Zwischenlagerbehälter 20 bei Erreichen des Soligewich- tes unterbrochen.
Aus der Wiegevorrichtung 21 kann durch entsprechende Steuerung über die Steuervorrichtung 14 der Verstellantrieb 22, zum Beispiel eine pneumatische Zylinder-Kolbenanordnung oder ein Schrittschaltmotor oder dergleichen, zur Bewegung des Schiebers 23 angesteuert werden. Unter Berücksichtigung des sich in der Wiegevorrichtung 21 durch die Abförderung verringernden mit dem Messwertgeber überwachten Gewichtes des Gemisches aus mit Rohmaterial 16, 17 beschichteten Flocken 10, 11 zu einer nachgeordneten Fördervorrichtung 24 wird die Förderung so lange fortgeführt, bis eine einem Sollgewicht des Gemisches für die Herstellung des Formteiles benötigten Menge an Gemisch aus der Wiegevorrichtung 21 ausgetragen ist.
Die nachgeordnete Fördervorrichtung 24 mit der das aus Rohmaterial 16, 17 der Flocken 10, 11 gebildete Gemisch einem Auffangtrichter 25 eines diesem nachgeordneten Fördergebläses 26 zugeführt wird, kann als Schneckenförderer oder Gebläseförderer ausgebildet sein. Ein Antrieb 27 des Fördergebläses 26 wird ebenso über die Steuervorrichtung 14 gesteuert.
Nach Öffnen eines weiteren dem Fördergebläse 26 nachgeordneten und von der Steuervorrichtung 14 beaufschlagten Schiebers 23 bzw. einem mit diesem verbundenen Verstellantrieb 22 kann nun das Gemisch aus Flocken 10,11 und Rohmaterial 16,17 in einen Formhohlraum 28, einer Form 29, bestehend aus einem Formunterteil 30 und einem Formoberteil 31, eingeblasen werden.
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Die Steuerung der Zufuhr dieser mit dem flüssigen Rohmaterial beschichteten Flocken 10,11 kann ebenfalls über ein Steuerventil 32, z. B. einem Schieber 23 erfolgen, welcher wiederum von der Steuervorrichtung 14 ebenso wie das Füllgebl se 26 gesteuert sein kann.
In den einzelnen Formflächen 33 bis 36 können entweder in allen oder In einzelnen davon, zumindest jedoch in der der Einströmöffnung gegenüberliegenden Formfläche 36 Durchgangsöffnungen bzw. Lüftungsöffnungen 37 angeordnet sein, die den Formhohlraum 28 mit einer Umgebungsluft bzw. wie schematisch angedeutet, mit einem Abzugskanal 38 verbinden.
In den Abzugskanal 38 mündet ebenfalls über ein Steuerventil 39, welches durch die Steuervomchtung 14 beaufschlagt wird, eine Speiseleitung 40, über die beispielsweise Wasserdampf, vorzugsweise Trockendampf mit einer Temperatur von 160 C bis 180 C, oder ein anderes Reaktionsmittel, z. B. von einem Wärmetauscher 41 oder einer Dampfstation, in den Abzugskanal 38 eingespeist werden kann. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass der Abzugskanal 38 über ein Sperrventil 42, welches von der Steuervorrichtung 14 beaufschlagt wird, verschlossen wird, worauf zwischen diesem Sperrventil 42 und dem Formhohlraum 28 über die Speiseleitung 40 dieses Reaktionsmittel bzw. der Dampf eingeführt und nach dem Durchströmen des Formhohlraumes 28 durch die nicht verschlossenen Lüftungsöffnungen 37 wieder ausströmen kann.
Nicht nur die während des Einbringens der Flocken 10,11 In den Formhohlraum 28 eingebrachte Luft kann gemäss den schematisch angedeuteten Pfeilen 43 durch diese Lüftungsöffnungen 37 abgeführt werden, sondern es kann auch der schematisch durch einen Pfeil 44 angedeutete Wasserdampf in den Formhohlraum 28 eingebracht und aus diesem wieder entfernt werden.
In den Fig. 2 bis 6 ist die Form 29 in vereinfachter, schematischer Darstellung, jedoch in grösserem Massstab dargestellt.
So ist aus dieser Darstellung ersichtlich, dass die Flocken 10, 11 durch eine Zufuhrleitung 45 in den Formhohlraum 28 eingebracht werden können und es sind auch die Lüftungsöffnungen 37 In diesem Fall an den im Bereich der zu den Formfläche 34 und 46 parallel laufenden Seitenwänden angeordnet, sodass die mit dem Gemisch aus den Flocken 10, 11 einströmende Luft durch diese Lüftungsöffnungen 37 ins Freie bzw. In die anhand der Fig. 1 beschriebenen Abzugskanäle abströmen kann.
Wie besser aus der Darstellung in Fig. 3 ersichtlich, werden die Flocken 10, 11 durch die mit den Pfeilen 43 angedeutete Luftströmung in den Formhohlraum 28 hineingerissen und dann bzw. an den Formfläche 34 bis 36 und 46, wie schematisch angedeutet, abgelagert. Aus der Darstellung ist auch zu ersehen, dass jede der Flocken 10,11 mit einer umlaufenden Beschichtung 47 aus dem noch flüssigen Gemisch aus den Rohmaterialien 16, 17 zur Bildung des Kunststoffschaumes beschichtet ist : Üblicherweise bestehen zwischen 70 % und 90 %, bevorzugt 85% des Volumens des herzustellenden Formelementes 2 aus Flocken 10, 11 aus Kunststoffschaum aus dem Rohmaterial 16,17. 10 % bis 20 % des Gewichtes des Formteiles 2 werden durch den Kunststoffschaum aus dem Primärmaterta ! bzw.
Rohmaterial 16, 17 gebildet. Die Flocken 10, 11 aus Kunststoffschaum 7,8 weisen üblicherweise ein Raumgewicht zwischen 20 kg/m3 und 250 kg/m3, bevorzugt 50 bis 150 kg/m3, auf. Das Raumgewicht des aus dem Rohmaterial 16, 17 hergestellten Kunststoffschaumes beträgt zwischen 800 kg/m3 und 1200 kg/m3, und dieser ist bevorzugt halbsteif bzw. halbhart eingestellt.
Weiters ist in Fig. 3 auch gezeigt, dass vor dem Einbringen der Flocken 10, 11, beispielsweise auf die Formfläche 33, also dem Boden der Form 29, eine Decklage 48, beispielsweise ein Faservlies oder Gewirke, Gewebe, Gitter, Netz aus natürlichen oder künstlichen Fasern, bevorzugt In einen vertieften Formflächenteil eingelegt sein kann.
In diesem Fall ist es auch bei getrennter Ansteuerung der Lüftungsöffnungen 37 im Bereich der einzelnen Formflächen 33 bis 36 und 46 möglich, diese Lüftungsöffnungen 37 durch Anlegen eines Vakuums, beispielsweise über eine Vakuumpumpe 49 und über getrennt von der Steuervorrichtung steuerbare Klappen 50 zum Festhalten der Decklage 48 einzusetzen. Die mit dem Abzugskanal 38 In Verbindung stehende Vakuumpumpe 49 ist auch in Fig. 1 schematisch angedeutet.
Durch die Vakuumpumpe 49 kann, vor allem dann, wenn die Decklage 48 luftdurchlässig ist. gleichzeitig auch ein Teil der Transportluft abgesaugt werden bzw. strömt diese sonst durch die verbleibenden Lüftungsöffnungen 37 gemäss den Pfeilen 43 aus dem Formhohlraum 28 ab.
Ist dann der Formhohlraum 28 mit den Flocken 10, 11 gleichmässig von hinten nach vorne gefüllt, wird das Füllgebläse 26 abgeschaltet und die Zufuhrleitung 45 mit dem Schieber 23 verschlossen, können gegebenenfalls das Füllgebläse 26 von der Form 29 - vor allem dann, wenn diese auf einem Drehtisch oder auf einer Fördervorrichtung zum Beschicken unterschiedlicher Arbeitsplätze angeordnet ISt, - abgekoppelt werden.
Wesentlich ist für das vorliegende Verfahren bzw die Herstellung des Formteiles 2, dass das Volumen des Formhohlraumes 28 um etwa 10 % bis 50 %, bevorzugt 20 %, bis 30 % grösser Ist, als das Volumen des fertigen Formteiles 2. Diese generelle Vorverdichtung des Formteiles 2 erfolgt nun derart, dass die
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einzelnen Formfläche 33 bis 36 und 46 je nach den verschiedenen herzustellenden Formteilen 2 einzelne, unterschiedliche dieser Formflächen 33 bis 36 und 46 oder alle in unterschiedliche Positionen gegenüber ihrer Ausgangsstellung verstellt werden.
Dazu können die einzelnen Formflächen 33 bis 36 und 46 aus mehreren Teilen bestehen. Bei den vorliegend dargestellten Ausführungsbeispielen in den Fig. 3 bis 6 sind nur die Formfläche 33,35 und 46 mehrteilig ausgebildet.
So besteht die Formfläche 33 aus einem umlaufenden Formkranz 51 und einem verstellbaren Mittelteil 52, der, wie schematisch angedeutet, durch einen Verstellantrieb 53, beispielsweise einem Pneumatik- oder Hyrdaulikzylinder, der sich, wie schematisch angedeutet, auf einem Formrahmen 54 abstützen kann, unter Ansteuerung von der Steuervorrichtung 14 bzw. von dieser beaufschlagten Energiequellen, wie beispielsweise Druckluftkompressoren bzw. Hydraulikpumpen, beaufschlagbar ist. Gleichermassen besteht auch die Formfläche 35 aus einem umlaufenden Formkranz 51 und einem in gleicher Art verstellbaren Mittelteil 52, der wiederum über einen schematisch angedeuteten Verstellantrieb 53 gegenüber dem Formkranz 51, der ebenso wie der Formkranz 51 der Formfläche 33 In einem Formrahmen 54 gehaltert ist, verstellbar.
Die Formfläche 46 sind dagegen einteilig ausgebildet und die Formfläche 34 ist, wie besser aus der Darstellung in Fig. 6 zu ersehen ist. ebenfalls aus einem Mittelteil 55 und zwei Seitenteilen 56 und 57 zusammengesetzt, wobei die Seitenteile feststehend im Formrahmen 54 und der Mittelteil, wie aus Fig. 3 ersichtlich, über einen Verstellantneb 58 gegenüber den übrigen Formelementen verstellbar ist.
Wie nun aus dem m den Fig 3 bis 5 dargestellten Verfahrensablauf zu entnehmen ist, werden zuerst Formfläche 46 mit den ihnen zugeordneten Verstellantrieben 59 aus ihrer In Flg. 5 in strichlierten Linien gezeichneten, der Stellung in Fig. 3 entsprechenden Ausgangsstellung m die verdichtete Einstellung - in vollen Linien gezeichnet - verstellt. Eine Distanz 60 zwischen diesen beiden einander gegenüberliegenden Formfläche 46 entspricht dann exakt einer zur Distanz 60 parallel laufenden Breite 61 des Mittelteiles 52 der Formfläche 33.
Je nach dem Verhältnis zwischen einer Ausgangsbreite 62 und der Distanz 60 wird ein unterschiedches Verdichtungsverhältnis bzw. eine unterschiedliche Verdichtung der im Formhohlraum 28 angeordneten Flocken 10, 11 bzw. des Granulates, welches mit dem noch flüssigen Kunststoff beschichtet ist, erzielt.
Anschliessend an diesen Verdichtungsvorgang kann, wie in Fig. 4 gezeigt, der Mittelteil 55. der Formflache 34 aus der in strichlierten Linien In Fig. 4 und in vollen Linien in Fig. 3 gezeigten Stellung in die nunmehr in Fig. 4 gezeigte verdichtete Stellung mittels des Verstellantriebes 58 verstellt werden. Gleichzeitig kann beispielsweise nach einem entsprechenden Entkoppeln der Zufuhrleitung 45 vom Füllgebläse 26 auch die Formfläche 36 bzw. ein der Formfläche 34 äquivalenter Mittelteil 55 aus der in Fig. 3 in vollen Linien in die in Fig. 4 in vollen Linien gezeichnete verdichtete Stellung verstellt werden. Durch die Verstellung dieser Mittelteile 55 relativ zu den zusammengefahrenen Formfläche 46 wird nun eine Länge 63 des Formteiles 2 auf eine vorgeplante Länge der Mittelteile 52 der Formfläche 33 und 35 verringert.
Durch die Differenz zwischen der Ausgangslänge 64 des Formhohlraumes 28 zwischen den Formfläche 34 und 36 und die fertige Länge 63 wird ebenfalls der weitere Verdichtungsfaktor des Formteiles 2 bestimmt.
Schliesslich kann dann, wie aus Fig. 6 ersichtlich, die weitere Verdichtung des noch unverfestigten Formkörpers, also der noch relativ zueinander bewegbaren Flocken 10,11 mit ihrer Beschichtung 47 eine Ausgangshöhe 65 des Formhohlraumes 28 auf eine Höhe 66 durch das Zusammenfahren der Mittelteile 52 der Formflächen 33 und 35 erreicht werden.
Mit diesem letzten Verstellvorgang ist der artikelspezifische Verpressvorgang abgeschlossen. Das ursprüngliche Volumen ist durch diese Zustell- bzw. Verstellvorgänge der einzelnen Formflächenteile bzw. der Mittelteile 52, 55 und der Formfläche 46 um die gewünschten 10 % bis 50 % verringert.
Dazu ist festzuhalten, dass ein durchschnittliches Gewicht der Formteile 2 zwischen 20 kg und 300 kg
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oder Pneumatikzylinder gebildet sein können, erfolgt. Die Reihenfolge der Verschiebung der einzelnen Formflächen bzw. Formflächenteile, wie Mittelteile 52 oder 55 und der Formfläche 46, wurde nur beispielhaft anhand der Ausführungen in den Fig. 3 bis 6 erläutert. Die Aufeinanderfolge der Bewegungen der einzelnen Formfläche bzw. deren Mittelteile oder sonstigen Formteile kann in Abhängigkeit vom Artikel oder von der erreichten Endhärte und dgl. jeweils bei jedem einzelnen Formteil 2 unterschiedlich festgelegt werden. Es ist auch möglich, dass die Hebe- bzw. Verstellwege der einzelnen Formfläche bzw.
Formfläch- enteile oder der Mittelteile derselben unterschiedlich gross erfolgen, sodass in unterschiedlichen Raumrichtungen des Formteiles 2 unterschiedliche Verdichtungswerte, beispielsweise durch Verdichtungen in Höhenrichtung nur um 15 % des Volumens und der Verdichtung in Längsrichtung des Bauteiles um 30 % des Volumens oder durch die Verdichtung in Richtung der Breite durch Verringerung des Volumens um 35 % erreicht werden.
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Anschliessend an diese artikelspezifische Vorverdichtung deckt nunmehr beispielsweise die ursprünglich, sich nur über einen Teil der Ausgangslänge 64 und der Ausgangsbreite 62 der Formfläche 33 sich erstreckende Decklage 48 eine Oberfläche des Formteiles 2 vollflächig ab, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist.
Danach anschliessend wird nun, wie bereits anhand der Fig. 1 schematisch beschrieben, das Reaktionsmedium, beispielsweise ein Dampf mit einer Temperatur von 160. C bis 180. C, Insbesondere ein Trockendampf, in den Formhohlraum 28 über die Lüftungsöffnungen 37 oder eigens dafür angeordnete Öffnungen zugeführt. Durch dieses Reaktionsmittel, insbesondere den Dampf oder ein Lösungsmittel, wird die Reaktion der flüssigen Beschichtung 47 bzw. des Kunststoffes eingeleitet, und es kommt beispielsweise zu einem Aufschäumen dieses flüssigen Rohmaterials durch eine entsprechende Gasbildung und die Bildung eines Zellgerüstes aus offenen und/oder halboffenen und/oder geschlossenen Zellen zwischen den einzelnen Flocken 10, 11, wie dies In Fig. 6 auch schematisch bereits angedeutet ist.
Dadurch werden die ursprünglich losen Flocken 10,11 in ein je nach der gewünschten Festigkeit aufgrund des verwendeten Rohmaterials weiches, mittelhartes oder hartes Zellgerüst eingebunden, und es entsteht ein verfestigter Formteil 2 mit der gewünschten Dichte und Härte.
Nach dem Ausreagieren der Beschichtung 47 und dem Aufbau eines entsprechenden Zellgerüstes im Formteil 2 kann vor allem dann, wenn die Form taktweise durch eine Formstrasse bewegt wird, beispielsweise mit einem Rundtisch, die Form 29 auch einer Trockenstation zugeführt werden, wodurch die Lüftungsöffnungen 37, beispielsweise heisse, trockene Luft hindurchgeführt werden kann, um den Formteil nach dem Ausreagieren zu trocknen.
Nach der ausreichenden Trocknung des Formteiles 2 werden die entsprechenden Zuführöffnungen für diese Trockenluft geschlossen und die Form 29 kann geöffnet und der Formteil 2 entnommen werden.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die einzelnen Arbeitsschritte manuell, halb- oder vollautomatisch abzuwickeln oder über eine Gesamtsteueranlage unter Verwendung einer Steuervorrichtung 14 teil- oder vollautomatisch zu steuern.
Anstelle der aus mehreren Teilen bestehenden Formflächen 33 bis 36 und 46 können beispielsweise auch Formfläche mit einer Vielzahl von einzelnen Formstempel verwendet werden, um so eine rasche Umstellung der Form für die Herstellung unterschiedlicher Formteile zu ermöglichen. Die Oberfläche oder der Formhohlraum 28 kann dann beispielsweise über ein entsprechendes Steuerprogramm an den jeweils herzustellenden Artikel vollautomatisch vorprogrammiert werden, ebenso die nachfolgenden einzelnen Verdichtungsvorgänge.
So Ist des weiteren auch möglich, dass beispielsweise die Mittelteile 52 der Formfläche 33 oder 35 auf ihrer dem Formhohlraum 28 zugewendeten Oberfläche mit einer beliebigen Raumform versehen sein
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gen Mittelteil 52 zur Vorverdichtung der Flocken 10, 11 einzusetzen und vor Einleitung des Reaktionsvorganges bzw. des Ausreagierens der Beschichtung 47 oder des Kunststoffmaterials durch einen Mittel 52 mit einer bestimmten Raumform zu ersetzen, um so bereits im Herstellungsvorgang dem Formteil 2 eine gewünschte räumliche Verformung zu erteilen.
Dieses kurzzeitige Öffnen und wieder Schliessen kann auch dazu verwendet werden, um auf einer oder mehreren der Oberflächen des Formteiles 2, wie dies schematisch anhand der Decklage 48 angedeutet wird, Decklagen Im Zuge des Herstellungsvorganges des Formteiles 2 direkt an diesen zu befestigen.
Je nach dem verwendeten Rohmaterial 16,17, bel dem es sich üblicherweise um einen Polyurethan-, Polyether- oder Polyesterschaum handeln kann, der welch, mittelhart oder hart eingestellt sein kann, wird dann eine geschlossene oder offenzellige Struktur gebildet, in die die einzelnen Flocken 10, 11 dann eingebettet sind.
Der Vorteil dieser Lösung liegt nun vor allem darin, dass durch den Antransport der Flocken 10, 11 durch die Luftströmung in einen geschlossenen Formhohlraum 28 aufgrund des gleichmässigen Abströmens der Luft eine gleichmässige volle Füllung des Formhohlraumes 28 unter Ausschaltung eines stärkeren Zusammenpackens der in sich elastischen und durch Gewichtsbelastung verformbaren Flocken 10,11 erreicht wird.
Dadurch, dass die Flocken durch den ständig durchströmenden Luftstrom, gemäss den Pfeilen 43, während der Füllung des Formhohlraumes 28 in Schwebe gehalten werden und nach Abschalten des Luftstroms durch das Rohmaterial der Beschichtung 47 lose aneinander anhaften, wird auch Im Zuge einer Serienproduktion mit hoher Wiederholtaktzahl eine Produktion von Formteilen 2 geschaffen, die über Ihren gesamten Querschnitt ein gleiches, durchschnittliches Raumgewicht und eine gleichmässige Verteilung der Flocken 10, 11, insbesondere auch der unterschiedlichen Recyclingstoffe mit den unterschiedlichen Raumgewichten bzw. Beschichtungsteilen ermöglicht.
Durch die vorhergehende Mischung der Flocken 10,11 aus den Aufnahmebehältern 3,4 und durch das im Zwischenlagerbehälter 20 vorherbestimmbare Füllgewicht des Formhohlraumes 28 kann auch die
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Grunddichte, die erzielt wird, vorgewählt werden, wobei diese gegebenenfalls zusätzlich durch die Luftströmung bzw. den mit der Luftströmung erzeugten Luftdruck im Formhohlraum 28 beeinflussbar ist.
Durch den Luftdruck wird nämlich bei zunehmender Füllung des Formhohlraumes 28 mit den Flocken 10,11 ein grösserer Widerstand der durchströmenden Luft entgegengestellt und je nach der vorgewählten Druckhöhe der Transportluft eine äquivalente Dichte in den lose im Formhohlraum 28 befindlichen Flocken 10, 11 bzw. den vorgeformten Rohformteil geschaffen.
In den Fig. 7 bis 9 ist weiters gezeigt, dass der Formhohlraum 28 auch zur Herstellung von räumlich gekrümmten Formteilen 2, wie dieser beispielsweise in Fig. 9 gezeigt ist, verwendet werden kann.
Wie aus der Darstellung des Formteiles 2 in Fig. 9 weiters zu ersehen ist, kann dieser auch mit vertieften Ausnehmungen 71, 72 versehen sein.
Wie dann anhand der verwendeten Formen dargestellt ist, Ist es nunmehr beispielsweise durch die generelle Vorverdichtung des Formteiles 2 aufgrund der Verstellung eines Mittelteiles 52 der Formfläche 35 gleichzeitig möglich, in den Querschnittsbereichen, in welchen die Ausnehmungen 71, 72 im Formteil 2 angeordnet sind, die Dichte im Formteil zu erhöhen.
Dies erfolgt derart, dass in der Formfläche 35, beispielsweise entlang von Führungssäulen 73 mittels Verstellantrieben 74, beispielsweise fluidisch betätigte Kolbenzylinderanordnungen, verstellbare Formeinsätze 75,76 angeordnet sind, die über Einstellantriebe 77,78 aus der in Fig. 7 in vollen Linien gezeigten In die in Fig. 8 in vollen Linien gezeigte Stellung verstellbar sind.
Dadurch wird, wie dies aus der unterschiedlichen Dichte der schematisch angedeuteten Flocken 10,11 in den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, der Formhohlraum 28 während des Einblasens der mit dem Rohmaterial 16, 17 beschichteten Flocken 10,11 vergrössert und im gesamten Formhohlraum eine Füllung mit gleicher Dichte erreicht.
Um nunmehr in Bereichen 79,80 des Formteiles 2 eine höhere Dichte der Flocken 10,11 und des dazwischen befindlichen Schaumgerüstes aus dem Rohmaterial 16,17 zu erreichen, ist - zusätzlich zu der generellen Vorverdichtung der Flocken 10, 11, wie sie durch die Verstellung des Mittelteiles 52 der Formfläche 35 durch den Verstellantrieb 53 erreicht wird oder unabhängig davon-der Formeinsatz 75 und/oder 76 über die Einstellantriebe 77, 78 aus der in Fig. 7 in vollen Linien gezeichneten Ruhe- bzw.
Füllstellung für den Formhohlraum 28 in die in Fig. 7 in strichlierten und In Fig. 8 in vollen Linien gezeichnete Verdichtungsstellung verstellbar.
Wie dies auch schematisch durch die dichtere Lage der Flocken 10,11 in Fig. 8 angedeutet ist, wird dadurch die Dichte in den Bereichen 79,80 des Formhohlraumes 28 entsprechend einer jeweiligen Eindringtiefe 81 bzw. 82 erhöht, wodurch dann beim nachfolgenden Ausreagieren des flüssigen Rohmaterials 16, 17 eine aufgrund der höheren Dichte stärker verfestigte Zone Im Formtet 2 erreicht wird.
Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass In diesem Bereich Befestigungselemente angeordnet werden können, mit welchen der Formteil 2 bei Verwendung als Schallisolationsmatte oder Innenverkleidung In einem Fahrzeug an der Karosserie befestigt werden kann.
Die Verdichtung kann aber auch deswegen angeordnet werden, um dem Formtell 2 insgesamt aufgrund der Formgebung eine höhere Steifigkeit oder Festigkeit zu verleihen.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, falls in diesem Bereich, in welchem die Ausnehmungen 71 und 72 vorgesehen sind, keine höhere Dichte des Formteiles 2 benötigt wird, dass die Formeinsätze 75,76 bereits vor dem Einblasen der Flocken 10,11 in die in Fig. 7 in strichlierten Linien dargestellte Stellung verstellt werden. Dies bewirkt, dass dann ein Formteil 2 entsteht, in dem zwar die Ausnehmungen 71, 72 angeordnet sind, dieser Formteil 2 weist aber dann über seinen gesamten Querschnitt eine durchschnittliche, gleiche Dichte auf.
Die durchschnittliche, gleiche Dichte wird wie folgt ermittelt bzw. verglichen :
Es wird das Gewicht einer Querschnittsscheibe 83 - wie In Fig. 9 gezeigt - mit einer Dicke 84 ermittelt und aus dem Volumen und dem vorhandenen Gewicht errechnet, welches Volumen diese Querschnittsscheibe 83 bei einem vordefinierten Referenz-Raumgewicht haben würde.
Danach wird das Gewicht einer weiteren Querschnittsscheibe 85 mit bevorzugt gleicher Dicke 84 ermittelt und ebenfalls aus den gewonnenen Daten das Volumen bei dem für die Berechnung angenommenen Referenz-Raumgewicht ermittelt. Die somit ermittelten Werte der auf ein gleiches Referenz-Raumgewicht bezogenen Volumina wird dann rückbezogen auf ein festgelegtes Referenzvolumen, und es Ist eine gleiche durchschnittliche Dichte und/oder ein Raumgewicht vorhanden, wenn bei dem Referenzvolumen das ermittelte Raumgewicht bzw. die Dichte gleich ist bzw. nicht mehr als +/- 15 %, bevorzugt +/- 7, 5 % voneinander abweicht.
Darunter versteht man, dass der Raumgewtchtsvergleich auf die Verhältnisse rückbezogen 1St, wie sie beim Einblasen der Flocken 10, 11 in den Formhohlraum 28 vorliegen, in welcher Situation eben auch aufgrund des durch das Zurückziehen der Formeinsätze 75, 76 bzw. der Formflächen 33 bis 36 und 46
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grösseren Volumens des Formhohlraumes 28 dieses mit den Flocken 10, 11 mit gleicher Dichte gefüllt Ist
Die schematisch angedeutete und in Flg.
6 gezeigte höhere Verdichtung in den Bereichen 79 und 80 des Formteiles 2 wird nur dadurch erreicht, dass die ursprünglich mit gleicher Dichte eingebrachten Flocken 10,11 durch eine bewusste Volumensverringerung partiell höher verdichtet werden und damit natürlich auch das Raumgewicht aufgrund des verringerten Volumens erhöht wird. Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsvariante möglich, nicht nur In Richtung der Formfläche 35, sondern auch in Richtung der übrigen Formfläche 33, 34,36 und 46 eine Vorverdichtung durchzuführen. Desgleichen ist es aber auch möglich, zusätzlich verstellbare Formeinsätze 75 und 76 beliebiger Art und Konfiguration auch in den anderen Formfläche 33, 34 bzw 36 und 46 anzuordnen.
Der Ordnung halber sei an dieser Stelle noch festgehalten, dass auch jedes einzelne der dargestellten Ausführungsbeispiele bzw. der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmalskombinationen eine für sich eigenständige, erfindungsgemässe Lösung bilden kann. Dazu kommt, dass auch einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele in beliebiger Zusammensetzung miteinander kombiniert, den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden können.
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Verfahrens und des Aufbaus des Formteiles 2 wurden einzelne Schichten und Beschichtungen der Flocken 10,11 die Flocken selbst bzw. der Formteil 2 unproportlonal und grössenmässig verzerrt bzw. stark übertrieben dargestellt. Gleiches gilt auch für die vielfach nur vereinfacht schematisch dargestellten Vorrichtungen und Formen zur Herstellung derartiger Formteile.
Als Formmaterialien für die Formen 29 können vor allem aus Expoxyharz oder harzhinterfütterte Metallegierungen sowie aus Aluminium gegossene, herausgefräste oder durch Aluminiumblech gebildete Formen, sowie aus Stahl oder Eisenbleche hergestellte Formen verwendet werden.
Schliesslich Ist noch darauf hinzuweisen, dass ein Vorteil bei der Herstellung von Formteilen 2 aus Recyclingmatenalien durch die zuvor beschriebene Verfahrensweise dadurch erreicht wird, dass die alten Recyclingmaterialien, dann wenn das Aushärten bzw. Ausreagieren des Rohmaterials 16, 17 durch einen Heissdampf oder eine heisse Luft erfolgt, die gegebenenfalls auch verschmutzt sind, durch die hohen Temperaturen sterilisiert und damit vor unerwünschten Pilzen, Keimen oder dgl. befreit werden.
Vor allem können die einzelnen, in den Fig. 1 ; 2 bis 6 ; 7, 8 ; 9 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.