DE102019005112A1 - Verfahren, Form und Vorrrichtung zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils - Google Patents

Verfahren, Form und Vorrrichtung zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen (4) mit Hilfe einer Vorrichtung (2) mit einer Form (6) mit einem Hohlraum (12) mit veränderbarer Größe zwischen einer Füllgröße (GÜ) und einer kleineren Formgröße (GO): werden die Perlen (4) und der Hohlraum (12) in der Füllgröße (GÜ) bereitgestellt, werden die Perlen (4) in den Hohlraum (12) eingebracht, wobei die Perlen (4) von ursprünglichen Außenabmessungen (AU) auf kleinere Außenabmessungen (AK) komprimiert werden,wird der Hohlraum (12) von der Füllgröße (GÜ) auf die Formgröße (GO) verkleinert und werden die Perlen (4) im Hohlraum (12) zum Bauteil verarbeitet.Eine Form (6) mit Hohlraum (12) weist mindestens zwei Formteile (14a,b) auf, die gemeinsam den Hohlraum (12) begrenzen und relativ zueinander bewegbar sind, so dass die Größe des Hohlraumes (12) zwischen einer Füllgröße (GÜ) und einer kleineren Formgröße (GO) veränderbar ist, wobei die Formteile (14a,b) bezüglich des Hohlraumes (12) druckdicht zueinander ausgeführt sind.Eine Vorrichtung (2) mit der Form (6) enthält einen Vorratsbehälter (8) für die Perlen (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen mit Hilfe einer Vorrichtung mit einer Form, sowie eine Form und eine Vorrichtung für eine solche Herstellung.
  • Partikelschaum-Bauteile werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Als Herstellungsverfahren sind aus der Praxis insbesondere das Staudruckfüllverfahren (auch Kompressionsfüllverfahren genannt) oder das (Crack-)Spaltverfahren bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Verbesserungen bei der Herstellung von PartikelschaumBauteilen vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen („Beads“, vorgeschäumte Perlen). Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Das Verfahren wird mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt. Die Vorrichtung enthält eine Form bzw. ein Werkzeug. Die Form weist einen Hohlraum für das Bauteil auf. Die Größe des Hohlraumes ist zwischen einer Füllgröße und einer Formgröße veränderbar. Die Formgröße ist kleiner als die Füllgröße. Die „Größe“ bezieht sich dabei insbesondere auf das Volumen und/oder die Abmessungen und/oder die Oberfläche usw. des Hohlraumes. Gemäß dem Verfahren werden die Perlen bereitgestellt. Außerdem wird der Hohlraum in der Füllgröße bereitgestellt. Anschließend werden die Perlen, insbesondere eine vorgebbare Menge von Perlen, in den Hohlraum eingebracht. Die Menge entspricht insbesondere derjenigen, die zur Herstellung des betreffenden Bauteiles notwendig ist.
  • Als Perlen werden dabei solche verwendet, die ursprüngliche Außenabmessungen besitzen. Die entsprechenden Abmessungen liegen zum Beispiel im Bereich eines Durchmessers von 3,2mm bis 4mm. „Ursprünglich“ bedeutet dabei insbesondere: nach der Fertigung der Perlen und/oder bei Umgebungsdruck und/oder im kraftfreien Zustand usw. Gemäß dem Verfahren werden die Perlen allerdings vor dem oder beim Einbringen in den Hohlraum von den ursprünglichen Außenabmessungen auf kleinere Außenabmessungen komprimiert. Außenabmessungen sind insbesondere deren Außenmaß, Durchmesser, Volumen usw.
  • Nach Abschluss des Einbringens der Perlen wird der Hohlraum von der Füllgröße auf die Formgröße verkleinert. Insbesondere wird der Hohlraum dabei abgeschlossen, d.h. eine Zufuhröffnung für die Perlen verschlossen usw. Dann oder dabei werden die Perlen im Hohlraum zum Bauteil verarbeitet, insbesondere in üblicher Weise gesintert, z.B. durch Bedampfen usw. Dabei herrscht im Hohlraum ein Fertigungsdruck.
  • Insbesondere werden dabei solche Perlen gewählt bzw. auch die restlichen Prozessparameter im Verfahren so angepasst, dass sich die Perlen während des Einbringens in den Hohlraum nicht wieder auf ihre ursprünglichen Außenabmessungen erweitern. Hierdurch ist es möglich, dass die Perlen auch Engstellen in der Form überwinden, die „größere“ Perlen mit ursprünglichen Außenabmessungen nicht überwinden hätten können. „Bereitstellen“ des Hohlraums in der Füllgröße bedeutet, diesen auf die Füllgröße zu bringen oder auf dieser zu halten.
  • Die Erfindung beruht auf der Idee, Bauteile in Partikelschaum-Bauweise zu entwickeln, insbesondere Luftführungsbauteile für Klimaanlagen in Flugzeugen, die den Anforderungen der Luftfahrt entsprechen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die besondere Herausforderung dabei sind: komplexe Geometrien mit engen Maßtoleranzen (aufgrund begrenzten Bauraumes) und Gewichtsanforderungen, sowie eine möglichst weitreichende Integration von weiteren Anbauteilen in oder an den Partikelschaum. Gleichzeitig wird ein stabiler Prozess und reproduzierbare Bauteilqualität gefordert. Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass die bekannten Einzelverfahren (Spaltcrackverfahren / Staudruckfüllverfahren etc.), nicht alle Anforderungen gleichzeitig erfüllen.
  • Denkbar wäre es, die Luftführungsbauteile im Flugzeug aus faserverstärkten Kunststoffen, als Sandwichaufbau oder in Hybridbauweise (Schaum und glasfaserverstärkter Kunststoff, GFK) herzustellen. Komplexe Bauteile (wie z.B. Luftauslässe) könnten dabei aus mehreren Einzelbauteilen hergestellt werden, die dann aufwendig miteinander gefügt werden.
  • Die Erfindung beruht auf der Überlegung, Luftführungs-Bauteile aus zwei oder mehr separat geschäumten Teil- bzw. Halbschalen, insbesondere aus EPP (Expandiertem Polypropylen) herzustellen.
  • Die Herstellung jedweder Partikelschaum-Bauteile oder auch speziell der genannten Teil- bzw. Halbschalen erfolgt gemäß der Erfindung durch eine prinzipielle Kombination von Aspekten des Crackspalt- und Staudruckfüllverfahrens. So werden die Vorteile beider Methoden vereint, sodass komplexe Bauteile mit bereits oben erwähnten Anforderungen hergestellt werden können. Im Kombinationsverfahren fließt aus dem Crackspaltverfahren der Grundgedanke einer Verkleinerung des Hohlraums von der Füllgröße auf die Formgröße ein. Aus dem Staudruckfüllverfahren fließt der Gedanke der Vorab-Komprimierung der Perlen auf eine Größe kleiner einer ursprünglichen Größe ein.
  • Generell wird durch die Verwendung von Partikelschaum neben einer Gewichtseinsparung auch eine Verkürzung der Prozesszeiten erreicht, da einige Prozessschritte wegfallen. Die prinzipielle Kombination beider Verfahren verbindet die Vorteile des Crackspaltverfahrens und des Staudruckfüllverfahrens, wodurch die Herstellung von komplexen Bauteilen (mit Engstellen, Einlegern usw.) mit hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit, Gewicht usw. möglich ist.
  • Der Vorteil des Crackspaltverfahrens ist die mechanische Verdichtung, die eine gute Ausformung der Bauteile, auch an kritischen Stellen, gewährleistet. Das Staudruckfüllverfahren hingegen bewirkt, dass die Perlen komprimiert werden und somit in kritische Stellen (Hinterschnitte, Engstellen) gelangen, die eigentlich „zu klein“ für die ursprüngliche Außenabmessung (Größe) der Perlen ist. Ein weiterer Vorteil des Staudruckfüllverfahrens gegenüber dem Crackspaltverfahren ist eine gleichmäßigere Verteilung der Perlen bzw. Beads, da diese sich nach der Druckdifferenz in der Form, also im Hohlraum verteilen; beim Crackspaltverfahren erfolgt die Verteilung dagegen nach der Schwerkraft. Beide Vorteile werden kombiniert und ermöglichen somit die Herstellung komplexer Bauteile in einem stabilen und reproduzierbaren Prozess. Die Form kann außerdem insbesondere nicht näher erläuterte weitere Komponenten enthalten, wie zum Beispiel Dampf-/Wasser-ein-/auslässe, Entformungshilfen usw. Derartige Komponenten sind aus den bekannten Staudruck-/Crackspalt-Verfahren bzw. der Herstellung von Partikelschaumbauteilen bekannt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird von einer Vorrichtung ausgegangen, die außerdem einen Vorratsbehälter für die Perlen aufweist. Bei dem Verfahren werden die Perlen im Vorratsbehälter bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich werden die Perlen im Vorratsbehälter auf die kleineren Außenabmessungen komprimiert. Das Einbringen von Perlen mit verkleinerten Außenabmessungen in den Hohlraum erfolgt so besonders einfach.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird von einer Vorrichtung ausgegangen, die außerdem eine Zufuhrleitung enthält. Die Zufuhrleitung verbindet den Vorratsbehälter mit dem Hohlraum. Bei dem Verfahren werden die insbesondere bereits komprimierten Perlen vom Vorratsbehälter über die Zufuhrleitung in den Hohlraum eingebracht. Das Einbringen von Perlen in den Hohlraum erfolgt so besonders einfach.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsformen wird im Vorratsbehälter ein Vorratsdruck aufgebaut, und die Perlen werden durch den Vorratsdruck zu den kleineren Außenabmessungen hin komprimiert. Der Vorratsdruck wird insbesondere so erzeugt, dass im Behälter ein Überdruck gegenüber der Umgebung des Vorratsbehälters erzeugt wird. Die Komprimierung erfolgt so besonders einfach.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird im Hohlraum ein Hohlraumdruck aufgebaut. Der Druckaufbau erfolgt insbesondere vor und/oder während des Befüllens mit den Perlen. Der Hohlraumdruck ist insbesondere größer als der Umgebungsdruck des Hohlraums. Der Hohlraumdruck dient insbesondere dazu, zu verhindern, dass die komprimierten Perlen sich wieder auf ihre ursprünglichen Außenabmessungen erweitern, insbesondere bevor diese kritische Engstellen im Hohlraum überwunden haben. Insbesondere ist je nach Situation daher eine gewisse Wieder-Erweiterung der Außenabmessungen nach anfänglicher Komprimierung der Perlen erlaubt, solange dadurch die Prozesssicherheit und die Bauteilqualität ausreichend gesichert ist. Der Hohlraumdruck kann alternativ oder zusätzlich auch dazu dienen, die Perlen noch weiter zu komprimieren, um noch kleinere Engstellen überwinden zu können.
  • In einer bevorzugten Variante der oben genannten Ausführungsformen wird der Hohlraumdruck kleiner dem Vorratsdruck gewählt. So entsteht ein Druckgefälle zwischen Vorratsbehälter und Hohlraum, was die Befüllung des Hohlraumes mit den Perlen verbessert.
  • In einer bevorzugten Variante der oben genannten Ausführungsformen wird als Vorratsdruck ein Druck über dem Umgebungsdruck des Vorratsbehälters und/oder als Hohlraumdruck ein Druck über dem Umgebungsdruck der Form aufgebaut. Dies sichert sowohl die durchgehende Komprimierung der Perlen im Vorratsbehälter und im Hohlraum, als auch das Druckgefälle zwischen Vorratsbehälter und Hohlraum.
  • In einer bevorzugten Variante der genannten Ausführungsformen wird als Umgebungsdruck Atmosphärendruck gewählt. Dies ermöglicht einen besonders einfache Form bzw. Vorrichtung bzw. deren einfachen Betrieb.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Perlen solche aus EPP als Partikelschaum verwendet. EPP ist ein gängiger Werkstoff für Partikelschaum-Bauteile, weshalb das Verfahren dadurch vielseitig einsetzbar wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Bauteil für die Luftfahrt hergestellt. Für derartige Bauteile eignet sich das Verfahren besonders wegen der oben genannten hohen Anforderungen an derartige Bauteile.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird ein Bauteil in Form eines Luftführungsbauteils für eine Klimatisierungsvorrichtung eines Flugzeuges hergestellt. Auch für derartige Bauteile eignet sich das Verfahren besonders wegen der oben genannten hohen Anforderungen an derartige Bauteile. Insbesondere wird ein „Deckenluftauslass Single Aisle“ oder ein „seitlicher Luftauslass Single Aisle“ als Bauteil hergestellt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Perlen solche bereitgestellt, die während der Verarbeitung zum Bauteil einen gegenüber dem oben genannten Fertigungs-Druck im Hohlraum erhöhten Innendruck aufweisen. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Perlen bei der Fertigung zusätzlich ausdehnen, da deren Innendruck über dem sie umgebenden Fertigungsdruck liegt. Hierdurch erfolgt eine besonders effektive Ausfüllung des Hohlraums in der Formgröße. Es erfolgt also eine sogenannte Druckbeladung der Perlen, zumindest vor der Fertigung zum Bauteil, insbesondere jedoch vor deren Einbringung in den Hohlraum, insbesondere vor deren Bereitstellung für das Verfahren.
  • Die Erfindung beruht dabei auf der Idee, eine Druckbeladung der Perlen mit in das Verfahren aufzunehmen. Optional wird also das Material bzw. die Perlen druckbeladen. Das kombinierte Verfahren aus (Crack-)Spalt- und Staudruck-/Gegendruckverfahren hat dann die zusätzliche Komponente des Perleninnendrucks neben der Perlengröße und der mechanischen Kompression der Perlen. Der Behälterdruck im Vorratsbehälter überwindet dabei insbesondere den erhöhten Perleninnendruck, um die Größe der Perle zu verändern. Mit anderen Worten werden so (Crack-)Spalt-Verfahren mit Druckbeladung und Staudruck-/Gegendruckverfahren kombiniert.
  • In einer Variante dieser Ausführungsform in Kombination mit dem oben genannten Vorratsdruck im Vorratsbehälter werden als Perlen solche bereitgestellt, die einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck aufweisen. Damit sind die Perlen gegenüber der Umgebung druckbeladen, weshalb sich auch bei Umgebungsdruck während der Fertigung des Bauteils in der Form der gewünschte Ausdehnungsseffekt ergibt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Form für die Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen nach Anspruch 14. Die Form und zumindest ein Teil deren Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
  • Die Form enthält den Hohlraum, die Form weist mindestens zwei Formteile auf, die gemeinsam den Hohlraum begrenzen bzw. bilden bzw. umschließen und relativ zueinander bewegbar sind, so dass die Größe des Hohlraumes zwischen der Füllgröße und der kleineren Formgröße veränderbar ist. Die Formteile sind bezüglich des Hohlraumes druckdicht zueinander ausgeführt. So kann ein gewünschter Druck im Hohlraum auch bei der Veränderung der Größe des Hohlraumes aufrechterhalten werden. Durch z.B. eine entsprechende Gestaltung bzw. eine Wahl der Anzahl der Formteile bzw. die Größe der jeweiligen Relativbewegung zwischen zwei Formteilen kann der Hohlraum besonders einfach in seiner Größe variiert werden. Anforderungen an die Qualität der Druckdichtheit bestehen lediglich insofern, dass die gewünschten Druckverhältnisse während der notwendigen Prozessdauer bei der Herstellung des Bauteils in der Form erhalten bleiben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei der Formteile durch eine teleskopierbare Schiebevorrichtung zueinander bewegbar, wobei die Schiebevorrichtung druckdicht ausgeführt ist. Insbesondere funktioniert die Schiebevorrichtung nach einem Kolben-Zylinder-Prinzip.
  • In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält die Form ein Dichtelement, das an einem der Formteile als Teil der Schiebevorrichtung druckdicht angebracht ist. Auf einer Dichtfläche des anderen Formteils als Teil der Schiebevorrichtung liegt das Dichtelement druckdicht gleitend an. So kann besonders einfach eine Druckdichtheit der Schiebevorrichtung erreicht werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Vorrichtung für die Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen nach Anspruch 17, mit der erfindungsgemäßen Form und mit dem oben genannten Vorratsbehälter für die Perlen. Insbesondere enthält die Vorrichtung außerdem die oben genannte Zufuhrleitung, die den Vorratsbehälter mit dem Hohlraum verbindet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist das oben genannte Verfahren besonders gut durchführbar.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung besteht insbesondere darin, die beiden bekannten Verfahren (Staudruck / Crackspalt) zu kombinieren und so aufeinander abzustimmen, dass komplexe Bauteile, die hohen Anforderungen in der Luftfahrtindustrie erfüllen müssen, hergestellt werden können. Zum einen kann dabei das Werkzeug so ausgelegt werden, dass die Kombination möglich ist und zum anderen können die Parameter so eingestellt werden, dass der Prozess stabil und reproduzierbar läuft, insbesondere unter Berücksichtigung aller in der Luftfahrt üblichen Anforderungen. Die entsprechenden Maßnahmen sind dabei insbesondere individuell vom herzustellenden Bauteil abhängig, die konkreten Ausführungsformen sind daher empirisch, individuell, bauteilspezifisch usw. anzupassen. Regeln hierfür können nicht konkret angegeben werden. Variierbare Parameter sind dabei zum Beispiel die Lage von Befüll-/Einström-/Ausströmöffnungen an der Form, die Aufteilung der Gesamtform in Teilformen, sowie die generelle Form- bzw. Werkzeuggestaltung usw.
  • Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
    • 1 das Befüllen einer Form mit Partikelschaum-Perlen,
    • 2 das verdichten der Perlen in der Form.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 2 für die Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen 4. Die Vorrichtung 2 enthält eine Form 6 sowie einen Vorratsbehälter 8 für die Perlen 4 und eine Zufuhrleitung 10, die den Vorratsbehälter 8 mit der Form 6 verbindet, um die Perlen 4 vom Vorratsbehälter 8 in die Form 6 zu transportieren.
  • Die Form 6 enthält bzw. bildet in ihrem Inneren einen Hohlraum 12, in dem das Bauteil zu fertigen ist. Die Form 6 enthält zwei Formteile 14a,b, die gemeinsam den Hohlraum 12 bilden bzw. umgrenzen bzw. dessen Außenwand darstellen. Die Formteile 14a,b sind relativ zueinander in bzw. entgegen der Richtung des Pfeils 16 bewegbar. Dank dieser Bewegung ist die Größe bzw. das Volumen des Hohlraumes 12 veränderbar. 1 zeigt den Hohlraum 12 in einer Füllgröße . Durch Bewegung des Formteiles 14b in Richtung des Pfeils 16 relativ zum Form Teil 14a wird der Hohlraum 12 verkleinert, das heißt dessen Größe nimmt von der Füllgröße zur kleineren Formgröße GO hin ab (siehe unten, 2).
  • Die Formteile 14a,b sind bezüglich des Hohlraumes 12 mithilfe eines Dichtelements 18 druckdicht zueinander ausgeführt. Um die Bewegbarkeit der Formteile 14a,b zueinander zu realisieren, enthalten diese bzw. die Form 6 eine teleskopierbare Schiebevorrichtung 20. Hierzu ist das Formteil 14a nach Art eines Zylinders und das Formteil 14b nach Art eines passenden Kolbens ausgeführt. Der Zylinder trägt das Dichtelement 18 und der Kolben weist eine Dichtfläche 22 auf, an der das Dichtelement 18 druckdicht und gleitend anliegt.
  • Die Vorrichtung 2, hier der Vorratsbehälter 8, enthält eine Einlassöffnung 28, um die Perlen 4 in die Vorrichtung 2 einzubringen.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils aus den Partikelschaum-Perlen 4 mit Hilfe der Vorrichtung 2 mit der Form 6, die den Hohlraum 12 für das Bauteil aufweist, werden die Perlen 4 gemäß 1 zunächst im Vorratsbehälter 8 bereitgestellt. Außerdem wird der Hohlraum in der Füllgröße bereitgestellt.
  • Hierzu werden die Perlen 4 durch die Einlassöffnung 28 in den Vorratsbehälter 8 eingebracht. Die Perlen sind dabei druckbeladen. Gegenüber dem Umgebungsdruck der Vorrichtung 2, hier Atmosphärendruck, weisen die Perlen 4 einen erhöhten Innendruck PI auf, hier mit dem Wert PID. Dieser wird erzeugt, indem die Perlen über vergleichsweise lange Zeit, z.B. 6 bis 12 Stunden, einem Beladedruck PD in einem Beladegefäß 30 ausgesetzt werden.
  • Bei Raumtemperatur bzw. nach deren Herstellung und beim Innendruck PI weisen die Perlen 4 eine ursprüngliche Außenabmessungen AU auf, wie in 1 gestrichelt dargestellt ist. Bereits im Vorratsbehälter 8 werden die Perlen 4 jedoch durch hier vergleichsweis kurzzeitiges (einige Sekunden) Anlegen eines Vorratsdruckes PV im Vorratsbehälter 8 auf eine kleinere Außenabmessungen AK komprimiert. Der Vorratsdruck PV, hier 4,5 bar ist größer als der Umgebungsdruck des Vorratsbehälters 8, hier Atmosphärendruck. Der Innendruck PI der Perlen 4 steigt dabei auf den Wert PIV, der größer oder gleich dem Wert PID ist.
  • Eine vorgebbare Menge von Perlen 4 wird in Richtung des Pfeils 24 aus dem Vorratsbehälter 8 in den Hohlraum 12 eingebracht. Dabei handelt es sich um diejenige Menge, die nötig ist, um den Hohlraum 12 mit Perlen 4 zu füllen und das Bauteil in der gewünschten Dichte herzustellen. Um den entsprechenden Transport zu begünstigen und dabei die Komprimierung der Perlen 4 auf die Außenabmessungen AK beizubehalten, ist auch im Hohlraum 12 ein Hohlraumdruck PH, hier 4 bar, vorhanden, der ebenfalls über dem Atmosphärendruck als Umgebungsdruck der Form 6 liegt. Diese Vorgehensweise entspricht prinzipiell dem bekannten Staudruckfüllverfahren. Der Innendruck der Perlen 4 steigt dabei weiter an auf einen Wert PIÜ, der wiederum größer dem Wert PIV ist.
  • 2 zeigt die Situation, nachdem eine ausreichende Menge von Perlen 4 in den Hohlraum 12 eingebracht wurde. Der Hohlraum 12 wird nun mit einer nur symbolisch dargestellten Sperre 26 verschlossen. Nun wird das Formteil 14b in Richtung des Pfeils 16 in das Formteil 14a teleskopisch eingeschoben und so der Hohlraum 12 bezüglich seines Volumens von der Füllgröße auf die Formgröße GO verkleinert. Diese Vorgehensweise entspricht prinzipiell dem Crackspaltverfahren. Der Innendruck der Perlen 4 steigt dabei nochmals auf einen Wert PIO an, der wiederum größer dem Wert PIÜ ist.
  • Abschließend werden die Perlen 4 im Hohlraum 12 in der üblichen Weise - hier durch bedampfen - zum Bauteil verarbeitet bzw. gesintert. Da der Innendruck PI der Perlen 4 dabei über dem Wert des Hohlraumdrucks PH liegt, expandieren die Perlen 4 zusätzlich neben dem Ausdehneffekt, der durch die Rückkehr der Außenabmessungen vom Wert AK auf den Wert AU erfolgt.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Vorrichtung
    4
    Partikelschaum-Perle
    6
    Form
    8
    Vorratsbehälter
    10
    Zufuhrleitung
    12
    Hohlraum
    14a,b
    Formteil
    16
    Pfeil
    18
    Dichtelement
    20
    Schiebevorrichtung
    22
    Dichtfläche
    24
    Pfeil
    26
    Sperre
    28
    Einlassöffnung
    30
    Beladegefäß
    Füllgröße
    GO
    Formgröße
    AU
    ursprüngliche Außenabmessungen
    AK
    kleinere Außenabmessungen
    PV
    Vorratsdruck
    PH
    Hohlraumdruck
    PI
    Innendruck
    PF
    Fertigungsdruck
    PD
    Beladedruck

Claims (17)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen (4) mit Hilfe einer Vorrichtung (2) mit einer Form (6), die einen Hohlraum (12) für das Bauteil aufweist, wobei die Größe des Hohlraumes (12) zwischen einer Füllgröße (GÜ) und einer kleineren Formgröße (GO) veränderbar ist, bei dem: - die Perlen (4) bereitgestellt werden, - der Hohlraum (12) in der Füllgröße (GÜ) bereitgestellt wird, - die Perlen (4) in den Hohlraum (12) eingebracht werden, - wobei als Perlen (4) solche verwendet werden, die ursprüngliche Außenabmessungen (AU) besitzen, - wobei die Perlen (4) vor dem oder beim Einbringen in den Hohlraum (12) von den ursprünglichen Außenabmessungen (AU) auf kleinere Außenabmessungen (AK) komprimiert werden, - nach Abschluss des Einbringens der Perlen (4) der Hohlraum (12) von der Füllgröße (GÜ) auf die Formgröße (GO) verkleinert wird, - die Perlen (4) im Hohlraum (12) zum Bauteil verarbeitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) einen Vorratsbehälter (8) für die Perlen (4) aufweist, bei dem: - die Perlen (4) im Vorratsbehälter (8) bereitgestellt werden, und/oder - im Vorratsbehälter (8) auf die kleineren Außenabmessungen (AK) komprimiert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine Zufuhrleitung (10) enthält, die den Vorratsbehälter (8) mit dem Hohlraum (12) verbindet, bei dem: die Perlen (4) vom Vorratsbehälter (8) über die Zufuhrleitung (10) in den Hohlraum (12) eingebracht werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsbehälter (8) ein Vorratsdruck (PV) aufgebaut wird, und die Perlen (4) durch den Vorratsdruck (PV) komprimiert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum (12) ein Hohlraumdruck (PH) aufgebaut wird,
  6. Verfahren nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumdruck (PH) kleiner dem Vorratsdruck (PV) gewählt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorratsdruck (PV) und/oder Hohlraumdruck (PH) ein Druck über dem Umgebungsdruck des Vorratsbehälters (8) und/oder der Form (6) aufgebaut wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungsdruck Atmosphärendruck gewählt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Partikelschaum-Perlen (4) solche aus EPP verwendet werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil für die Luftfahrt hergestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil in Form eines Luftführungsbauteils für eine Klimatisierungsvorrichtung eines Flugzeuges hergestellt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Perlen (4) solche bereitgestellt werden, die einen gegenüber einem Fertigungs-Druck (PF) im Hohlraum (12) erhöhten Innendruck (PI) aufweisen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Perlen (4) solche bereitgestellt werden, die einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck (PI) aufweisen.
  14. Form (6) für die Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen (4), mit einem Hohlraum (12), die mindestens zwei Formteile (14a,b) aufweist, die gemeinsam den Hohlraum (12) begrenzen und relativ zueinander bewegbar sind, so dass die Größe des Hohlraumes (12) zwischen einer Füllgröße (GÜ) und einer kleineren Formgröße (GO) veränderbar ist, wobei die Formteile (14a,b) bezüglich des Hohlraumes (12) druckdicht zueinander ausgeführt sind.
  15. Form (6) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Formteile (14a,b) durch eine teleskopierbare Schiebevorrichtung (20) zueinander bewegbar sind, wobei die Schiebevorrichtung (20) druckdicht ausgeführt ist.
  16. Form (6) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (6) ein Dichtelement (18) enthält, das an einem der Formteile (14a,b) als Teil der Schiebevorrichtung (20) druckdicht angebracht ist, und auf einer Dichtfläche (22) des anderen Formteils (14a,b) als Teil der Schiebevorrichtung (20) druckdicht gleitend anliegt.
  17. Vorrichtung (2) für die Herstellung eines Partikelschaum-Bauteils aus Partikelschaum-Perlen (4), mit einer Form (6) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 und mit einem Vorratsbehälter (8) für die Perlen (4).
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