DE10048399A1

DE10048399A1 - Inmould-Formschäumvorrichtung und -verfahren und formgeschäumte Artikel

Info

Publication number: DE10048399A1
Application number: DE2000148399
Authority: DE
Inventors: Masahiko Sameshima; Yoshiyuki Kobayashi; Kenji Yamaguchi
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2001-05-10
Also published as: US20040009325A1; US6619943B1; US20040007793A1; US6878431B2; US7172717B2

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Inmould-Formschäumvorrichtung und ein Inmould-Formschäumverfahren bereitgestellt, gemäß denen eine wesentlich einfachere Konstruktion einer Formungsvorrichtung ermöglicht wird, die in der Lage ist, Formteilabschnitte aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften zu einem einstückigen Formartikel zu formen und bei der verschiedenartige Nachteile effektiv verhindert werden, die mit der Bereitstellung von Trennelementen verbunden sind; und ein formgeschäumter Artikel, der keine von seinen sichtbaren Oberflächen hervorstehenden Grate aufweist. Es werden Trennelemente (32, 40) zum Teilen eines durch eine Kernform (11) und eine Hohlraumform (12) definierten Formhohlraums (13) in mehrere getrennte Formenkammern bereitgestellt, wobei diese Trennelemente (32, 40) so angeordnet sind, daß mindestens ein Teil der mehreren getrennten Formungsabschnitte (11a, 11b), die die getrennten Formenkammern in der Kernform (11) bilden, einstückig sind, und es sind Fülleinheiten für jede Formenkammer vorgesehen, um die Formenkammer mit einem granulatförmigen Ausgangsmaterial zu füllen, wobei benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften füllbar sind.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Inmould- Formschäumvorrichtung und ein Inmould-Formschäumverfahren zum Formen von Formteilabschnitten aus granulatförmigen Aus gangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften zu einem einheitlichen bzw. einstückigen Formteil sowie formgeschäum te Artikel.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Eine Inmould-Formschäumvorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien aus thermoplastischem Kunstharz ist beispielsweise im US-Patent Nr. 5164257 beschrieben, in dem eine Inmould-Formschäum technik dargestellt ist, gemäß der eine Form bewegliche Trennelemente aufweist, die durch Stellglieder, z. B. Druck luft- oder Luftzylinder, vom Formenhohlraum zurückgezogen werden können, wobei der Formenhohlraum durch diese bewegli chen Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern ge teilt wird, und wobei Füllvorrichtungen zum Zuführen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu den einzelnen ge trennten Formenkammern vorgesehen sind, die mit den jeweili gen Füllvorrichtungen verbunden sind, so daß, wenn der For menhohlraum durch die beweglichen Trennelemente geteilt ist, benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden können, die beispielswei se verschiedene Expansionsgrade aufweisen, wobei die beweg lichen Trennelemente nach dem Füllvorgang zurückgezogen wer den können und dem Innenraum des Formenhohlraums Dampf zuge führt werden kann, um die granulatförmigen Ausgangsmateria lien zu erwärmen und zu einem Formartikel zu verschweißen.

In durch diese Inmould-Formschäumtechnik geformten For martikeln kann durch Verändern der für verschiedene Bereiche eines Formartikels verwendeten granulatförmigen Ausgangsma terialien ein Formartikel hergestellt werden, der beispiels weise in verschiedenen Bereichen unterschiedliche mechani sche Eigenschaften besitzt. Dadurch kann vorteilhaft die Funktionalität und Qualität der Formartikel verbessert wer den, die als Kerne für Fahrzeugstoßstangen und als Dämp fungsmaterialien zum Verpacken von Haushaltsartikeln, Möbeln und für ähnliche Zwecke verwendet werden.

In der in der vorstehend erwähnten US-Patentveröffent lichung beschriebenen Inmould-Formschäumvorrichtung müssen Stellglieder zum Zurückziehen der Trennelemente vorgesehen sein, so daß für eine größere Anzahl getrennter Formenkam mern ein entsprechend kompliziertes Antriebssystem für die Trennelemente erforderlich wird, wodurch ein Problem durch höhere Fertigungskosten für die Inmould-Formschäumvorrich tung entsteht.

Außerdem besteht, wenn der Fülldruck in benachbarten getrennten Formenkammern nicht so gesteuert wird, daß Druck unterschiede verhindert werden, die Gefahr, daß sich ein Trennelement aufgrund des Druckunterschieds verformt. Ein anderes Problem besteht darin, daß die zum Füllen verwendete Luftströmung durch die Trennelemente behindert wird, wodurch es schwieriger ist, die Form mit den granulatförmigen Aus gangsmaterialien zu füllen.

Bei dieser Formschäumvorrichtung besteht, weil Durch gangsöffnungen in der Form so ausgebildet sind, daß die Trennelemente durch diese Durchgangsöffnungen zurückgezogen werden können, ein weiteres Problem darin, daß sich auf der Oberfläche des Formartikels um diese Durchgangsöffnungen herum aus den beiden folgenden Gründen Grate bilden.

(1) Erster Grund

Um zu verhindern, daß die granulatförmigen Ausgangsma terialien in die Durchgangsöffnungen eindringen, werden die Wand der Durchgangsöffnung und das Trennelement idealerweise so konstruiert, daß ein möglichst schmaler Zwischenraum da zwischen gebildet wird, bei dieser Anordnung besteht jedoch das Problem, daß ein Trennelement sich aufgrund eines durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachten Kontakts mit der Innenwand einer Durchgangsöffnung verformt oder bricht oder nicht zurückgezogen werden kann. Die Form dehnt sich aus, wenn die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf erhitzt werden und zieht sich während des Abküh lens durch Wasser zusammen. Wenn Durchgangsöffnungen, wie z. B. die vorstehend beschriebenen Durchgangsöffnungen, vorgesehen sind, ist die Formfestigkeit in den an die Durch gangsöffnungen angrenzenden Abschnitten geringer, so daß sich Spannungen in der Form an den Durchgangsöffnungen konzentrieren und durch Erweitern und Verengen der Breite der Durchgangsöffnungen kompensiert werden. Wenn die Durch gangsöffnungen "L"- oder "C"-förmig sind, werden sich die Durchgangsöffnungen durch eine geringere Formfestigkeit in eine bestimmte Richtung verformen. Durch eine Verbreite rung/Verengung oder Verformung der Durchgangsöffnungen kann ein Trennelement aufgrund des Kontakts mit der Innenwand ei ner Durchgangsöffnung sich verformen oder brechen. Wenn die Form durch die Durchgangsöffnungen in mehrere Formenab schnitte geteilt ist, wobei die mehreren Formenabschnitte durch Schrauben oder ähnliche Einrichtungen an einer Befe stigungsplatte befestigt sind, können Durchgangsöffnungen zwar auf einfache Weise in der Form ausgebildet werden, durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form werden sich je doch die Positionen verschieben, an denen die Formenab schnitte an der Befestigungsplatte befestigt sind, so daß eine erhebliche Maßabweichung der Breite der Durchgangsöff nungen erhalten wird. Diese Erscheinung wird mit größeren Formenabmessungen oder längeren Durchgangsöffnungen ausge prägter und stellt ein wesentliches Problem für mit Trenn elementen ausgestatteten Inmould-Formschäumvorrichtungen dar. Aus diesen Gründen ist zwischen jedem Trennelement und der Wand seiner Durchgangsöffnung ein großer Zwischenraum vorgesehen, obwohl bekannt ist, daß sich auf der Oberfläche des Formartikels um die Durchgangsöffnungen herum Grate bil den werden.

(2) Zweiter Grund

Der distale Rand jedes Trennelements ist so geformt, daß er mit der Form der Innenfläche der Form übereinstimmt, weil die Randform möglicherweise nicht immer die gleiche ist wie diejenige der Innenfläche einer Form mit Durchgangsöff nungen, kann sich, wenn ein Trennelement zurückgezogen wird, nachdem die Form mit den granulatförmigen Ausgangsmateriali en gefüllt wurde, das Trennelement teilweise in seiner Durchgangsöffnung absenken, so daß das Innere der Durch gangsöffnung mit dem Formenhohlraum kommuniziert. Weil die Breite der Durchgangsöffnung kleiner ist als der Durchmesser der granulatförmigen Ausgangsmaterialien, um zu verhindern, daß granulatförmige Ausgangsmaterialien in die Durch gangsöffnungen eindringen, werden die granulatförmigen Aus gangsmaterialien, wenn lediglich die Trennelemente zurückge zogen sind, zwar nicht in die Durchgangsöffnungen eindrin gen, aber wenn die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Zuführen von Dampf in den Formenhohlraum erwärmt und verschweißt werden, können die granulatförmigen Ausgangsma terialien durch Erweichen und Expansion teilweise in die Durchgangsöffnungen eindringen, wodurch lange, dünne Grate entstehen, die an den den Durchgangsöffnungen entsprechenden Positionen auf dem Formartikel nach außen hervorstehen.

Grate sind kein besonderes Problem bei Formartikeln, bei denen nur eine grobe Maßgenauigkeit der Oberfläche er forderlich ist, sondern stellt einen Produktdefekt bei For martikeln dar, die strengen Anforderungen unterliegen. Bei spielsweise ist es bei Fahrzeugstoßstangen üblich, einen formgeschäumten Kern an der Vorderfläche eines vorderen Trä gers des Fahrzeugs zu befestigen und dann ein Kunstharzver kleidungselement so anzuordnen, daß es den Kern abdeckt. Bei derartigen Fahrzeugstoßstangen müssen Grate nach dem Form vorgang vom Kern entfernt werden, um Probleme zu vermeiden, z. B. das Problem, daß der Kern aufgrund des Vorhandenseins eines Zwischenraums zwischen dem Kern und dem vorderen Trä ger oder zwischen dem Kern und dem Verkleidungselement nicht an der geeigneten Position auf der Montagefläche des vorde ren Trägers befestigt werden kann, oder daß das Verkleidungselement nicht an der geeigneten Position auf der Fahr zeugkarosserie befestigt werden kann.

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung H10- 193375 wird eine Formungsvorrichtung zum Formen formge schäumter Artikel beschrieben, die Abschnitte aufweisen, die aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften bestehen und als stoßdämpfende Materialien verwendbar sind, wobei die Vorrichtung feststehende Trenn elemente aufweist, die an den Grenzen benachbarter getrenn ter Formenkammern angeordnet sind, wobei durch diese Trenn elemente Zwischenräume definiert werden, in denen die granu latförmigen Ausgangsmaterialien verschmelzen. Diese For mungsvorrichtung ist so konstruiert, daß durch die Trennele mente Schlitze im Formartikel ausgebildet werden, wodurch die Formartikel an den Schlitzen von Hand in kleinere Stücke getrennt werden können, wodurch die Entsorgung oder das Re cyceln der Formartikel nach Gebrauch erleichtert wird. Gemäß der Konstruktion der in dieser Veröffentlichung dargestell ten Formungsvorrichtung sind diese Trennelemente jedoch ent lang bestimmter Abschnitte der Grenzen zwischen benachbarten getrennten Formenkammern angeordnet, um Schlitze im Formar tikel zu bilden, und obwohl die Eigenschaften der Trennan ordnung für die anderen Abschnitte der Grenzen nicht be schrieben sind, kann vorausgesetzt werden, daß ihre Trennung durch von der Form zurückziehbare Trennelemente erfolgt, weil die gesamte Verschmelzung der granulatförmigen Aus gangsmaterialien optisch erkennbar ist.

Fig. 35 zeigt eine Inmould-Formschäumvorrichtung mit einer typischen Konfiguration zum Herstellen eines Formarti kels aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien, die ther moplastisches Kunstharz aufweisen, wobei ein Satz gegenüber liegender Formen 200, 201 vorgesehen ist, wobei die beiden Formen 200, 201 auf ihren jeweiligen Rückseiten Kammern 202, 203 aufweisen, und wobei in den beiden Formen 200, 201 meh rere Luftöffnungen 205, 206 ausgebildet sind, durch die die Kammern 202, 203 mit einem Formenhohlraum 204 kommunizieren, so daß ein Service- oder Arbeitsfluid, z. B. Dampf, dem For menhohlraum 204 über die Luftöffnungen 205, 206 zugeführt oder vom Formenhohlraum 204 abgeleitet werden kann. In die sem Beispiel weisen die jeweiligen Kammern 202, 203 in ihren oberen Abschnitten obere Serviceöffnungen 207, 208 zum Zu führen eines Heizdampfes oder eines ähnlichen Fluids auf, und in ihren unteren Abschnitten untere Serviceöffnungen 209, 210, die mit einer Vakuumpumpe oder einem Ableitrohr verbunden sind, so daß dem Formenhohlraum 204 Dampf zuge führt werden kann.

In der Praxis bestehen die sich durch die Formen 200, 201 erstreckenden, mehreren Luftöffnungen 205, 206, wie in den Fig. 36 und 37 dargestellt, aus: Kernventilationsele menten 211 - d. h. aus mit einem Deckel oder einer Kappe ver sehenen rohrförmigen Elementen mit einen Außendurchmesser von 7-12 mm, die durch mehrere Luftöffnungen 205, 206 per foriert sind, die runde Öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm oder etwa 0,5 mm breite Schlitze aufweisen - die in in den Formen 200, 201 ausgebildeten Kernventilationsele menthalteöffnungen 212 passen; und direkt in den Formen 200, 201 ausgebildeten Kernventilationslöchern 213 mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm. Die Luftöffnungen 205, 206 sind in einem Abstand von etwa 20-50 mm auf den Formen 200, 201 angeordnet.

In einer derartigen Inmould-Formschäumvorrichtung wer den vorexpandierte granulatförmige Ausgangsmaterialien in den Formenhohlraum 204 gefüllt, durch Dampf erhitzt, um zu veranlassen, daß sie expandieren und verschmelzen, und dann gekühlt und verfestigt, um einen formgeschäumten Artikel mit einer gewünschten Konfiguration zu erhalten. Die Funktion der Luftöffnungen 205, 206 während des Formschäumvorgangs wird später diskutiert.

In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung S57- 174223 wird ein ähnliches Prozeßdiagramm wie das in Fig. 38 dargestellte Diagramm beschrieben, wobei (a) bis (e) einen Vorerwärmungs-/Evakuierungsprozeß zum Ersetzen von Luft in der Form und von Luft zwischen den granulatförmigen Aus gangsmaterialien durch Dampf darstellen, wobei diese Prozes se nachstehend ausführlicher beschrieben werden. In der Zeichnung stellen volle schwarze Ventilsymbole den geschlos senen Zustand dar, und weiße Ventilsymbole stellen den offe nen Zustand dar.

a) zeigt einen Evakuierungsschritt, in dem, nachdem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien in den Formenhohl raum 204 eingefüllt worden sind, Kammern 202, 203 über die oberen Serviceöffnungen 207, 208 für eine sehr kurze Zeit dauer Dampf zugeführt wird, und Luft im Formeninnenraum, und insbesondere in den Kammern 202, 203 wird über untere Ser viceöffnungen 209, 210 vom Formeninnenraum abgesaugt und ab geleitet, um den Innenraum zu evakuieren. Hierbei werden die Kammern 202, 203 durch den Dampf unter Überdruck gesetzt, und Dampf dringt über die Luftöffnungen 205, 206 zwischen die granulatförmigen Ausgangsmaterialien ein.
b) zeigt einen zweiseitigen Evakierungsschritt, in dem die oberen Serviceöffnungen 207, 208 geschlossen sind, wäh rend der Absaug- bzw. Evakuierungsprozeß fortgesetzt wird, um den Druck in der Form zu vermindern, wobei jegliche zwi schen den granulatförmigen Ausgangsmaterialien vorhandene Luft über an beiden Enden der Form angeordnete Luftöffnungen 205, 206 abgesaugt wird.
c) zeigt einen einseitigen Vorerwärmungsschritt, in dem die unteren Serviceöffnungen 209, 210 geschlossen sind und einer der unter Druck stehenden Kammern 203 für eine kurze Zeitdauer über die obere Serviceöffnung 208 Dampf zu geführt wird. Der zugeführte Dampf strömt von den Luftöff nungen 206 der Form 201 durch die granulatförmigen Ausgangs materialien im Formenhohlraum 204 und durch die Luftöffnun gen 205 der Form 200 und erreicht die Kammer 202 auf der entgegengesetzten Seite, wodurch die granulatförmigen Aus gangsmaterialien und alle Bereiche der Formen 200, 201 er wärmt werden.
d) zeigt einen einseitigen Vorerwärmungsschritt, in dem die Dampfströmungsrichtung umgekehrt ist, wobei ein ana loges Verfahren, jedoch von der Seite der Kammer 202, ausge führt wird, wodurch im Formenhohlraum 204 vorhandene Luft vollständig ausgestoßen wird und ein Vorerwärmungsvorgang ausgeführt wird, während lokale Temperaturunterschiede zwi schen den beiden Formen 200, 201 minimiert werden.
e) zeigt einen Verschmelzungs-/Erwärmungsschritt, in dem beiden Kammern 202, 203 Dampf zum Verschmelzen/Erwärmen zugeführt wird, um die Formen 200, 201 zu erwärmen, und um außerdem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien über Luftöffnungen 205, 206 der entsprechenden Formen 200, 201 zu erwärmen, um die Expansion abzuschließen und das Granulat miteinander zu verschmelzen und einen formgeschäumten Arti kel herzustellen.

Die in den Formen 200, 201 ausgebildeten Luftöffnungen 205, 206 dienen als Kanäle zum Evakuieren von zwischen den granulatförmigen Ausgangsmaterialien vorhandener Luft und als Kanäle zum Zuführen von Dampf und haben daher eine wich tige Funktion hinsichtlich der Herstellung eines gleichmäßi gen formgeschäumten Artikels. Andererseits haben sich die folgenden Probleme gezeigt.

1. Um die niedrigere Formfestigkeit zu kompensieren, die sich dadurch ergibt, daß die Form durch mehrere Luftöff nungen perforiert ist, muß die Wanddicke der aus Aluminiumlegierungen hergestellten Formen beispielsweise etwa 8-12 mm betragen. Dies führt jedoch zu einer erhöhten Wärmekapa zität der Form, wodurch der Erwärmungswirkungsgrad während des Erwärmungs-/Abkühlvorgangs abnimmt, so daß die Tempera turerhöhungs- und die Temperaturabnahmegeschwindigkeit ver mindert werden, wodurch die Steuerungsgenauigkeit abnimmt.
2. Typischerweise weist ein Formenpaar 2000 bis 4000 Luftöffnungen auf, so daß der Prozeß zum Herstellen der Öff nungen kompliziert ist und zu höheren Fertigungskosten führt. Weil einige Kernventilationselemente von Hand in in der Form ausgebildeten Halteöffnungen installiert werden, ist der Vorgang sehr kompliziert, und eine Beschädigung der Formenoberflächen ist unvermeidbar, so daß eine Überarbei tung erforderlich ist.
3. Weil das Verstopfen von Luftöffnungen (Kernventila tionselemente, Kernventilationslöcher, usw.) durch Zunder oder ähnliches Material zu Wärmedefekten, Formfreigabedefek ten oder Kühldefekten führen kann, müssen die Kernventilati onselemente regelmäßig ersetzt oder einem Hochdruckreini gungsvorgang oder einem anderen Wartungsprozeß unterzogen werden.
4. Weil Luftöffnungen Markierungen oder Abdrücke auf den Oberflächen der formgeschäumten Artikel hinterlassen, leidet das optische Erscheinungsbild der Formartikel, und wenn die Außenfläche bedruckt oder ähnlicherweise behandelt wird, kann das Bedrucken durch die durch Luftöffnungen ver ursachten Abdrücke beeinträchtigt werden.
5. Weil der formgeschäumte Artikel nach dem Formvor gang durch Sprühen von Wasser in die Kammer gekühlt wird, dringt Wasser über die Luftöffnungen in den Formenhohlraum ein, wodurch im Formartikel ein Wasseranteil von 6-10% er halten wird, so daß ein Trocknungsprozeß erforderlich ist. Außerdem muß, weil das Kühlwasser mit dem Formartikel direkt in Kontakt kommt, Reinwasser verwendet werden, um sanitäre Formartikel zu erhalten.
6. Weil Dampf von der Kammer in den Formenhohlraum ge leitet wird, um die granulatförmigen Ausgangsmaterialien un ter den gleichen Erwärmungsbedingungen zu erwärmen und ihre Expansion/Verschmelzung zu bewirken, entwickeln auf diese Weise hergestellte Formartikel (die nachstehend als isother me Formartikel bezeichnet werden) in Abhängigkeit vom Ver schmelzungsgrad des Granulats unterschiedliche Oberflächen qualitäten. Niedrige Verschmelzungsraten sind mit minderwer tigen Oberflächen verbunden, wohingegen höhere Verschmel zungsraten mit hochwertigen Oberflächen verbunden sind. Für isotherme Formartikel werden durch höhere Granulatverschmel zungsraten die physikalischen Eigenschaften verbessert, z. B. die mechanische Festigkeit des Formartikels, es sind jedoch längere Erwärmungs-, Expansions-/Verschmelzungs- und Kühl zeiten erforderlich, was zu Problemen hinsichtlich längerer Formungszykluszeiten und eines verminderten Durchsatzes führt.

Aus diesen Gründen werden gemäß der vorstehend be schriebenen Formungstechnik Granulatverschmelzungsraten von typischerweise z. B. 40%-80% eingestellt, um hochwertige Oberflächen und ein geeignetes Erscheinungsbild sowie eine Verschmelzungsrate zu gewährleisten, gemäß der eine geeigne te mechanische Festigkeit gewährleistet ist. Auch wenn die Anforderungen an die mechanische Festigkeit für einen Form artikel nicht besonders streng sind, ist zum Gewährleisten eines attraktiven Erscheinungsbildes eine mittelhohe Ver schmelzungsrate erforderlich, wodurch eine entsprechend län gere Formungszykluszeit erforderlich ist und ein verminder ter Durchsatz erhalten wird. Die hierin verwendete Ver schmelzungsrate wird durch Teilen des Formartikels und Be obachten des Zustands des Granulats auf den Trennflächen gewährleistet, insbesondere durch Messen des Anteils des de fekten Granulats, d. h. des Granulats, das Risse entlang der Granulatoberfläche aufweist, das jedoch nicht birst und nicht verschmilzt, und des Granulats, das in zu verschmel zende Fragmente birst.

Im vorstehend beschriebene Formschäumverfahren werden Luftöffnungen, z. B. Kernventilationselemente und Kernventi lationslöcher, verwendet, um während der Herstellung formge schäumter Artikel dem Formenhohlraum Dampf, Luft oder andere Service- oder Arbeitsfluids zuzuführen oder vom Formenhohl raum abzuleiten. Wie erwähnt, werden durch Bereitstellen von Luftöffnungen mehrere Probleme verursacht.

Mit dem Ziel, diese Probleme grundsätzlich zu lösen, führten die Erfinder umfangreiche Untersuchungen hinsicht lich der Entwicklung eines Formschäumverfahrens aus, in dem Formen ohne Luftöffnungen verwendet werden, und führten ver schiedenartige Tests aus. Obwohl es das Ziel ist, eine Form "ohne Luftöffnungen" bereitzustellen, ist es natürlich den noch notwendig, anstatt von Kernventilationselementen und Kernventilationslöchern Kanäle zum Zuführen/Ableiten von Dampf, Luft oder anderen Service- oder Arbeitsfluids zum bzw. vom Formenhohlraum bereitzustellen, so daß sich die Frage stellt, wo und wie diese auszubilden sind, die Frage der zeitlichen Steuerung und der Bedingungen, die zum Zufüh ren von Service- oder Arbeitsfluids zu den Kanälen verwendet werden sollten, und weitere Fragen, die betrachtet werden müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine we sentlich vereinfachte Konstruktion einer Formungsvorrich tung, die in der Lage ist, Formabschnitte, die granulatför mige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften aufweisen, zu einem einheitlichen bzw. einstückigen Formteil zu formen; eine Inmould-Formschäumvorrichtung bzw. ein In mould-Formschäumverfahren, durch die die mit der Verwendung von Trennelementen verbundenen Probleme eliminiert werden, und einen formgeschäumten Artikel bereitzustellen, der keine von sichtbaren Flächen hervorstehenden Grate aufweist.

Inmould-Formschäumvorrichtung

Die erfindungsgemäße Inmould-Formschäumvorrichtung weist auf: mehrere Trennelemente zum Teilen eines durch eine Kernform und eine Hohlraumform definierten Formenhohlraums in mehrere getrennte Formenkammern, wobei mindestens einige von mehreren getrennten Formabschnitten, die die getrennten Formenkammern in der Form bilden, einheitlich oder einstüc kig sind; und Füllvorrichtungen zum Füllen der getrennten Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien, wo bei benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften füllbar sind.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, wenn der Formenhohlraum durch Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte getrennte Formenkam mern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschie denen Eigenschaften gefüllt werden, so daß die Funktionali tät und die Qualität von Formartikeln durch geeignete Aus wahl der Position und Größe der getrennten Formenkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden kann. Beispiels weise können in Bereichen, in denen eine hohe Festigkeit er forderlich ist, granulatförmige Ausgangsmaterialien mit ei nem geringen Expansionsgrad verwendet werden, um die Festig keit bzw. die Steifigkeit oder Stabilität des Formartikels zu erhöhen, während in anderen Bereichen granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansionsgrad verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzie ren, so daß der Formartikel sowohl eine verbesserte Festig keit als auch ein reduziertes Gewicht aufweist.

Außerdem wird, weil mindestens einige der mehreren ge trennten Formabschnitte, die die getrennten Formenkammern in der Form bilden, einheitlich oder einstückig sind, die durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Relativbe wegung benachbarter getrennter Formabschnitte verhindert, wodurch die Formungsgenauigkeit verbessert wird.

Trennelemente weisen an der Form fixierte, feststehende Trennelemente und an der Form zurückziehbar angeordnete, be wegliche Trennelemente auf. Inmould-Formschäumvorrichtungen können grob in drei Typen eingeteilt werden: Vorrichtungen sowohl mit feststehenden als auch mit beweglichen Trennele menten; Vorrichtungen mit ausschließlich beweglichen Tren nelementen; und Vorrichtungen mit ausschließlich festste henden Trennelementen.

Erster Typ Inmould-Formschäumvorrichtung sowohl mit feststehenden Trennelementen als auch mit beweglichen Trennelementen

Bei diesem Typ einer Inmould-Formschäumvorrichtung ist der Formenhohlraum durch bewegliche Trennelemente, die durch die Kernform oder die Hohlraumform in den Formenhohlraum ausfahrbar und davon zurückziehbar sind, und durch mit der Kernform oder der Hohlraumform einstückige, feststehende Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern teilbar. Getrennte Formungsabschnitte, die durch die getrennten For menkammern in der Form mit beweglichen Trennelementen defi niert sind, sind an den feststehenden Trennelementen ent sprechenden Positionen einstückig ausgebildet.

Bei dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, wenn der Formenhohlraum durch die beweglichen und die feststehen den Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, granulatförmige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften in benachbarte Formenkammern eingefüllt wer den, um die vorstehend beschriebenen Wirkungen zu erzielen. Während des Prozesses zum Formen eines Formartikels werden, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmigen Ausgangsma terialien gefüllt worden ist, die granulatförmigen Ausgangs materialien durch Dampf erwärmt und verschmolzen. Mit dieser Inmould-Formschäumvorrichtung kann, weil die beweglichen Trennelemente im Formenhohlraum zurückziehbar angeordnet sind, indem die beweglichen Trennelemente zurückgezogen wer den, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt worden ist und bevor die granulat förmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander ver schmolzen werden, an den Grenzflächen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften eine ausreichende Verbindungsfestigkeit zwischen granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhalten werden, so daß an diesen Grenz flächen eine geeignete Formteilfestigkeit gewährleistet ist.

Außerdem wird, weil die getrennten Formabschnitte, die durch die getrennten Formenkammern in der Form mit bewegli chen Trennelementen definiert sind, an den feststehenden Trennelementen entsprechenden Positionen einstückig ausge bildet sind, die durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Relativbewegung benachbarter getrennter Formab schnitte verhindert werden, wodurch eine Änderung der Breite der Durchgangsöffnungen verhindert wird. Die zurückziehbare Konfiguration der beweglichen Trennelemente ermöglicht, daß für die in der Form ausgebildeten Durchgangsöffnungen eine einfache lineare Konfiguration verwendet werden kann, und die Durchgangsöffnungen können kürzer ausgebildet werden, wodurch eine durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form ver ursachte Verbreiterung/Verengung der Breite der Durch gangsöffnungen oder eine Verformung der Durchgangsöffnungen verhindert und eine glatte bzw. gleichmäßige Bewegung der beweglichen Trennelemente gewährleistet wird.

Die feststehenden Trennelemente können eine beliebige Konfiguration haben, sie können beispielsweise stangen- oder wandförmig sein haben, oder es kann eine kammförmige Konfi guration verwendet werden, wobei sich mehrere Zähne kragträ gerähnlich in der Formenteilungsrichtung erstrecken, wobei die Zähne in Intervallen angeordnet sind, die klein genug sind, um zu verhindern, daß mindestens eines von verschiede nen granulatförmigen Ausgangsmaterialien, die in benachbarte der getrennter Formenkammern eingefüllt sind, sie durchdrin gen. Die feststehenden Trennelemente können an beliebigen Positionen angeordnet sein, vorausgesetzt, daß ihre Positio nen mit den beiden Enden oder mit dem Mittelabschnitt des Grenzbereichs benachbarter getrennter Formenkammern ausge richtet sind. Wenn dieser Grenzbereich quadratisch ist, kön nen stangenförmige feststehende Trennelemente in Eckenab schnitten des Grenzbereichs angeordnet sein, um lineare Kon figurationen für die Durchlaßöffnungen bereitzustellen, wo bei ein wand- oder kammförmiges Trennelement entlang minde stens einer Seite des Grenzbereichs angeordnet sein kann. Wenn der Grenzbereich linear ist können feststehende Trenn elemente an den beiden Enden davon oder an ihrem Mittelab schnitt angeordnet sein.

Zweiter Typ Inmould-Formschäumvorrichtung mit ausschließlich beweg lichen Trennelementen

Diese Inmould-Formschäumvorrichtung weist bewegliche Trennelemente auf, die in den Formenhohlraum ausfahrbar und davon zurückziehbar sind, um den Formenhohlraum in mehrere getrennte Formenkammern zu teilen. Die mehreren beweglichen Trennelemente, die die getrennten Formenkammern definieren, werden in zwei Sätze eingeteilt: auf der Kernform angeordne te erste bewegliche Trennelemente und auf der Hohlraumform angeordnete zweite bewegliche Trennelemente. Die mehreren getrennten Formabschnitte der Kernform, die die getrenn ten Formenkammern bilden, sind an den Positionen einstückig ausgebildet, die den auf der Hohlraumform angeordneten zwei ten Trennelementen entsprechen, und die mehreren getrennten Formabschnitte der Hohlraumform, die die getrennten Formen kammern bilden, sind an den Positionen einstückig ausgebil det, die den auf der Kernform angeordneten ersten bewegli chen Trennelementen entsprechen.

Ebenso wie durch die Inmould-Formschäumvorrichtung des ersten Typs kann durch die Inmould-Formschäumvorrichtung des zweiten Typs durch geeignete Auswahl der Positionen und Grö ßen der getrennten Formkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. die Funktionalität und Qualität von Formartikeln verbessert wer den. Indem die beweglichen Trennelemente zurückgezogen wer den, bevor die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen werden, kann an den Grenzflä chen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschie denen Eigenschaften eine ausreichende Verbindungsfestigkeit zwischen den granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhalten werden, so daß an diesen Grenzflächen eine geeignete Form teilfestigkeit gewährleistet wird.

Bei dieser Inmould-Formschäumvorrichtung ist der For menhohlraum durch mindestens zwei erste und zweite bewegli che Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern ge teilt. Weil die ersten Trennelemente auf der Kernform und die zweiten Trennelemente auf der Hohlraumform angeordnet sind, sind mehrere getrennte Formabschnitte der Kernform an Positionen einstückig ausgebildet, die den auf der Hohlraum form angeordneten zweiten Trennelementen entsprechen, und mehrere getrennte Formabschnitte der Hohlraumform sind an Positionen einstückig ausgebildet, die den auf der Kernform angeordneten ersten Trennelementen entsprechen.

Dadurch wird die durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Relativbewegung benachbarter getrennter Formabschnitte verhindert, wodurch eine Änderung der Breite der Durchgangsöffnungen verhindert wird, die in der Kernform und in der Hohlraumform zum Führen der beweglichen Trennele mente während ihrer Rückziehbewegung ausgebildet sind. Für die Durchgangsöffnungen kann eine einfache lineare Konfigu ration verwendet werden, wodurch eine durch Dehnung oder Zu sammenziehen der Form verursachte Verbreiterung/Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen oder eine Verformung der Durchgangsöffnungen verhindert und eine glatte oder gleich mäßige Bewegung der beweglichen Trennelemente gewährleistet wird. Außerdem weist der Formartikel bei Verwendung diese Inmould-Formschäumvorrichtung, weil die getrennten Formenkam mern ausschließlich durch bewegliche Trennelemente getrennt sind, keine Durchgangslöcher an den Positionen von festste henden Elementen entsprechenden Positionen auf, was der Fall wäre, wenn feststehende Trennelemente verwendet würden, so daß die Festigkeit des Formartikels nicht reduziert und sein Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt wird.

Vorzugsweise wird eine Kernform oder eine Hohlraumform mit beweglichen Trennelementen außerdem Durchgangsöffnungen für den Durchgang der beweglichen Trennelemente aufweisen, und in den Formenhohlraum hineinragende Vorsprungabschnitte werden entlang den Durchgangsöffnungen ausgebildet, wobei die in den Formenhohlraum führenden Durchgangsöffnungen in der Querrichtung dieser Vorsprungabschnitte mittig angeordnet sind. Von einer sichtbaren Oberfläche eines Formartikels nach außen hervorstehende Grate werden erzeugt, wenn granu latförmige Ausgangsmaterialien in die mit dem Formenhohlraum kommunizierenden Durchgangsöffnungen eindringen, wenn die beweglichen Trennelemente zurückgezogen sind. Bei der vor liegenden Inmould-Formschäumvorrichtung sind jedoch entlang den Durchgangsöffnungen in den Formenhohlraum hineinragende Vorsprungabschnitte ausgebildet, wobei die in den Formen hohlraum führenden Durchgangsöffnungen in der Querrichtung der Vorsprungabschnitte mittig angeordnet sind, und diese Vorsprungabschnitte bilden eine Vertiefung im Formartikel, so daß der Grat vom hinteren Ende der Vertiefung hervor steht. Daher kann, indem die Tiefe der Vertiefung so ausge wählt wird, daß sie tiefer ist als die Höhe des Grats, ein Formartikel hergestellt werden, der zwar Grate aufweist, wo bei die Grate jedoch nicht von sichtbaren Oberflächen des Formartikels nach außen hervorstehen. Dadurch ist kein nach folgender Gratentfernungsprozeß erforderlich, kann der Form artikel an einer geeigneten Position an der Montagefläche eines Gegenstands im wesentlichen enganliegend und festsit zend befestigt werden und kann der Formartikel durch ein daran befestigtes Verkleidungselement im wesentlichen engan liegend und festsitzend abgedeckt werden.

Die vorstehend beschriebene Maßnahme zum Vermeiden von Graten kann auch in Inmould-Formschäumvorrichtungen mit an deren Konfigurationen mit beweglichen Trennelementen imple mentiert werden. Die hierin bereitgestellte Inmould- Formschäumvorrichtung mit dieser Maßnahme zum Vermeiden von Graten weist bewegliche Trennelemente zum Teilen des Formen hohlraums in mehrere getrennte Formenkammern auf, wobei die se Trennelemente durch in der Kernform und/oder in der Hohl raumform ausgebildete Durchgangsöffnungen in den Formenhohl raum ausfahrbar oder von ihm zurückziehbar sind, wobei entlang den auf der Form (auf den Formen) ausgebildeten Durch gangsöffnungen in den Formenhohlraum hineinragende Vor sprungabschnitte ausgebildet sind, und die in den Formen hohlraum führenden Durchgangsöffnungen in der Querrichtung dieser Vorsprungabschnitte mittig angeordnet sind.

Bei dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, weil der Formenhohlraum durch die Trennelemente in mehrere ge trennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, so daß die Funk tionalität und die Qualität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten Formenkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden können. Bei spielsweise können granulatförmige Ausgangsmaterialien mit geringem Expansionsgrad in Bereichen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, um die Festig keit/Steifigkeit des Formartikels zu erhöhen, während granu latförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansions grad in anderen Bereichen verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzieren, so daß der Formarti kel sowohl eine verbesserte Festigkeit als auch ein redu ziertes Gewicht aufweist.

Während des Prozesses zum Formen eines Formartikels werden, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt worden ist, die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf erwärmt und verschmolzen. Bei dieser Inmould-Formschäumvorrichtung kann, weil die be weglichen Trennelemente im Formenhohlraum zurückziehbar an geordnet sind, indem die beweglichen Trennelemente zurückge zogen werden, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmi gen Ausgangsmaterialien gefüllt worden ist und bevor die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen werden, an den Grenzflächen von granulatförmi gen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften eine ausreichende Verbindungsfestigkeit zwischen granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhalten werden, so daß an diesen Grenz flächen eine geeignete Formteilfestigkeit gewährleistet ist.

Außerdem wird, wie erwähnt, ein von einer sichtbaren Oberfläche eines Formartikels nach außen hervorstehender Grat gebildet, wenn granulatförmige Ausgangsmaterialien in die mit dem Formenhohlraum kommunizierenden Durchlaßöffnun gen eindringen, wenn die beweglichen Elemente zurückgezogen sind. Durch die vorliegende Inmould-Formschäumvorrichtung werden jedoch entlang den auf der Form angeordneten Durch gangsöffnungen Vorsprungabschnitte gebildet, die in den For menhohlraum hineinragen, wobei die sich in den Formenhohl raum öffnenden Durchgangsöffnungen in Querrichtung der Vor sprungabschnitte mittig angeordnet ist, so daß, wie vorste hend beschrieben, keine von sichtbaren Oberflächen des Form artikels nach außen hervorstehenden Grate gebildet werden.

Vorzugsweise ist die Breite der Durchgangsöffnungen kleiner als der Durchmesser der granulatförmigen Ausgangsma terialien. Wenn die Breite der Durchgangsöffnungen größer ist als der Durchmesser der granulatförmigen Ausgangsmate rialien, dringen die granulatförmigen Ausgangsmaterialien tendentiell in die Durchgangsöffnungen ein, wodurch ein gro ßer Gratanteil erhalten wird, daher ist, um das Eindringen der granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Durch gangsöffnungen zu minimieren, die Breite der Durchgangsöff nungen kleiner als der Durchmesser der granulatförmigen Aus gangsmaterialien.

Außerdem ist vorzugsweise die Höhe der Vorsprungab schnitte größer als die Höhe der durch die Durchgangsöffnun gen erzeugten Grate. Weil ein Grat zu seinem distalen Ende hin schmaler wird, wird, auch wenn sein distaler Randabschnitt von einer sichtbaren Oberfläche eines Formartikels in einem gewissen Maß nach außen hervorsteht, dieser distale Randabschnitt sich verformen und in die Vertiefung gezwun gen, wenn der Formartikel z. B. durch ein Verkleidungselement abgedeckt wird, so daß zwischen dem Formartikel und dem Ver kleidungselement kein Zwischenraum entsteht. Wenn die Höhe der Vorsprungabschnitte jedoch größer ist als die Höhe der durch die Durchgangsöffnungen erzeugten Grate, kann gewähr leistet werden, daß die durch die Durchgangsöffnungen gebil deten Grate nicht von einer sichtbaren Oberfläche des Form artikels nach außen hervorstehen.

Eine andere mögliche Gegenmaßnahme für Grate besteht darin, die Länge der beweglichen Trennelemente derart auszu bilden, daß, wenn die beweglichen Trennelemente zurückgezo gen sind, der Vordere Rand eines beweglichen Trennelements mit der Innenfläche der Form koplanar ist oder über die In nenfläche der Form hinaus in den Formenhohlraum der Form ragt, die die beweglichen Trennelemente aufweist.

Mit dieser Inmould-Formschäumvorrichtung werden, wie mit der vorangehenden Inmould-Formschäumvorrichtung, die Funktionalität und die Qualität von Formartikeln durch ge eignete Auswahl der Position und Größe der getrennten For menkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granu latförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert, und indem die Trennelemente zurückgezogen werden, bevor die granulat förmigen Ausgangsmaterialien miteinander verschmolzen wer den, kann an den Grenzflächen granulatförmiger Ausgangsmate rialien mit verschiedenen Eigenschaften eine ausreichende Verbindungsfestigkeit zwischen den granulatförmigen Aus gangsmaterialien erreicht und eine geeignete Formteilfestig keit an dieser Grenzflächen gewährleistet werden.

Außerdem wird, weil die beweglichen Trennelemente eine derartige Länge aufweisen, daß, wenn sie zurückgezogen sind, der vordere Rand eines beweglichen Trennelements mit der In nenfläche der Form koplanar ist oder darüber hinaus in den Formenhohlraum der Form ragt, die die beweglichen Trennele mente aufweist, verhindert, daß Durchgangsöffnungen mit dem Formenhohlraum kommunizieren, wenn die beweglichen Trennele mente zurückgezogen sind, wodurch verhindert wird, daß die Durchgangsöffnungen mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden, so daß Gratbildung verhindert wird. Daher wird, wenn der Formartikel durch ein Verkleidungselement oder ein ähnliches Element abgedeckt wird, durch die nicht vorhandenen Grate ermöglicht, daß das Verkleidungselement um die Außenseite des Formartikels sicher befestigt werden kann.

Wie erwähnt, können die beweglichen Trennelemente kamm förmig konfiguriert sein. Wenn kammförmige Trennelemente als bewegliche Trennelemente verwendet werden, muß die Form meh rere Durchgangsöffnungen für den Durchgang der Zähne aufwei sen, wodurch die Herstellung der Form ziemlich kompliziert wird. Daher ist eine Plattenkonfiguration bevorzugt.

Bewegliche Trennelemente können alternativ aus Plat tenelementen mit darin ausgebildeten Durchgangslöchern oder -schlitzen mit einer Größe bestehen, gemäß der der Durchgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien nicht zugelassen wird. In diesem Fall kommunizieren benachbarte getrennte Formenkammern über die in den Trennelementen ausgebildeten Durchgangslöcher oder -schlitze, wodurch verhindert wird, daß die beweglichen Trennelemente die Expulsion von Luft be hindern, die zum Füllen der Form mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien verwendet wird.

Dritter Typ Inmould-Formschäumvorrichtung mit ausschließlich fest stehenden Trennelementen

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung trennen fest stehende Trennelemente, die an der Kernform und/oder an der Hohlraumform stabil befestigt sind, den Formenhohlraum in mehrere getrennte Formenkammern, wobei jede getrennte For menkammer eine Füllvorrichtung aufweist, durch die benach barte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden können. Die feststehenden Trennelemente sind kammförmig und weisen mehrere Zähne auf, die sich kragträgerähnlich in die Formenteilungsrichtung erstrecken und in Intervallen ange ordnet sind, die klein genug sind, um zu verhindern, daß mindestens eines von verschiedenen, in benachbarte getrennte Formenkammern eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmateria lien durchgelassen wird.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, weil der Formenhohlraum durch die feststehenden Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, so daß die Funk tionalität und die Qualität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten Formenkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden können. Bei spielsweise können granulatförmige Ausgangsmaterialien mit geringem Expansionsgrad in Bereichen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, um die Festig keit/Steifigkeit des Formartikels zu erhöhen, während granu latförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansions grad in anderen Bereichen verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzieren, so daß der Formartikel sowohl eine verbesserte Festigkeit als auch ein redu ziertes Gewicht aufweist.

Obwohl in durch diese Inmould-Formschäumvorrichtung ge formten Formartikeln Durchgangslöcher oder Senken an den Zähnen der feststehenden Trennelemente entsprechenden Posi tionen angeordnet sein werden, hat die fixierte oder fest stehende Anordnung der feststehenden Trennelemente die fol genden Vorteile:

1. Es ist kein Antriebssystem zum Antreiben der Trenn elemente erforderlich, so daß die Struktur der Inmould- Formschäumvorrichtung wesentlich vereinfacht und die Kosten zum Herstellen der Inmould-Formvorrichtung reduziert werden.
2. Weil die Befestigungspositionen der feststehenden Trennelemente veränderbar sind, können die getrennten Berei che innerhalb des Formenhohlraums leicht geändert werden, um Modifikationen des Formteildesigns und ähnliche Modifikatio nen zu ermöglichen.
3. Weil in benachbarte getrennte Formenkammern einge füllte, granulatförmige Ausgangsmaterialien mit verschiede nen Eigenschaften durch die Zwischenräume zwischen den Zäh nen in ausreichendem Maß verschmelzen, wird eine geeignete Verbindungsfestigkeit zwischen Abschnitten des Formartikels gewährleistet, die aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften bestehen.
4. Weil in der Form keine Durchgangsöffnungen für den Durchgang von Trennelementen erforderlich sind, wird das aufgrund des Eindringens von granulatförmigem Ausgangsmate rial in die Durchgangsöffnungen oder zwischen eine Durch gangsöffnung und dem darin angeordneten Trennelement verur sachte Problem der Gratbildung verhindert. Durch die Durch gangsöffnungen verursachte lokale Verminderungen der Formfe stigkeit werden verhindert, und die Formungsgenauigkeit kann verbessert werden.

Geeignete Zähne sind stabähnliche Elemente mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm. Wie erwähnt, werden bei Verwen dung dieser Inmould-Formschäumvorrichtung durch die Zähne Durchgangsöffnungen oder Senken im Formartikel ausgebildet, wobei, wenn der Zahndurchmesser größer ist als 10 mm, Durch gangsöffnungen oder Senken mit einer wesentlichen Größe ge bildet werden, wodurch die Festigkeit des Formartikels redu ziert und sein Erscheinungsbild beeinträchtigt wird. Wenn der Zahndurchmesser kleiner ist als 1 mm, werden die Zähne keine geeignete Festigkeit aufweisen und können brechen oder sich verformen.

Die Zwischenräume zwischen den Zähnen sollten 30-90% des Durchmessers der granulatförmigen Ausgangsmaterialien betragen, deren Durchgang verhindert werden soll. Wenn die Zwischenräume zwischen den Zähnen zu klein sind, kann keine geeignete Verschmelzung der granulatförmigen Ausgangsmate rialien gewährleistet werden, die in benachbarten getrennten Formenkammern angeordnet sind, die an beiden Seiten der Zäh ne angeordnet sind, so daß die Festigkeit an der Grenzfläche abnimmt. Granulatförmige Ausgangsmaterialien aus Polyolefin harzen sind weicher als granulatförmige Ausgangsmaterialien aus Polystyrolharzen, und wenn die Zwischenräume zwischen benachbarten Zähnen zu groß sind, können die granulatförmi gen Ausgangsmaterialien zwischen den Zähnen eines Trennele ments hindurchgelangen und in die benachbarte Formenkammer eindringen.

Vorzugsweise werden die Zähne aus einem elastisch ver formbaren Material hergestellt. D. h., um eine Verformung der Zähne durch den Fülldruck, den Expansionsdruck oder einen ähnlichen Einfluß zu verhindern, ist es normalerweise er wünscht, ihre Querschnittsfläche ziemlich groß zu machen, um die Steifigkeit zu erhöhen, dies führt jedoch dazu, daß im Formartikel große Durchgangsöffnungen oder Senken gebildet werden, wodurch das Erscheinungsbild des Formartikels beein trächtigt und seine Festigkeit vermindert wird. Durch Ferti gen der Zähne aus einem elastisch verformbaren Material kön nen die Zähne so konstruiert werden, daß sie ihre ursprüng liche Form wiederannehmen, nachdem die Zähne aufgrund des Fülldrucks, des Expansionsdrucks oder eines ähnlichen Ein flusses verformt wurden, wodurch aufgrund einer plastischen Verformung der Zähne verursachte Formungsdefekte vermieden werden, während gleichzeitig die Querschnittsfläche jedes Zahns minimiert wird, so daß die Beeinträchtigung des Er scheinungsbildes und die Verminderung der Festigkeit der Formartikel unter Kontrolle gehalten werden können. Die hierin beschriebene Zahnkonfiguration kann in Inmould- Formschäumvorrichtungen des ersten Typs verwendet werden, wenn gezahnte Elemente als feststehende Trennelemente ver wendet werden.

Vorzugsweise werden die Zähne in einer Rechteckwellen-, einer Dreieckwellen- oder einer Sinuswellenanordnung ange ordnet. Durch diese Konfiguration wird Grenzbereichen be nachbarter Formteilabschnitte, die durch benachbarte, ge trennte Formenkammern im Formteil ausgebildet werden, eine Rechteckwellen-, Dreieckwellen- oder Sinuswellenstruktur aufgeprägt. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen benach barten Formabschnitten maximiert, wodurch die Verbindungsfe stigkeit an den Grenzflächen des Formartikels verbessert wird.

Um die Freigabe des Formartikels zu verbessern, werden feststehende Trennelemente vorzugsweise an einer Form mit einem Auswerferstift befestigt. In Abhängigkeit von der For menkonfiguration kann ein Formartikel auf einer Form blei ben, die keinen Auswerferstift aufweist, wenn die Formen ge trennt werden, wodurch ein Freigabefehler auftritt. Durch die vorliegende Inmould-Formschäumvorrichtung wird der Formartikel jedoch durch die Zähne gehalten, wenn die Formen ge trennt werden, so daß er auf der Form mit den feststehenden Trennelementen verbleibt. Daher kann ein Freigabefehler der vorstehend beschriebenen Art effektiv verhindert werden, in dem die feststehenden Trennelemente an einer Form mit einem Auswerferstift befestigt werden.

Vorzugsweise werden feststehende Trennelemente aus er sten feststehenden Trennelementen bestehen, die an einer Form mit einem Auswerferstift befestigt sind, und aus zwei ten feststehenden Trennelementen, die an der Form ohne Aus werferstift befestigt sind. Durch diese Anordnung löst sich, wenn die Formen getrennt werden, um den Formartikel freizu geben, weil die Zähne der ersten feststehenden Trennelemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trennelemente aus einandergezogen werden, der Formartikel von den zweiten feststehenden Trennelementen und wird auf den Zähnen der er sten feststehenden Trennelemente aufgespießt gehalten, so daß der Formartikel sich von der Form mit den daran befe stigten zweiten feststehenden Trennelementen löst und auf der Form mit den daran befestigten ersten feststehenden Trennelementen bleibt. Dadurch ist es, wenn der Formartikel mit Hilfe des Auswerferstifts freigegeben wird, ausreichend, den Formartikel einfach von den Zähnen der ersten festste henden Trennelemente zu entfernen, wodurch eine wesentlich einfachere Freigabe erhalten wird als wenn der Formartikel von beiden Zahnsätzen entfernt werden muß. Außerdem werden, wenn die Formen getrennt werden, um den Formartikel freizu geben, weil die Zähne der ersten und der zweiten feststehen den Trennelemente auseinandergezogen werden, Haft- oder Ver bindungsbereiche zwischen dem Formartikel und den Zähnen des ersten Trennelements, auf denen der Formartikel bleibt, in einem gewissen Maß getrennt, wodurch die Freigabe des For martikels durch den Auswerferstift erleichtert wird.

Wenn die feststehenden Trennelemente aus an einer Form mit einem Auswerferstift befestigten ersten feststehenden Trennelementen und aus an der Form ohne Auswerferstift befe stigten zweiten feststehenden Trennelementen bestehen, wer den vorzugsweise die Zähne der ersten feststehenden Trenn elemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trennele mente alternierend angeordnet sein, oder die Anzahl von Zäh nen der an der Form mit einem Auswerferstift befestigten er sten feststehenden Trennelemente wird größer sein als die Anzahl der Zähne der an der Form ohne Auswerferstift befe stigten zweiten feststehenden Trennelemente. Durch die erst genannte Konfiguration wird ein gutes Gleichgewicht erhal ten, wenn die Zähne der ersten feststehenden Trennelemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trennelemente aus einandergezogen werden, wenn die Formen getrennt werden, wo durch verhindert wird, daß der Formartikel unnötigen Kräften ausgesetzt wird. Durch die letztgenannte Konfiguration wird gewährleistet, daß der Formartikel auf der Form mit einem Auswerferstift gehalten wird.

Vorzugsweise werden die Zwischenräume zwischen den Zäh nen der ersten feststehenden Trennelemente und der zweiten feststehenden Trennelementen derart sein, daß mindestens ei nes der verwendeten granulatförmigen Ausgangsmaterialien sie nicht durchdringen kann. Durch diese Struktur kann der Durchgang von granulatförmigen Ausgangsmaterialien zwischen benachbarten getrennten Formenkammern verhindert werden, auch ohne daß die distalen Enden der Zähne der ersten fest stehenden Trennelemente und der zweiten feststehenden Tren nelemente sich bis zur Innenwand der anderen Form erstrec ken, indem einfach die distalen Enden der Zähne der beiden Sätze feststehender Trennelemente in der axialen Richtung der Zähne überlappend angeordnet werden. Dadurch können die Zähne der beiden Sätze feststehender Trennelemente kürzer ausgebildet werden, wodurch die Freigabe des Formartikels verbessert und die Wirkung des Biegungsmoments auf die Zähne minimiert wird, so daß Zähne mit kleinerem Durchmesser ver wendbar sind und der Durchmesser der durch die Zähne im Formartikel ausgebildeten Senken kleiner ist. Weil die Zahn länge grob festgelegt werden kann, kann sie gemäß einer Design- oder Formänderung des Formartikels oder einer ähnli chen Änderung leicht modifiziert werden, und wenn zwischen den beiden Formen ein Spalt verbleibt, wenn sie mit den gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden (z. B. bei einem Crack- oder Spaltfüllvorgang), können benachbarte ge trennte Formenkammern getrennt gehalten werden, indem die Überlappung der Zähne der beiden Sätze feststehender Trenn elemente so gestaltet wird, daß sie größer ist als Spalt breite.

Obwohl eine beliebige Zahnkonfiguration ausgewählt wer den kann, kann, indem am distalen Ende oder im Mittelab schnitt feststehender Trennelemente, die an der mit einem Auswerferstift ausgestatteten Form befestigt sind, ein frei gebewiderstandserhöhender Abschnitt zum Erhöhen des Wider stands gegen eine Freigabe des Formartikels von den Zähnen bereitgestellt wird, gewährleistet werden, daß der Formarti kel auf der Form mit einem Auswerferstift verbleibt, wenn die Formen getrennt werden.

Inmould-Formschäumverfahren

Im ersten erfindungsgemäßen Inmould-Formschäumverfahren wird eine Inmould-Formschäumvorrichtung verwendet, mit: ei ner Kernform und einer Hohlraumform, die keine Luftöffnungen (z. B. Kernventilationselemente und Kernventilationslöcher) in Formungsabschnitten aufweisen, die zum Formen hervorste hender Bereiche der Außenfläche eines Formartikels verwendet werden; und beweglichen Trennelementen, die den Formenhohlraum so trennen, daß der Durchgang granulatförmiger Aus gangsmaterialien verhindert wird, wobei diese beweglichen Trennelemente durch Antriebseinrichtungen vom Formenhohlraum zurückziehbar sind. Weil der Formenhohlraum durch die beweg lichen Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern ge teilt wird, werden granulatförmige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften in benachbarte getrennte Formen kammern gefüllt, und wenn diese mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt sind, werden die beweglichen Tren nelemente zurückgezogen, während den granulatförmigen Aus gangsmaterialien Dampf zugeführt wird, um sie miteinander zu verschmelzen.

Bei diesem Formverfahren weist die verwendete Inmould- Formschäumvorrichtung eine Kernform und eine Hohlraumform auf, die keine Luftöffnungen aufweisen (z. B. Kernventilati onselemente und Kernventilationslöcher), wobei durch die Luftöffnungen auf der Formartikeloberfläche erzeugte Abdrüc ke in nicht sichtbaren oder verborgenen Bereichen der Form artikeloberfläche angeordnet sind, wodurch das Erscheinungs bild der Formartikeloberfläche verbessert wird.

Außerdem können bei diesem Formungsverfahren Luftöff nungen vollständig oder im wesentlichen vollständig wegge lassen werden, und die Service- oder Arbeitsfluidströmungen zur hinteren Kammer der Kernform, zur hinteren Kammer der Hohlraumform und zum Formenhohlraum sind getrennt steuerbar. Beispielsweise können, wenn die Erwärmungsbedingungen in diesen Räumen durch Steuern eines dampfförmigen Arbeits- oder Servicefluids unabhängig manipuliert werden, die Ober flächenqualitäten der Abschnitte granulatförmiger Ausgangs materialien, die mit der Kernform und mit der Hohlraumform im gefüllten Formenhohlraum in Kontakt stehen, durch den den beiden Kammern zugeführten Dampf gesteuert werden, während die Erwärmung, die Expansion und die Verschmelzung der den Formenhohlraum füllenden granulatförmigen Ausgangsmateriali en durch den dem Formenhohlraum zugeführten Dampf steuerbar sind, so daß die Verschmelzung der granulatförmigen Aus gangsmaterialien unabhängig von den Oberflächenqualitäten steuerbar ist. Auf diese Weise kann die Verschmelzung in ei nem Formartikel auf einem niedrigeren Pegel gehalten werden, wodurch die Formungszykluszeit reduziert und ein Formartikel mit einer attraktiven Oberfläche hergestellt wird, so daß ein guter Durchsatz und ein hochwertiges Produkt erhalten werden.

Vorzugsweise werden die granulatförmigen Ausgangsmate rialien Polyolefinharz aufweisen, um zu gewährleisten, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien geeignet in den Formenhohlraum eingefüllt werden. Insbesondere hinsichtlich der Erreichung einer geeigneten Steuerung der Arbeits- oder Servicefluidzufuhr zu den beiden Kammern und zum Formenhohl raum ist es im vorliegenden Formungsverfahren ideal, wenn die Formen keine Luftöffnungen aufweisen, wobei diese Anord nung jedoch dazu führt, daß in der zum Einfüllen der granu latförmigen Ausgangsmaterialien verwendeten Luftströmung Turbulenzen auftreten können, wodurch der Füllvorgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien beeinträchtigt werden kann. Granulatförmige Ausgangsmaterialien aus Polyolefinhar zen sind jedoch weiche Materialien und darüber hinaus hoch gradig gasdurchlässig, so daß die Partikel der granulatför migen Ausgangsmaterialien aus Polyolefinharz sich für einen vorgegebenen Expansionsfaktor erheblich stärker verformen, was zu einer verbesserten Fülldichte beiträgt, so daß insge samt eine Abnahme der Fülldichte effektiv verhindert wird.

Außerdem können durch dieses Formungsverfahren, weil der Formenhohlraum durch bewegliche Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte getrennte Formenkammern mit Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, so daß jede getrennte Formenkam mer mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiede nen Eigenschaften gefüllt werden kann. Beispielsweise können Ausgangsmaterialien mit einem geringen Expansionsgrad in Be reichen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit er forderlich ist, um die Festigkeit/Steifigkeit der Formarti kels zu erhöhen, während granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansionsgrad in anderen Bereichen verwen det werden können, um das Gewicht des Formartikels zu redu zieren, so daß der Formartikel sowohl eine verbesserte Fe stigkeit als auch ein reduziertes Gewicht aufweist. Weil die beweglichen Trennelemente durch Antriebseinrichtungen vom Formenhohlraum zurückziehbar sind, können die Trennelemente, nachdem der Formenhohlraum mit den granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt worden ist, zurückgezogen werden, um zu ermöglichen, daß die granulatförmigen Ausgangsmateria lien durch Dampf erwärmt werden und verschmelzen, wodurch auch an den Grenzflächen zwischen granulatförmigen Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften eine geeignete Verbindungsfestigkeit erhalten wird. Durch den glatten und gleichmäßigen Übergang zwischen den beiden Arten von granu latförmigen Ausgangsmaterialien wird verhindert, daß das Er scheinungsbild des Formartikels beeinträchtigt wird.

Das zweite erfindungsgemäße Inmould-Formschäumverfahren verwendet eine Inmould-Formschäumvorrichtung mit: einer Kernform und einer Hohlraumform ohne Luftöffnungen (z. B. Kernventilationselemente und Kernventilationslöcher) in Formabschnitten, die zum Formen hervorstehender Bereiche der Außenfläche eines Formartikels verwendet werden; und kamm förmigen, feststehenden Trennelementen mit mehreren Zähnen zum Trennen des Formenhohlraums so, daß der Durchgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien verhindert wird, wobei diese feststehenden Trennelemente an der Kernform oder an der Hohlraumform so befestigt sind, daß ihre Zähne in der Formenteilungsrichtung angeordnet sind. Granulatförmige Aus gangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften werden in benachbarte getrennte Formenkammern eingefüllt, die durch die feststehenden Trennelemente im Formenhohlraum definiert sind, und dann wird den granulatförmigen Ausgangsmaterialien Dampf zugeführt, um sie zu erwärmen und miteinander zu ver schmelzen.

Durch dieses Formungsverfahren werden die gleichen Vor teile erzielt wie beim vorstehend beschriebenen ersten For mungsverfahren. Im Unterschied zum ersten Formungsverfahren sind jedoch auf der Kernform und auf der Hohlraumform fest stehende Trennelemente angeordnet, so daß die granulatförmi gen Ausgangsmaterialien erwärmt und verschmolzen werden müs sen, während die feststehenden Trennelemente in Position im Formenhohlraum verbleiben, so daß im Formartikel an den Po sitionen der Zähne entsprechenden Positionen Durchgangslö cher erzeugt werden. Es ist jedoch kein Antriebsmechanismus zum Antreiben der Trennelemente und keine Dichtungsstruktur zwischen der Form und den Trennelementen erforderlich, so daß die Konstruktion der Inmould-Formschäumvorrichtung we sentlich vereinfacht werden kann, wodurch die mit ihrer Fer tigung verbundenen Kosten erheblich gesenkt werden. Außerdem können die getrennten Bereiche im Formenhohlraum durch Än dern der Positionen, an denen die feststehenden Trennelemen te befestigt sind, leicht modifiziert werden, so daß eine leichte Anpassung an Änderungen des Formteildesigns und an ähnliche Änderungen möglich ist.

Die Luftöffnungen in der Kernform und in der Hohlraum form können vollständig oder nahezu vollständig weggelassen werden. Dadurch wird eine präzise Steuerung der Erwärmungs bedingungen für die drei Räume, d. h. für die hintere Kammer der Kernform, die hintere Kammer der Hohlraumform und den Formenhohlraum, und eine attraktive Formteiloberfläche ohne durch Luftlöcher erzeugte Abdrücke ermöglicht. Außerdem wird, weil keine Luftöffnungen vorhanden sind, verhindert, daß während des Kühlvorgangs in die beiden Kammern gesprüh tes Kühlwasser mit dem Formartikel in Kontakt kommt, wodurch eine aufgrund des Kontakts mit Kühlwasser erhaltene Erhöhung des Wasseranteils des Formartikels verhindert wird. Weil Kühlwasser mit dem Formteil nicht in direkten Kontakt kommt, können sanitäre Formartikel erhalten werden.

Das dritte erfindungsgemäße Inmould-Formschäumverfahren verwendet die Inmould-Formschäumvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei, wenn der Formenhohlraum durch sich in ihn erstreckende bewegliche Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, granulatförmige Aus gangsmaterialien so in den Formenhohlraum gefüllt werden, daß mindestens benachbarte getrennte Formenkammern mit gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigen schaften gefüllt werden, wobei, wenn diese mit granulatför migen Ausgangsmaterialien gefüllt sind, die beweglichen Trennelemente zurückgezogen werden, bis die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch ihnen zugeführten Dampf miteinan der verschmelzen.

Dieses Formschäumverfahren verwendet eine Inmould- Formschäumvorrichtung des ersten oder des zweiten Typs, wo bei, weil der Formenhohlraum durch bewegliche Trennelemente und feststehende Trennelemente in mehrere Formenkammern ge teilt ist und granulatförmige Ausgangsmaterialien in den Formenhohlraum so eingefüllt werden, daß mindestens benach barte getrennte Formenkammen mit granulatförmigen Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt sind, die Funktionalität und die Qualität der Formartikel durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten For menkammern, der Eigenschaften der in sie gefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien usw. verbessert werden kann. Beispielsweise können Ausgangsmaterialien mit einem geringen Expansionsgrad in Bereichen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, um die Festigkeit/Steifig keit der Formartikels zu erhöhen, während granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansionsgrad in ande ren Bereichen verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzieren, so daß der Formartikel sowohl eine verbesserte Festigkeit als auch ein reduziertes Gewicht aufweist.

Außerdem werden, nachdem die granulatförmigen Ausgangs materialien eingefüllt wurden, die beweglichen Trennelemente zurückgezogen, bis die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch ihnen zugeführten Dampf miteinander verschmelzen, wo durch eine geeignete Verbindungsfestigkeit an den Grenzflä chen zwischen granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit ver schiedenen Qualitäten erhalten und eine geeignete Formteil festigkeit an diesen Grenzflächen gewährleistet wird.

Außerdem wird durch Verwendung einer Inmould-Form schäumvorrichtung des ersten oder des zweiten Typs, bei der benachbarte getrennte Formenkammern einstückig sind, eine durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Rela tivbewegung benachbarter getrennter Formungsabschnitte ver hindert und werden Breitenänderungen der Durchgangsöffnungen vermieden. Die Konfiguration der in der Form ausgebildeten Durchgangsöffnungen für den Durchgang der beweglichen Trenn elemente kann beispielsweise zu einer linearen Konfiguration vereinfacht werden, und eine durch Dehnung oder Zusammenzie hen der Form verursachte Verbreiterung/Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen oder eine Verformung der Durch gangsöffnungen kann verhindert werden, wodurch eine glatte und gleichmäßige Bewegung der beweglichen Trennelemente ge währleistet wird.

Vorzugsweise wird gemäß diesem dritten Formungsverfah ren der Formenhohlraum zunächst mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt, dann werden die beweglichen Trenn elemente zurückgezogen, und daraufhin werden die granulat förmigen Ausgangsmaterialien erwärmt und verschmolzen. Der Zeitpunkt, an dem die beweglichen Trennelemente zurückgezo gen werden, kann beliebig ausgewählt werden, vorausgesetzt, daß die Rückziehbewegung erfolgt, nachdem die granulatförmi gen Ausgangsmaterialien eingefüllt wurden und bevor die gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien durch ihnen zugeführten Dampf miteinander verschmolzen werden. In der Praxis wird der Zeitpunkt, an dem die granulatförmigen Ausgangsmateria lien durch den Dampf miteinander verschmolzen werden, von der Größe des Formartikels abhängig sein, und der Zeitpunkt wird sich außerdem mit der Oberfläche des Formenhohlraums, der Dampftemperatur und anderen Faktoren ändern, so daß es schwierig ist, einen bestimmten Zeitpunkt festzulegen. Daher werden die beweglichen Trennelemente vorzugsweise zurückge zogen, nachdem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien ein gefüllt wurden und bevor der Dampf in den Formenhohlraum eingeleitet wird.

Das vierte erfindungsgemäße Inmould-Formschäumverfahren verwendet die Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und verwendet außerdem als granulatför mige Ausgangsmaterialien solche Materialien, die die Zähne nicht durchdringen können. Wenn die Kernform und die Hohl raumform geschlossen sind, so daß der Formenhohlraum durch feststehende Trennelemente in mehrere getrennte Formenkam mern geteilt ist, füllen diese granulatförmigen Ausgangsma terialien die getrennten Formenkammern derart, daß minde stens benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmi gen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften ge füllt werden.

Weil dieses Formungsverfahren eine Inmould-Formschäum vorrichtung des dritten Typs verwendet, entsprechen seine Vorteile den vorstehend beschriebenen Vorteilen. Außerdem können, weil die granulatförmigen Ausgangsmaterialien eine Größe haben, gemäß der sie die Zähne der feststehenden Trennelemente nicht durchdringen können, die mehreren ge trennten Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmateria lien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, und granulatförmige Ausgangsmaterialien können eingefüllt wer den, ohne daß die zum Einfüllen der granulatförmigen Aus gangsmaterialien erforderliche Zeitdauer zunimmt.

Das fünfte erfindungsgemäße Inmould-Formschäumverfahren verwendet die Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und verwendet außerdem als granulatför mige Ausgangsmaterialien ein erstes granulatförmiges Aus gangsmaterial, das die Zähne nicht durchdringen kann, und ein zweites granulatförmiges Ausgangsmaterial, das die Zähne durchdringen kann. Wenn die Kernform und die Hohlraumform geschlossen sind, so daß der Formenhohlraum durch festste hende Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern ge teilt ist, wird das erste granulatförmige Ausgangsmaterial eingefüllt, und anschließend wird das zweite granulatförmige Ausgangsmaterial eingefüllt, wobei die granulatförmigen Aus gangsmaterialien derart in die getrennten Formenkammern ein gefüllt werden, daß mindestens benachbarte getrennte Formen kammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit ver schiedenen Eigenschaften gefüllt werden.

Weil dieses Formungsverfahren eine Inmould-Formschäum vorrichtung des dritten Typs verwendet, entsprechen seine Vorteile den vorstehend beschriebenen Vorteilen. Außerdem wird, weil zuerst ein erstes granulatförmiges Ausgangsmate rial eingefüllt wird, das die Zähne nicht durchdringen kann, woraufhin ein zweites granulatförmiges Ausgangsmaterial eingefüllt wird, das die Zähne durchdringen kann, obwohl der Füllvorgang zeitaufwendiger ist, eine bessere Verbindungsfe stigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten granulatförmi gen Material erhalten, weil ein Teil des zweiten granulat förmigen Materials die Zähne durchdringt und sich in benach barte getrennte Formenkammern bewegt.

Benachbarte der durch die Trennelemente getrennten For menkammern werden mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt, die z. B. granulat förmige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Expansionsgra den sein können. Beispielsweise können granulatförmige Aus gangsmaterialien mit einem geringen Expansionsgrad in Berei chen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit erfor derlich ist, um die Festigkeit/Steifigkeit des Formartikels zu erhöhen, während granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansionsgrad in anderen Bereichen verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzie ren, so daß der Formartikel sowohl eine verbesserte Festig keit als auch ein reduziertes Gewicht aufweist.

Formgeschäumter Formartikel

Auf der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen formgeschäumten Formartikels ist eine Vertiefung ausgebil det, die sich entlang einer Außenfläche einer Grenzfläche von Formabschnitten erstreckt, die aus granulatförmigen Aus gangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften geformt sind, wobei auf der Bodenfläche der Vertiefung ein Grat so ausgebildet ist, daß er nicht von sichtbaren Oberflächen des Formartikels nach außen hervorsteht.

In diesem Formartikel steht von sichtbaren Oberflächen des Formartikels kein Grat hervor, so daß kein Endbearbei tungsprozeß zum Entfernen von Graten oder ein ähnlicher Pro zeß erforderlich ist und der Formartikel an einer geeigneten Stelle auf der Montagefläche eines Gegenstandes im wesentli chen enganliegend und festsitzend befestigt werden kann und der Formartikel durch ein daran befestigtes Verkleidungsele ment im wesentlichen enganliegend und festsitzend abgedeckt werden kann. Derartige Formartikel können durch eine vorste hend beschriebene Inmould-Formschäumvorrichtung mit entlang den Durchgangsöffnungen angeordneten Vorsprungabschnitten hergestellt werden.

Die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen formgeschäumten Formartikels weist mehrere Formteilabschnit te auf, die aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften hergestellt sind, und im Formar tikel sind mehrere Durchgangsöffnungen oder Senken ausgebil det, die in vorgegebenen Intervallen entlang der Grenzflä chen der Formteilabschnitte angeordnet sind und sich in der Formenteilungsrichtung erstrecken.

Derartige Formartikel werden unter Verwendung einer In mould-Formschäumvorrichtung mit Zähnen hergestellt, wobei die Durchgangsöffnungen oder Senken an den den Zähnen ent sprechenden Positionen angeordnet sind. Dadurch kann die Konstruktion der Inmould-Formschäumvorrichtung vereinfacht werden, und die Form muß keine Durchgangsöffnungen zum Her ausfahren und Zurückziehen der Trennelemente auf die vorste hend beschriebene Weise in den bzw. vom Formenhohlraum auf weisen, so daß keine von sichtbaren Oberflächen des Formar tikels hervorstehende Grate durch Durchgangsöffnungen er zeugt werden.

Vorzugsweise ist in den äußeren Abschnitten einer Grenzfläche, die keine Durchgangsöffnungen oder Senken auf weisen, eine Vertiefung ausgebildet, die sich entlang der Grenzfläche erstreckt, so daß ein auf dem Boden der Vertie fung ausgebildeter Grat nicht von sichtbaren Oberflächen des Formartikels nach außen hervorsteht. In derartigen Formartikeln steht kein Grat von sichtbaren Oberflächen des Formar tikels nach außen hervor, so daß kein Endbearbeitungsvorgang zur Gratentfernung oder ein ähnlicher Vorgang erforderlich ist und der Formartikel an einer geeigneten Stelle an der Montagefläche eines Gegenstandes im wesentlichen enganlie gend und festsitzend befestigt werden kann und der Form artikel durch ein daran befestigtes Verkleidungselement im wesentlichen enganliegend abgedeckt werden kann.

Vorzugsweise werden die Grenzflächen zwischen Formteil abschnitten eine Rechteckwellen-, eine Dreieckwellen- oder eine Sinuswellenkonfiguration aufweisen. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen benachbarten Formteilabschnitten ma ximal, wodurch die Verbindungsfestigkeit und die Festigkeit des Formartikels verbessert werden.

Ein spezifisches Beispiel eines formgeschäumten Arti kels ist ein Kern einer Automobilstoßstange. Derartige Auto mobilstoßstangenkerne müssen in der Lage sein, den während eines Frontalaufpralls des Automobils (Frontalzusammenstoß) auftretenden Stoß, den bei einem versetzten Aufprall auftre tenden Stoß, und den bei einem diagonalen Frontalaufprall (Diagonalzusammenstoß) auftretenden Stoß zu absorbieren. Au ßerdem muß, um das Fahrzeuggewicht gering zu halten, das Ge wicht des Kerns möglichst klein sein. Im erfindungsgemäßen Automobilstoßstangenkern werden Abschnitte des Kerns, die bei verschiedenartigen Frontalzusammenstößen des Automobils lokalen Stoßbelastungen ausgesetzt sind, aus einem granulat förmigen Ausgangsmaterial mit einem geringen Expansionsgrad hergestellt, während andere Abschnitte aus einem granulat förmigen Ausgangsmaterial mit einem hohen Expansionsgrad hergestellt werden, wodurch das Kerngewicht reduziert wird, während im Fall eines versetzten oder diagonalen Zusammen stoßes die Aufprallenergie effektiv absorbiert wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Automobilstoßstan genkerns;

Fig. 2(a) zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie S1-S1 in Fig. 1 und (b) eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnitts A in Fig. 2(a);

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht einer ersten Aus führungsform einer Inmould-Formschäumvorrichtung;

Fig. 4 zeigt eine Längsschnittansicht eines Abschnitts einer Form mit Luftöffnungen;

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht eines Kernlüftungsele ments;

Fig. 6 zeigt eine Längsschnittansicht eines Abschnitts einer Form mit einem Vorsprungabschnitt;

Fig. 7(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer er sten Ausführungsform eines Kerns und (b) und (c) sind erläu ternde Diagramme einer Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 8(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer an deren Kernstruktur und (b) und (c) erläuternde Diagramme ei ner Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 9(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) und (c) sind erläuternde Dia gramme einer Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 10(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) und (c) sind erläuternde Diagramme einer Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 11(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) und (c) sind erläuternde Diagramme einer Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 12 zeigt eine Längsschnittansicht einer Formungs vorrichtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 13(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) und (c) sind erläuternde Diagramme einer Formungsvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht des vorste hend erwähnten Kerns;

Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zwei ten Ausführungsform eines Automobilstoßstangenkerns;

Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie S2- S2 in Fig. 15;

Fig. 17 zeigt eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Inmould-Formschäumvorrichtung;

Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie S3- S3 in Fig. 17;

Fig. 19 zeigt ein erläuterndes Diagramm einer Trennein richtung;

Fig. 20 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trenn elements;

Fig. 21 zeigt ein erläuterndes Diagramm einer Trennein richtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 22 zeigt ein erläuterndes Diagramm einer Trennein richtung gemäß einer noch anderen Konstruktion;

Fig. 23(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) ein erläuterndes Diagramm einer Formschäumvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 24(a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Kernstruktur und (b) ein erläuterndes Diagramm einer Formschäumvorrichtung zum Formen des Kerns;

Fig. 25 zeigt eine Längsschnittansicht einer Formungs vorrichtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 26 zeigt eine Gesamtansicht einer dritten Ausfüh rungsform einer Inmould-Formschäumvorrichtung;

Fig. 27 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie S4- S4 in Fig. 26;

Fig. 28 zeigt eine Gesamtansicht einer Inmould-Form schäumvorrichtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 29 zeigt eine Gesamtansicht einer Inmould- Formschäumvorrichtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 30 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie S6-S6 in Fig. 29;

Fig. 31 zeigt ein erläuterndes Diagramm einer Inmould- Formschäumvorrichtung gemäß einer anderen Konstruktion;

Fig. 32 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Auto mobilstoßstangenkerns;

Fig. 33 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie S5- S5 in Fig. 26;

Fig. 34 zeigt ein erläuterndes Diagramm zum Darstellen von Eigenschaften einer Formteiloberfläche und der inneren Verschmelzungsrate;

Fig. 35 zeigt eine Gesamtansicht einer herkömmlichen Inmould-Formschäumvorrichtung;

Fig. 36 zeigt eine Längsschnittansicht eines Teils ei ner herkömmlichen Form mit Luftöffnungen;

Fig. 37 zeigt eine Draufsicht eines herkömmlichen Kern ventilationselements; und

Fig. 38 zeigt ein erläuterndes Diagramm eines herkömm lichen Formschäumverfahrens.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachstehend werden die Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen beschreiben die Erfindung bezüglich eines formgeschäumten Artikels, der als Kern einer Automobilstoß stange verwendet wird, und einer Inmould-Formschäumvorrich tung und eines Inmould-Formschäumverfahrens zum Formen des Formartikels.

Erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform betrifft eine Inmould- Formschäumvorrichtung des ersten Typs mit beweglichen Trenn elementen und ein Inmould-Formschäumverfahren und einen formgeschäumten Artikel.

Zunächst wird ein aus einem formgeschäumten Artikel be stehender Kern für eine Automobilstoßstange beschrieben. Ge mäß den Fig. 1 und 2 weist ein Kern 1 einen vorderen stoßabsorbierenden Abschnitt 2, der sich an seinen zwei En den leicht nach hinten krümmt, und seitliche stoßabsorbie rende Abschnitte 3 auf, die sich von den beiden Enden des vorderen st 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010048399 00004 99880oßabsorbierenden Abschnitts 2 nach hinten er strecken. An der unteren Hälfte jedes Eckabschnitts 4, der sich vom stoßabsorbierenden Abschnitt 2 zu einem seitlichen stoßabsorbierenden Abschnitt 3 erstreckt, ist ein Abschnitt 5 ausgebildet, der aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit einem niedrigen Expansionsgrad hergestellt ist, und die übrigen Abschnitte 6 sind aus granulatförmigen Ausgangsmate rialien mit einem Expansionsgrad hergestellt, der höher ist als derjenige des Materials des Abschnitt 5.

Der Mittelabschnitt des vorderen stoßabsorbierenden Ab schnitts 2 dient zum Absorbieren der Aufprallenergie bei ei nem Frontalzusammenstoß, und weil dieser Abschnitt mit einem großen Druckbereich zum Aufnehmen von Aufprallenergie verse hen werden kann, weist er hochgradig expandierte, weiche, leichtgewichtige granulatförmige Ausgangsmaterialien auf. Die beiden Enden des vorderen stoßabsorbierenden Abschnitts und die seitlichen stoßabsorbierenden Abschnitte 3 dienen zum Absorbieren der Aufprallenergie bei einem versetzten oder bei einem diagonalen Zusammenstoß, und weil es schwie rig ist, diese Abschnitte mit einem großen Druckbereich zum Aufnehmen der Aufprallenergie zu versehen, sind Abschnitte 5 aus Material mit geringem Expansionsgrad vorgesehen, die, obwohl sie schwerer sind als andere Abschnitte, aus starrem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit einem geringen Expan sionsgrad bestehen, so daß das Gewicht des Kerns 1 reduziert werden kann, während bei verschiedenartigen Frontalzusammen stößen ein geeignetes Sicherheitsverhalten gewährleistet wird. Die Länge und die Höhe der Abschnitte 5 aus einem Ma terial mit geringem Expansionsgrad können beliebig festge legt werden, vorausgesetzt, daß der Kern 1 in der Lage ist, die Energie eines beliebigen Aufpralls, dem er ausgesetzt ist, geeignet zu absorbieren. In der vorliegenden Ausfüh rungsform sind Abschnitte 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad nur in den unteren Hälften der Eckabschnitte 4 des Kerns 1 angeordnet, die Eckabschnitte 4 könnten jedoch auch vollständig aus granulatförmigem Ausgangsmaterial mit geringem Expansionsgrad bestehen. Die äußere Form und die Größe des Kerns 1 können für das Fahrzeug, auf dem es ver wendet wird, geeignet ausgewählt werden.

Gemäß Fig. 2 ist auf der Rückseite des Kerns 1 eine Vertiefung 7 ausgebildet, die sich entlang der Grenzfläche L zwischen dem Abschnitt 5 aus einem Material mit geringem Ex pansionsgrad und dem Abschnitt 6 aus einem Material mit ho hem Expansionsgrad erstreckt. Auf der Bodenfläche der Ver tiefung 7 ist ein Grat 8 ausgebildet, der jedoch nicht über die sichtbare Oberfläche des Kerns 1 hinausragt. Die Rück seite des Kerns 1 wird an der Vorderfläche des vorderen Trä gers eines Fahrzeugs befestigt, und weil der Grat 8 so aus gebildet ist, daß er nicht über die sichtbare Oberfläche des Kerns 1 hinausragt, kann der Kern 1, ohne daß der Grat 8 vom Kern 1 entfernt werden muß, an der Vorderfläche des vorderen Trägers festsitzend und enganliegend befestigt werden.

Die Tiefe der Vertiefung 7 wird bezüglich der Höhe des auf der Bodenfläche der Vertiefung 7 ausgebildeten Grats 8 so ausgewählt, daß der Grat 8 nicht über die sichtbare Oberfläche des Kerns 1 hinausragt. Die Breite der Vertiefung 7 wird vorzugsweise möglichst klein sein, wobei, wenn sie zu klein ist, keine geeignete Festigkeit des auf der Kernform 11 (vergl. Fig. 3) zum Ausbilden der Vertiefung 7 vorgesehe nen Vorsprungabschnitts 7 gewährleistet werden kann, wie später diskutiert wird; daher sollte die Breite etwa der 3- bis 10-fachen Dicke des Grats 8 entsprechen.

Wie in den Fig. 1 und 7(a) dargestellt ist, sind der Abschnitt 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und der Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansions grad an einer Grenzfläche L mit einer von vorne betrachtet näherungsweise "C"-förmigen Struktur geteilt. An den beiden oberen Eckabschnitten der Grenzfläche L sind Durchgangsöff nungen 9a ausgebildet, die sich nach hinten durch den Kern 1 erstrecken, und am unteren Rand der Grenzfläche L sind Ver tiefungen 9b ausgebildet, die sich von vorne nach hinten er strecken. Die Durchgangslöcher 9a und die Vertiefungen 9b werden gebildet, wenn der Kern 1 in der Inmould-Formschäum vorrichtung 10 geformt wird, wie später beschrieben wird. In Abhängigkeit von der Konfiguration der auf der Formungsvor richtung vorgesehenen feststehenden Trennelemente können diese Durchgangsöffnungen an einer beliebigen Position bzw. an beliebigen Positionen entlang der Grenzfläche L ausgebil det werden, um beispielsweise ein schlitzförmiges, langes, schmales Durchgangsloch 9A herzustellen, wie in Fig. 8(a) dargestellt, oder mehrere reihenförmig angeordnete Durch gangslöcher 9B, 9C, wie in den Fig. 9(a) und 10(a) darge stellt; oder die Durchgangslöcher können weggelassen werden, wie in Fig. 11(a) dargestellt.

Die Konfiguration der Grenzfläche L ist nicht auf eine von vorne betrachtet "C"-förmige Konfiguration begrenzt, al ternativ kann der Kern entlang einer Grenzfläche mit einer von vorne betrachtet "L"-förmigen Konfiguration, einer linearen Konfiguration oder einer gekrümmten Konfiguration ge teilt sein. Obwohl in der vorliegenden Erfindung ein Kern 1 für eine Fahrzeugstoßstange beschrieben ist, kann die Erfin dung analog auch für von Kernen verschiedene formgeschäumte Artikel verwendet werden, vorausgesetzt, daß diese Formarti kel Formteilabschnitte aus granulatförmigen Ausgangsmateria lien mit verschiedenen Eigenschaften aufweisen. In Abhängig keit vom Formartikel können, in Abhängigkeit von den Bedin gungen, unter denen sie verwendet werden, zu ihrer Herstel lung granulatförmige Ausgangsmaterialien verwendet werden, die sich in von ihrem Expansionsfaktor oder -grad verschie denen Eigenschaften unterscheiden, z. B. in der Fülldichte des Granulats, im Zellendurchmesser, im Granulatdurchmesser, im Material, und in ähnlichen Eigenschaften.

Die Materialien für die granulatförmigen Ausgangsmate rialien können unter Bezug auf bestimmte Faktoren ausgewählt werden, z. B. hinsichtlich der Bedingungen, unter denen der hergestellte Formartikel verwendet werden soll. Beispiele sind Polystyrol-Kunstharzmaterialien sowie Polyethylenharze, Polypropylenharzmaterialien und andere Polyolefinharzmate rialien und Copolymere dieser Kunstharzmaterialien.

Der Expansionsfaktor oder -grad der granulatförmigen Ausgangsmaterialien wird von der Art der granulatförmigen Ausgangsmaterialien abhängen, er wird jedoch vorzugsweise im Bereich von 3 bis 150 liegen. Für granulatförmige Ausgangs materialien, die Polystyrol-Kunstharzmaterialien aufweisen, beträgt der Faktor 3 bis 100 (vorzugsweise 3 bis 80), und für granulatförmige Ausgangsmaterialien, die Polyolefinharz materialien aufweisen, beträgt der Faktor 3 bis 90 (vorzugs weise 3 bis 60). Vorzugsweise beträgt die Granulatgröße 1 bis 10 mm und bevorzugter 2,0 bis 8 mm.

Spezifische Beispiele von Polyolefinharzmaterialien sind Ethylen-Propylen-Harz mit statistischem Polypropylen, Ethylen-Propylen-Harz mit Blockpolypropylen, Homopolypropy lenethylen-Propylen-Butadien mit statistischem Terpolymer, lineares Polyethylen mit geringer Dichte (LLPDE), vernetztes Polypropylen mit geringer Dichte (LPDE), usw.

In granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit Polyolefin harzmaterialien ist eine Zellengröße von weniger als 100 µm mit einer schlechten Oberflächenstreckungsverhalten während des Formungsprozesses verbunden und die Materialien sind an fällig für Einsinkungen, wodurch ein minderwertiges Erschei nungsbild der sichtbaren Flächen erhalten wird. Ein Zellen durchmesser von mehr als 900 µm wird tendentiell ungleichmä ßig, und die Oberflächentextur wird aufgrund des großen Zel lendurchmessers rauh, wodurch ein minderwertiges Erschei nungsbild der sichtbaren Flächen erhalten wird. Aus diesen Gründen liegt der Zellendurchmesser vorzugsweise im Bereich von 100-900 µm, bevorzugter im Bereich von 150-700 µm und noch bevorzugter im Bereich von 170-550 µm.

Vorzugsweise beträgt das 2. DSC-Peakverhältnis 8%-60%. Das 2. DSC-Peakverhältnis bezeichnet die Fläche unter dem Peak am Hochtemperaturende als Prozentanteil der Ge samtfläche unter zwei DSC- (Differentialscanning-Kalori metrie) Peaks (an einem Niedrigtemperaturende und an einem Hochtemperaturende), die aufgrund des Kristallschmelzpunkts des Basisharzes erhalten werden, wenn das Basisharz erwärmt wird. Wenn dieses 2. DSC-Peakverhältnis kleiner ist als 8%, werden die zulässigen Erwärmungsparameter für den Formungs prozeß ziemlich klein sein, und die Formartikel werden ten dentiell schrumpfen und anfällig sein für Einsinkungen. Wenn das Verhältnis größer ist als 60%, werden die Erwärmungspa rameter wesentlich erhöht werden müssen, so daß eine groß formatige Formungseinheit erforderlich ist, was auch hin sichtlich des Energieverbrauchs unerwünscht ist. Aus diesen Gründen liegen die Werte vorzugsweise im Bereich von 8-60%, bevorzugter im Bereich von 10-50% und noch bevorzug ter im Bereich von 15-40%.

Wenn der Prozentanteil geschlossener Zellen kleiner ist als 65% werden Formartikel tendentiell schrumpfen und erheb liche Einsinkungen aufweisen, auch wenn die Heizspannung während des Formungsprozesses erhöht wird, um das Granulat zu verschmelzen, so daß es schwierig ist, Formartikel mit einer geeigneten Qualität herzustellen. Daher beträgt der Wert vorzugsweise mindestens etwa 65%, bevorzugter minde stens 75% und noch bevorzugter mindestens 85%.

Nachstehend wird eine Inmould-Formschäumvorrichtung 10 zum Formen dieses Kerns 1 beschrieben.

Gemäß Fig. 3 weist die Inmould-Formschäumvorrichtung 10 einen Formensatz auf, der aus einer Kernform 11 und einer gegenüberliegend angeordneten Hohlraumform 12 besteht; und eine Fülleinheit 14 zum Füllen des durch die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 definierten Formenhohlraums 13 mit durch einen Luftstrom transportierten granulatförmigen Ausgangsma terialien.

Die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 sind jeweils an einem Gehäuse 15 mit einem kranz- oder krempenähnlichen Rah men und einer Rückwand befestigt, und ein Kammersatz, der aus einer ersten Kammer 16 und einer zweiten Kammer 17 be steht, ist an der Rückseite der Kernform 11 bzw. der Hohl raumform 12 definiert. Mehrere Luftöffnungen 18, die eine Kommunikation zwischen den beiden Kammern 16, 17 und dem Formenhohlraum 13 ermöglichen, sind in der Kernform 11 und in der Hohlraumform 12 ausgebildet. In der Praxis bestehen die Luftöffnungen 18, wie in den Fig. 4 und 5 darge stellt, aus Kernventilationselementen 19. d. h. aus mit einem Deckel oder einer Kappe versehenen rohrförmigen Elementen mit einem Außendurchmesser von 7-12 mm, die mehrere Luftöffnungen 18 aufweisen, die runde Öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm oder Schlitze mit einer Breite von etwa 0,5 mm aufweisen und in in den Formen 11, 12 ausge bildete Aufnahmeöffnungen 20 für die Kernventilationselemen te passen; und direkt in den Formen 11, 12 ausgebildeten Kernventilationslöchern 21 mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm.

Mit der ersten Kammer 16 und der zweiten Kammer 17 sind Zufuhrleitungen 22 zum Zuführen von Service- oder Arbeits fluids, z. B. Dampf oder Druckluft, und ferner mit einer Re duziereinrichtung oder Ableitungen verbundene Auslaßleitun gen 23 verbunden.

Das Innere des Formenhohlraums 13 ist durch zwei Sätze von Trenneinrichtungen 30 (zum Definieren von Abschnitten 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad) in zwei ge trennte Formenkammern 13A zum Formen von Abschnitten 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und eine getrenn te Formenkammer 13B zum Formen eines Abschnitts 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad geteilt. Fülleinheiten 14 für granulatförmige Ausgangsmaterialien sind mit jeder der getrennten Formenkammern 13A bzw. 13B so verbunden, daß be nachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B mit granulatför migen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden können. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Formenhohlraum zum Formen eines Farzeugstoßstangen kerns 1 in drei Kammern geteilt, die Teilungskonfiguration, die Anzahl der Räume und die Teilungspositionen sind jedoch in Abhängigkeit vom hergestellten Formteil geeignet wählbar. Hierin werden benachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Expansionsgraden gefüllt, sie können in Abhängigkeit vom vorgesehenen Verwendungszweck des Formartikels jedoch auch mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden, die sich in anderen Eigenschaften unterscheiden, z. B. in der Granulatfülldichte, im Zellendurchmesser, im Granulatdurch messer, im Material, und ähnlichen.

Gemäß den Fig. 3 und 7 sind hinsichtlich der Trenn elemente 30 die Abschnitte 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und der Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad des Kerns 1 entlang einer Grenzfläche L mit einer von vorne betrachtet näherungsweise "C"-förmigen Konfiguration geteilt, und die Kernform 11 weist stangenähn liche, feststehende Trennelemente 40 auf, die an den Ecken und dem Bodenende dieser Grenzfläche L entsprechenden Posi tionen angeordnet sind. Längliche, schmale, schlitzförmige Durchgangsöffnungen 31 sind in der Kernform 11 zwischen be nachbarten feststehenden Trennelementen 40 ausgebildet, und in den Durchgangsöffnungen 21 sind bewegliche Trennelemente 32 angeordnet, die durch Stellglieder 33, z. B. Luftzylinder, in den Formenhohlraum 13 ausfahrbar und davon zurückziehbar sind, so daß der Formenhohlraum 13 durch die feststehenden Trennelemente 40 und die beweglichen Trennelemente 32 in mehrere getrennte Formenkammern 13A, 13B teilbar ist. Die feststehenden Trennelemente 40 und die beweglichen Trennele mente 32 können entweder auf der Kernform 11 oder auf der Hohlraumform 12 angeordnet sein; vorzugsweise werden die be weglichen Trennelemente jedoch nicht auf der Form mit den Fülleinheiten 14 angeordnet sein, um eine komplizierte For menstruktur zu vermeiden.

Die Breite der Duchlaßöffnungen 31 ist kleiner als der Granulatdurchmesser der granulatförmigen Ausgangsmateriali en, um ein unerwünschtes Eindringen der granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Durchgangsöffnungen 31 zu vermei den. Im einzelnen beträgt die Breite 20-70% des Durchmes sers der granulatförmigen Ausgangsmaterialien. Um eine Grat bildung zu verhindern, sollten die Zwischenräume zwischen den beweglichen Trennelementen 32 und der Kernform 11 so klein wie möglich sein, z. B. 0,5 bis 5 mm, obwohl dies vom Expansionsfaktor des granulatförmigen Ausgangsmaterials ab hängen wird.

Vorzugsweise werden die beweglichen Trennelemente 32 aus tafel- oder plattenförmigen Elementen bestehen, die ein Metallmaterial, ein Kunstharzmaterial oder ein Keramikmate rial aufweisen, es sind jedoch auch Elemente mit einer Kamm-, Stab- oder Maschenstruktur möglich. Die Ausfahr- und Rück ziehbewegung aller drei beweglichen Trennelemente 32 kann durch ein einziges Stellglied, z. B. einen Luftzylinder, be wirkt werden. Dies hat den Vorteil, daß die Anzahl der zum Ausfahren und Zurückziehen der beweglichen Trennelemente 32 erforderlichen Stellglieder reduziert wird.

Die Dicke der beweglichen Trennelemente 32 kann belie big ausgewählt werden, vorausgesetzt, daß die Festigkeit ausreichende ist, um dem Granulatfüllprozeß zu widerstehen. Vorzugsweise werden die beweglichen Trennelemente 32 so dünn wie möglich sein, um jegliche Volumenänderung im Formenhohl raum 13 im wesentlichen zu eliminieren, wenn die beweglichen Trennelemente zurückgezogen werden, nachdem die granulatför migen Ausgangsmaterialien eingefüllt worden sind.

Wenn ein Kern 1 unter Verwendung dieser Inmould- Formschäumvorrichtung 10 geformt wird, werden die bewegli chen Trennelemente 32 in die Durchgangsöffnungen 31 zurück gezogen, so daß ein Teil der in den Formenhohlraum 13 einge füllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien während des Dampferwärmungs- und -verschmelzungsvorgangs in die Durch gangsöffnungen eindringen wird, wodurch entlang den Durch gangsöffnungen 31 lange schmale Grate 8 erzeugt werden, die vom Kern 1 nach außen hervorstehen.

Wie in den Fig. 3 und 6 dargestellt, besteht ein er stes Element der ersten Ausführungsform in der Bereitstel lung der Kernform 11 (in der Durchgangsöffnungen 31 ausgebildet sind) mit Vorsprungabschnitten 34, die entlang den Durchgangsöffnungen 31 in den Formenhohlraum 13 hineinragen, wobei die Durchgangsöffnungen 31 an der Seite des Formen hohlraums 12 in Querrichtung des Vorsprungabschnitts 34 mit tig angeordnet sind, so daß von der Bodenfläche der durch die Vorsprungabschnitte 34 erzeugten Vertiefung 7 ein Grat 8 so hervorsteht, daß er nicht von den sichtbaren Oberflächen des Kerns 1 hervorsteht. An den Stellen, an denen in der Hohlraumform 12 Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, sind an der Hohlraumform 12 entlang den Durchgangsöffnungen ange ordnete Vorsprungabschnitte vorgesehen. Der besondere Mecha nismus, durch den der Grat 8 gebildet wird, wird später in der Diskussion des Formungsverfahrens beschrieben.

Vorzugsweise werden die Vorsprungabschnitte 34 mit der Kernform 11 eine einstückige Struktur bilden, sie können je doch auch aus von der Kernform 11 getrennten Elementen be stehen, die durch Verschweißen, Verschrauben oder durch ein anderes Verfahren an der Kernform 11 befestigt sind. Um die Freigabe des Kerns 1 zu verbessern, ist der Querschnitt der Vorsprungabschnitte 34 trapezförmig und weist eine Form schräge auf oder ist teilweise abgerundet (kuppelförmig) ausgebildet.

Die Höhe der Vorsprungabschnitte 34 ist größer als die Höhe des durch die Durchgangsöffnungen 31 erzeugten Grates, z. B. 3-12 mm. Hinsichtlich der Festigkeit/Steifigkeit der Vorsprungabschnitte 34 sind die Vorsprungabschnitte 34 3- bis 10-mal so breit wie die Durchgangsöffnungen 31.

Wenn ein Fahrzeugstoßstangenkern 1 unter Verwendung dieser Inmould-Formschäumvorrichtung 10 hergestellt wird, bilden sich auf dem Kern 1 an den Positionen der Durch gangsöffnungen 31 entsprechenden Stellen Grate 8. Wie in Fig. 2 dargestellt, stehen diese Grate 8 zwar von der Boden fläche der im Kern 1 durch die Vorsprungabschnitte 34 gebildeten Vertiefung 7 jedoch nicht von der sichtbaren Oberflä che des Kerns 1 hervor. Dadurch kann der Kern 1, ohne daß die Grate 8 vom Kern 1 entfernt werden müssen, an der Vor derfläche eines vorderen Trägers enganliegend und festsit zend befestigt werden, so daß Verarbeitungen zum Entfernen der Grate 8 ohne nachteiligen Einfluß auf die Qualität der Fahrzeugstoßstange weggelassen werden können, wodurch die Herstellungskosten des Kerns 1 reduziert werden.

Ein zweites Element der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die getrennten Formungsabschnitte 11a, 11b (vergl. Fig. 7), die benachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B in der Kernform 11 definieren, an Mittelpositionen der Durchgangsöffnungen 31 einstückig sind, so daß eine Breitenänderung der Durchgangsöffnungen 31 aufgrund von durch Dehnung und Zusammenziehen der Kernform 11, die durch Dampf oder Kühlwasser verursacht werden, verhindert wird.

Insbesondere wird durch die einstückige Ausbildung der feststehenden Trennelemente 40, die sich von Ecken und von dem Bodenrand der Grenzfläche L entsprechenden Positionen auf der Kernform 11 zur Hohlraumform 12 hin erstrecken, um getrennte Formungsabschnitte 11a, 11b zu bilden, die durch die Basisabschnitte der feststehenden Trennelemente 40 als Verbindungsabschnitte 41 vereinigt sind, die Relativbewegung der getrennter Formungsabschnitte 11a, 11b verhindert, so daß eine Breitenänderung der Durchgangsöffnungen 31 verhin dert wird. Durch Bereitstellen der feststehenden Trennele mente 40 kann eine einfache lineare Konfiguration für die Durchgangsöffnungen 31 verwendet werden, wodurch eine durch Dehnung und Zusammenziehen der Kernform 11 verursachte Ver breiterung und Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen 31 und eine Verformung der Durchgangsöffnungen 31 effektiv verhindert werden. Durch derartiges Verhindern einer Ver breiterung und Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen 31 und einer Verformung der Durchgangsöffnungen 31 wird eine glatte bzw. gleichmäßige Ausfahr-/Rückziehbewegung der be weglichen Trennelemente 32 gewährleistet, während die Breite der Durchgangsöffnungen 31 kleiner gemacht werden kann, um zu verhindern, daß aufgrund des Eindringens von granulatför migen Ausgangsmaterialien zwischen die beweglichen Trennele mente 32 und die Kernform 11 Grate gebildet werden.

Die feststehenden Trennelemente 40 können eine beliebi ge gewünschte Konfiguration aufweisen, Beispiele sind die in Fig. 7 dargestellten kreisförmigen oder halbkreisförmigen stangenförmigen Elemente oder quadratische oder ovale stan genförmige Elemente. Wie in den Fig. 1 und 7(a) darge stellt, erzeugen die feststehenden Trennelemente 40 Durch gangslöcher 9a und Vertiefungen 9b im Kern 1, so daß der Querschnitt der feststehenden Trennelemente 40 so klein wie möglich sein sollte, damit die Durchgangslöcher 91 und die Vertiefungen 9b so klein wie möglich sind. Die feststehenden Trennelemente 40 können mit der Kernform 11 einstückig aus gebildet sein, oder sie können als von der Kernform 11 ge trennte Elemente ausgebildet und z. B. durch Verschweißen an der Kernform 11 befestigt werden. Die Seitenflächen der feststehenden Trennelemente 40 können Führungsvertiefungen zum Führen der Ränder der beweglichen Trennelemente 32 in ihrer Ausfahr-/Rückziehrichtung aufweisen. Vorzugsweise wer den die feststehenden Trennelemente eine Formschräge aufwei sen, um die Freigabe des Kerns 1 zu erleichtern.

Nachstehend werden andere Ausführungsformen beschrie ben, die Teilmodifikationen der Struktur der Trenneinrich tungen 30 darstellen.

1. Bei der in den Fig. 8(b), 8(c) dargestellten Trenneinrichtung 30(A) kann in einer einstückigen Konstruk tion ein wandförmiges feststehendes Trennelement 42 bereit gestellt werden, das sich von einer der Position der oberen Fläche des Abschnitts 5 aus einem Material mit geringem Ex pansionsgrad in der Kernform 11 entsprechenden Position zur Hohlraumform 12 hin erstreckt, wodurch innere und äußere ge trennte Formungsabschnitte 11a, 11b über den Basisabschnitt des feststehenden Trennelements 42 als Verbindungsabschnitt 43 einstückig sind, wodurch eine Breitenänderung der Durch gangsöffnungen 31 verhindert wird.
Gemäß dieser in Fig. 8(a) dargestellten Anordnung er zeugt das feststehende Trennelement 42 ein Durchgangsloch 9A im Kern 1A, so daß, ähnlich wie bei den vorstehend beschrie benen feststehenden Trennelementen 40, der Querschnitt des feststehenden Trennelements 42 so klein wie möglich sein sollte, um die Größe des Durchgangslochs 9A zu minimieren. Die Seitenränder des feststehenden Trennelements 42 können Führungsvertiefungen zum Führen der Ränder der beweglichen Trennelemente 32 bei ihrer Ausfahr-/Rückziehrichtung aufwei sen.
2. Bei der in den Fig. 9(b), 9(c) dargestellten Trenneinrichtung 30(A) kann an einer der Position der oberen Fläche des Abschnitts 5 aus einem Material mit geringem Ex pansionsgrad in der Kernform 11 entsprechenden Position ein feststehendes Trennelement 45 mit mehreren Zähnen 44 ange ordnet sein, die in einer Reihe angeordnet sind und sich zur Hohlraumform 12 hin erstrecken, wodurch innere und äußere getrennte Formungsabschnitte 11a, 11b über Intervalle zwi schen den Zähnen 44 des Trennelements 45 als Verbindungsab schnitte 46 einstückig sind; oder bei der in den Fig. 10(b), 10(c) dargestellten Trenneinrichtung 30C können an der linken und an der rechten Seitenfläche des Abschnitts 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad in der Kern form 11 entsprechenden Positionen feststehende Trennelemente 45 angeordnet sein, wodurch innere und äußere Abschnitte der Form 11, 12 über Abschnitte zwischen den Zähnen 44 in der Kernform 11 als Verbindungsabschnitte 46 einstückig ausge bildet sind, wodurch eine Breitenänderung der Durchgangsöff nungen 31 verhindert wird.
Die Zähne 44 können aus langen schmalen stangen- oder rohrförmigen Elementen bestehen, und ihre äußere Form kann eine Polygonform, eine Kreisform, eine ovale Form oder eine beliebige andere äußere Form sein. Das Material für die Zäh ne 44 kann ein beliebiges Material sein, z. B. ein Metallma terial, ein Kunstharzmaterial oder ein Keramikmaterial, vor ausgesetzt, daß das Material dem Granulatfülldruck widerste hen kann und der Wärme, der es während des Erwärmens und Verschmelzens der granulatförmigen Ausgangsmaterialien aus gesetzt sein wird. Wenn die Trenneinrichtung 30B oder 30C verwendet wird, werden an den Positionen der Zähne 44 ent sprechenden Positionen Durchgangslöcher 9B, 9C im Kern 1B, 1C ausgebildet, wie in den Fig. 9(a) und 10(a) darge stellt, so daß der Durchmesser der Zähne 44 idealerweise so klein wie möglich sein sollte. Der Durchmesser der Zähne 44 beträgt beispielsweise 1-10 mm und vorzugsweise 1,5-5 mm. Vorzugsweise verengen sich die Zähne 44 an ihren dista len Enden, um die Freigabe des Kerns 1 zu erleichtern.
Der Zwischenraum zwischen benachbarten Zähnen 44 sollte derart sein, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien ihn nicht durchdringen können. Wenn der Zwischenraum zu eng ist, kann keine geeignete Verschmelzung der in benachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B gefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien gewährleistet werden, und die Festigkeit der Formartikels wird abnehmen, so daß eine Größe bevorzugt ist, die 30-90%, vorzugsweise 50-80%, des Durchmessers der granulatförmigen Ausgangsmaterialien entspricht. Wenn ein Formartikel an den Grenzflächen von Abschnitten des For martikels, die aus Granulat mit verschiedenen Eigenschaften bestehen, geteilt werden soll, können die Zähne 44 jedoch einen großen Querschnitt haben, oder die Zähne 44 können streifenförmig sein, um den Zwischenraum zwischen den Zähnen 44 zu verengen.
In der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Trennein richtung 30B, 30C sind mehrere Zähne 44 direkt in der Kern form fest eingesetzt, alternativ können die mehreren Zähne 44 jedoch auch in einem vorgegebenen Abstand in einem stan gen- oder plattenförmigen Halteelement fest eingesetzt sein, das dann an der Kernform 11 fixiert wird. Einige der mehre ren Zähne 44 können auf der Hohlraumform 12 fixiert sein. Beispielsweise können mehrere in Reihen angeordnete Zähne 44 alternierend an der Kernform 11 und an der Hohlraumform 12 fixiert sein.
3. Bei der in den Fig. 11(b), 11(c) dargestellten Trenneinrichtung 30(A) können an der linken und der rechten Seitenfläche des Abschnitts 5 aus einem Material mit gerin gem Expansionsgrad entsprechenden Positionen bewegliche Trennelemente 32 in der Kernform 11 angeordnet sein, und ein bewegliches Trennelement 32D kann in der Hohlraumform 12 an einer Position angeordnet sein, die der Position der oberen Fläche des Abschnitts 5 aus einem Material mit geringem Ex pansionsgrad entspricht, wodurch innere und äußere getrennte Formungsabschnitte 11a, 11b über einen Verbindungsabschnitt 47 einstückig sind, der in dem Abschnitt der Kernform 11 an geordnet ist, der dem Trennelement 32D auf der Hohlraumform 12 zugewandt ist, wodurch eine Breitenänderung der Durch gangsöffnung 31 verhindert wird.

Durch diese Anordnung werden an der Grenzfläche des Ab schnitts 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und dem Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansions grad im Kern 1D keine Durchgangslöcher oder ähnliche Struk turen ausgebildet, so daß ein besseres Erscheinungsbild des Kerns 1D erhalten wird.

Einige oder alle der feststehenden Trennelemente 40, 42, 45 können auf der Hohlraumform 12 angeordnet sein. Wenn in einer Inmould-Formschäumvorrichtung mehrere Trennelemente verwendet werden, kann eine Kombination von Trennelementen mit verschiedenen Konstruktionen verwendet werden.

In der vorliegenden Ausführungsform sind der Abschnitt 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und der Ab schnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad ent lang einer Grenzfläche L mit von vorne betrachtet "C"- förmiger Konfiguration geteilt, wobei, wenn eine andere Kon figuration, z. B. eine "L"-förmige Konfiguration, eine ge kröpfte bzw. kurbelförmige oder eine lineare Konfiguration verwendet wird, die feststehenden Trennelemente grundsätz lich an den beiden Enden, Ecken oder Seiten der Grenzfläche angeordnet sein werden, so daß die Durchgangsöffnung linear ist, oder wenn die Durchgangsöffnung linear, jedoch auch sehr lang ist, werden die feststehenden Trennelemente in Mittelabschnitten davon angeordnet sein.

An Stelle der Inmould-Formschäumvorrichtung 10 kann al ternativ auch die in Fig. 12 dargestellte Inmould-Form schäumvorrichtung 50 verwendet werden, wobei die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 keine oder im wesentlichen keine Luftöffnungen 18 aufweisen. Durch diese Anordnung wird, auch wenn die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 geschlossen sind, ein mit dem Formenhohlraum 13 kommunizierender Zwi schenraum 51 an der Trennlinie der beiden Formen 11, 12 ge bildet, so daß dem Formenhohlraum 13 über den Zwischenraum 51 unabhängig von den beiden Kammern 16, 17 Dampf oder ein Service- oder Arbeitsfluid zugeführt werden kann, oder über den Zwischenraum können Fluids vom Formenhohlraum 13 abge leitet werden. Durch die Formungsvorrichtung 50 kann ein Kern 1 mit einer attraktiven Oberfläche ohne durch Luftöff nungen 18 erzeugte Abdrücke hergestellt werden, und die mit der Ausbildung der Luftöffnungen 18 verbundene Festigkeits abnahme der Formen 11, 12 kann verhindert werden, so daß die Wände der Formen 11, 12 dünner gemacht werden können, wo durch ihre Wärmekapazität reduziert wird. Dadurch kann der Erwärmungs- und Kühlwirkungsgrad verbessert werden, wodurch die Genauigkeit der Temperatursteuerung zunimmt; außerdem werden die mit der Herstellung der Luftöffnungen 18 verbun denen Kosten reduziert, wodurch die Fertigungskosten der Formen 11, 12 reduziert werden; ferner werden durch das Ver stopfen der Luftöffnungen 18 verursachte Erwärmungs-, Frei gabe- und Abkühlungsdefekte eliminiert und sind keine War tungsarbeiten erforderlich, z. B. ein Austausch oder periodi sches Hochdruckreinigen der Kernventilationselemente 19; au ßerdem wird das Eindringen von im Kühlprozeß verwendetem Kühlwasser in den Formenhohlraum 13 eliminiert, so daß der Wasseranteil des Kerns 1 bei etwa 0,5-2% gehalten werden kann (im Gegensatz zu 6-10% bei herkömmlichen Techniken), so daß kein Trocknungsprozeß erforderlich ist, was zu einer kürzeren Zykluszeit beiträgt; und es werden andere Vorteile erhalten.

Weil die Formen 11, 12 der Inmould-Formschäumvorrich tung 50 keine Luftöffnungen 18, z. B. Kernventilationselemen te 19 und Kernventilationslöcher 21, aufweisen, wird die für den Granulateinfüllvorgang verwendete Luft über den Zwi schenraum 51 abgeleitet; weil der Zwischenraum 51 nur über einen sehr begrenzten Bereich ausgebildet ist, wo platten förmige Elemente als bewegliche Trennelemente 32 verwendet werden, ist es wünschenswert, in den beweglichen Trennele menten 32 Durchgangslöcher oder -schlitze mit einer Größe auszubilden, die von den granulatförmigen Ausgangsmateriali en nicht durchdrungen werden können, so daß die für den Füllvorgang verwendete Luft gleichmäßig abgeleitet werden kann. In den getrennten Formenkammern 13A, 13B können solche Durchgangslöcher oder -schlitze in größerer Zahl in Ab schnitten ausgebildet werden, die nicht so leicht mit granu latförmigen Ausgangsmaterialien füllbar sind als in anderen Abschnitten, so daß diese schwierig füllbaren Abschnitte ge eignet mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt wer den.

In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Seitenflächenkonfiguration der distalen Ränder der be weglichen Trennelemente 32 von der Seitenflächenkonfigurati on der Durchgangsöffnungen 31, wobei, wenn diese beiden Kon figurationen identisch wären, die Ausbildung der Grate 8 auf dem Kern 1 verhindert werden könnte, indem die beweglichen Trennelemente 32 so zurückgezogen werden, daß die distalen Ränder der beweglichen Trennelemente 32 koplanar mit den Öffnungen angeordnet sind und die Durchgangsöffnungen 31 durch die beweglichen Trennelemente 32 vollständig ver schlossen sind, oder wenn diese Elemente ungefähr die glei che Konfiguration haben, indem die beweglichen Trennelemente 32 so zurückgezogen werden, daß die distalen Ränder der be weglichen Trennelemente 32 koplanar mit den Öffnungen ange ordnet sind oder davon hervorstehen.

In der vorliegenden Ausführungsform werden Inmould- Formschäumvorrichtungen 10, 50 beschrieben, die zum Herstel len eines formgeschäumten Artikels zur Verwendung als Fahr zeugstoßstangenkern 1 verwendet werden, durch die Erfindung können jedoch analog auch Inmould-Formschäumvorrichtungen zum Herstellen von von den Kernen 1 verschiedenen Formarti keln bereitgestellt werden.

Nachstehend wird ein exemplarisches Formungsverfahren für einen Kern 1 beschrieben, in dem die in Fig. 3 darge stellte Formungsvorrichtung 10 verwendet wird. Zunächst wer den, um die getrennten Formenkammern 13A, 13B mit granulat förmigen Ausgangsmaterialien zu füllen, die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 geschlossen, und die beweglichen Trenn elemente 32 werden in diese Formen ausgefahren, so daß der Formenhohlraum 13 durch die beweglichen Trennelemente 32 und feststehende Trennelemente 40 in mehrere getrennte Formen kammern 13A, 13B geteilt wird.

Daraufhin werden durch einen Luftstrom transportierte granulatförmige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Quali täten den getrennten Formenkammern 13A, 13B durch Füllein heiten 14 einzeln zugeführt, um den Formenhohlraum 13 mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu füllen. In der vor liegenden Ausführungsform werden die getrennten Formenkam mern 13A zum Formen eines Fahrzeugstoßstangenkerns 1 mit ei nem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit einem Expansions faktor von 5 gefüllt, und die getrennte Formenkammer 13B wird mit einem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit einem Expansionsfaktor von 20 gefüllt (der Expansionsfaktor der granulatförmigen Ausgangsmaterialien kann z. B. unter Bezug auf die gewünschte Festigkeit des Kerns 1 ausgewählt wer den). In Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung des Formartikels können die Kammern mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt werden, die sich in anderen Eigen schaften unterscheiden als im Expansionsfaktor, z. B. in der Granulatfülldichte, im Zellendurchmesser, im Granulatdurch messer, im Material, und in ähnlichen Eigenschaften. Wenn als granulatförmige Ausgangsmaterialien Polyolefinharzgra nulate verwendet werden, kann die Expansionsleistung der granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhöht werden, indem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien zunächst in einem Einfügungs- oder Inklusionsbehälter (nicht dargestellt) an geordnet werden und dann anorganisches Gas mit einem Druck von 0,03-0,2 Mpa in die granulatförmigen Ausgangsmateria lien injiziert wird, bevor die granulatförmigen Ausgangsma terialien in die Form eingefüllt werden. Für den Granulatfüllprozeß können verschiedene bekannte Füllverfahren ver wendet werden, z. B. ein Spalt- oder Crackfüllverfahren, ein Druckfüllverfahren, ein Kompressionsfüllverfahren, oder ein ähnliches Verfahren.

Dann werden die beweglichen Trennelemente 32 vom For menhohlraum 13 vollständig zurückgezogen, so daß die in be nachbarte getrenne Formenkammern 13A, 13B eingefüllten gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien miteinander in Kontakt kommen. Zu diesem Zeitpunkt werden einige der Durchgangsöff nungen 31 durch die vorderen Ränder der beweglichen Trenn elemente 32 blockiert, während in anderen die vorderen Rän der der beweglichen Trennelemente 32 in die Durchgangsöff nungen 31 zurückgezogen sind, so daß die Räume innerhalb dieser Durchgangsöffnungen 31 mit dem Formenhohlraum 13 kom munizieren. Weil der Durchmesser des granulatförmigen Aus gangsmaterials größer ist als die Breite der Durchgangsöff nungen 31, dringen die granulatförmigen Ausgangsmaterialien nicht in die Durchgangsöffnungen 31 ein, weil die darin an geordneten beweglichen Trennelemente 32 zurückgezogen worden sind. Der Zeitpunkt zum Zurückziehen der beweglichen Trenn elemente 32 kann auf einen beliebigen Zeitpunkt nach dem Granulatfüllvorgang und während des (nachstehend beschriebe nen) Erwärmungs-/Schmelzvorgangs der granulatförmigen Aus gangsmaterialien festgelegt werden, vorausgesetzt, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien noch nicht miteinander verschmolzen sind.

Dann werden die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Zufuhr von Dampf über die beiden Kammern 16, 17 und die Luftöffnungen 18 zum Formenhohlraum 13 erwärmt, worauf hin der Dampfdruck freigegeben wird, so daß die granulatför migen Ausgangsmaterialien expandieren, wodurch die granulat förmigen Ausgangsmaterialien ohne wesentlichen Zwischenraum miteinander verschmelzen. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt eine gewisse Luftmenge in den Zwischenräumen zwischen den granu latförmigen Ausgangsmaterialien, wodurch die Verbindungsfe stigkeit reduziert wird, so daß im voraus ein Arbeitsschritt zum Ersetzen der Luft in den beiden Kammern 16, 17 und im Formenhohlraum 13 durch Dampf durchgeführt wird. Aufgrund des zu diesem Zeitpunkt erzeugten Expansionsdrucks dringt ein Teil der granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Durchgangsöffnungen 31 ein, wie in Fig. 6 dargestellt, wo durch ein von der Außenfläche des Kerns 1 hervorstehender Grat 8 gebildet wird; weil die Durchgangsöffnungen 31 sich in Vorsprungabschnitten 34 öffnen, bildet sich der durch die Durchgangsöffnungen 31 erzeugte Grat 8 jedoch auf den Boden flächen der durch die Vorsprungabschnitte 34 erzeugten Ver tiefungen und steht nicht von sichtbaren Flächen des Kerns 1 hervor.

Daraufhin wird der Kernform 11 und der Hohlraumform 12 von Düsen (nicht dargestellt) Kühlwasser zugeführt, um den Kern 1 in der Form 13 zu kühlen. Dann werden die Formen 11, 12 getrennt, wobei der Kern 1 auf der Hohlraumform 12 ver bleibt. Der Kern 1 wird anschließend durch einen Auswerfer stift (nicht dargestellt) von der Hohlraumform 12 freigege ben.

Wie erwähnt, wird der gemäß dem vorstehenden Verfahren hergestellte Kern 1 keine durch die Durchgangsöffnungen 31 ausgebildeten Grate 8 auf den sichtbaren Oberflächen des Kerns 1 aufweisen, wodurch, wenn die Rückseite des Kerns 1 an der vorderen Fläche des vorderen Trägers eines Fahrzeugs befestigt wird, ohne daß eine Verarbeitung zum Entfernen der Grate 8 ausgeführt werden muß, der Kern 1 trotzdem an der vorderen Fläche des vorderen Trägers enganliegend und fest sitzend befestigt werden kann. Daher kann die Verarbeitung zum Entfernen der Grate 8 ohne nachteilige Wirkung auf die Produktqualität weggelassen werden, so daß ein einfacher Formungsprozeß für den Kern 1 möglich ist. Weil der For mungsprozeß für den Formartikel ausgeführt wird, während die feststehenden Trennelemente 40 in der Hohlraumform 13 in Po sition verbleiben, werden im Kern 1 an den Positionen der feststehenden Elemente 40 entsprechenden Positionen Durch gangslöcher 9a und Vertiefungen 9b gebildet, wobei jedoch, wie erwähnt, die Bereitstellung der feststehenden Trennele mente 40 den ausgleichenden Vorteil hat, daß eine durch eine Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Verbreite rung/Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen 31 und ei ne Verformung der Durchgangsöffnungen 31 verhindert wird, wodurch eine glatte und gleichmäßige Bewegung der bewegli chen Trennelemente 32 ermöglicht wird, während die Durch gangsöffnungen 31 gleichzeitig schmaler gemacht werden kön nen, um die Ausbildung von Graten durch das Eindringen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien zwischen den bewegli chen Trennelementen 32 und der Kernform 11 zu verhindern.

Wenn die vorstehend beschriebene Inmould-Formschäum vorrichtung 50 verwendet wird, weisen die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 in den Formungsabschnitten, in denen hervorstehende Bereiche der Außenfläche eines Kerns 1 ausge bildet werden, keine Luftöffnungen 18 auf, so daß Fülluft, die dem Formenhohlraum 13 zusammen mit den granulatförmigen Ausgangsmaterialien während des Granulatfüllvorgangs zuge führt wird, über den Zwischenrum 51 vom Formenhohlraum 13 abgeleitet wird. Um die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf zu erwärmen und zu verschmelzen, wird den Kam mern 16, 17 Dampf zugeführt, und außerdem wird dem Formen hohlraum 13 über den Zwischenraum 51 Dampf zugeführt. Der Zeitpunkt zum Zurückziehen der beweglichen Trennelemente 32 kann der gleiche sein wie derjenige in einem Formungsverfah ren, in dem die vorstehend beschriebenen Luftöffnungen 18 verwendet werden.

In der vorangehenden Ausführungsform wurden Trennele mente beschrieben, die sowohl das erste Element aufweisen, d. h. das Element zum Bereitstellen von entlang den Durch gangsöffnungen 31 für die beweglichen Trennelemente 32 aus gebildeten Vorsprungabschnitten 34 auf der Form, um die Aus bildung von von sichtbaren Oberflächen des Kerns 1 hervor stehenden Graten 8 zu verhindern, und das zweite Element, d. h. das Element einer einstückigen Konstruktion für die ge trennten Formungsabschnitte 11a, 11b, um eine Verbreite rung/Verengung und eine Verformung der Durchgangsöffnungen 31 zu verhindern. Die Erfindung schließt jedoch auch die Verwendung eines oder mehrerer dieser Elemente ein.

Beispielsweise kann eine Formungsvorrichtung mit einer herkömmlichen Anordnung, z. B. mit der in den Fig. 13(b), (c) dargestellten Trenneinrichtung 30E, wobei in der Kern form 11 eine Durchgangsöffnung 31 ausgebildet ist, die eine näherungsweise "C"-förmigen Konfiguration aufweist, wobei in jeder Seite der Durchgangsöffnung 31 ein ausfahrba res/zurückziehbares bewegliches Trennelement 32 angeordnet ist, das einem Seitenrand davon zugewandt ist, außerdem das zweite Element aufweisen, d. h. entlang den Durchgangsöffnun gen 31 ausgebildete Vorsprungabschnitte 34.

Wenn eine Trenneinrichtung 30E verwendet wird, weist die Grenzfläche L des Abschnitts 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und des Abschnitts 6 aus einem Mate rial mit hohem Expansionsgrad im Kern 1E gemäß den Fig. 13(a) und 14 keine Durchgangslöcher oder ähnliche Strukturen auf, so daß das Erscheinungsbild des Kerns 1E verbessert ist. Obwohl die Verbreiterung/Verengung und die Verformung der Durchgangsöffnung 31 nicht verhindert werden kann, be steht ein ausgleichender Vorteil darin, daß verhindert wird, daß Grate 8 von sichtbaren Oberflächen des Kerns 1 hervor stehen, so daß die Anordnung zur Verwendung in relativ kleinen Formungsvorrichtungen geeignet ist, in denen eine mini male Verbreiterung/Verengung und Verformung der Durch gangsöffnungen 31 auftritt.

Obwohl in der Ausführungsform ein Formungsverfahren zum Formen eines Fahrzeugstoßstangenkerns 1 beschrieben wurde, ist die Erfindung analog auch zum Formen von von Kernen 1 verschiedenen Formartikeln verwendbar.

Zweite Ausführungsform

Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird der Formen hohlraum ausschließlich durch feststehende Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt. Den der vorangehen den ersten Ausführungsform entsprechenden Elementen sind die gleichen Symbole zugeordnet, und diese Elemente werden nicht ausführlich beschrieben.

Zunächst wird ein durch formgeschäumter Artikel zur Verwendung als Kern für eine Fahrzeugstoßstange beschrieben.

Gemäß den Fig. 15 und 16 weist dieser Kern 55, ähn lich wie der Kern 1 der ersten Ausführungsform, auf: einen vorderen stoßabsorbierenden Abschnitt 2, der sich an seinen beiden Enden leicht nach hinten krümmt, und seitliche stoß absorbierende Abschnitte 3, die sich von den beiden Enden des vorderen stoßabsorbierenden Abschnitts 2 nach hinten er strecken. An der unteren Hälfte jedes Eckabschnitts 4, der sich vom stoßabsorbierenden Abschnitt 2 zu einem seitlichen stoßabsorbierenden Abschnitt 3 erstreckt, ist ein Abschnitt 5 aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit geringem Ex pansionsgrad ausgebildet und die übrigen Abschnitte 6 beste hen aus granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit einem Ex pansionsgrad, der höher ist als derjenige des granulatförmi gen Ausgangsmaterials des Abschnitts 5.

Der Abschnitt 5 aus einem Material mit geringem Expan siongrad und der Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad sind an einer Grenzfläche L getrennt, die von vorne betrachtet näherungsweise eine "C"-förmige Konfigura tion aufweist, und mehrere Durchgangslöcher 56, die sich von vorne nach hinten durch den Kern 55 erstrecken, sind in ei nem vorgegebenen Abstand entlang der Grenzfläche L ausgebil det. Diese Durchgangslöcher 56 werden gebildet, wenn der Kern 55 durch eine später beschriebene Inmould-Formschäum vorrichtung 57 geformt wird, und kann alternativ aus Senken bestehen, die sich von der hinteren Fläche zur vorderen Flä che des Kerns 55 hin oder von seiner vorderen Fläche zu sei ner hinteren Fläche hin erstrecken.

Wie erwähnt, stehen, obwohl mehrere sich von vorne nach hinten durch den Kern 55 erstreckende Durchgangslöcher 56 im Kern 55 in einem vorgegebenen Abstand entlang der Grenzflä che L ausgebildet sind, anders als bei einem herkömmlichen Verfahren keine Grate von der Oberfläche des Kerns 55 ent lang der Grenzfläche L hervor, so daß der Kern 55 so geformt werden kann, daß er auf der Montagefläche des vorderen Trä gers eines Fahrzeugs enganliegend und festsitzend montiert werden kann, ohne daß ein Gratentfernungsvorgang erforder lich ist. Wenn der Kern 55 durch ein Verkleidungselement 55 abgedeckt wird, wird verhindert, daß zwischen dem Kern 55 und dem Verkleidungselement ein Zwischenraum entsteht.

Die Grenzfläche L muß von vorne betrachtet nicht not wendigerweise eine "C"-förmige Konfiguration haben: der Kern kann entlang einer Grenzfläche mit einer von vorne betrach tet "L"-förmigen, linearen oder gekrümmten Konfiguration ge teilt sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Kern 55 für eine Fahrzeugstoßstange beschrieben; die Erfin dung kann jedoch analog auch für von Kernen verschiedene formgeschäumte Artikel angewendet werden, vorausgesetzt, daß diese Formartikel Abschnitte aus granulatförmigen Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften aufweisen. In Abhängigkeit vom Formteil können granulatförmige Ausgangsma terialien verwendet werden, die sich in anderen Eigenschaf ten unterscheiden als in ihrem Expansionsgrad, z. B. in der Granulatfülldichte, im Zellendurchmesser, im Granulatdurch messer, im Material, und in ähnlichen Eigenschaften, um Formartikel herzustellen, die für die jeweiligen Bedingungen angepaßt sind, unter denen sie verwendet werden. Die granu latförmigen Ausgangsmaterialien für den Kern 55 können aus den gleichen Materialien bestehen, die bei der ersten Aus führungsform verwendet wurden.

Nachstehend wird eine Inmould-Formschäumvorrichtung 57 beschrieben, die in der Lage ist, diesen Kern 55 zu formen. Mit Ausnahme der Trenneinrichtung ist die Konstruktion die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, so daß dieser Ausführungsform zugeordneten Elemente die gleichen Bezugs zeichen zugeordnet sind und diese Elemente nicht näher be schrieben werden.

Gemäß den Fig. 17 bis 20 weist die Trenneinrichtung 60 ein feststehendes Trennelement 63 mit mehreren Zähnen 61 und einem Halteelement 62 auf, das diese kragträgerähnlich hält; und ein Aufnahmeelement 65 mit Halteöffnungen 64 zum Halten der distalen Enden der Zähne 61. Das feststehende Trennelement 63 ist an der Hohlraumform 12 fixiert, und das Aufnahmeelement 65 ist an der Kernform 11 fixiert, so daß, wenn die Formen 11, 12 geschlossen sind, der Formenhohlraum 13 durch die feststehenden Trennelemente 63 in mehrere ge trennte Formenkammern 13A, 13B geteilt wird. Jeder der ge trennten Formenkammern 13A, 13B werden durch eine zugeordne te Fülleinheit 14 granulatförmige Ausgangsmaterialien zuge führt. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei fest stehende Trennelemente 63 und drei Aufnahmeelemente 65 je weils "C"-förmig angeordnet; alternativ können Trennelemente und Aufnahmeelemente mit einstückiger Struktur mit einer "C"-Konfiguration verwendet werden.

Die Zähne 61 bestehen aus länglichen stangen- oder rohrförmigen Elementen, die sich in die Teilungsrichtung der Formen 11, 12 erstrecken. Wenn die Formen 11, 12 geschlossen sind, werden ihre distalen Endabschnitte in den Halteöffnun gen 64 der Aufnahmeelemente 65 eingesetzt gehalten, die in Querrichtung über den Formenhohlraum 13 zwischen den Formen 11, 12 angeordnet sind.

Die Zähne 61 bestehen aus länglichen stangen- oder rohrförmigen Elementen, und ihre äußere Form kann polygon- oder kreisförmig, oval oder eine beliebige andere äußere Form sein. Das Material für die Zähne 61 kann ein beliebiges Material sein, z. B. ein Metallmaterial, ein Kunstharzmateri al oder ein Keramikmaterial, vorausgesetzt, daß das Material dem Granulatfülldruck und der Wärme widerstehen kann, der es während des Erwärmens und Verschmelzens der granulatförmigen Ausgangsmaterialien ausgesetzt ist. Wenn die Trenneinrich tung 60 verwendet wird, werden im Kern 55 Durchgangslöcher 55 an den Positionen der Zähne 61 entsprechenden Positionen ausgebildet, wie in den Fig. 15 und 16 dargestellt, so daß der Durchmesser der Zähne 61 vorzugsweise so klein wie möglich sein wird. Der Durchmesser der Zähne 61 beträgt 1- 10 mm und vorzugsweise 1,5-5 mm. Vorzugsweise werden die Zähne aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt. Dadurch können die Zähne 61 ihre ursprüngliche Form wieder annehmen, nachdem die Zähne aufgrund des Fülldrucks oder des Expansionsdrucks verformt worden sind, so daß durch plasti sche Verformung der Zähne 61 verursachte Fülldefekte oder Formungsdefekte verhindert werden, während gleichzeitig die Querschnittsfläche jedes Zahns 61 minimiert wird, so daß die Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes und die Verminderung der Festigkeit der Formartikel unter Kontrolle gehalten wer den können.

Der Zwischenraum T zwischen benachbarten Zähnen 61 ist derart, daß mindestens eines der granulatförmigen Ausgangs materialien, die in benachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B eingefüllt sind, ihn nicht durchdringen kann. Wenn die ser Zwischenraum T zu klein ist, kann keine geeignete Ver schmelzung von in benachbarten getrennten Formenkammern 13A, 13B enthaltenen granulatförmigen Ausgangsmaterialien gewähr leistet werden, so daß die Festigkeit des Formartikels ab nimmt. Daher sollte der Zwischenraum etwa 30-90%, vorzugs weise 50-80%, des Durchmessers der granulatförmigen Aus gangsmaterialien betragen, deren Durchgang verhindert werden soll.

In der vorliegenden Ausführungsform weist die Hohlraum form 12 einen Auswerferstift (nicht dargestellt) auf, so daß die feststehenden Trennelemente 63 an der Hohlraumform 12 und die Aufnahmeelemente 65 an der Kernform 11 befestigt sind. Wenn der Auswerferstift jedoch in der Kernform 11 an geordnet ist, sind vorzugsweise die feststehenden Trennele mente 63 an der Kernform 11 und die Aufnahmeelemente 65 an der Hohlraumform 12 befestigt. D. h., weil eine Form mit feststehenden Trennelementen 63 aufgrund der Haftung zwi schen den Zähnen 61 und dem Kern 55 einen größeren Freigabe widerstand hat, kann durch Anordnen der feststehenden Trenn elemente 63 auf der Form mit dem Auswerferstift gewährlei stet werden, daß der Formartikel auf der Form mit dem Aus werferstift verbleibt, wenn die Formen getrennt werden, wo durch Freigabedefekte vermieden werden, die dadurch entste hen, daß der Formartikel auf der Form ohne Auswerferstift bleibt. Weil kein geeigneter Freigabewiderstand gewährlei stet werden kann, wenn die Zähne 61 zu kurz oder nicht zahl reich genug sind, kann es vorkommen, daß der Formartikel nicht auf der Form mit dem Auswerferstift verbleibt; daher können, um den Freigabewiderstand des Kerns 55 zu erhöhen, die Mittelabschnitte oder die distalen Abschnitte der Zähne 61 freigabewiderstandserhöhende Abschnitte mit einer an schwellenden Kugel- oder Kegelform aufweisen, oder die Zähne 61 können eine umgekehrt konische Struktur aufweisen, um ih ren Freigabewiderstand zu erhöhen. Wenn die Zähne zu lang oder zu zahlreich sind, wird der Freigabewiderstand des Formartikels übermäßig hoch, so daß der Freigabewiderstand des Kerns 55 durch Verwendung einer konischen Konfiguration der Zähne 61 reduziert werden kann.

Das Halteelement 62 kann eine beliebige Struktur auf weisen, gemäß der mehrere in einem vorgegebenen Abstand an geordnete Zähne 61 kragträgerähnlich gehalten werden können. Das Aufnahmeelement 65 ist dafür vorgesehen, aufgrund der Biegung der Zähne 61 verursachte Änderungen des Abstands der Zähne 61 zu verhindern; das Element kann jedoch weggelassen werden, falls die Biegung der Zähne 61 vernachlässigbar ist, und es kann auch weggelassen werden, wenn die Zähne 61 z. B. einen großen Durchmesser aufweisen, der hergestellte Formar tikel ziemlich dünn ist oder die Halteöffnungen 64 direkt in der Kernform 11 ausgebildet sind. Die Zähne 61 können so konstruiert sein, daß ihre distalen Enden nicht mit der Kernform 11 in Kontakt kommen; in solchen Fällen werden die durch die Zähne 61 erzeugten Löcher die Form von Senken ha ben, so daß mindestens die durch die Kernform 11 geformte Formteiloberfläche keine Löcher aufweisen wird und das Er scheinungsbild des Formartikels nicht übermäßig beeinträch tigt ist.

Nachstehend werden andere Ausführungsformen beschrie ben, die Teilmodifikationen der Konstruktion der Trennele mente 60 darstellen. Elementen, die Elementen der vorangehenden Ausführungsform entsprechen, sind die gleichen Be zugszeichen zugeordnet und werden nicht näher beschrieben.

1. Hinsichtlich der in Fig. 21 dargestellten Trennein richtung 70 kann ein Satz linker und rechter erster festste hender Trennelemente 71 an der Hohlraumform 12 befestigt sein, und ein oberes zweites feststehendes Trennelement 72 kann an der Kernform 11 befestigt sein. Mit dieser Anordnung ziehen sich, wenn die Formen 11 und 12 getrennt werden, um den Formartikel freizugeben, die Zähne 61 der Kernform 11 (die keinen Auswerferstift aufweist) vom Formartikel zurück, und durch den entsprechend geringeren Freigabewiderstand wird die Freigabe des Formartikels unter Verwendung des Aus werferstifts erleichtert. Indem veranlaßt wird, daß das an der Hohlraumform 12 befestigte feststehende Trennelement 71 mehr Zähne 61 aufweist als die an der Kernform 11 befestig ten zweiten feststehenden Trennelemente 71, kann gewährlei stet werden, daß der Formartikel auf der Hohlraumform 12 verbleibt (die einen Auswerferstift aufweist), wenn die For men 11, 12 getrennt werden.
2. Es können auch Trennelemente 75 verwendet werden, bei denen die mehrere Zähne 61, die entlang einer Grenzflä che L angeordnet sind, um den Formenhohlraum 13 zu teilen, alternierend am an der Hohlraumform 12 befestigten ersten feststehenden Trennelement 76 und am an der Kernform 11 be festigten zweiten feststehenden Trennelement 77 befestigt sind, wie in Fig. 22 dargestellt. Durch diese Anordnung kann erreicht werden, daß die Rückziehkraft der Zähne 61 auf aus geglichene Weise auf den Formartikel wirkt, wenn die Formen 11, 12 getrennt werden.

Wenn ein erstes feststehendes Trennelement 76 und ein zweites feststehendes Trennelement 77 dieser Art verwendet werden, werden der Abstand der Zähne 61 des ersten festste henden Trennelements 76 und der Abstand der Zähne 61 des zweiten feststehenden Trennelements 77 vorzugsweise jeweils derart sein, daß mindestens eines der in die getrennten For menkammern 13A, 13B eingefüllten granulatförmigen Ausgangs materialien diese nicht passieren kann. Dadurch kann der Durchgang von granulatförmigen Ausgangsmaterialien zwischen benachbarten getrennten Formenkammern 13A, 13B verhindert werden, auch ohne daß sich die distalen Enden der Zähne 61 des ersten feststehenden Trennelements 76 und des zweiten feststehenden Trennelements 77 bis zur Innenwand der anderen Form erstrecken, indem einfach die distalen Enden der Zähne 61 der feststehenden Trennelemente 76, 77 in der Formentei lungsrichtung um ein bestimmtes Maß überlappend angeordnet werden. Dadurch können die Zähne 61 der feststehenden Trenn elemente 76, 77 kürzer ausgebildet werden, wodurch die Frei gabe des Formartikels verbessert und die Wirkung des Biege moments auf die Zähne 61 minimiert wird, so daß Zähne 61 mit kleinerem Durchmesser verwendbar sind und der Durchmesser der im Formartikel durch die Zähne 61 ausgebildeten Senken kleiner ist. Weil die Länge der Zähne 61 grob festgelegt werden kann, kann sie gemäß einer Formänderung des Formarti kels oder ähnlichen Änderungen leicht modifiziert werden, und wenn zwischen den beiden Formen ein Spalt verbleibt, wenn sie mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden (z. B. bei einem Crack- oder Spaltfüllvorgang), kann, indem die Überlappung der Zähne 61 der beiden feststehenden Trennelemente 76, 77 so ausgebildet wird, daß sie größer ist als die Spaltbreite, erreicht werden, daß benachbarte ge trennte Formenkammern getrennt gehalten werden können.

Die Verteilung der am ersten feststehenden Trennelement befestigten Zähne und der am zweiten feststehenden Trennele ment befestigten Zähne kann in Abhängigkeit von der Tei lungsstruktur und ähnlichen Merkmalen beliebig festgelegt werden, und sie ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Trennelemente 70, 75 beschränkt.

Alternativ können, wie bei der in Fig. 23 dargestellten Trenneinrichtung 80, stangenförmige feststehende Trennele mente 81 an Positionen, die den Ecken oder Enden der Grenz fläche L zwischen dem Abschnitt 5 aus einem Material mit ge ringem Expansionsgrad und dem Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad entsprechen, einstückig mit der Kernform 11 oder der Hohlraumform 12 ausgebildet sein; oder es kann, wie bei der in Fig. 24 dargestellten Trenneinrich tung 85, ein wandförmiges feststehendes Trennelement 86 an einer Mittelposition auf der Grenzfläche L zwischen dem Ab schnitt 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und dem Abschnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad einstückig mit der Kernform 11 oder der Hohlraumform 12 aus gebildet sein. Durch diese Anordnungen werden durch die feststehenden Trennelemente 81 Durchgangslöcher 87 und Ver tiefungen 88 im Kern 55A ausgebildet, wie in Fig. 23 darge stellt, oder es wird durch das feststehende Trennelement 86 ein schlitzförmiges Durchgangsloch 89 ausgebildet, wie in Fig. 24 dargestellt; ein ausgleichender Vorteil besteht je doch darin, daß dünnwandige oder ähnliche Abschnitte in ei nem Formartikel, die unter Verwendung der Zähne 61 nur schwer trennbar sind, durch die feststehenden Trennelemente 81, 86 trennbar sind, so daß sie vorzugsweise für bestimmte Formteilkonfigurationen verwendet werden.

In der vorangehenden Ausführungsform sind die auf jedem Trennelement vorgesehenen mehreren Zähne 61 in der gleichen Ebene angeordnet, so daß die durch jedes Trennelement er zeugte Grenzfläche zwischen dem Abschnitt 5 aus einem Mate rial mit geringem Expansionsgrad und dem Abschnitt 6 aus ei nem Material mit hohem Expansionsgrad eben ist. Wenn die Zähne 61 jedoch derart angeordnet sind, daß die durch sie gebildete Grenzfläche z. B. eine Rechteckwellen-, eine Drei eckwellen- oder eine Sinuswellenkonfiguration bildet, kann die Kontaktfläche zwischen benachbarten granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhöht werden, wodurch die Verbindungs festigkeit dazwischen erhöht wird. In der vorstehenden Be schreibung hat die Grenzfläche L zwischen dem Abschnitt 5 aus einem Material mit geringem Expansionsgrad und dem Ab schnitt 6 aus einem Material mit hohem Expansionsgrad von vorne betrachtet eine "C"-förmige Konfiguration, erfindungs gemäß sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, z. B. eine "L"-förmige, eine gekröpfte oder kurbelförmige oder ei ne lineare Konfiguration.

Anstelle der Inmould-Formschäumvorrichtung 57 kann al ternativ die in Fig. 25 dargestellte Inmould-Formschäum vorrichtung 90 verwendet werden, wobei die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 keine oder im wesentlichen keine Luftöffnungen 18 aufweisen. Mit dieser Anordnung wird, auch wenn die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 geschlossen sind, an der Trennlinie zwischen den beiden Formen 11, 12 ein mit der Hohlraumform 13 kommunizierender Zwischenraum 91 gebildet, so daß der Hohlraumform 13 über den Zwischenraum 91 unabhängig von den beiden Kammern 16, 17 Dampf oder ein Service- oder Arbeitsfluid zugeführt oder ein Fluid von der Hohlraumform 13 abgeleitet werden kann. Mit der Formungsvor richtung 90 kann ein Kern 55 mit einer attraktiven Oberflä che ohne durch Luftöffnungen 18 erzeugte Abdrücke herge stellt werden und die mit der Ausbildung von Luftlöchern 18 darin verbundene Festigkeitsabnahme der Formen 11, 12 ver mindert werden, wodurch die Wände der Formen 11, 12 dünner gemacht und ihre Wärmekapazität reduziert werden kann. Da durch kann der Erwärmungs- und Kühlungswirkungsgrad und da mit die Genauigkeit der Temperatursteuerung verbessert wer den; können die mit der Fertigung der Luftöffnungen 18 verbundenen Kosten und damit die Fertigungskosten der Formen 11, 12 reduziert werden; durch Verstopfen der Luftlöcher 18 verursachte Erwärmungs-, Freigabe- und Kühldefekte elimi niert werden; sind keine Wartungsoperationen erforderlich, z. B. das Ersetzen oder das regelmäßige Hochdruckreinigen der Kernventilationselemente 19; und wird das Eindringen von im Kühlprozeß verwendetem Kühlwasser in den Formenhohlraum 13 verhindert, so daß der Wasseranteil des Kerns 55 bei etwa 0,5-2% gehalten werden kann (im Gegensatz zu 6-10% bei der herkömmlichen Technik), so daß kein Trocknungsprozeß er forderlich ist, was zu einer kürzeren Zykluszeit beiträgt, und werden andere Vorteile bereitgestellt.

Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform Inmould- Formschäumvorrichtungen 57, 80 beschrieben wurden, die zum Formen eines Kerns 55 für eine Fahrzeugstoßstange verwendet werden, können durch die Erfindung gleichermaßen auch For mungsvorrichtungen bereitgestellt werden, die zum Herstellen von von Kernen 55 verschiedenen Formartikeln verwendet wer den.

Nachstehend wird ein exemplarisches Formungsverfahren für einen Kern 55 unter Verwendung der in Fig. 17 darge stellten Formungsvorrichtung beschrieben.

Zunächst sind, um die getrennten Formenkammern 13A, 13B mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu füllen, die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 geschlossen, und die Hohlraumform 13 ist durch bewegliche Trennelemente 63 in drei getrennte Formenkammern 13A, 13B geteilt.

Dann werden den getrennten Formenkammern 13A, 13B durch die Fülleinheiten 14 in einem Luftstrom granulatförmige Aus gangsmaterialien verschiedener Qualitäten individuell zuge führt, deren Durchmesser größer ist als der Abstand der Zäh ne 61, um den Formenhohlraum 13 mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien zu füllen. Die in benachbarte getrennte Formenkammern 13A, 13B eingefüllten granulatförmigen Aus gangsmaterialien stehen über die Zwischenräume zwischen den Zähnen 61 miteinander in Kontakt. In der vorliegenden Aus führungsform werden die getrennten Formenkammern 13A zum Farmen eines Fahrzeugstoßstangenkerns 55 mit einem granulat förmigen Ausgangsmaterial mit einem Expansionsfaktor von 5 gefüllt, und die getrennte Formenkammer 13B wird mit einem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit einem Expansionsfaktor von 20 gefüllt (der Expansionsfaktor der granulatförmigen Ausgangsmaterialien kann unter Bezug auf bestimmte Eigen schaften, z. B. die gewünschte Festigkeit des Kerns 55, aus gewählt werden). In Abhängigkeit von der vorgesehenen Ver wendung des Formartikels können die Kammern mit granulatför migen Ausgangsmaterialien mit Eigenschaften gefüllt werden, die sich in anderen Eigenschaften unterscheiden als im Ex pansionsfaktor, z. B. in der Granulatfülldichte, im Zellen durchmesser, im Granulatdurchmesser, im Material, und in ähnlichen Eigenschaften. Wenn Polyolefinharzgranulate als granulatförmige Ausgangsmaterialien verwendet werden, kann das Expansionsvermögen der granulatförmigen Ausgangsmateria lien erhöht werden, indem zunächst die granulatförmigen Aus gangsmaterialien in einem Einfügungs- oder Inklusionsbehäl ter (nicht dargestellt) angeordnet werden und dann anorgani sches Gas mit einem Druck von 0,03-0,2 Mpa in die granu latförmigen Ausgangsmaterialien injiziert wird, bevor die granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Form eingefüllt werden. Im Granulatfüllschritt können verschiedenartige her kömmliche Füllverfahren verwendet werden, z. B. ein Crack- oder Spaltfüllverfahren, ein Druckfüllverfahren, ein Kom pressionsfüllverfahren, oder ein ähnliches Füllverfahren.

Dann werden die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Zuführen von Dampf über die beiden Kammern 16, 17 und Luftöffnungen 18 zum Formenhohlraum 13 erwärmt, und dann wird der Dampfdruck freigegeben, so daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien expandieren und ohne wesentlichen Zwi schenraum dazwischen miteinander verschmelzen. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt eine gewisse Luftmenge in den Zwischen räumen zwischen den granulatförmigen Ausgangsmaterialien, wodurch die Verbindungsfestigkeit abnimmt, so daß die Luft in den beiden Kammern 16, 17 und im Formenhohlraum 13 im voraus durch Dampf ersetzt wird. Durch Erwärmen durch Dampf wird außerdem erreicht, daß die in benachbarten getrennten Formenkammern 13A, 13B vorhandenen granulatförmigen Aus gangsmaterialien durch die Zwischenräume zwischen den Zähnen 61 miteinander verschmelzen.

Daraufhin wird der Kernform 11 und der Hohlraumform 12 von Düsen (nicht dargestellt) Kühlwasser zugeführt, um den Kern 55 im Formenhohlraum 13 zu kühlen. Dann werden die For men 11, 12 getrennt. Weil die Hohlraumform 12 feststehende Trennelemente 63 aufweist, ist der Freigabewiderstand des Kerns 55 bezüglich der Hohlraumform 12 größer als der Frei gabewiderstand der Kernform 11, so daß, wenn die Formen 11 und 12 getrennt werden, der Kern 55 auf der Hohlraumform 12 verbleibt. Nachdem die Formen 11 und 12 getrennt wurden und der Kern 55 auf diese Weise auf der Hohlraumform 12 ver bleibt, wird der Kern 55 unter Verwendung eines Auswerfer stifts (nicht dargestellt) von der Hohlraumform 12 freigege ben.

Wenn die granulatförmigen Ausgangsmaterialien aus einem ersten granulatförmigen Ausgangsmaterial bestehen, deren Durchmesser so groß ist, daß das Material die Zähne 61 nicht passieren kann, und aus einem zweiten granulatförmigen Mate rial, das die Zähne 61 passieren kann, wird, wenn der For menhohlraum 13 mit den granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt wird, das erste granulatförmige Ausgangsmaterial in die getrennte Formenkammer 13B gefüllt, und dann wird das zweite granulatförmige Ausgangsmaterial in die getrennten Formenkammern 13A gefüllt. Weil ein Teil des ersten granu latförmigen Ausgangsmaterials sich die Zähne 61 passiert und in die getrennten Formenkammern 13A eindringt, kann die Ver bindungsfestigkeit zwischen dem ersten granulatförmigen Aus gangsmaterial und dem zweiten granulatförmigen Ausgangsmate rial weiter verbessert werden.

Wenn die vorstehend beschriebene Inmould-Formschäum vorrichtung 90 verwendet wird, weisen die Kernform 11 und die Hohlraumform 12 keine Luftöffnungen 18 in denjenigen Formungsabschnitten auf, durch die hervorstehende Bereiche der Außenfläche eines Kerns 55 geformt werden, so daß Fül luft, die dem Formenhohlraum 13 zusammen mit den granulat förmigen Ausgangsmaterialien während des Granulatfüllvor gangs zugeführt wird, über den Zwischenraum 91 vom Formen hohlraum 13 abgeleitet wird. Um die granulatförmigen Aus gangsmaterialien durch Dampf zu erwärmen und zu verschmel zen, wird den Kammern 16, 17 Dampf zugeführt, und dem For menhohlraum 13 wird außerdem über den Zwischenraum 91 Dampf zugeführt.

Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Inmould- Formschäumverfahren zum Formen eines Kerns 55 für eine Fahr zeugstoßstange beschrieben wurde, kann die Erfindung glei chermaßen auch zum Formen von von Kernen 55 verschiedenen Formartikeln verwendet werden.

Dritte Ausführungsform

Diese dritte Ausführungsform bezieht sich auf die Trenneinrichtung der vorangehenden ersten und zweiten Aus führungsformen, die für eine Formungsvorrichtung ohne Kern ventilationselemente und ohne Kernventilationslöcher geeig net ist.

Gemäß den Fig. 26 und 27 weist eine Inmould-Form schäumvorrichtung 100 auf: einen Formensatz, der aus einer Kernform 102 und einer gegenüberliegend angeordneten Hohl raumform 103 besteht; eine Granulatfülleinrichtung zum Fül len eines durch die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 definierten Formenhohlraums 104 mit durch einen Luftstrom transportierten granulatförmigen Ausgangsmaterialien; eine Druckreduktionseinrichtung zum Reduzieren des Drucks im For menhohlraum 104, eine Druckluftzufuhreinrichtung zum Zufüh ren von Druckluft zum Innenraum des Formenhohlraums 104, und eine Dampfzufuhreinrichtung zum Erwärmen und Expandie ren/Verschmelzen der in den Formenhohlraum 104 eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf. Die granu latförmigen Ausgangsmaterialien können die gleichen sein wie die in der ersten Ausführungsform verwendeten Ausgangsmate rialien.

Die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 sind jeweils an einem Gehäuse 112 mit einem wulst- oder kragenähnlichen Rahmen 110 und einer Rückwand 111 befestigt, und ein Kammer satz, der aus einer ersten Kammer 113 und einer zweiten Kam mer 114 besteht, sind an der Rückseite der Kernform 102 bzw. der Hohlraumform 103 definiert. Im Gegensatz zu herkömmli chen Formungsvorrichtungen weisen die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 keine Kernventilationselemente und Kernven tilationslöcher auf, so daß der Formenhohlraum 104 und die beiden Kammern 113, 114 unabhängige Räume bilden. Obwohl der Formenhohlraum 104 und die beiden Kammern 113, 114 vorzugs weise vollständig gasdicht voneinander getrennt sind, schließt die Erfindung auch Fälle ein, in denen diese Räume unabhängig steuerbar sind, obwohl eine geringe Anzahl her kömmlicher Luftöffnungen für eine Kommunikation zwischen dem Formenhohlraum 104 und den beiden Kammern 113, 114 bereitge stellt wird.

Die erste Kammer 113 und die zweite Kammer 114 sind über Serviceventile SV1, SV2 und Schaltventile SWV1, SWV2 jeweils mit einer Dampfzufuhrleitung 115 und einer Luftzu fuhrleitung 116 verbunden und über Entleerungsventile DV1, DV2 und Schaltventile SWV3, SWV4 mit einer Ableitleitung 117 und einer Vakuumleitung 118 (die mit einer Vakuumpumpe 119 verbunden ist). Die erste und die zweite Kammer 113, 114 weisen jeweils eine Düseneinheit 121 mit mehreren Düsen 120 zum Sprühen von Kühlwasser auf die Rückseiten der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 auf, wobei die beiden Düsenein heiten 121 über Kühlwasserventile CV1, CV2 mit einer Kühl wasserzufuhrleitung 122 verbunden sind.

Wie in den Fig. 26 bis 31 dargestellt, besteht ein erstes Element der dritten Ausführungsform einer Inmould- Formschäumvorrichtung darin, daß in der Kernform 102 und in der Hohlraumform 103 Formungsabschnitte bereitgestellt wer den, die nicht zum Formen hervorstehender Abschnitte des Formartikels verwendet werden; und daß mit dem Formenhohl raum 104 kommunizierende erste Öffnungen 130 vorgesehen sind, wobei diese ersten Öffnungen 130 Kommunikationskanäle aufweisen, die mit externen Serviceleitungen 115-118 kom munizieren, so daß dem Formenhohlraum 104 über die mehreren ersten Öffnungen 130 durch Betätigen von Serviceventilen SV3-SV6, Entleerungsventilen DV3, DV4 und Schaltventilen SWV1-SWV4 Service- oder Arbeitsfluids (z. B. Dampf, Druckluft, usw.) zugeführt bzw. davon abgeleitet werden können.

Die ersten Öffnungen 130 werden grundsätzlich gemäß ei nem beliebigen von drei allgemeinen Schemata positioniert: an oder in der Nähe der Trennlinie zwischen der Kernform 102 und der Hohlraumform; in Abschnitten peripherer Komponenten (z. B. der Fülleinheit 123, des Auswerferstifts 124 (vergl. Fig. 31), usw.), die im Formenhohlraum 104 freiliegen; oder gemäß einer Kombination dieser beiden Schemata.

Zunächst wird die Positionierung der ersten Öffnungen 130 an oder in der Nähe der Trennlinie zwischen der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 durch Beispiele von drei Typen beschrieben.

(1) Gemäß den Fig. 26 und 27 weist ein erster Typ einer Inmould-Formschäumvorrichtung 100 schlitzförmige erste Öffnungen 130a, 130b auf, die entlang der Trennlinie zwi schen der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 angeordnet sind und mit dem Formenhohlraum 104 kommunizieren. Kommuni kationskanäle, d. h., die Formen verbindende Kanäle 131a, 131b und Innenleitungen 132a, 132b ermöglichen eine Kommuni kation zwischen den ersten Öffnungen 130a, 130b und den ex ternen Serviceleitungen 115-118. Die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 weisen keine herkömmlichen Luftöffnungen auf und sind so konstruiert, daß, wenn die Formen geschlos senen sind, die Hohlraumform 104 von den Kammern 113, 114 gasdicht getrennt ist, während die zu den externen Service leitungen 115-118 führenden ersten Öffnungen 130a, 130b in der Kernfarm 102 und in der Hohlraumform 103 ausgebildet sind.

Durch diese Anordnung werden der Vorerwärmungs-/Evaku ierungsprozeß und der Verschmelzungs-/Erwärmungsprozeß für das granulatförmige Ausgangsmaterial unter Verwendung dieser ersten Öffnungen 130a, 130b an Stelle herkömmlicher Luftöff nungen folgendermaßen ausgeführt.

Im Vorerwärmungs-/Evakuierungsprozeß kann der Formen hohlraum 104 direkt evakuiert werden, wobei die Evakuierung über die erste Öffnung 130a und die erste Öffnung 130b er folgt, und dann kann auf die gleiche Weise Dampf für die Vorerwärmung zugeführt werden. Im Verschmelzungs-/Erwär mungsprozeß kann den granulatförmigen Ausgangsmaterialien im Formenhohlraum 104 über die erste Öffnung 130a und die erste Öffnung 130b auf die gleiche Weise Dampf zum Erhöhen der Temperatur zugeführt werden.

Um ein Verstopfen der ersten Öffnungen 130a, 130b durch die granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu verhindern, muß die Breite der ersten Öffnungen 130a, 130b des Formenhohl raums 104 kleiner sein als der Außendurchmesser der granu latförmigen Ausgangsmaterialien, d. h. der Durchmesser darf höchstens 1 bis 10 mm betragen. Um ein Herausquellen von Ma terial, Gratabdrücke und ähnliche Defekte zu vermeiden und das Erscheinungsbild des Formartikels zu verbessern, ist es wünschenswert, die Öffnungsbreite so klein wie möglich zu machen; wenn die Öffnungsbreite jedoch zu klein ist, wird dem Durchgang von Servicefluids ein zu großer Widerstand entgegengesetzt. Daher ist eine Öffnungsbreite von 0,1-1,5 mm geeignet.

Erfindungsgemäß sind die ersten Öffnungen 130a, 130b entlang eines Talabschnitts der an der Trennlinie zwischen der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 angeordneten Ver tiefung geeignet ausgebildet. Durch diese Anordnung wird, weil schlitzförmige erste Öffnungen 130, 130b an konvexen schrägen rippen- oder stegähnlichen Abschnitten auf der Au ßenseite des formgeschäumten Artikels angeordnet sind, das Erscheinungsbild kaum beeinträchtigt, auch wenn eine kleiner Gratanteil verbleiben sollte. Die Innenleitungen 132a, 132b bestehen idealerweise aus Kupferrohren mit einem Durchmesser von 4-15 mm.

Fig. 26 zeigt eine Kombination aus zwei Serien von Kom munikationskanälen, eine Serie von Kommunikationskanälen mit einer ersten Öffnung 130a, einem die Formen verbindenden Ka nal 131a und einer Innenleitung 132a; und eine Serie von Kommunikationskanälen mit einer ersten Öffnung 130b, einem die Formen verbindenden Kanal 131b und einer Innenleitung 132b. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt, sondern es kann in Abhängigkeit von der Größe und Konfiguration des formgeschäumten Artikels eine Kombination aus drei oder mehr oder nur eine einzige Serie von Kommuni kationskanälen verwendet werden.

Wenn mehrere erste Öffnungen 130, z. B. ein Paar erste Öffnungen 130a, 130b, bereitgestellt werden, ist es bevor zugt, diese an der Trennlinie zwischen den Formen 102, 103 anzuordnen, die an entgegengesetzten Seiten zweier einander zugewandter Enden des Formenhohlraums 104 angeordnet sind, wie in Fig. 27 dargestellt. Obwohl die Länge der ersten Öff nungen 130a, 130b nicht kritisch ist, hat diese Anordnung z. B. die Vorteile, daß Verfahren verwendbar sind, in denen ein Service- oder Arbeitsfluid, z. B. Dampf, von einer ersten Öffnung der anderen ersten Öffnung zugeführt wird, nachdem es den Formenhohlraum 104 durchlaufen hat (insbesondere ein Verfahren, durch das zwischen dem Granulat im Formenhohlraum 104 vorhandene Luft durch Dampf ersetzt wird); daß der Gra nulaterwärmungsprozeß schnell ausgeführt werden kann, und ähnliche.

Die Vorteile des ersten Typs können folgendermaßen zu sammengefaßt werden:

1. Weil die herkömmlich verwendeten Luftöffnungen von den Formen 102, 103 eliminiert werden können, besteht nicht die Gefahr einer Festigkeitsabnahme, so daß die Dicke her kömmlicher, aus einer Aluminiumlegierung hergestellter For menmaterialien von 8-12 mm auf 4-8 mm reduziert werden kann. Dadurch nimmt die Wärmekapazität ab, wird der Erwär mungs-/Kühlungswirkungsgrad verbessert, wird die Genauigkeit der Temperatursteuerung verbessert und werden Materialkosten reduziert.
2. Das Erfordernis für eine Verarbeitung zum Erzeugen von Luftöffnungen und zum Installieren der Kernventilation selemente wird eliminiert, wodurch der Arbeitsaufwand und die Fertigungskosten für die Formen 102, 103 wesentlich re duziert werden.
3. Durch Verstopfungen verursachte Erwärmungs-, Frei gabe- und Abkühldefekte werden eliminiert, so daß keine War tungsarbeiten, z. B. Ersetzen oder regelmäßiges Hochdruckrei nigen der Kernventilationselemente, erforderlich sind.
4. Die Produktoberflächen weisen keine durch Kernven tilationselemente und Kernventilationslöcher erzeugten Ab drücke auf, wodurch das Erscheinungsbild verbessert und jeg liche Schwierigkeiten in Prozessen, z. B. beim Bedrucken der Oberfläche oder beim Aufbringen von Etiketten, eliminiert werden.
5. Das im Kühlprozeß verwendete Kühlwasser dringt nicht in den Formenhohlraum ein, so daß der Wasseranteil von Produkten bei etwa 0,5-4% gehalten werden kann (im Gegen satz zu 6-10% bei herkömmlichen Techniken) und kein Trocknungsprozeß erforderlich ist, was zu einer wesentlichen Verkürzung der Zykluszeit beiträgt.
6. Der größte Vorteil der Erfindung besteht in der Fä higkeit, Serviceoperationen auszuführen, die mit herkömmli chen Formen nicht möglich sind. Herkömmlich muß, um die gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien der Wirkung des Dampfes oder eines anderen Service- oder Arbeitsfluids auszusetzen, zunächst veranlaßt werden, daß ein von einer Serviceleitung zugeführtes Service- oder Arbeitsfluid auf eine der Kammern einwirkt, von wo es über Ventilationselemente auf die granu latförmigen Ausgangsmaterialien einwirken kann. Erfindungs gemäß sind die Servicekanäle für die Kammern 113, 114 und den Formenhohlraum 104 jedoch getrennt und unabhängig, so daß veranlaßt werden kann, daß Service- oder Arbeitsfluids, z. B. Druckluft, Dampf, Dekompressionsluft, Kühlwasser, oder ähnliche über erste Öffnungen 130a, 130b direkt auf den Formenhohlraum 104 einwirken, wodurch der Freiheitsgrad der Serviceoperationen erweitert wird.

Wenn beispielsweise der Druck im Formenhohlraum 104 re duziert werden soll, ist es unter Verwendung herkömmlicher Formen erforderlich, auch den Druck in beiden Kammern zu re duzieren, wohingegen die Druckreduktion erfindungsgemäß aus schließlich im Formenhohlraum 104 erfolgen kann, der eine Kapazität in der Größenordnung von 1/10 der Kammerkapazität aufweist. Vorteile ergeben sich durch eine wesentlich ver besserte Steuerung, weil normalerweise ein schnelles Anspre chen erfolgt.

Außerdem können, weil die Kammern 113, 114 und der For menhohlraum 104 unabhängige Räume sind, die Erwärmungsbedin gungen für jeden Raum unabhängig gesteuert werden, so daß die Temperaturen des Formensatzes 102, 103 durch den den beiden Kammern 113, 114 zugeführten Dampf unabhängig gesteu ert werden können und die Qualitäten der mit den Formen 102, 103 in Kontakt stehenden Formteiloberflächen gesteuert wer den können. Die Verschmelzung der granulatförmigen Ausgangs matrialien kann durch Erwärmen, Expandieren und Verschmelzen der in die Hohlraumform 104 eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch den dem Formenhohlraum 104 zuge führten Dampf unabhängig von den Oberflächenqualitäten ge steuert werden. Auf diese Weise kann die Verschmelzung im Inneren eines Formartikels auf einem niedrigen Pegel gehal ten, kann die Zykluszeit für den Formartikel verkürzt und können Formartikel mit attraktiven Oberflächen erzeugt wer den, wodurch ein höherer Durchsatz und ein höherer Produkt wert ermöglicht werden.

(2) Gemäß Fig. 28 weist ein zweiter Typ einer Inmould- Formschäumvorrichtung 100A auf: schlitzförmige erste Öffnun gen 130a, 130b, die über Kommunikationskanäle, die aus die Formen verbindenden Kanälen 133a, 133b bestehen, welche, wenn die Formen geschlossen sind, sich außerhalb des Formen hohlraums 104 entlang der Trennlinie zwischen den Formen 102, 103 erstrecken, mit externen Serviceleitungen 115-118 kommunizieren; und die Formen verbindende Kanäle 134a, 134b, die an der Trennlinie der wulst- oder kragenähnlichen Rahmen 110 angeordnet sind. Die anderen Elemente sind mit denjeni gen der vorstehend beschriebenen Inmould-Formschäumvorrich tung 100 identisch und durch die gleichen Bezugszeichen be zeichnet und werden nicht näher beschrieben.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung 100A weisen die Formen 102, 103 keine herkömmlichen Luftöffnungen auf, son dern sie sind so konstruiert, daß der Formenhohlraum 104 im geschlossenen Zustand von den Kammern 113, 114 gasdicht ge trennt ist, während erste Öffnungen 130a, 130b und die Kom munikationskanäle, über die diese ersten Öffnungen 130a, 130b mit Serviceleitungen 115-118 kommunizieren, d. h. die Formen verbindende Kanäle 133a, 133b und die Formen verbin dende Kanäle 134a, 134b, die sich außerhalb des Formenhohl raums 104 entlang der Trennlinie zwischen den Formen 102, 103 und den wulst- oder kragenförmigen Rahmen 110 erstrec ken, anders angeordnet sind als im vorangehenden ersten Typ der Inmould-Formschäumvorrichtung 100.

In der in Fig. 28 dargestellten Formschäumvorrichtung 100A können, ähnlich wie bei der Inmould-Formschäumvorrich tung 100, Service- oder Arbeitsfluids während des Form schäumvorgangs gesteuert werden, wodurch die vorstehend auf geführten Vorteile [1] bis [6] erhalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine Innenleitungen 132a, 132b (für die während der Fertigung ein Rohrinstallationsprozeß erforderlich ist) erforderlich sind, wodurch die Fertigungs kosten der Formschäumvorrichtung gering gehalten werden kön nen und keine Wartung erforderlich ist.

(3) Gemäß den Fig. 29 und 30 weist ein dritter Typ einer Inmould-Formschäumvorrichtung 100B in der Kernform 102 ausgebildete erste Öffnungen 130c, 130d auf, die in der Nähe der Trennlinie zwischen der Kernform 102 und der Hohlraum form 103 angeordnet sind und mit dem Formenhohlraum 104 kom munizieren. Die ersten Öffnungen 130c, 130d kommunizieren über Kommunikationskanäle, die aus Kommunikationsräumen 139a, 139b bestehen, die durch kanaldefinierende Elemente 138 definiert sind, die an der Innenseite der Kernform 102 so befestigt sind, daß sie erste Öffnungen 130c, 130d ein schließen, mit externen Serviceleitungen 115-118 und mit internen Leitungen 140a, 140b, über die die Kommunikations räume 139a, 139b mit externen Serviceleitungen 115-118 kommunizieren. Über die Kommunikationsräume 139a, 139b und die internen Leitungen 140a, 140b können den ersten Öffnun gen 130c, 130d Service- oder Arbeitsfluids einzeln zugeführt oder davon abgeleitet werden. Andere Elemente sind mit den jenigen der vorstehend beschriebenen Inmould-Formschäum vorrichtung 100 identisch und durch die gleichen Bezugszei chen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung 100B weisen die Formen 102, 103 keine herkömmlichen Luftöffnungen auf, die den Formenhohlraum 104 mit Kammern 113, 114 verbinden, son dern sie sind so konstruiert, daß der Formenhohlraum 104 im geschlossenen Zustand gasdicht von den Kammern 113, 114 ge trennt ist, während die ersten Öffnungen 130c, 130d und die Kommunikationskanäle, über die diese ersten Öffnungen 130c, 130d mit Serviceleitungen 115-118 kommunizieren, d. h. die Kommunikationsräume 139a, 139b und die Innenleitungen 140a, 140b, anders angeordnet sind als in den vorangehenden beiden Fällen.

Die ersten Öffnungen 130c, 130d können die Form von Durchgangslöchern oder -schlitzen aufweisen, die direkt in der Kernform 102 ausgebildet sind; weil es jedoch denkbar ist, daß die Innenflächen aufgrund des Durchgangs von Dampf verschleißen, werden vorzugsweise, wie bei herkömmlichen Formungsvorrichtungen, Montageöffnungen für die ersten Öff nungen 130c, 130d ausgebildet, in denen lös- oder entfernba re Kernventilationselemente installiert werden.

In der in den Fig. 29 und 30 dargestellten Form schäumvorrichtung 100B können, ähnlich wie in der Inmould- Formschäumvorrichtung 100, Service- oder Arbeitsfluids wäh rend des Formschäumens gesteuert werden, wodurch die vorste hend aufgeführten Vorteile [5] und [6] erhalten werden. Weil den Formenhohlraum 104 und die Kommunikationsräume 139a, 139b verbindende Kernventilationselemente vorgesehen sind 51531 00070 552 001000280000000200012000285915142000040 0002010048399 00004 51412, hat diese Anordnung bezüglich den vorstehend aufgeführten Vorteilen [1] bis [4] mehrere Nachteile, weil Kernventilati onselemente und Kernventilationslöcher nicht gleichmäßig über die gesamte Fläche der Form ausgebildet werden müssen, kann die Anzahl der Kernventilationselemente jedoch erheb lich vermindert werden. Außerdem können leicht Maßnahmen zum Verhindern des Verschleißes der ersten Öffnungen 130c, 130d durch Dampf getroffen werden, wodurch eine praktischere Kon struktion ermöglicht wird. In diesem dritten Typ einer Form schäumvorrichtung 100B kann der Formenhohlraum, ähnlich wie beim zweiten Typ einer Formschäumvorrichtung 100A, zwischen der Trennlinie des linken und des rechten wulst- oder krage nähnlichen Rahmens 110 ausgebildet werden, und die Innenlei tungen 132a, 132b können weggelassen werden.

Im in Fig. 29 dargestellten Fall sind erste Öffnungen 130c, 130d in der Kernform 102 ausgebildet; wenn die Innen fläche (die Seite der Kernform 102) des Formartikels nach außen freiliegt, ist es hinsichtlich des Erscheinungsbildes des Formartikels jedoch vorteilhaft, die ersten Öffnungen 130c, 130d im Formenhohlraum 103 auszubilden.

Nachstehend wird ein Fall beschrieben, in dem erste Öffnungen 130 in der Nähe von peripheren Komponenten ange ordnet sind, z. B. in der Nähe der Fülleinheit 123 oder des Auswerferstifts 124.

Wenn die ersten Öffnungen 130 in der Nähe von periphe ren Komponenten angeordnet sein sollen, wie in Fig. 31 dar gestellt, werden näherungsweise rohrförmige Gehäuseelemente 141 an der Hohlraumform 103 an Positionen befestigt, die der Fülleinheit 123 und dem Auswerferstift 124 entsprechen, und die Fülleinheit 123 und der Auswerferstift 124 sind in die sen Gehäuseelementen 141 passend aufgenommen. Kommunikati onskanäle 142, 143, die individuell mit Serviceleitungen 115-118 kommunizieren, sind zwischen der Fülleinheit 123 bzw. dem Auswerferstift 124 und den Gehäuseelementen 141 ausge bildet, erste Öffnungen 130e, 130f, die sich in den Formen hohlraum 104 öffnen, sind an den distalen Enden der Kommuni kationskanäle 142, 143 ausgebildet, und die Kommunikations kanäle 142, 143 sind über Serviceventile SV5, SV6 mit den Serviceleitungen 115-118 verbunden, so daß, ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen ersten Öffnungen 130a-130d, verschiedene Operationen ausgeführt werden können, wie beispielsweise die Zufuhr von Dampf oder Druckluft oder eine Druckverminderung.

Mit dieser Anordnung können die Aufgaben der Erfindung durch eine Konfiguration mit ausschließlich ersten Öffnungen 130e, 130f gelöst werden, ohne daß gleichzeitig die vorste hend beschriebenen ersten Öffnungen 130a-130d bereitge stellt werden. Vorzugsweise werden jedoch auch die vorste hend beschriebenen ersten Öffnungen 130a-130d bereitge stellt.

Die in der Nähe der distalen Enden der Fülleinheit 123 und des Auswerferstifts 124 angeordneten ersten Öffnungen 130e, 130f können gleichzeitig mit den vorstehend beschriebenen ersten Öffnungen 130a-130d bereitgestellt werden, um einzelne Kanäle bereitzustellen, die von jeder der ersten Öffnungen 130 zu externen Serviceleitungen 115-118 führen. Bei dieser Anordnung werden erste Öffnungen 130, über die Service- oder Arbeitsfluids zugeführt werden können, an min destens drei Positionen bereitgestellt; an zwei entgegenge setzten Endpositionen des Formenhohlraums 104 und am Mit telabschnitt des Formenhohlraums 104, so daß Service- oder Arbeitsfluids auf eine für die erforderliche Qualität geeig nete Weise zugeführt werden können, und es wird ein größerer Freiheitsgrad bezüglich Steuerungsoperationen ermöglicht, z. B. bezüglich der Service- oder Arbeitsfluidzufuhr oder -unterbrechung, so daß Serviceoperationen hinsichtlich des Typs der Formschäumvorrichtung, der Konfiguration und ande rer Faktoren optimiert werden können.

Im in Fig. 31 dargestellten Fall sind erste Öffnungen 130e, 130f in der Nähe der distalen Enden der Fülleinheit 123 und des Auswerferstifts 124 angeordnet, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt, alter nativ können andere an der Form befestigte Komponenten ver wendet werden, z. B. Kühlwasserleitungsbefestigungen und ähn liche. Bei einer Anordnung, in der Dampf sich gleichmäßig durch das gesamte granulatförmige Ausgangsmaterial im For menhohlraum 104 bewegen kann, müssen an der Außenseite der Fülleinheit 123 und des Auswerferstifts keine Kommunikati onskanäle 142, 143 vorgesehen sein, und erste Öffnungen 130e, 103f, oder beide, können weggelassen werden, wobei er ste Öffnungen 130e, 130f nur dort bereitgestellt werden, wo dies für die Konfiguration des Formartikels geeignet ist. Alternativ können ausschließlich erste Öffnungen 103a-103d zum Ventilieren des dem Formenhohlraum 104 über die ersten Öffnungen 130e, 103f zugeführten Dampfes verwendet werden. In Fig. 31 ist dargestellt, daß die Fülleinheit 123 und der Auswerferstift 124 auf der Hohlraumform 103 angeordnet sind; wenn die Außenfläche (die Seite der Hohlraumform 103) des Formartikels nach außen freiliegt, ist es jedoch hinsicht lich des Erscheinungsbildes des Formartikels bevorzugt, die Fülleinheit 123 und den Auswerferstift 124 auf der Kernform 102 anzuordnen.

Wie in den Fig. 26 und 33 dargestellt, besteht das zweite Element der dritten Ausführungsform einer Inmould- Formschäumvorrichtung in einer Anordnung, bei der der For menhohlraum 104 durch die Trenneinrichtung 60 der zweiten Ausführungsform in mehrere getrennte Formenkammern geteilt wird, wobei benachbarte getrennte Formenkammen 104B, 104B mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden.

Die Konfiguration, die Anzahl und die Positionen der Teilungen innerhalb des Formenhohlraums 104 können bezüglich der für den Formartikel gewünschten Qualitäten und ähnlichen Eigenschaften beliebig ausgewählt werden. Beispielsweise ist in einem Kern B für eine Fahrzeugstoßstange, der dem in Fig. 32 dargestellten Stoßstangenkern ähnlich ist, wie in der vorangehenden zweiten Ausführungsform, in den Endabschnitten bezüglich der Längsrichtung eine größere Festigkeit erfor derlich als im Mittelabschnitt, so daß in den unteren Ab schnitten an den Enden des Kerns B angeordnete Abschnitte B1 stabiler oder fester konstruiert sind als andere Abschnitte B2, wodurch eine geeignete Festigkeit gewährleistet wird, während das Gewicht des Kerns B gering gehalten wird.

Die zum Füllen benachbarter getrennter Formenkammern 104A, 104B verwendeten granulatförmigen Ausgangsmaterialien können sich in Eigenschaften, wie beispielsweise im Expansi onsfaktor, in der Granulatfülldichte, im Zellendurchmesser, im Granulatdurchmesser, im Material, usw., unterscheiden.

Die Fig. 26, 28, 29 und 33 zeigen Beispiele einer in Formen 102, 103 angeordneten Trenneinrichtung 60; in der Form könnten jedoch auch die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Trenneinrichtungen 30, 30A-30E oder die in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform beschriebenen Trenneinrichtungen 70, 75, 80, 85 angeordnet sein. Diese Trenneinrichtungen, die in Verbindung mit der ersten und der zweiten Ausführungsform ausführlicher be schrieben wurden, werden hierin nicht weiter diskutiert.

Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zum For men von Formartikeln unter Verwendung der in Fig. 26 darge stellten Formschäumvorrichtung 100 beschrieben.

Dieses Formungsverfahren kann in die folgenden vier Schritte geteilt werden: einen Einfügungsschritt, in dem ein anorganisches Gas in die granulatförmigen Ausgangsmateriali en gezwungen wird; einen Füllschritt, in dem ein Formenhohl raum 104 mit den granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit dem in sie gezwungenen anorganischen Gas gefüllt wird; einen Erwärmungsschritt zum Schäumen und Verschmelzen der in den Formenhohlraum 104 eingefüllten granulatförmigen Ausgangsma terialien; und einen Kühlschritt, in dem der Formartikel ge kühlt wird.

Zunächst werden im Einfügungsschritt qranulatförmige Ausgangsmaterialien in einen Einfügungs- oder Inklusionsbe hälter (nicht dargestellt) gefüllt, und ein anorganisches Gas wird mit einem Druck von 0,03-0,2 MPa in die granulat förmigen Ausgangsmaterialien gezwungen. Die erfindungsgemäß verwendeten granulatförmigen Ausgangsmaterialien weisen Po lyolefinharz auf und haben typischerweise ein geringeres Ex pansionsvermögen als Polystyrolharze, so daß die qranulat förmigen. Ausgangsmaterialien bei Erwärmung durch Dampf ver mutlich nicht ausreichend expandieren und zwischen den Gra nulatkügelchen große Zwischenräume verbleiben und das Erscheinungsbild oder die Qualität des Formartikels beein trächtigt wird. Daher ist es wünschenswert, das Expansions vermögen des granulatförmigen Ausgangsmaterials zu erhöhen, indem ein anorganisches Gas in das Material gezwungen wird. In Abhängigkeit vom verwendeten Harz kann der Einfügungs schritt weggelassen werden.

Nachstehend wird der Füllschritt für das granulatförmi ge Ausgangsmaterial beschrieben.

In diesem Schritt sind die Kernform 102 und die Hohl raumform 103 geöffnet, der Formenhohlraum 104 ist durch die feststehenden Trennelemente 63 der ersten Trenneinrichtung 60 in mehrere getrennte Formenkammern 104A, 104B getrennt, Entleerungsventile DV3, DV4 sind offen, und granulatförmige Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Qualitäten, die durch eine Luftströmung transportiert werden, werden den getrenn ten Formenkammern 104A, 104B von Fülleinheiten 123 einzeln zugeführt, während gleichzeitig die den getrennten Formen kammern 104A, 104B vom Formenhohlraum 104 über erste Öffnun gen 130a, 130b zugeführte Luft abgeleitet wird, so daß der Formenhohlraum 104 mit den granulatförmigen Ausgangsmateria lien gefüllt wird.

Nachstehend werden spezifische Füllverfahren beschrie ben, z. B. ein Crack- oder Spaltfüllverfahren, ein Druckfüll verfahren und ein Kompressionsfüllverfahren.

1. Im Crack- oder Spaltfüllverfahren sind die Kern form 102 und die Hohlraumform 103 während des Füllvorgangs nicht vollständig geschlossen (d. h. einen Spalt geöffnet), so daß beispielsweise ein Spalt verbleibt, der etwa 10% der Bodenwanddicke des Formartikels gleicht. Wenn die granulat förmigen Ausgangsmaterialien eingefüllt werden, wird die für den Füllvorgang verwendete Luft durch den Spalt zwischen der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 abgeleitet.
2. Im Druckfüllverfahren wird der Innenraum eines Aus gangsmaterialbehälters, in dem die granulatförmigen Aus gangsmaterialien angeordnet sind, unter einen Druck von etwa 0,02-0,15 MPa gesetzt, und der Formenhohlraum 104 wird auf Atmosphärendruck gebracht. Unter Verwendung dieses Druckun terschieds zwischen dem Ausgangsmaterialbehälter und dem Formenhohlraum 104 werden die granulatförmigen Ausgangsmate rialien zum Formenhohlraum 104 transportiert und in ihn ein gefüllt.
3. Im Kompressionsfüllverfahren wird der Druck p in einem Ausgangsmaterialbehälter auf einen Druckwert erhöht, der höher ist als der beim Druckfüllverfahren verwendete Druck, d. h. auf etwa 0,1-0,5 MPa, und während ein Druckun terschied (p - p1) bezüglich des Innendrucks p1 im Formen hohlraum 104 aufrechterhalten wird, werden die granulatför migen Ausgangsmaterialien transportiert und eingefüllt.

Nachstehend wird das Verfahren zum Erwärmen der in den Formenhohlraum 104 eingefüllten granulatförmigen Ausgangsma terialien durch Dampf beschrieben.

Zunächst werden bei geöffneten Entleerungsventilen DV1, DV1 die Serviceventile SV1, SV2 geöffnet, um zu veranlassen, daß Dampf in die Kammern 113, 114 strömt, so daß in den Kam mern 113, 114 vorhandene Luft durch Dampf ersetzt wird. Die ser Schritt kann während des Füllschritts ausgeführt werden.

Dann werden die Entleerungsventile DV1, DV2 geschlos sen, und während die Serviceventile SV1, SV2 so gesteuert werden, daß die Kammern 113, 114 einen vorgegebenen Dampf druck erreichen, wird den Kammern 113, 114 für eine vorgege bene Erwärmungszeitdauer Dampf zugeführt, um die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 zu erwärmen und zu veranlassen, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien, die mit der Kernform 102 und der Hohlraumform 103 in Kontakt stehen, expandieren und verschmelzen, um eine Haut auf dem Formartikel zu bilden.

Die Schritte zum Erwärmen der in den Formenhohlraum 104 eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien können parallel ausgeführt werden; die Schritte können jedoch grob in drei Schritte geteilt werden.

Im ersten Schritt ist das Entleerungsventil DV4 offen, das Entleerungsventil DV3 geschlossen, das Serviceventil SV3 offen und das Serviceventil SV4 geschlossen, um eine Dampfströmung durch den Formenhohlraum 104 zu erzeugen, so daß die zwischen den Granulatkügelchen vorhandene Luft durch Dampf ersetzt wird. Bei der in Fig. 31 dargestellten Anord nung sind zusätzlich zum Serviceventil SV3 die Serviceventi le SV5 und SV6 geöffnet.

Im zweiten Schritt sind umgekehrt wie beim ersten Schritt das Entleerungsventil DV4 geschlossen, das Entlee rungsventil DV3 offen, das Serviceventil SV3 geschlossen und das Serviceventil SV4 offen, um eine Dampfströmung durch den Formenhohlraum 104 zu erzeugen, so daß zwischen den Granu latkügelchen vorhandene Luft durch Dampf ersetzt wird. Die ser zweite Schritt kann weggelassen werden. Bei der in Fig. 31 dargestellten Ausführungsform sind zusätzlich zum Ser viceventil SV4 die Serviceventile SV5 und SV6 offen.

Im dritten Schritt sind die Entleerungsventile DV3, DV4 geschlossen, und während die Serviceventile SV3, SV4 so ge steuert werden, daß der Formenhohlraum 104 einen vorgegebe nen Dampfdruck erreicht, wird dem Formenhohlraum für eine vorgegebene Erwärmungszeitdauer Dampf zugeführt, um zu ver anlassen, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien ex pandieren und verschmelzen und das Innere des Formartikels bilden. Durch diese in Fig. 31 dargestellte Anordnung werden zusätzlich zu den Serviceventilen SV3, SV4 die Serviceventi le SV5 und SV6 gesteuert.

Der den Kammern 113, 114 zugeführte Dampf und der dem Formenhohlraum 104 zugeführte Dampf ermöglichen, daß die Oberflächenabschnitte des Formartikels und das Innere des Formartikels unabhängig erwärmt werden können, so daß die Oberflächenqualitäten des Formartikels und das Verschmelzen des Formteilinneren getrennt steuerbar sind.

Im anschließenden Kühlschritt werden Kühlwasserventile CV1, CV2 geöffnet, und Kühlwasser wird von Düsen 120 auf die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 gesprüht, um den Form artikel im Formenhohlraum 104 über die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 zu kühlen. Weil die Kernform 102 und die Hohlraumform 103 keine Kernventilationselemente und keine Kernventilationslöcher aufweisen, wird eine Kühlung er reicht, ohne daß das Kühlwasser mit dem Formartikel in Be rührung kommt. Auf diese Weise ergibt sich der Wasseranteil des Formartikels ausschließlich durch den im Formenhohlraum 104 abgeleiteten Dampf, so daß der Wasseranteil etwa 1/5 bis 1/10 des durch herkömmliche Verfahren erhaltenen Anteils be trägt.

Im gekühlten Zustand wird einer Gasöffnung 145 Druck luft zugeführt, während die Formen 102, 103 getrennt werden, und während der Formartikel auf der Hohlraumform 103 ver bleibt, wird der Formartikel unter Verwendung des Auswerfer stifts 124 von der Form ausgestoßen. Durch dieses Formungs verfahren können die Qualitäten in ausgewählten Bereichen eines Formartikels so manipuliert werden, daß sie sich von den Qualitäten in anderen Bereichen unterscheiden, und weil die Oberflächenabschnitte eines Formteils und sein Inneres während des Erwärmungsprozesses unabhängig voneinander er wärmt werden können, kann ein Formartikel, für den bei spielsweise eine geringe mechanische Festigkeit erforderlich ist, im Formteilinneren in geringerem Maße verschmolzen wer den, während ausreichende Oberflächeneigenschaften beibehalten werden, wodurch die Zykluszeit reduziert und sowohl der Produktwert als auch der Durchsatz verbessert werden.

Auf diese Weise hergestellte Formartikel haben attrak tive Oberflächen, die keine durch Kernventilationselemente und Kernventilationslöcher verursachten Abdrücke auf Außen flächen aufweisen. Weil die Qualitäten in ausgewählten Be reichen eines Formartikels so manipuliert werden können, daß sie sich von den Qualitäten in anderen Bereichen unterschei den, kann, wenn das Beispiel eines in Fig. 32 dargestellten Fahrzeugstoßstangenkerns B betrachtet wird, die Festigkeit des Formartikels in Abschnitten B1, die an der Vorderseite des vorderen Seitenrahmens angeordnet sind, durch Verwendung eines granulatförmigen Ausgangsmaterials mit einem geringen Expansionsfaktor erhöht werden, während gleichzeitig das Ge samtgewicht des Formartikels durch Verwendung eines granu latförmigen Ausgangsmaterials mit einem hohen Expansionsfak tor für die anderen Abschnitte B2 vermindert wird, wodurch ein Formartikel sowohl mit verbesserter Festigkeit als auch mit geringem Gewicht hergestellt werden kann.

Die Oberflächenqualitäten dieser Formartikel können auf einem Niveau gehalten werden, das demjenigen von isother misch geformten Artikeln entspricht, die durch herkömmliche Formungstechniken hergestellt werden, wobei der Verschmel zungsgrad im Inneren zu einem niedrigeren oder höheren Wert manipuliert werden kann als in einem isothermisch geformten Artikel mit den gleichen Oberflächenqualitäten. D. h., bei herkömmlichen Formungsverfahren führt, wenn die granulatför migen Ausgangsmaterialien erwärmt, expandiert und verschmol zen werden, weil die Oberflächen und das Innere der granu latförmigen Ausgangsmaterialien unter den gleichen Erwär mungsbedingungen erwärmt werden, eine Verminderung des Ver schmelzungsgrades im Inneren des Formartikels dazu, daß sich an den Grenzflächen der Granulatmaterialien 105A Zwischenräume bilden und daß sich auf Oberflächenabschnitten des Formartikels Oberflächenvertiefungen 107 bilden, wie in Fig. 34(a) dargestellt. Durch das erfindungsgemäße Formungsver fahren können die Oberfläche und das Innere jedoch unabhän gig voneinander erwärmt werden, so daß, obwohl sich an den Grenzflächen der Granulatmaterialien 105A Zwischenräume 106 bilden, die Grenzflächen der Granulatmaterialien an der Oberfläche des Formartikels im wesentlichen keine Vertiefun gen 107 aufweisen, wie in Fig. 34(b) dargestellt, wodurch ein Formartikel mit einem gleichmäßigen bzw. glatten und at traktiven Erscheinungsbild erhalten werden kann. Ein gerin ger Verschmelzungsgrad im Inneren eines Formartikels ist in Fällen geeignet, in denen ziemlich strenge Anforderungen an die Oberflächenqualitäten gestellt werden, jedoch keine hohe mechanische Festigkeit erforderlich ist, z. B. bei dekorati ven Rahmen zum Verkleiden von Betonblockoberflächen, Behäl terdeckeln oder Wärmeisolationsmaterialien, während ein ho her Verschmelzungsgrad des Inneren eines Formartikels in Fällen geeignet ist, in denen die Anforderungen an die Ober flächenqualitäten nicht besonders streng sind, in denen je doch eine hohe mechanische Festigkeit erforderlich ist oder in denen die Formteile einer wiederholten Verwendung wider stehen müssen, z. B. bei Automobilteilen und Warentransport behältern. Die Erfindung ist daher für relativ große und kompliziert geformte Formartikel vorteilhafter und geeigne ter als für kleine und einfach geformte Formartikel, wie beispielsweise für einen Instant-Nudelbehälter. Ihre Vortei le sind insbesondere in Formartikeln mit sowohl dicken als auch dünnen Abschnitten offensichtlich.

Inmould-Formschäumvorrichtung

Die erfindungsgemäße Inmould-Formschäumvorrichtung bie tet mehrere Vorteile, z. B. die Möglichkeit der Auswahl einer geeigneten Position und Größe der getrennten Formenkammern und der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmi gen Ausgangsmaterialien, um die Funktionalität und die Qua lität der Formartikel zu verbessern; und weil die die ge trennten Formenkammern in der Form bildenden Formungsab schnitte durch Trennelemente bereitgestellt werden, die min destens teilweise einstückig ausgebildet sind, kann die durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Rela tivbewegung benachbarter getrennter Formenkammern verhindert werden, wodurch die Formungsgenauigkeit für die Formartikel verbessert wird.

Erster Typ Inmould-Formschäumvorrichtung mit sowohl feststehenden Trennelementen als auch beweglichen Trennelementen

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können benach barte getrennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, wodurch die Funktionalität und die Qualität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrenn ten Formenkammern, der Eigenschaften der granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden kann.

Nachdem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien in den Formenhohlraum eingefüllt wurden, werden die beweglichen Trennelemente zurückgezogen, bevor die granulatförmigen Aus gangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen wer den, so daß eine geeignete Formteilfestigkeit an den Grenz flächen gewährleistet werden kann.

Weil Formungsabschnitte an den feststehenden Trennele menten entsprechenden Positionen einstückig ausgebildet sind, wird eine durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Relativbewegung benachbarter getrennter Formen kammern ebenso verhindert wie eine Breitenänderung der Durchgangsöffnungen. Es wird eine glatte oder gleichmäßige Bewegung der beweglichen Trennelemente gewährleistet, und die Breite der Durchgangsöffnungen kann ziemlich klein ge macht werden, wodurch die Ausbildung von Graten durch zwi schen die Form und die beweglichen Trennelemente eindringen de granulatförmige Ausgangsmaterialien verhindert wird.

Wenn feststehende Trennelemente verwendet werden, wer den im Formartikel an den Positionen der feststehenden Trennelemente entsprechenden Positionen Durchgangslöcher er zeugt, wodurch die Festigkeit oder das Erscheinungsbild der Formartikel beeinträchtigt werden kann, so daß die festste henden Trennelemente vorzugsweise einen kleinen Querschnitt aufweisen. Wenn stangenförmige feststehende Trennelemente verwendet werden, kann die Breitenänderung der Durch gangsöffnungen und die Ausbildung von Durchgangslöchern ver hindert werden, indem die feststehenden Trennelemente nur an erforderlichen Positionen angeordnet sind, so daß die Fläche der Durchgangsöffnungen minimiert werden kann. Wenn wandför mige feststehende Trennelemente verwendet werden, wird die Fläche der Durchgangslöcher größer, es kann jedoch eine kom plexe Formenkonstruktion vermieden werden. Wenn kammförmige feststehende Trennelemente verwendet werden, werden viele Durchgangslöcher ausgebildet, die Fläche der Durchgangslö cher kann jedoch minimiert werden, so daß jegliche Festig keitsabnahme oder Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes der Formartikel unter Kontrolle gehalten werden können.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, wie in der vorangehenden Inmould-Formschäumvorrichtung, die Funk tionalität und Qualität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten Formenkammern, der Eigenschaften des granulatförmigen Ausgangsmaterials, usw., verbessert werden. Außerdem findet an den Grenzflächen zwischen granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschie denen Eigenschaften eine geeignete Verschmelzung statt, so daß an den Grenzflächen eine geeignete Formteilfestigkeit gewährleistet ist.

In dieser Inmould-Formschäumvorrichtung sind die in der Kernform und in der Hohlraumform angeordneten, mehreren ge trennten Formenkammern einstückig, wodurch, auch wenn die form sich dehnt oder zusammenzieht, eine glatte Bewegung der beweglichen Trennelemente ermöglicht wird. Außerdem sind bei dieser Inmould-Formschäumvorrichtung die getrennten Formen kammern ausschließlich durch bewegliche Trennelemente ge teilt, wodurch die Ausbildung von Durchgangslöchern in den Formartikeln an den Positionen feststehender Trennelemente entsprechenden Positionen verhindert wird, was der Fall wä re, wenn feststehende Trennelemente verwendet würden, so daß eine Festigkeitsabnahme und eine Beeinträchtigung des Er scheinungsbildes der Formartikel verhindert werden.

Durch Bereitstellen von Vorsprungabschnitten entlang der Durchgangsöffnungen in der Kernform oder in der Hohl raumform, so daß die Durchgangsöffnungen an der Formenhohl raumseite in der Querrichtung der Vorsprungabschnitte mittig angeordnet sind, werden, obwohl auf Formteiloberflächen ent lang den Durchgangsöffnungen Grate ausgebildet werden, diese Grate vom Boden einer Vertiefung hervorstehen, so daß, indem die Vertiefung tiefer ausgebildet wird als die Grathöhe, verhindert werden kann, daß Grate von sichtbaren Oberflächen des Formartikels hervorstehen. Dadurch ist kein nachfolgen der Gratentfernungsschritt erforderlich, so daß der Formar tikel an einer geeigneten Position an der Montagefläche ei nes Gegenstandes im wesentlichen enganliegend und festsitzend befestigt werden kann und der Formartikel durch ein daran befestigtes Verkleidungselement im wesentlichen engan liegend abgedeckt werden kann.

Gemäß einer Inmould-Formschäumvorrichtung mit einer an deren Struktur, in der eine Technik zum Unterdrücken von Graten vorgesehen ist, können, wenn der Formenhohlraum durch bewegliche Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte getrennte Formenkammern mit granu latförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigen schaften gefüllt werden, wodurch die Funktionalität und Qua lität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten Formenkammen, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden kann.

Indem die beweglichen Trennelemente zurückgezogen wer den, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt wurde und bevor die granulatförmi gen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen werden, kann an den Grenzflächen granulatförmiger Ausgangs materialien mit verschiedenen Eigenschaften eine ausreichen de Verbindungsfestigkeit zwischen den granulatförmigen Aus gangsmaterialien erreicht und eine geeignete Formteilfestig keit an diesen Grenzflächen gewährleistet werden.

Obwohl sich auf den durch diese Inmould-Formschäum vorrichtung geformten Formartikeln entlang der Durch gangsöffnungen Grate bilden, wie in der vorangehenden Anord nung, kann verhindert werden, daß diese Grate von sichtbaren Oberflächen des Formartikels hervorstehen, indem die Vertie fung tiefer ausgebildet wird als die Grathöhe.

Indem die Breite der Durchgangsöffnungen kleiner ausge bildet wird als der Durchmesser der granulatförmigen Aus gangsmaterialien, kann das Eindringen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Durchgangsöffnungen verhindert werden, so daß an den Durchgangsöffnungen entsprechenden Po sitionen keine großen Grate auf dem Formartikel hervorste hen.

Indem die Vorsprungabschnitte höher ausgebildet werden als die Höhe der durch die Durchgangsöffnungen erzeugten Grate, kann verhindert werden, daß durch die Durchgangsöff nungen erzeugte Grate von sichtbaren Oberflächen von Formar tikeln hervorstehen.

Durch Verwendung einer Inmould-Formschäumvorrichtung, in der eine noch andere Technik zum Unterdrücken von Graten vorgesehen ist, gemäß der die Länge der beweglichen Trenn elemente derart ist, daß, wenn die beweglichen Trennelemen te zurückgezogen sind, die vorderen Ränder der beweglichen Trennelemente koplanar mit der Innenfläche der Form sind oder über die Innenfläche der Form hinaus in den Formenhohl raum der Form ragen, die die beweglichen Trennelemente auf weist, kann die Funktionalität und Qualität der Formartikel durch geeignete Auswahl der Position und Form der getrennten Formenkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien, usw. verbessert werden, und indem die beweglichen Trennelemente zurückgezogen wer den, bevor die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen werden, kann an den Grenzflä chen granulatförmiger Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften eine ausreichende Verbindung zwischen granu latförmigen Ausgangsmaterialien erreicht und eine geeignete Formteilfestigkeit an diesen Grenzflächen gewährleistet wer den.

Weil die Länge der beweglichen Trennelemente derart ist, daß, wenn die beweglichen Trennelemente zurückgezogen sind, die vorderen Ränder der beweglichen Trennelemente ko planar mit der Innenfläche der Form sind oder über die In nenfläche der Form hinaus in den Formenhohlraum der Form ragen, die die beweglichen Trennelemente aufweist, wird ver hindert, daß die Durchgangsöffnungen mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien gefüllt werden, wodurch die Gratbildung zuverlässig verhindert wird.

Wenn die beweglichen Trennelemente kammförmig konfigu riert sind, müssen mehrere Durchgangsöffnungen für den Durchgang ihrer Zähne in der Form ausgebildet werden, so daß ein komplizierter Formenherstellungsprozeß erforderlich ist. Daher sind plattenförmige Elemente bevorzugt.

Wenn die beweglichen Trennelemente aus plattenförmigen Elementen mit Durchgangslöchern oder -schlitzen mit einer Größe bestehen, gemäß der der Durchgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien verhindert wird, kann für den Füllvor gang verwendete Luft während des Einfüllens der granulatför migen Ausgangsmaterialien glatt bzw. gleichmäßig ausgestoßen werden, wodurch Fülldefekte und ähnliche Defekte vermieden werden.

Gemäß dieser Inmould-Formschäumvorrichtung können, wenn der Formenhohlraum durch feststehende Trennelemente- in meh rere getrennte Formenkammern geteilt ist, benachbarte ge trennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmateria lien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, wodurch die Funktionalität und Qualität der Formartikel durch geeig nete Auswahl der Position und Größe der Formenkammern, der Eigenschaften der darin eingefüllten granulatförmigen Aus gangsmaterialien, usw. verbessert werden kann.

Unter Verwendung dieser Formungsvorrichtung hergestell te Formartikel weisen Durchgangslöcher oder Senken an den Zähnen der feststehenden Trennelemente entsprechenden Positionen auf, weil die feststehenden Trennelemente jedoch an der Kernform oder an der Hohlraumform fixiert angeordnet sind, ergeben sich mehrere Vorteile, z. B.: es ist kein An triebssystem für den Antrieb der Trennelemente erforderlich, so daß die Konstruktion der Inmould-Formschäumvorrichtung erheblich vereinfacht werden kann und ihre Herstellungsko sten reduziert werden können; weil die getrennten Abschnitte innerhalb des Formenhohlraums durch Modifizieren der Befe stigungspositionen der feststehenden Trennelemente leicht geändert werden können, können Modifikationen der Formteil struktur und ähnliche Modifikationen leicht vorgenommen wer den; weil die in benachbarte getrennte Formenkammern einge füllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiede nen Eigenschaften aufgrund der Zwischenräume zwischen den Zähnen in einem ausreichenden Maß verschmelzen, wird eine geeignete Verbindungsfestigkeit zwischen Abschnitten eines Formartikels gewährleistet, die aus granulatförmigen Aus gangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften bestehen; und weil in der Form keine Durchgangsöffnungen für den Durchgang feststehender Trennelemente erforderlich sind, wird das Problem der durch Eindringen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien in die Durchgangsöffnungen oder in den Zwischenraum zwischen den Durchgangsöffnungen und den fest stehenden Trennelementen verursachten Gratbildung verhin dert, wird eine durch Durchgangsöffnungen verursachte Ver minderung der Formfestigkeit verhindert und kann die For mungsgenauigkeit verbessert werden.

Wenn die Zähne stabähnliche Elemente mit einem Durch messer von 1-10 mm sind, kann eine geeignete Festigkeit der Zähne gewährleistet werden, so daß verhindert wird, daß die Zähne brechen oder sich verformen, während gleichzeitig die durch die Ausbildung großer Durchgangslöcher oder Senken verursachte Festigkeitsabnahme und die Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes der Formartikel verhindert wird.

Wenn die Zwischenräume zwischen den Zähnen 30-90% des Durchmessers der granulatförmigen Ausgangsmaterialien ent sprechen, deren Durchgang verhindert werden soll, wird eine geeignete Verschmelzung der granulatförmigen Ausgangsmate rialien in benachbarten getrennten Formenkammern gewährlei stet, wodurch die Verbindungsfestigkeit an den Grenzflächen verbessert wird, während gleichzeitig das Problem verhindert wird, daß die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch die Zähne der feststehenden Trennelemente in benachbarte ge trennte Formenkammern eindringen.

Wenn die Zähne aus einem elastisch verformbaren Materi al hergestellt werden, können die Zähne so konstruiert wer den, daß sie ihre ursprüngliche Form wiederannehmen, nachdem sie aufgrund des Fülldrucks oder des Expansionsdrucks ver formt wurden, so daß durch plastische Verformung der Zähne verursachte Formteildefekte verhindert werden, während gleichzeitig die Querschnittsfläche jedes Zahns minimiert wird, so daß die Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes und die Festigkeitsabnahme der Formartikel unter Kontrolle ge halten werden können.

Durch Anordnen der Zähne in einer Rechteckwellen-, Dreieckwellen- oder Sinuswellenanordnung wird Grenzbereichen benachbarter Formteilabschnitte, die durch benachbarte For menkammern in einem Formartikel gebildet werden, eine Recht eckwellen-, Dreieckwellen- oder Sinuswellenkonfiguration aufgeprägt, wodurch die Verbindungsfestigkeit an den Grenz flächen des Formartikels verbessert wird.

Wenn die feststehenden Trennelemente auf einer Form mit einem Auswerferstift vorgesehen sind, kann erreicht werden, daß der Formartikel auf der Formhälfte mit dem Auswerfer stift verbleibt, wenn die Formen getrennt werden, wodurch Freigabedefekte des Formartikels vermieden werden, die da durch verursacht werden, daß der Formartikel auf der Form ohne Auswerferstift verbleibt.

Wenn die feststehenden Trennelemente aus an der Form mit einem Auswerferstift befestigten ersten feststehenden Trennelementen bestehen, wird die Freigabe des Formartikels von den zwei Sätzen feststehender Trennelemente verbessert. In dieser Formungsvorrichtung wird, wenn die Zähne der er sten feststehenden Trennelemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trennelemente zusätzlich alternierend angeord net sind, ein gutes Gleichgewicht erhalten, wenn die Zähne der ersten feststehenden Trennelemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trennelemente voneinander weggezogen werden, wenn die Formen getrennt werden, wodurch verhindert wird, daß der Formartikel unnötigen Kräften ausgesetzt wird. Wenn darüber hinaus die Anzahl von Zähnen der an der Form mit dem Auswerferstift befestigten ersten feststehenden Trennelemente größer ist als die Anzahl der Zähne der an der Form ohne Auswerferstift befestigten feststehenden Trennele mente, kann gewährleistet werden, daß der Formartikel auf der Form mit einem Auswerferstift bleiben wird, wenn die Formen getrennt werden.

Wenn die Zwischenräume zwischen den Zähnen der ersten feststehenden Trennelemente und der zweiten feststehenden Trennelemente derart ist, daß mindestens eines der verwende ten granulatförmigen Ausgangsmaterialien diese nicht passie ren kann, können die Zähne der zwei Sätze von feststehenden Trennelementen kürzer gemacht werden, und es können Zähne mit kleinerem Durchmesser verwendet werden, so daß der Durchmesser der durch die Zähne im Formartikel ausgebildeten Senken kleiner ist. Weil die Zahnlänge grob festgelegt wer den kann, kann sie bei einer Formänderung des Formartikels oder bei einer ähnlichen Änderung leicht modifiziert werden, und wenn ein Spalt zwischen den beiden Formen verbleibt, während sie mit den granulatförmigen Ausgangsmaterialien ge füllt sind (z. B. bei einem Crack- oder Spaltfüllvorgang), können, indem die Überlappung der Zähne der beiden Sätze feststehender Trennelemente so eingerichtet wird, daß sie größer ist als die Spaltbreite, benachbarte getrennte For menkammern getrennt gehalten werden.

Obwohl eine beliebige Zahnkonfiguration wählbar ist, kann, indem an den distalen Enden oder im Mittelabschnitt von feststehenden Trennelementen, die an der Form mit Aus werferstift befestigt sind, ein freigabewiderstandserhöhen der Abschnitt zum Erhöhen des Widerstands gegen eine Freiga be des Formartikels von den Zähnen bereitgestellt wird, ge währleistet werden, daß, wenn die Formen getrennt werden, der Formartikel auf der Form mit dem Auswerferstift ver bleibt.

Wenn die feststehenden Trennelemente an der Form mit Auswerferstift befestigt sind, kann erreicht werden, daß der Formartikel auf der Form mit Auswerferstift verbleibt, wenn die Formen getrennt werden, wodurch Freigabedefekte des Formartikels effektiv vermeidbar sind, die dadurch entste hen, daß der Formartikel auf der Form ohne Auswerferstift verbleibt.

Inmould-Formschäumverfahren

Gemäß einer ersten Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Inmould-Formschäumverfahrens weisen Formabschnitte zum Formen hervorstehender Bereiche der Außenfläche eines Form artikels keine Luftöffnungen auf, so daß durch Luftöffnungen erzeugte Abdrücke in nicht hervorstehenden Bereichen der Oberflächen des Formartikels angeordnet sind, wodurch das Erscheinungsbild der Oberfläche des Formartikels verbessert wird. Weil Luftöffnungen vollständig oder im wesentlichen eliminiert sind, können Arbeits- oder Servicefluids für die Kammer hinter der Kernform, die Kammer hinter der Hohlraum form und den Formenhohlraum getrennt gesteuert werden, so daß die Bedingungen dieser drei Räume unabhängig steuerbar sind und beispielsweise der Verschmelzungsgrad im Inneren eines Formartikels gering gehalten und die Formungszyklus zeit reduziert werden kann, während gleichzeitig ein Formar tikel mit attraktiven Oberflächen erzeugt werden kann, so daß sowohl der Durchsatz als auch der Produktwert verbessert werden können.

Wenn granulatförmige Ausgangsmaterialien verwendet wer den, die Polyolefinharze aufweisen, kann die Form im wesent lichen oder vollständig frei von Luftöffnungen sein, wodurch die Steuerungsgenauigkeit von Arbeits- oder Servicefluids bezüglich der beiden Kammern und des Formenhohlraums verbes sert wird, während gleichzeitig ein Zeitverlust beim Füllen der granulatförmigen Ausgangsmaterialien vermieden wird.

Durch dieses Formungsverfahren kann jede der getrennten Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, so daß sowohl eine verbesserte Festigkeit als auch ein leichteres Gewicht der Formartikel erreicht werden können und die Funktionali tät und die Qualität der Formartikel ohne höhere Herstel lungskosten verbessert werden kann.

Durch die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Inmould-Formschäumverfahrens werden die gleichen Vortei le erzielt wie bei der ersten Ausführungsform des Inmould- Formschäumverfahrens. Im Gegensatz zur ersten Ausführungs form des Inmould-Formschäumverfahrens sind jedoch festste hende Trennelemente an der Kernform oder an der Hohlraumform befestigt, so daß die Konstruktion der Formungsvorrichtung wesentlich einfacher ist und ihre Herstellungskosten wesent lich geringer sind. Außerdem können Modifikationen der Formungsstruktur und ähnliche leicht vorgenommen werden, indem die Befestigungspositionen der feststehenden Trennelemente geändert werden, wodurch die getrennten Bereiche innerhalb des Formenhohlraums verändert werden.

Weil Luftöffnungen von der Kernform oder von der Hohl raumform vollständig oder im wesentlichen eliminiert sind, können die Erwärmungsbedingungen im Formenhohlraum und in den hinter der Kernform bzw. hinter der Hohlraumform ange ordneten Kammern präzise eingestellt werden, und es können Formartikel mit attraktiven Oberflächen und ohne durch Luftöffnungen erzeugte Abdrücke hergestellt werden. Weil keine Luftöffnungen vorhanden sind, wird außerdem verhin dert, daß während des Kühlvorgangs in die Kammern gesprühtes Kühlwasser mit dem Formartikel in Kontakt kommt, so daß der Formartikel einen geringeren Wasseranteil hat und in einem sanitären Zustand gehalten werden kann.

Gemäß einer dritten Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Inmould-Formschäumverfahrens können die Funktionalität und die Qualität von Formartikeln durch geeignete Auswahl der Position und Größe der getrennten Formenkammern, der Ei genschaften der in sie gefüllten granulatförmigen Materiali en, usw. verbessert werden. Beispielsweise können in Berei chen, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, granu latförmige Ausgangsmaterialien mit einem geringen Expansi onsgrad verwendet werden, um die Festigkeit bzw. die Stei figkeit oder Stabilität des Formartikels zu erhöhen, während in anderen Bereichen granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansionsgrad verwendet werden können, um das Gewicht des Formartikels zu reduzieren, so daß der Formarti kel sowohl eine verbesserte Festigkeit als auch ein redu ziertes Gewicht aufweist.

Weil die beweglichen Trennelemente nach dem Einfüllen der granulatförmigen Ausgangsmaterialien und bevor die granulatförmigen Ausgangsmaterialien durch Dampf miteinander verschmolzen werden zurückgezogen werden, kann an den Grenz flächen von granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit ver schiedenen Eigenschaften eine ausreichende Verbindungsfe stigkeit zwischen den granulatförmigen Ausgangsmaterialien erhalten werden, und an diesen Grenzflächen kann eine geeig nete Formteilfestigkeit gewährleistet werden.

Außerdem wird durch die Verwendung einer Inmould- Formschäumvorrichtung, in der benachbarte getrennte Formen kammern einstückig sind, eine durch Dehnung oder Zusammen ziehen der Form auftretende Relativbewegung benachbarter ge trennter Formungsabschnitte verhindert, wodurch eine Brei tenänderung der Durchgangsöffnungen verhindert wird. Bei spielsweise kann als Konfiguration für die Durchgangsöffnun gen, durch die die beweglichen Trennelemente sich erstrec ken, eine lineare Konfiguration verwendet werden, wodurch eine durch Dehnung oder Zusammenziehen der Form verursachte Verbreiterung/Verengung der Breite der Durchgangsöffnungen oder eine Verformung der Durchgangsöffnungen verhindert und eine glatte bzw. gleichmäßige Bewegung der beweglichen Trennelemente gewährleistet wird.

In dieser dritten Ausführungsform eines Formungsverfah rens kann der Zeitpunkt, an dem die beweglichen Trennelemen te zurückgezogen werden, einfach festgelegt werden, indem die beweglichen Trennelemente zurückgezogen werden, nachdem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien eingefüllt wurden und bevor dem Formenhohlraum Dampf zugeführt wird, um die darin angeordneten granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu erwärmen und zu verschmelzen.

Gemäß einer vierten Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Inmould-Formschäumverfahrens wird eine Inmould- Formschäumvorrichtung des dritten Typs verwendet, wodurch die vorstehend erwähnten Vorteile erhalten werden. Außerdem haben die Zwischenräume zwischen den Zähnen der feststehen den Trennelemente eine Größe, gemäß denen der Durchgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien verhindert wird, so daß die mehreren getrennten Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt und die granulatförmigen Ausgangsmaterialien eingefüllt wer den können, ohne daß die zum Einfüllen der granulatförmigen Ausgangsmaterialien erforderliche Zeitdauer zunimmt.

Gemäß einer fünften Ausführungsform eines erfindungsge mäßen Inmould-Formschäumverfahrens wird eine Inmould-Form schäumvorrichtung des dritten Typs verwendet, wodurch die vorstehend beschriebenen Vorteile erhalten werden. Außerdem wird, weil zunächst ein erstes granulatförmiges Ausgangsma terial eingefüllt wird, das die Zähne nicht passieren kann, woraufhin ein zweites granulatförmiges Ausgangsmaterial ein gefüllt wird, das die Zähne passieren kann, obwohl der Füll vorgang zeitaufwendiger ist, eine verbesserte Verbindungsfe stigkeit zwischen dem ersten granulatförmigen Ausgangsmate rial und dem zweiten granulatförmigen Ausgangsmaterial er reicht, weil ein Teil des zweiten granulatförmigen Ausgangs materials die Zähne passieren und in benachbarte getrennte Formenkammern eindringen kann.

Wenn durch Trennelemente getrennte benachbarte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Ex pansionsgraden gefüllt werden, können beispielsweise granu latförmige Ausgangsmaterialien mit einem geringen Expansi onsgrad in Bereichen verwendet werden, in denen eine hohe Festigkeit erforderlich ist, um die Festigkeit bzw. Steifig keit oder Stabilität des Formartikels zu erhöhen, während granulatförmige Ausgangsmaterialien mit einem hohen Expansi onsgrad in anderen Bereichen verwendet werden können, um das Gewicht der Formartikel zu reduzieren, so daß der Formartikel sowohl eine bessere Festigkeit als auch ein reduziertes Gewicht aufweist.

Formgeschäumte Artikel

Die erste Ausführungsform erfindungsgemäßer formge schäumter Artikel weist aus granulatförmigen Ausgangsmate rialien mit verschiedenen Eigenschaften geformte Formab schnitte auf, so daß erforderliche Qualitäten des Formarti kels, z. B. die mechanische Festigkeit, für jeden Abschnitt des Formartikels genau festgelegt und Formartikel mit guter Funktionalität und Qualität erhalten werden können. In die sem Formartikel kann, weil die sichtbaren Oberflächen des Formartikels keine hervorstehenden Grate an den Grenzflächen der Formabschnitte aufweisen, die aus granulatförmigen Aus gangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften bestehen, der Formartikel ohne einen nachfolgenden Gratentfernungspro zeß an der Montagefläche eines Gegenstandes an einer geeig neten Position im wesentlichen enganliegend befestigt wer den, oder der Formartikel kann durch ein daran befestigtes Verkleidungselement im wesentlichen enganliegend abgedeckt werden.

In der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen formgeschäumten Artikels sind mehrere Durchgangslöcher oder Senken ausgebildet, die sich in vorgegebenen Intervallen entlang der Grenzen mehrerer Formabschnitte aus granulatför migen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften in die Formenteilungsrichtung erstrecken, wobei jedoch die In mould-Formschäumvorrichtung des dritten Typs verwendet wird, so daß die Konstruktion der Formungsvorrichtung vereinfacht werden kann und keine Durchgangsöffnungen zum Ausfah ren/Zurückziehen von Trennelementen in der Form ausgebildet werden müssen, so daß verhindert wird, daß durch die Durchgangsöffnungen von sichtbaren Oberflächen des Formartikels hervorstehende Grate erzeugt werden.

Weil Vertiefungen entlang Grenzen ausgebildet werden, die keine Durchgangslöcher aufweisen, so daß Grate am Boden dieser Vertiefungen ausgebildet werden und nicht über sicht bare Oberflächen des Formartikels hervorstehen, kann der Formartikel ohne einen nachfolgenden Gratentfernungsprozeß an der Montagefläche eines Gegenstandes an einer geeigneten Position im wesentlichen enganliegend befestigt werden, oder der Formartikel kann durch ein daran befestigtes Verklei dungselement im wesentlichen enganliegend abgedeckt werden.

Wenn ein Fahrzeugstoßstangenkern aus diesem formge schäumten Artikel konstruiert ist, können Abschnitte des Kerns, die einer lokalen Stoßbelastung ausgesetzt sein kön nen, die während verschiedenartigen Frontalzusammenstößen von Automobilen auf den Kern wirken kann, aus einem Material mit geringem Expansionsgrad bestehen, während andere Ab schnitte aus einem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit ei nem hohen Expansionsgrad bestehen, wodurch das Kerngewicht minimiert wird, während die Aufprallenergie bei verschieden artigen Frontalzusammenstößen effektiv absorbiert wird.

Claims

1. Inmould-Formschäumvorrichtung mit:
Trennelementen zum Teilen eines durch eine Kern form und eine Hohlraumform definierten Formenhohlraums in mehrere getrennte Formenkammern, wobei die Trennele mente so angeordnet sind, daß mindestens ein Teil meh rerer getrennter Formungsabschnitte, die die getrennten Formenkammern in der Form bilden, einstückig sind; und
Fülleinheiten, die jeder der getrennten Formenkam mern zugeordnet sind, zum Füllen jeder der Formenkam mern mit einem granulatförmigen Ausgangsmaterial, wobei benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmi gen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften füllbar sind.

2. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Formenhohlraum durch bewegliche Trennelemente, die bezüglich des Formenhohlraums durch die Kernform oder die Hohlraumform ausfahrbar und zurückziehbar sind, und durch mit der Kernform oder der Hohlraumform einstückig ausgebildete, feststehende Trennelemente in mehrere ge trennte Formenkammern teilbar ist, wobei die getrennten Formungsabschnitte, die die getrennten Formenkammern der Form bilden, in die die beweglichen Trennelemente ausfahrbar und von der sie zurückziehbar sind, an den feststehenden Trennelementen entsprechenden Positionen einstückig ausgebildet sind.

3. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die feststehenden Trennelemente stabförmig sind.

4. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die feststehenden Trennelemente wandförmig sind.

5. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die feststehenden Trennelemente eine kammförmige Konfiguration haben, wobei sich mehrere Zähne kragträgerähnlich in die Formenteilungsrichtung erstrecken, und wobei die Zähne in Intervallen angeord net sind, die klein genug sind, um den Durchgang min destens eines der in benachbarte getrennte Formenkam mern eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu verhindern.

6. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die beweglichen Trennelemente zum Trennen des Formen hohlraums in mehrere getrennte Formenkammern bezüglich des Formenhohlraums ausfahrbar und zurückziehbar sind, wobei die mehreren beweglichen Trennelemente, die die getrennten Formenkammern bilden, in zwei Sätze geteilt sind: auf der Kernform angeordnete erste bewegliche Trennelemente und auf der Hohlraumform angeordnete zweite bewegliche Trennelemente, wobei die mehreren ge trennten Formungsabschnitte der Kernform, die die ge trennten Formenkammern bilden, an Positionen, die den auf der Hohlraumform angeordneten zweiten beweglichen Trennelementen entsprechen, einstückig ausgebildet sind, und wobei die mehreren getrennten Formungsab schnitte der Hohlraumform, die die getrennten Formen kammern bilden, an Positionen, die den auf der Kernform angeordneten ersten beweglichen Trennelementen entspre chen, einstückig ausgebildet sind.

7. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei in einer Kernform oder einer Hohlraum form, die die beweglichen Trennelemente aufweist, Durchgangsöffnungen für den Durchgang der beweglichen Trennelemente ausgebildet sind, und wobei in den For menhohlraum hineinragende Vorsprungabschnitte entlang den Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, wobei die Durchgangsöffnungen auf der Formenhohlraumseite in der Querrichtung der Vorsprungabschnitte mittig angeordnet sind.

8. Inmould-Formschäumvorrichtung, wobei:
bewegliche Trennelemente zum Teilen des Formen hohlraums in mehrere getrennte Formenkammern vorgesehen sind, die bezüglich des Formenhohlraums durch in der Kernform und/oder in der Hohlraumform ausgebildete Durchgangsöffnungen ausfahrbar und zurückziehbar sind;
Vorsprungabschnitte entlang den Durchgangsöffnun gen in der Form mit den Durchgangsöffnungen so ausge bildet sind, daß die Vorsprungabschnitte in den Formen hohlraum hineinragen; und
die Durchgangsöffnungen an der Formenhohlraumseite in der Querrichtung der Vorsprungabschnitte mittig an geordnet sind.

9. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Breite der Durchgangsöffnungen kleiner ist als der Durchmesser der granulatförmigen Ausgangsmate rialien.

10. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Höhe der Vorsprungabschnitte größer ist als die Höhe der durch die Durchgangsöffnungen er zeugten Grate.

11. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Länge der beweglichen Trennelemente so definiert ist, daß, wenn die beweglichen Trennele mente zurückgezogen sind, die vorderen Ränder der be weglichen Trennelemente mit der Innenfläche der Form koplanar sind oder über die Innenfläche der Form hinaus in den Formenhohlraum der Form ragen, auf der die be weglichen Trennelemente angeordnet sind.

12. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei plattenförmige Elemente als die beweg lichen Trennelemente verwendet werden.

13. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 12, wobei als die beweglichen Trennelemente plattenförmige Ele mente verwendet werden, in denen Durchgangslöcher oder -schlitze mit einer Größe ausgebildet sind, gemäß der der Durchgang von granulatförmigen Ausgangsmaterialien verhindert wird.

14. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 1, wobei:
feststehende Trennelemente zum Teilen des Formen hohlraums in mehrere getrennte Formenkammern an der Kernform und/oder an der Hohlraumform befestigt sind;
an jeder getrennten Formenkammer Fülleinheiten zum Füllen jeder der Formenkammern mit einem granulatförmi gen Ausgangsmaterial angeordnet sind, wobei benachbarte getrennte Formenkammen mit granulatförmigen Ausgangsma terialien mit verschiedenen Eigenschaften füllbar sind; und
feststehende Trennelemente mit einer kammförmigen Konfiguration mit mehreren Zähnen, die sich kragträger ähnlich in der Formenteilungsrichtung erstrecken und in Intervallen angeordnet sind, die klein genug sein, um den Durchgang mindestens eines der in benachbarte ge trennte Formenkammern eingefüllten granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu verhindern, als die feststehen den Trennelemente verwendet werden.

15. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder 14, wobei stabförmige Elemente mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm als die Zähne verwendet werden.

16. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder 14 oder 15, wobei die Zwischenräume zwischen benachbarten Zähnen auf 30-90% des Durchmessers der granulatförmi gen Ausgangsmaterialien festgelegt werden, deren Durch gang verhindert werden soll.

17. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Zähne aus ei nem elastisch verformbaren Material hergestellt sind.

18. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Zähne in einer Rechteckwellen-, Dreieckwellen- oder Sinuswellenkonfi guration angeordnet sind.

19. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei feststehende Trennelemente an einer Form mit einem Auswerferstift befestigt sind.

20. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 5 oder nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die feststehenden Trennelemente aus ersten feststehenden Trennelementen bestehen, die an einer Form mit einem Auswerferstift befestigt sind, und aus zweiten feststehenden Trennele menten, die an einer Form ohne Auswerferstift befestigt sind.

21. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Zähne der ersten feststehenden Trennelemente und die Zähne der zweiten feststehenden Trebbelemente al ternierend angeordnet sind.

22. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Anzahl der Zähne der ersten feststehenden Trennelemente größer ist als die Anzahl der Zähne der zweiten feststehenden Trennelemente.

23. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Zwischenräume zwischen den Zähnen der ersten feststehenden Trennelemente und der zweiten feststehenden Trennelemente ausreichend klein sind, um den Durchgang mindestens eines der granulatförmigen Ausgangsmaterialien zu verhindern.

24. Inmould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei freigabewiderstandserhöhende Abschnit te zum Erhöhen des Freigabewiderstands eines Formteils von den Zähnen in distalen oder Mittelabschnitten von Zähnen der an einer Form mit einem Auswerferstift befe stigten feststehenden Trennelemente ausgebildet sind.

25. Inmould-Formschäumverfahren unter Verwendung einer In mould-Formschäumvorrichtung mit einer Kernform und ei ner Hohlraumform, die in Formungsabschnitten zum Formen hervorstehender Bereiche der Außenfläche eines Formar tikels keine Luftöffnungen aufweisen, wie beispielswei se Kernventilationselemente und Kernventilationslöcher;
und beweglichen Trennelementen zum Teilen des Formen hohlraums, so daß der Durchgang der granulatförmigen Ausgangsmaterialien verhindert wird, wobei die bewegli chen Trennelemente durch eine Antriebseinrichtung vom Formenhohlraum zurückziehbar sind;
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Füllen benachbarter getrennter Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften, während der Formenhohlraum durch die be weglichen Trennelemente in mehrere Formenkammern ge teilt ist; und
Zurückziehen der beweglichen Trennelemente, nach dem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien eingefüllt wurden und bevor die granulatförmigen Ausgangsmateria lien durch Dampf miteinander verschmolzen werden.

26. Inmould-Formschäumverfahren unter Verwendung einer In mould-Formschäumvorrichtung mit einer Kernform und ei ner Hohlraumform, die in Formungsabschnitten zum Formen hervorstehender Bereiche der Außenfläche eines Formar tikels keine Luftöffnungen aufweisen, wie beispielswei se Kernventilationselemente und Kernventilationslöcher;
und kammförmigen, feststehenden Trennelementen mit meh reren Zähnen zum Verhindern des Durchgangs der granu latförmigen Ausgangsmaterialien, wobei die Trennelemen te an der Kernform oder an der Hohlraumform befestigt sind, wobei die Zähne entlang der Formenteilungsrich tung angeordnet sind;
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Füllen von durch die feststehenden Trennelemente getrennten benachbarten Formenkammern mit granulatför migen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaf ten; und
Zuführen von Dampf zum Formenhohlraum, um die gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien zu erwärmen und mit einander zu verschmelzen.

27. Inmould-Formschäumverfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei in der Kernform und in der Hohlraumform keine oder im wesentlichen keine Durchgangsöffnungen ausge bildet sind.

28. Inmould-Formschäumverfahren unter Verwendung der In mould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit den Schritten:
Füllen des Formenhohlraums mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien, so daß mindestens benachbarte ge trennte Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsma terialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt wer den, während die beweglichen Trennelemente ausgefahren sind, um den Formenhohlraum durch die beweglichen Trennelemente in mehrere getrennte Formenkammern zu teilen; und
Zurückziehen der beweglichen Trennelemente, nach dem die granulatförmigen Ausgangsmaterialien eingefüllt wurden und bevor die granulatförmigen Ausgangsmateria lien durch Dampf miteinander verschmolzen werden.

29. Inmould-Formschäumvorrichtung nach Anspruch 28, wobei die beweglichen Trennelemente zurückgezogen werden, nachdem der Formenhohlraum mit granulatförmigen Aus gangsmaterialien gefüllt wurde, und wobei dem Formen hohlraum anschließend Dampf zugeführt wird, um die gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien zu erwärmen und zu verschmelzen.

30. Inmould-Formschäumverfahren unter Verwendung der In mould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und unter Verwendung von granulatförmigen Aus gangsmaterialien, die nicht in der Lage sind, die Zähne zu passieren, als granulatförmige Ausgangsmaterialien, mit dem Schritt: Füllen jeder der getrennten Formenkammern mit gra nulatförmigen Ausgangsmaterialien, so daß mindestens benachbarte getrennte Formenkammern mit granulatförmi gen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigenschaften gefüllt werden, während die Kernform und die Hohlraum form geschlossen sind, so daß der Formenhohlraum durch feststehende Trennelemente in mehrere getrennte Formen kammern geteilt ist.

31. Inmould-Formschäumverfahren unter Verwendung der In mould-Formschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24 und unter Verwendung eines ersten granulatförmi gen Ausgangsmaterials, das nicht in der Lage ist, die Zähne zu passieren, und eines zweiten granulatförmigen Ausgangsmaterials, das in der Lage ist, die Zähne zu passieren, als granulatförmige Ausgangsmaterialien, mit den Schritten:
Einfüllen des ersten granulatförmigen Ausgangsma terials, während die Kernform und die Hohlraumform geschlossen sind, so daß der Formenhohlraum durch fest stehende Trennelemente in mehrere getrennte Formenkam mern geteilt ist; und
Einfüllen des zweiten granulatförmigen Ausgangsma terials;
wobei jede getrennte Formenkammer mit granulatför migen Ausgangsmaterialien so gefüllt wird, daß minde stens benachbarte getrennte Formenkammern mit granulat förmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Eigen schaften gefüllt werden.

32. Inmould-Formschäumverfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 31, wobei die mehreren getrennten Formenkammern mit granulatförmigen Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Expansionsgraden gefüllt werden.

33. Formgeschäumter Artikel, wobei eine Vertiefung an der Außenseite eines Grenzbereichs ausgebildet ist, wobei der Grenzbereich zwischen Formteilabschnitten liegt, die unter Verwendung von granulatförmigen Ausgangsmate rialien mit verschiedenen Eigenschaften geformt wurden, wobei am Boden der Vertiefung ein Grat so ausgebildet ist, daß er nicht von sichtbaren Oberflächen des Form artikels hervorsteht.

34. Formgeschäumter Artikel mit mehreren Formabschnitten, die unter Verwendung von granulatförmigen Ausgangsmate rialien mit verschiedenen Eigenschaften geformt wurden, wobei mehrere Durchgangslöcher oder Senken, die sich in die Formenteilungsrichtung erstrecken, in vorgegebenen Intervallen entlang des Grenzbereichs jedes Formab schnitts ausgebildet sind.

35. Formgeschäumter Artikel nach Anspruch 34, wobei eine Vertiefung entlang eines Grenzbereichs auf der Außen fläche eines Abschnitts des Grenzbereichs ausgebildet ist, der keine Durchgangsöffnungen oder Senken auf weist, wobei am Boden der Vertiefung ein Grat so ausge bildet ist, daß er nicht von sichtbaren Oberflächen des Formartikels hervorsteht.

36. Formgeschäumter Artikel nach Anspruch 35, wobei der Grenzbereich von Formabschnitten, in denen die Durch gangslöcher oder Senken ausgebildet sind, eine Recht eckwellen-, Dreieckwellen- oder Sinuswellenkonfigurati on aufweist.

37. Formgeschäumter Artikel nach einem der Ansprüche 33 bis 36, wobei der formgeschäumte Artikel ein Fahrzeugstoß stangenkern ist, wobei Abschnitte des Kerns, die wäh rend verschiedenartigen Frontalzusammenstößen von Auto mobilen lokalen Stoßbelastungen ausgesetzt sind, aus einem granulatförmigen Ausgangsmaterial mit geringem Expansionsgrad bestehen, während die anderen Abschnitte aus einem granulatförmigen Ausgangsmaterial bestehen, das einen höheren Expansionsgrad aufweist als das Mate rial mit geringem Expansionsgrad.