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Die Erfindung betrifft ein EPP-Formwerkzeug zur Herstellung von EPP-Formkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der
EP 0 720 528 B1 ist ein EPP-Formwerkzeug zur Herstellung von EPP-Formkörpern bekannt, welches einen durch wenigstens zwei Formteile umgrenzten Innenraum umfasst, wobei jedes Formteil eine Werkzeugwand und wenigstens eine Dampfdüse umfasst, wobei die Dampfdüse einen Dampfdüsenkörper und wenigstens einen Düsenkanal umfasst, wobei die Dampfdüse in der Werkzeugwand derart angeordnet ist, dass der Düsenkanal in den Innenraum des EPP-Formwerkzeugs mündet und wobei eine Stirnseite der Dampfdüse und eine Innenseite der Werkzeugwand absatzfrei ineinander übergehen. Zur Erzielung von Formkörpern mit einer gleichmäßigen und geschlossenen Oberfläche wird in den Innenraum ein zusätzliches Formelement mit Lochstruktur eingelegt. Nachteilig an einem solchen EPP-Formwerkzeug ist, dass der Zustand des zusätzlichen Formelements ständig überwacht werden muss.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine EPP-Formwerkzeug vorzuschlagen, mit welchem EPP-Formkörper mit einer gleichmäßigen und geschlossenen Oberfläche herstellbar sind, ohne dass in den Innenraum des EPP-Formwerkzeugs zusätzlich Bauteile eingelegt werden müssen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen EPP-Formwerkzeug weist die Dampfdüse an ihrer Stirnseite ein Aufwärmverhalten und ein Abkühlverhalten auf, welches mit einem Aufwärmverhalten und einem Abkühlverhalten der Werkzeugwand vergleichbar ist, welches die Innenseite der Werkzeugwand im Bereich der Dampfdüse aufweist. Durch eine derartige Anpassung von Werkzeugwand und Dampfdüse hat es sich überraschend gezeigt, dass sich auf einer Oberfläche eines mit der dem erfindungsgemäßen EPP-Formwerkzeug hergestellten EPP-Formkörpers keine Abdrücke der Stirnseite der Dampfdüse ergeben und der EPP-Formkörper somit eine gleichmäßige und geschlossene Oberfläche aufweist.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, die Dampfdüse mit einem Außengewinde auszustatten und die Werkzeugwand zur Aufnahme der Dampfdüse mit einer Bohrung mit einem Innengewinde auszustatten, wobei die Dampfdüse in die Werkzeugwand eingeschraubt ist. Hierdurch ist zur Herstellung bzw. Wartung des EPP-Formwerkzeugs der Einbau und Ausbau von Dampfdüsen einfach möglich und auch durch einen Roboter ausführbar.
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Gemäß einer Ausführungsvariante sieht die Erfindung vor, die Dampfdüse mit einer konischen Mantelfläche zu gestalten und die Werkzeugwand zur Aufnahme der Dampfdüse mit einer sich von der Innenseite nach außen verjüngende Bohrung in der Werkzeugwand auszustatten, wobei die Dampfdüse in die Werkzeugwand eingepresst ist. Hierdurch lässt sich der Ein- und Ausbau der Dampfdüse durch Ein- und Auspressen besonders einfach und schnell vornehmen.
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Die Erfindung sieht auch vor, die Dampfdüse aus dem gleichen Material auszubilden wie die Werkzeugwand, wobei die Dampfdüse und die Werkzeugwand insbesondere aus Aluminium bestehen. Hierdurch wird das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der Dampfdüse bereits durch die Materialwahl an das Aufwärmverhalten und Abkühlverhalten der Werkzeugwand angeglichen.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, ein Volumen des Dampfdüsenkörpers etwa einem Volumen anzupassen, welches der Werkzeugwand als Aufnahmeloch zur Aufnahme der Dampfdüse entnommen ist. Hierdurch wird das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der Dampfdüse durch einen volumenmäßige Angleichung der Dampfdüse an das für den Einbau der Dampfdüse der Werkzeugwand entnommene Volumen angeglichen.
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Zur Anpassung des Aufwärmverhaltens und Abkühlverhaltens sieht die Erfindung auch einen Überstand des Dampfdüsenkörpers über eine Außenseite der Werkzeugwand vor. Hierdurch wird ein aufgrund der in der Dampfdüse angeordneten Düsenkanäle fehlendes Volumen kompensiert und damit wiederum das Aufwärmverhalte und Abkühlverhalten der Stirnseite der Dampfdüse an das Aufwärmverhalten und Abkühlverhalten der die Stirnseite umgebenden Werkzeugwand angeglichen.
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Die Erfindung sieht auch vor, den Dampfdüsenkörper mit einer Isolierung zu versehen, derart dass das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der Stirnseite des Dampfdüsenkörpers verändert wird. Hierdurch kann das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der Stirnseite des Düsenkörpers auch bei geringem Volumen des Düsenkörpers an das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der die Stirnseite des Düsenkörpers umgebenden Werkzeugwand angepasst werden.
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Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorgesehen, den Dampfdüsenkörper aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialien zu bilden, welche in ihrer Wärmeleitfähigkeit und/oder in ihrer spezifischen Wärmekapazität voneinander abweichen. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, das Aufwärmverhalten und das Abkühlverhalten der Stirnseite des Düsenkörpers an die umgebende Werkzeugwand anzupassen und hierdurch die Qualität der Oberfläche des erzeugten EPP-Formteils zu verbessern.
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Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, den Düsenkanal mit einem in den Innenraum des EPP-Formwerkzeugs mündenden Endkanal auszustatten, wobei der Endkanal eine Länge von 2 mm bis 4 mm und insbesondere 3 mm aufweist und insbesondere einen Durchmesser von 0,2 mm bis 0,5 mm und vorzugsweise 0,4 mm aufweist. Durch den geringen Durchmesser des Endkanals ist es möglich, punktförmige Abdrücke der Endkanäle auf einer Oberfläche des erzeugten EPP-Formteils vollständig zu vermeiden.
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Die Erfindung sieht auch vor, den Düsenkanal mit einem in den Endkanal mündenden Versorgungskanal auszustatten, wobei der Versorgungskanal einen Durchmesser von 5 mm bis 7 mm und insbesondere 6 mm aufweist. Derartige Versorgungskanäle lassen sicht durch einfache Bohrvorgänge mit Standardwerkzeugen einfach herstellen.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, die Innenseite der Werkzeugwand mit einer Oberflächenstruktur auszustatten und die Stirnseite der Dampfdüse mit einer Oberflächenstruktur auszustatten, wobei sich die beiden Oberflächenstrukturen gleichen. Durch diese Maßnahme lassen sich EPP-Formkörper auch im Bereich der Dampfdüsen mit besonders homogener Außenfläche herstellen.
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Im Sinne der Erfindung wird unter einem Aufwärmverhalten und einem Abkühlverhalten der Innenseite der Werkzeugwand im Bereich der Dampfdüse des EPP-Formwerkzeugs der Verlauf der Temperatur der Innenseite der Werkzeugwand über die Zeit beim Aufwärmen und Abkühlen verstanden.
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Im Sinne der Erfindung wird unter einem Aufwärmverhalten und einem Abkühlverhalten der Stirnseite der Dampfdüse des EPP-Formwerkzeugs der Verlauf der Temperatur der Stirnseite der Dampfdüse über die Zeit beim Aufwärmen und Abkühlen verstanden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Hierbei zeigt:
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1: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsvariante eines Formteils eines Formwerkzeugs;
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2: eine Draufsicht von innen auf das in der 1 gezeigte Formteil;
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3: einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsvariante eines Formteils eines Formwerkzeugs;
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4: einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsvariante eines Formteils eines Formwerkzeugs;
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5: einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsvariante eines Formteils eines Formwerkzeugs und
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6: einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsvariante eines Formteils eines Formwerkzeugs.
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In der 1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsvariante eines Formteils 101 eines Formwerkzeugs 100 zur Herstellung eines nicht dargestellten EPP-Formkörpers gezeigt. Das Formteil 101 umgrenzt zusammen mit einem nicht dargestellten zweiten Formteile des Formwerkzeugs 100 einen Innenraum 102. Das Formteil 101 umfasst eine Werkzeugwand 103 und mehrere Dampfdüsen 104, wobei in der 1 nur ein Ausschnitt der Werkzeugwand 103 dargestellt ist und nur eine der Dampfdüsen 104 sichtbar ist. Die Dampfdüse 104 umfasst einen Dampfdüsenkörper 105 und mehrere Düsenkanäle 106 bzw. 106a bis 106d. Eine Innenseite 107 der Werkzeugwand 103 und eine Stirnseite 108 der Dampfdüse 104 gehen absatzfrei ineinander über. Die Werkzeugwand 103 umfasst eine Bohrung 109 mit einem Innengewinde 110, in welches die Dampfdüse 104, welche eine Außengewinde 111 aufweist, eingeschraubt ist. In der 2 ist eine Draufsicht auf das Formteil 101 aus dem Innenraum 102 heraus in eine in der 1 angegebene Blickrichtung II dargestellt. In dieser Ansicht sind weitere Düsenkanäle 106e bis 106h der Dampfdüse 104 erkennbar. Der Dampfdüsekörper 105 weist an seiner Stirnseite 108, mit welcher dieser mit dem nicht darstellten EPP-Formkörper während der Herstellung in Kontakt steht, ein Aufwärmverhalten AW105 und ein Abkühlverhalten AK105 auf, welches mit einem Aufwärmverhalten AW103 und einem Abkühlverhalten AK103 vergleichbar ist, welches die Werkzeugwand 103 an ihrer Innenseite 107 im Bereich der Stirnseite 108 der Dampfdüse 104 aufweist. Die Dampfdüse 104 und die Werkzeugwand 103 bestehen beide aus Aluminium. Anhand der 1 werden die Düsenkanäle 106 näher beschrieben. Da diese alle gleich aufgebaut sind, erfolgt die Beschreibung exemplarisch für alle Düsenkanäle 106 anhand des Düsenkanals 106a. Der Düsenkanal 106a umfasst einen Endkanal 112 und einen Versorgungskanal 113. Hierbei mündet der Endkanal 112 in den Innenraum 102 des EPP-Formwerkzeugs 100. Zu einer der Stirnseite 108 gegenüber liegenden Anschlussseite 114 der Dampfdüse 104 geht der Endkanal 112 in den Versorgungskanal 113 über. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Endkanal 112 eine Länge L112 von etwa 3 mm und einen Durchmesser D112 von etwa 0,4 mm auf. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist der Versorgungskanal 113 eine Länge L113 von über 10 mm und einen Durchmesser D113 von etwa 6 mm auf. Der Versorgungskanal 113 öffnet sich zu einer der Innenseite 107 gegenüber liegenden Außenseite 115. Mit einer gestrichelten Linie ist in der 2 eine Position einer zweiten Dampfdüse angedeutet.
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In der 3 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsvariante eines Formteils 201 eines Formwerkzeugs 200 zur Herstellung eines nicht dargestellten EPP-Formkörpers gezeigt. Das Formteil 201 umgrenzt zusammen mit einem nicht dargestellten zweiten Formteile des Formwerkzeugs 200 einen Innenraum 202. Das Formteil 201 umfasst eine Werkzeugwand 203 und mehrere Dampfdüsen 204, wobei in der 3 nur ein Ausschnitt der Werkzeugwand 203 dargestellt ist und nur eine der Dampfdüsen 204 sichtbar ist. Die Dampfdüse 204 umfasst einen Dampfdüsenkörper 205 und mehrere Düsenkanäle 206 bzw. 206a bis 206d. Eine Innenseite 207 der Werkzeugwand 203 und eine Stirnseite 208 der Dampfdüse 204 gehen absatzfrei ineinander über. Die Dampfdüse 204 bzw. deren Dampfdüsenkörper 205 stehen über eine Außenseite 215 der Werkzeugwand 203 um einen Überstand Ü205 über. Ein Volumen V205 des Dampfdüsenkörpers 205 ist hierbei so bemessen, dass dieses etwa einen Volumen V209 entspricht, welches durch eine zur Aufnahme der Dampfdüse 204 ausgeführte Bohrung 209 der Werkzeugwand 203 entnommen wurde.
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In der 4 ist ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsvariante eines Formteils 301 eines Formwerkzeugs 300 zur Herstellung eines nicht dargestellten EPP-Formkörpers gezeigt. Das Formteil 301 umgrenzt zusammen mit einem nicht dargestellten zweiten Formteile des Formwerkzeugs 300 einen Innenraum 302. Das Formteil 301 umfasst eine Werkzeugwand 303 und mehrere Dampfdüsen 304, wobei in der 4 nur ein Ausschnitt der Werkzeugwand 303 dargestellt ist und nur eine der Dampfdüsen 304 sichtbar ist. Die Dampfdüse 304 umfasst einen Dampfdüsenkörper 305 und mehrere Düsenkanäle 306, wobei exemplarisch nur einer der Düsenkanäle dargestellt ist. In der Werkzeugwand 303 ist eine Bohrung 309 für die Dampfdüse 304 konisch ausgeführt und verjüngt sich von einer Innenseite 307 der Werkzeugwand 303 zu einer Außenseite 315 der Werkzeugwand 303. Die Dampfdüse 304 ist mit einer konischen Mantelfläche 316 auf die Bohrung 309 angepasst, so dass die Dampfdüse 304 derart in der Bohrung 309 aufgenommen wird, dass eine Stirnseite 308 der Dampfdüse 304 in einer Ebene E307 mit der Innenseite 307 der Werkzeugwand 303 liegt.
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In der 5 ist ein Schnitt durch eine vierte Ausführungsvariante eines Formteils 401 eines Formwerkzeugs 400 zur Herstellung eines nicht dargestellten EPP-Formkörpers gezeigt. Das Formteil 401 umgrenzt zusammen mit einem nicht dargestellten zweiten Formteile des Formwerkzeugs 400 einen Innenraum 402. Das Formteil 401 umfasst eine Werkzeugwand 403 und mehrere Dampfdüsen 404, wobei in der 5 nur ein Ausschnitt der Werkzeugwand 403 dargestellt ist und nur eine der Dampfdüsen 404 sichtbar ist. Die Dampfdüse 404 umfasst einen Dampfdüsenkörper 405 und mehrere Düsenkanäle 406 bzw. 406a bis 406d. Zur Beeinflussung eines Aufwärmverhalten AW405 und eines Abkühlverhaltens AK405 des Dampfdüsenkörpers 405 im Bereich seiner Stirnseite 408 sind in Versorgungskanälen 413 der Düsenkanäle 406 als Isolierung 417 Hülsen 418 angeordnet. Durch die isolierenden Hülsen 418 wird die Stirnseite 408 schneller aufgewärmt, da weniger Wärme nach außen abgeführt wird. Ein Abkühlen erfolgt ebenfalls entsprechend verzögert.
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In der 6 ist ein Schnitt durch eine fünfte Ausführungsvariante eines Formteils 501 eines Formwerkzeugs 500 zur Herstellung eines nicht dargestellten EPP-Formkörpers gezeigt. Das Formteil 501 umgrenzt zusammen mit einem nicht dargestellten zweiten Formteile des Formwerkzeugs 500 einen Innenraum 502. Das Formteil 501 umfasst eine Werkzeugwand 503 und mehrere Dampfdüsen 504, wobei in der 6 nur ein Ausschnitt der Werkzeugwand 503 dargestellt ist und nur eine der Dampfdüsen 504 sichtbar ist. Die Dampfdüse 504 umfasst einen Dampfdüsenkörper 505 und mehrere Düsenkanäle 506 bzw. 506a bis 506c. Eine Bohrung 509 in der Werkzeugwand 503 ist als konische Sacklochbohrung ausgeführt, in welcher die kegelstumpfförmige Dampfdüse 504 aufgenommen ist. Die Bohrung 509 ist durch einen zu einer Außenseite 515 der Werkzeugwand 503 führenden Kanal 519 ergänzt, über welchen die Düsenkanäle 506 angeschlossen sind.
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Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Formwerkzeug
- 101
- Formteil
- 102
- Innenraum von 100
- 103
- Werkzeugwand
- 104
- Dampfdüse
- 105
- Dampfdüsenkörper
- 106, 106a–106h
- Düsenkanal
- 107
- Innenseite von 103
- 108
- Stirnseite von 104
- 109
- Bohrung in 103
- 110
- Innengewinde von 109
- 111
- Außengewinde von 104
- 112
- Endkanal von 106
- 113
- Versorgungskanal von 106
- 114
- Anschlussseite von 104
- 115
- Außenseite von 103
- AW103
- Aufwärmverhalten von 103
- AK103
- Abkühlverhalten von 103
- AW105
- Aufwärmverhalten von 105
- AK105
- Abkühlverhalten von 105
- D112, D113
- Durchmesser von 112 bzw. 113
- L112, L113
- Länge von 112 bzw. 113
- 200
- Formwerkzeug
- 201
- Formteil
- 202
- Innenraum von 200
- 203
- Werkzeugwand
- 204
- Dampfdüse
- 205
- Dampfdüsenkörper
- 206; 206a–206d
- Düsenkanal
- 207
- Innenseite von 203
- 208
- Stirnseite von 204
- 209
- Bohrung in 203
- 215
- Außenseite von 203
- Ü205
- Überstand von 205 über 203
- V205, V209
- Volumen von 205 bzw. 209
- 300
- Formwerkzeug
- 301
- Formteil
- 302
- Innenraum von 300
- 303
- Werkzeugwand
- 304
- Dampfdüse
- 305
- Dampfdüsenkörper
- 306
- Düsenkanal
- 307
- Innenseite von 303
- 308
- Stirnseite vom 304
- 309
- Bohrung in 303
- 315
- Außenseite von 303
- 316
- konische Mantelfläche von 304
- E307
- Ebene von 307
- 400
- Formwerkzeug
- 401
- Formteil
- 402
- Innenraum von 400
- 403
- Werkzeugwand
- 404
- Dampfdüse
- 405
- Dampfdüsenkörper
- 406; 406a–406d
- Düsenkanal
- 408
- Stirnseite
- 413
- Versorgungskanal
- 417
- Isolierung
- 418
- Hülse
- AW405
- Aufwärmverhalten von 105
- AK405
- Abkühlverhaltens von 105
- 500
- Formwerkzeug
- 501
- Formteil
- 502
- Innenraum von 500
- 503
- Werkzeugwand
- 504
- Dampfdüse
- 505
- Dampfdüsenkörper
- 506; 506a–506c
- Düsenkanal
- 509
- Bohrung
- 515
- Außenseite
- 519
- Kanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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