DE102022113473A1

DE102022113473A1 - Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial

Info

Publication number: DE102022113473A1
Application number: DE102022113473.3A
Authority: DE
Inventors: Mirjam Lucht; Jörg Vetter
Original assignee: Fox Velution GmbH
Current assignee: Fox Velution De GmbH
Priority date: 2022-05-28
Filing date: 2022-05-28
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023232599A1

Abstract

Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils (4) in einer Formwerkzeugkavität (4.3) eines Formwerkzeugs (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs, umfassend die Schritte: Befüllen einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial mit einem expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial und Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte expandierbare oder expandierte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils vermittels einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung.
Entsprechende Verfahren zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt.
Entsprechende Verfahren grenzen sich gegenüber konventionellen heißdampfbasierten Verfahren zur Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils bekanntermaßen insbesondere dadurch ab, dass die zum Verbinden des in die Formwerkzeugkavität eingefüllten expandierbaren oder expandierten Partikelschaummaterials erforderliche thermische Energie typischerweise überwiegend konduktiv, also dominant auf Wärmeleitung basierend und damit ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität durchströmendem Heißdampf, in das expandierbare oder expandierte Partikelschaummaterial eingebracht wird.
Wenngleich sich mit dampffreien Verfahren in reproduzierbarer und damit verlässlicher Weise Partikelschaumformteile mit sehr guten Eigenschaften herstellen lassen, besteht ein Bestreben, die dampffreien Verfahren weiter zu verbessern. Dabei sollen die dampffreien Verfahren insbesondere im Hinblick auf Aspekte wie Effizienz und Steuerbarkeit des Herstellungsprozesses sowie Qualität der herstellbaren Partikelschaumformteile weiter verbessert werden.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (nachfolgend kurz als „Partikelschaummaterial“ bezeichnet) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs. Das Verfahren betrifft sonach die dampffreie und damit trockene Verarbeitung von Partikelschaummaterial in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs zur Herstellung eines Partikelschaumformteils. Die Begriffe „dampffrei“ bzw. „trocken“ bedeuten, dass die zum Verbinden des Partikelschaummaterials zur Ausbildung des Partikelschaumformteils erforderliche thermische Energie konduktiv, insbesondere ausschließlich konduktiv, oder konduktiv-konvektiv gemischt, insbesondere ausschließlich konduktiv-konvektiv gemischt, und damit jedenfalls ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität durchströmendem Heißdampf in das Partikelschaummaterial eingebracht wird.
Das Verfahren wird sonach mit einem zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von Partikelschaummaterial eingerichteten Formwerkzeug durchgeführt. Das Formwerkzeug umfasst wenigstens ein Formwerkzeugelement, welches eine Formwerkzeugkavität des Formwerkzeugs begrenzt. Das gegebenenfalls auch als Formwerkzeugwandung oder als Formwerkzeugwandungsabschnitt bezeichenbare wenigstens eine Formwerkzeugelement ist typischerweise zwischen einer Offenstellung, in welcher, z. B. zum Zwecke der Entnahme eines hergestellten Partikelschaumformteils, eine Zugangsmöglichkeit in die Formwerkzeugkavität gegeben ist, und einer Schließstellung, in welcher - abgesehen von etwaig erforderlichen kleineren erforderlichen Öffnungen z. B. zur Entlüftung - keine Zugangsmöglichkeit in die Formwerkzeugkavität gegeben ist, bewegbar gelagert. Das Formwerkzeug kann mehrere, gegebenenfalls auch als Formwerkzeughälften bezeichenbare, Formwerkzeugelemente umfassen, welche die Formwerkzeugkavität gemeinsam begrenzen. Sofern das Formwerkzeug mehrere Formwerkzeugelemente umfasst, kann wenigstens ein Formwerkzeugelement relativ zu wenigstens einem anderen Formwerkzeugelement bewegbar gelagert sein, um eine entsprechende Offen- und Schließstellung zu realisieren.
Das Formwerkzeug ist, wie erwähnt, zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von Partikelschaummaterial eingerichtet. Dem Formwerkzeug ist sonach eine Temperiereinrichtung zugeordnet, welche eingerichtet ist, die zum Verbinden des Partikelschaummaterials zur Ausbildung des Partikelschaumformteils erforderliche thermische Energie konduktiv, insbesondere ausschließlich konduktiv, oder konduktiv-konvektiv gemischt, insbesondere ausschließlich konduktiv-konvektiv gemischt, und damit jedenfalls ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität durchströmendem Heißdampf in das Partikelschaummaterial einzubringen. Das Formwerkzeug weist entsprechend keine Dampfkammer auf, in welcher Heißdampf zum Durchströmen der Formwerkzeugkavität vorgehalten werden kann. Die die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitte des Formwerkzeugs respektive die die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitte des oder der Formwerkzeugelemente, weisen damit auch keine Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Heißdampf in die Formwerkzeugkavität auf.
Wie sich im Weiteren ergibt, kann eine entsprechende Temperiereinrichtung z. B. durch eine von einem Temperiermedium, d. h. z. B. einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, durchströmbare Strömungskanalstruktur gebildet sein bzw. eine solche umfassen. Eine entsprechende Strömungskanalstruktur kann ein oder mehrere Strömungskanäle umfassen, welche sich in ein oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen außerhalb oder innerhalb des Formwerkzeugs, d. h. insbesondere außerhalb oder innerhalb wenigstens eines Formwerkzeugelements, erstrecken. Im Betrieb einer entsprechend konfigurierten Temperiereinrichtung kann die Strömungskanalstruktur mit einem, gegebenenfalls druckbeaufschlagten, Temperiermedium durchströmt werden, wodurch es zu einer Temperierung der die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitte des Formwerkzeugs kommt, sodass über die die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitte des Formwerkzeugs thermische Energie in die Formwerkzeugkavität und damit auf in der Formwerkzeugkavität befindliches Partikelschaummaterial übertragen werden kann. Je nach dem Temperaturniveau des Temperiermediums kann die Formwerkzeugkavität respektive das Partikelschaummaterial derart beheizt oder, dies gilt insbesondere für eine zuvor beheizte Formwerkzeugkavität, gekühlt werden. Mithin kann die im Weiteren näher erläuterte, im Rahmen des Verfahren durchgeführte wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils durch Durchströmen einer Strömungskanalstruktur mit einem beheizten Temperiermedium durchgeführt werden. Wie erwähnt, wird die zum Verbinden des Partikelschaummaterials zur Ausbildung des Partikelschaumformteils erforderliche thermische Energie verfahrensgemäß dampffrei und damit konduktiv, insbesondere ausschließlich konduktiv, oder konduktiv-konvektiv gemischt, insbesondere ausschließlich konduktiv-konvektiv gemischt, und damit jedenfalls ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität durchströmendem Heißdampf in das Partikelschaummaterial eingebracht.
Die Schritte des Verfahrens werden nachfolgend im Einzelnen erläutert:

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Befüllens der Formwerkzeugkavität des bzw. eines Formwerkzeugs zur dampffreien Verarbeitung von Partikelschaummaterial mit einem expandierbaren oder expandierten Partikelschaummaterial. Das Befüllen der Formwerkzeugkavität mit einem Partikelschaummaterial wird mit einer dem Formwerkzeug zugeordneten Befülleinrichtung durchgeführt, welche eingerichtet ist, die Formwerkzeugkavität mit Partikelschaummaterial zu befüllen. Eine entsprechende Befülleinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, eine, gegebenenfalls druckbeaufschlagte, Förderströmung, d. h. insbesondere eine Gasströmung, zu erzeugen, über welche das Partikelschaummaterial, gegebenenfalls druckbeaufschlagt, in die Formwerkzeugkavität befördert wird. Eine entsprechende Befülleinrichtung kann sonach einen oder mehrere mit der Formwerkzeugkavität kommunizierende Befüllabschnitte aufweisen, über welche(n) Partikelschaummaterial in die Formwerkzeugkavität befördert werden kann.

Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils. Über die wenigstens eine Maßnahme wird sonach so viel thermische Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial eingebracht, dass die Kunststoffpartikel, insbesondere durch ein so genanntes Verschweißen, unter Ausbildung des herzustellenden Partikelschaumformteils miteinander verbunden werden. Die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils wird vermittels einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung durchgeführt. Wie weiter oben erwähnt, wird verfahrensgemäß typischerweise eine Temperiereinrichtung verwendet, welche eingerichtet ist, die zum Verbinden des in die Formwerkzeugkavität gefüllten Partikelschaummaterials zur Ausbildung des Partikelschaumformteils erforderliche thermische Energie konduktiv, insbesondere ausschließlich konduktiv, oder konduktiv-konvektiv gemischt, insbesondere ausschließlich konduktiv-konvektiv gemischt, und damit jedenfalls ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität durchströmendem Heißdampf in das Partikelschaummaterial einzubringen.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität vermittels der oder einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung beinhalten.
Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zur, insbesondere pneumatischen, Steuerung (der Begriff „Steuerung“ kann auch eine „Regelung“ beinhalten) des Drucks in der Formwerkzeugkavität, während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung des Partikelschaumformteils und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität.
Die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks (hierunter kann alternativ oder ergänzend auch eine Regelung des Drucks verstanden werden) in der Formwerkzeugkavität während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung des Partikelschaumformteils und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität wird vermittels einer dem Formwerkzeug zugeordneten Drucksteuerungseinrichtung durchgeführt. Die Drucksteuerungseinrichtung ist sonach zur Durchführung wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung des Partikelschaumformteils und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität eingerichtet.
Der Begriff „Druck“ bezieht sich hierin auf den Gasdruck bzw. den Luftdruck in der Formwerkzeugkavität bzw. innerhalb Formwerkzeugkavität.
Bei der Drucksteuerungseinrichtung handelt es sich um eine zu der Temperiereinrichtung gesonderte Einrichtung. Es ist sonach verfahrensgemäß, insbesondere während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung des Partikelschaumformteils und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität, möglich und auch gezielt vorgesehen, den Druck innerhalb der Formwerkzeugkavität unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität (und umgekehrt) zu steuern. Das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität erfolgt verfahrensgemäß sonach insbesondere unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils und/oder unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität, wenngleich das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität und das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils und/oder das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität zumindest zeitweise parallel erfolgen können.
Eine entsprechende Drucksteuerungseinrichtung kann, wie weiter unten näher erläutert wird, z. B. einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium, insbesondere einem druckbeaufschlagten Gas, wie z. B. Druckluft, befüllten Druckspeicher und wenigstens eine mit diesem kommunizierende, der Formwerkzeugkavität zugeordnete, insbesondere die Formwerkzeugkavität zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, ein- oder mehrteilig konfigurierte Druckkammer umfassen. Eine entsprechende Druckkammer kann, z. B. über eine oder mehrere Öffnungen (diese können gegebenenfalls auch durch poröse Wandungsabschnitte realisiert sein), mit der Formwerkzeugkavität kommunizieren, sodass sich ein innerhalb der Druckkammer herrschendes Druckniveau, d. h. insbesondere ein innerhalb der Druckkammer herrschendes Gas- oder Luftdruckniveau, auf die Formwerkzeugkavität und damit das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial übertragen lässt. Eine entsprechende Druckkammer kann ein oder mehrere, insbesondere ventilartige bzw. -förmige, Drucksteuerungselemente umfassen, welche eingerichtet sind, ein Einströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer zu steuern und/oder ein Ausströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer zu steuern. Wie ebenso weiter unten näher erläutert wird, ist der Drucksteuerungseinrichtung typischerweise eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung zugeordnet, welche eingerichtet ist, den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung und damit das Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität zu steuern.
Das Verfahren zeichnet sich sonach durch die vermittels der Drucksteuerungseinrichtung realisierbare bzw. realisierte Möglichkeit aus, innerhalb der Formwerkzeugkavität unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität gezielt bestimmte Druckniveaus, d. h. insbesondere Gas- bzw. Luftdruckniveaus, zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Wie sich im Weiteren ergibt, können verfahrensgemäß unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität, insbesondere zeitabhängig, gezielt bestimmte Druckänderungen bzw. -verläufe, d. h. insbesondere Gasdruckänderungen bzw. - verläufe, innerhalb der Formwerkzeugkavität erzeugt und aufrechterhalten werden, was sich überraschenderweise ausgesprochen positiv auf die im Rahmen des Verfahrens innerhalb der Formwerkzeugkavität ablaufenden Prozesse, d. h. z. B. den Befüllprozess, in welchem die Formwerkzeugkavität mit Partikelschaummaterial befüllt wird, und/oder den Temperierprozesses, in welchem das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial temperiert, d. h. insbesondere beheizt und/oder abgekühlt, wird, auswirkt. Mit anderen Worten kann durch die gezielte Einstellung entsprechender, gegebenenfalls prozess- und damit zeitabhängig variierender, Druckniveaus bzw. -verläufe in der Formwerkzeugkavität gezielt Einfluss auf die im Rahmen des Verfahrens innerhalb der Formwerkzeugkavität ablaufenden Prozesse und damit auf die Eigenschaften des herzustellenden Partikelschaumformteils genommen werden. Durch die vermittels der Drucksteuerungseinrichtung realisierbare bzw. realisierte Möglichkeit, innerhalb der Formwerkzeugkavität unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität gezielt bestimmte Druckniveaus bzw. -verläufe zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, werden sonach völlig neue Möglichkeiten der Prozesssteuerung eröffnet, welche sich positiv auf die Effizienz und Steuerbarkeit des Verfahrens sowie auf die Qualität der verfahrensgemäß herstellbaren Partikelschaumformteile auswirkt.
Das Verfahren implementiert sonach ein gezieltes Druckmanagement innerhalb der Formwerkzeugkavität und macht sich die Erkenntnis zunutze, dass das Partikelschaummaterial, insbesondere aufgrund seiner porösen bzw. zellularen Struktur und/oder der Beladung mit Druckluft und/oder einem Treibmittel, expansionsfähig und kompressibel ist, d. h. ein gewisses Expansions- und Kompressionsvermögen aufweist. Dieses Expansions- bzw. Kompressionsvermögen ermöglicht nicht nur eine rein mechanische Verformung des Partikelschaummaterials, sondern eine für das hierin beschriebene Prinzip bedeutsame Verformung durch eine gezielte Erhöhung oder Erniedrigung des Drucks, worunter, wie erwähnt, der Gas- bzw. Luftdruck zu verstehen ist, in der Formwerkzeugkavität. Die aus einer entsprechenden Änderung des Drucks in der Formwerkzeugkavität resultierende Verformung des Partikelschaummaterials kann dabei elastisch und damit reversibel oder plastisch und damit irreversibel sein; Letzteres gilt insbesondere dann, wenn das Partikelschaummaterial eine bestimmte Temperatur, d. h. typischerweise eine Temperatur oberhalb einer materialspezifischen Erweichungstemperatur, aufweist.
Es liegt damit ein verbessertes Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils in einer Formwerkzeugkavität eines Formwerkzeugs vor.
Das Verfahren umfasst neben den erwähnten Schritte bzw. Prozessen des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit Partikelschaummaterial und dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils vermittels einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung, typischerweise weitere Prozesse bzw. Schritte.
Hierzu zählt beispielsweise der bereits erwähnte Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität vermittels der oder einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung. Mithin wird im Rahmen des Verfahrens nach dem Ausbilden des Partikelschaumformteils durch die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils vermittels der oder einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung typischerweise wenigstens eine Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität vermittels der oder einer dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung durchgeführt. Die wenigstens eine Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität kann sonach z. B. durch Durchströmen der Strömungskanalstruktur mit einem (im Vergleich) kühle(re)n Temperiermedium durchgeführt werden.
Die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität kann auch während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität vermittels der dem Formwerkzeug zugeordneten Drucksteuerungseinrichtung durchgeführt werden. Auch hier gilt, dass das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität erfolgen kann. Mithin kann das Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität völlig unabhängig von den Abkühlvorgängen erfolgen; derart kann, z. B. durch ein gezieltes Entspannen des Partikelschaummaterials und eine dadurch bedingte Expansion, gezielt Einfluss auf die Eigenschaften des herzustellenden bzw. hergestellten Partikelschaumformteils genommen werden.
Die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in die Formwerkzeugkavität kann verfahrensgemäß bereits vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit einem Partikelschaummaterial erfolgen. Mithin kann die Formwerkzeugkavität bereits vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität durch dampffreies Einbringen von thermischer Energie thermisch vorkonditioniert werden, was sich positiv auf den Befüllprozess und/oder den nachfolgenden Temperierprozess und damit auf die Eigenschaften des herzustellenden bzw. hergestellten Partikelschaumformteils auswirken kann. Die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in die Formwerkzeugkavität vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität kann z. B. vermittels der dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung durchgeführt werden. Alternativ oder ergänzend ist eine Temperierung einer von der Befülleinrichtung erzeugten Förderströmung, vermittels welcher das Partikelschaummaterial in die Formwerkzeugkavität gefördert wird, denkbar.
Wie angedeutet, kann die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität durch ein gezieltes Einbringen eines druckbeaufschlagten Druckmediums, d. h. z. B. eines druckbeaufschlagten Gases, wie z. B. Druckluft, in die Formwerkzeugkavität durchgeführt werden. Ebenso kann die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität, insbesondere nach einem entsprechenden Einbringen eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die Formwerkzeugkavität, durch ein gezieltes Ausbringen bzw. Ablassen eines druckbeaufschlagten Mediums aus der Formwerkzeugkavität durchgeführt werden.
Auch das über die Drucksteuerungseinrichtung in die Formwerkzeugkavität eingebrachte Druckmedium kann temperiert sein, sodass auch über das Druckmedium zusätzlich, gleichwohl unabhängig von den eigentlichen Maßnahmen zur Einbringung von thermischer Energie in das Partikelschaummaterial, etwa zum Vorkonditionieren des Partikelschaummaterials, thermische Energie in die Formwerkzeugkavität eingebracht werden kann. Die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität kann sonach ein zumindest zeitweises Einbringen eines druckbeaufschlagten und vermittels einer aktiven oder passiven Temperierungsmaßnahme auf eine Heiz- oder Kühltemperatur temperierten Druckmediums in die Formwerkzeugkavität beinhalten. Die Temperierungsmaßnahme kann durch wenigstens eine der Drucksteuerungseinrichtung zugeordnete Temperiereinrichtung durchgeführt werden; hierbei handelt es sich typischerweise um eine zu der dem Formwerkzeug zugeordneten Temperiereinrichtung gesonderte Temperiereinrichtung.
Wie angedeutet, ist der Drucksteuerungseinrichtung typischerweise eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung zugeordnet, welche eingerichtet ist, den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung und damit das Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität zu steuern. Das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität kann sonach auf Grundlage von von einer hardware- und/oder softwaremäßig implementierten Steuereinrichtung erzeugten Steuerinformationen durchgeführt werden, was eine genaue und reproduzierbare und individualisierbare Steuerung des Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität ermöglicht.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Erfassens wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters, d. h. insbesondere des Drucks, der Temperatur, der Zusammensetzung der chemischen Atmosphäre, innerhalb der Formwerkzeugkavität und des Erzeugens einer den wenigstens einen erfassten, chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität beschreibenden Erfassungsinformation beinhalten. Der Schritt des Erfassens wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters innerhalb der Formwerkzeugkavität und des Erzeugens einer den wenigstens einen erfassten, chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität beschreibenden Erfassungsinformation kann vermittels einer der Formwerkzeugkavität zugeordneten Erfassungseinrichtung durchgeführt werden. Eine entsprechende Erfassungseinrichtung kann ein oder mehrere an oder in dem Formwerkzeug angeordnete oder ausgebildete Erfassungselemente, d. h. z. B. Sensorelemente, wie z. B. Drucksensorelemente, Temperatursensorelemente, etc., umfassen, deren Erfassungssignale von der Erfassungseinrichtung in einer entsprechenden Erfassungsinformation beschrieben werden können, welche, wie im Weiteren erläutert wird, zur Steuerung des Verfahrens verwendet werden kann.
Entsprechende Erfassungsinformationen können sonach z. B. von einer entsprechenden Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung und damit zur Steuerung des Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden. Eine entsprechende Steuereinrichtung kann die den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung steuernden Steuerinformationen sonach auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Erfassungsinformation erzeugen.
Es wurde erwähnt, dass es das Verfahren vermittels der Drucksteuerungseinrichtung ermöglicht, unabhängig von sämtlichen Maßnahmen zur Temperierung der Formwerkzeugkavität und damit des in dieser befindlichen Partikelschaummaterials gezielt bestimmte Druckniveaus bzw. Druckverläufe innerhalb der Formwerkzeugkavität zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
Dies kann z. B. derart realisiert werden, dass eine entsprechende Steuereinrichtung entsprechende Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf Grundlage von in einer, z. B. als Server implementierten, Datenspeichereinrichtung gespeicherten Druckverlaufsinformationen, d. h. z. B. Gasdruckverlaufsinformationen, welche jeweils einen definierten Druckverlauf, d. h. z. B. einen Gasdruckverlauf, innerhalb der Formwerkzeugkavität definieren, erzeugt. Mithin kann eine entsprechende Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf vordefinierte Druckverlaufsinformationen zurückgreifen, was den Aufwand für die Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung reduzieren kann. Entsprechende Druckverlaufsinformationen können auf Grundlage von Informationen aus Datenbanken, Experimenten, Simulationen, etc., erzeugt worden sein. Entsprechende definierte Druckverläufe können insbesondere profilartige bzw. -förmige, weiter insbesondere rampenartig bzw. -förmig ansteigende oder absteigende Druckverläufe, und/oder, insbesondere plateauartige bzw. -förmige, Druckniveaus beschreiben. Insbesondere können jeweilige definierte Druckverläufe sonach zeitabhängig variierende Druckniveaus beschreiben.
Jeder Druckverlauf kann ein, z. B. zeitabhängiges, Ändern eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität und/oder ein, z. B. zeitabhängiges, Aufrechterhalten eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität definieren. Ein, z. B. zeitabhängiges, Ändern eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität kann ein Erhöhen eines Druckniveaus, d. h. insbesondere eines Ausgangsdruckniveaus auf ein im Vergleich höheres Zieldruckniveau, und/oder ein Erniedrigen eines Druckniveaus, d. h. insbesondere eines Ausgangdruckniveaus auf ein im Vergleich niedrigeres Zieldruckniveau, definieren. Jeder Druckverlauf kann sonach eine vordefinierbare oder vordefinierte, insbesondere zeitabhängige, insbesondere durch eine mathematische Funktion beschreibbare, Kurve eines Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität definieren.
Entsprechende Druckverlaufsinformationen können in der Datenspeichereinrichtung z. B. material- und/oder formwerkzeug- und/oder formteilspezifisch geordnet bzw. kategorisiert gespeichert sein, sodass z. B. unterschiedlichen zu verarbeitenden Partikelschaummaterialien und/oder, z. B. im Hinblick auf das Volumen der Formwerkzeugkavität, unterschiedlich konfigurierten Formwerkzeugen und/oder, z. B. im Hinblick auf ihre geometrisch-konstruktive Ausgestaltung, unterschiedlich konfigurierten Partikelschaumformteilen vordefinierte Druckverlaufsinformationen zugeordnet sein können. Derart können material- und/oder formwerkzeug- und/oder formteilspezifische Unterschiede bei der Anwendung entsprechender Druckverläufe berücksichtigt werden und damit im Hinblick auf einen mit einem konkreten Partikelschaummaterial in einem konkreten Formwerkzeug zur Herstellung eines konkreten Partikelschaumformteils hochindividualisierte bzw. maßgeschneiderte Druckniveaus bzw. Druckverläufe implementiert werden.
Es kann eine Datenspeichereinrichtung verwendet werden, in welcher Druckverlaufsinformationen, welche ein definiertes, gegebenenfalls zeitabhängig veränderliches, Druckniveau in der Formwerkzeugkavität für einen vollständigen Herstellungsprozess eines Partikelschaumformteils beschreibt, gespeichert sind, sodass eine (einzige) Druckverlaufsinformation das, gegebenenfalls zeitabhängig veränderliche, Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität für einen vollständigen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Partikelschaumformteils definiert. In der Datenspeichereinrichtung kann sonach wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden, welche einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial, während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils, während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität und während eines Entformens des Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität definiert.
Das vorstehend im Zusammenhang mit dem Partikelschaummaterial beschriebene Expansions- bzw. Kompressionsvermögen gilt selbstverständlich auch für das aus dem Partikelschaummaterial gebildete Partikelschaumformteil, sodass auch dessen Eigenschaften durch eine gezielte Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität gezielt beeinflusst werden können.
Um gegebenenfalls ein höheres Maß an Granularität im Hinblick auf eine prozessabhängig optimierte Einstellung eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität zu erreichen, können in der Datenspeichereinrichtung für einzelne, mehrere oder alle Prozesse innerhalb des Verfahrens gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sein bzw. werden. In der Datenspeichereinrichtung können sonach mehrere gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sein bzw. werden, wobei wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während eines Entformens eines Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität definiert.
In der Datenspeichereinrichtung kann sonach wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial definiert, welcher in einem Komprimieren des in die Formwerkzeugkavität gefüllten Partikelschaummaterials resultiert. Der Druckverlauf kann ein gegenüber einem Referenzdruck, wie z. B. Atmosphärendruck (außerhalb der Formwerkzeugkavität), erhöhtes erstes Druckniveau definieren, welches während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem Partikelschaummaterial aufrechtzuerhalten ist. Durch das aus dem erhöhten Druck resultierende Komprimieren des Partikelschaummaterials können höhere Füllgrade der Formwerkzeugkavität erreicht werden, was sich z. B. positiv auf die Eigenschaften des herzustellenden Partikelschaumformteils auswirken kann. Wie sich im Weiteren ergibt, können sich höhere Füllgrade der Formwerkzeugkavität jedoch auch positiv auf den dem Befüllen der Formwerkzeugkavität nachfolgenden Prozess des Verbindens der Kunststoffpartikel zur Ausbildung des Partikelschaumformteils auswirken, als die Kunststoffpartikel einander „gezwungenermaßen“ stärker kontaktieren.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils definiert, welcher in einem Expandieren des in die Formwerkzeugkavität gefüllten Partikelschaummaterial resultiert. Der Druckverlauf kann ein gegenüber einem Referenzdruck, wie z. B. Atmosphärendruck, erhöhtes, jedoch gegenüber dem ersten Druckniveau (während des Befüllens der Formwerkzeugkavität) reduziertes zweites Druckniveau definieren, welches während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils aufrechtzuerhalten ist. Durch das Expandieren des Partikelschaummaterials können die Kontaktflächen und damit die Flächen zur Übertragung von thermischer Energie zwischen den einzelnen Kunststoffpartikeln verbessert werden, als benachbarte Kunststoffpartikel expansionsbedingt gegeneinander drücken. Dies führt zu einer verbesserten Verbindung bzw. Verschweißung der Kunststoffpartikel und damit zu verbesserten Eigenschaften des herzustellenden bzw. hergestellten Partikelschaumformteils. Wie angedeutet, geht dem durch ein entsprechendes zweites Druckniveau herbeigeführten Expandieren zweckmäßig ein durch ein entsprechendes erstes Druckniveau herbeigeführtes Komprimieren der Kunststoffpartikel voraus. Das zweite Druckniveau kann bei der Verarbeitung von mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittel beladenem Partikelschaummaterial auch dazu dienen, ein unerwünschtes Austreten des Treibmittels zu verhindern oder dieses, insbesondere druckgesteuert, d. h. insbesondere gasdruckgesteuert, zu reduzieren.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität definiert, welche in einem gezielten Abkühlen des Partikelschaumformteils, insbesondere in der gezielten Ausbildung einer definierten Mikrostruktur des Partikelschaumformteils, weiter insbesondere in der Ausbildung einer gezielten Größe und/oder Morphologie, der zur Ausbildung des Partikelschaumformteil miteinander verbundenen Kunststoffpartikel, resultiert. Der Druckverlauf kann wenigstens ein gegenüber dem zweiten Druckniveau erhöhtes und/oder reduziertes Druckniveau beinhalten, sodass die Kunststoffpartikel während des Abkühlens gegebenenfalls nochmals komprimiert oder (weiter) expandiert werden können, woraus sich diverse Möglichkeiten zur Einstellung einer definierten Mikro- bzw. Zellstruktur des Partikelschaumformteils ergeben.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des bzw. eines Entformens des Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität definiert, welche in einem Entformen, d. h. insbesondere einem vereinfachten und/oder schnelleren, Entformen des Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität, insbesondere der geöffneten Formwerkzeugkavität, resultiert. Ein entsprechender Druckverlauf kann z. B. eine, insbesondere rampenartige bzw. -förmige, Druckerhöhung innerhalb der Formwerkzeugkavität bedingen, um das Partikelschaumformteil von den die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitten des Formwerkzeugs zu lösen.
Wie erwähnt, kann verfahrensgemäß eine Drucksteuerungseinrichtung verwendete werden, welche z. B. einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium, insbesondere einem druckbeaufschlagten Gas, wie z. B. Druckluft, befüllten Druckspeicher und eine mit diesem kommunizierende, der Formwerkzeugkavität zugeordnete, insbesondere die Formwerkzeugkavität zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, Druckkammer umfassen kann. Eine entsprechende Druckkammer kann, z. B. über eine oder mehrere Öffnungen, mit der Formwerkzeugkavität kommunizieren, sodass sich ein innerhalb der Druckkammer herrschendes Druckniveau auf die Formwerkzeugkavität und damit das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial übertragen lässt. Eine entsprechende Druckkammer kann ein oder mehrere, insbesondere ventilartige bzw. -förmige, Drucksteuerungselemente umfassen, welche eingerichtet sind, ein Einströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer zu steuern und/oder ein Ausströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer zu steuern. Jeweilige Drucksteuerungselemente können in wenigstens eine Offenstellung, in welcher ein Einströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer respektive ein Ausströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer möglich ist, und in wenigstens eine Schließstellung, in welcher ein Einströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer respektive ein Ausströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer nicht möglich ist, überführt werden. Zudem kann wenigstens eine zwischen einer jeweiligen Offen- und einer jeweiligen Schließstellung liegende Zwischenstellung realisierbar sein, sodass sich sehr gezielt, gegebenenfalls zeitabhängig variierende Druckniveaus in der Druckkammer einstellen lassen.
Es wurde erwähnt, dass eine entsprechende Temperiereinrichtung z. B. durch eine von einem Temperiermedium, d. h. z. B. einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, durchströmbare Strömungskanalstruktur gebildet sein bzw. eine solche umfassen kann. Eine entsprechende Strömungskanalstruktur kann ein oder mehrere Strömungskanäle umfassen, welche sich in ein oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen außerhalb oder innerhalb des Formwerkzeugs, d. h. insbesondere außerhalb oder innerhalb wenigstens eines Formwerkzeugelements, erstrecken. Entsprechende Strömungskanäle können, wie ebenso erwähnt, durch eine oder mehrere, sich in einer oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen durch wenigstens eine die Formwerkzeugkavität begrenzende Wandung des Formwerkzeugs ausgebildeten, kanalartigen bzw. -förmigen, Ausnehmungen gebildet sein. Alternativ oder ergänzend können entsprechende Strömungskanäle durch ein oder mehrere gesonderte, insbesondere in ein oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen geformte, ein- oder mehrdimensionale, von einem Temperiermedium durchströmbare Leitungselemente, d. h. z. B. Rohr- oder Schlauchelemente, gebildet sein, welche an oder in wenigstens einem die Formwerkzeugkavität begrenzenden Wandungsabschnitt des Formwerkzeugs angeordnet sind.
Im Zusammenhang mit dem verfahrensgemäß verarbeitbaren Partikelschaummaterial gilt grundsätzlich, dass das verfahrensgemäß verarbeitbare bzw. verarbeitete Partikelschaummaterial vor seiner Verarbeitung typischerweise eine partikuläre Struktur aufweist. Das Partikelschaummaterial besteht sonach typischerweise aus einer Vielzahl an expandierbaren oder expandierten Kunststoffpartikeln. Bei entsprechenden Kunststoffpartikeln kann es sich um, gegebenenfalls mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittel beladene, noch nicht expandierte Kunststoffpartikel, um gegebenenfalls mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittelrest beladene, vorexpandierte Kunststoffpartikel oder um, gegebenenfalls mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittel beladene, gegebenenfalls mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittelrest beladene, weitgehend expandierte Kunststoffpartikel handeln. Für noch nicht expandierte Kunststoffpartikel wie auch für vorexpandierte Kunststoffpartikel gilt, dass diese typischerweise (weiter) expandierbar sind und somit in einem Expansionsvorgang (weiter) expandiert werden können. Für (weitgehend) expandierte Kunststoffpartikel gilt, dass diese typischerweise nicht mehr (wesentlich weiter) expandiert werden kann bzw. können. Konkrete Beispiele für verfahrensgemäß verarbeitbare Partikelschaummaterialien bzw. Kunststoffpartikel sind in nicht abschließender Aufzählung expandierbare bzw. expandierte Polyolefine, wie z. B. expandierbares bzw. expandiertes Polyethylen, expandierbares bzw. expandiertes Polypropylen, expandierbare bzw. expandierte Polystyrole. Grundsätzlich kommen sämtliche expandierbare bzw. expandierte Thermoplaste, wie z. B., E-PA, E-PC E-PBT oder E-PET, in Betracht - sei es erdöl-/erdgasbasiert (‚virgin‘), mit Rezklatanteilen oder auch biogen (aus nachwachsenden Rohstoffen).
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial zur Herstellung eines Partikelschaumformteils. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet, sodass sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren grundsätzlich analog für die Vorrichtung gelten.
Die Vorrichtung umfasst zumindest ein eine Formwerkzeugkavität begrenzendes Formwerkzeug zur dampffreien Verarbeitung von Partikelschaummaterial, eine der Formwerkzeugkavität zugeordnete Befülleinrichtung, welche zum Befüllen der Formwerkzeugkavität mit einem expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial eingerichtet ist; und wenigstens eine dem Formwerkzeug zugeordnete Temperiereinrichtung, welche zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils und/oder zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität eingerichtet ist, und zeichnet sich durch eine dem Formwerkzeug zugeordnete Drucksteuerungseinrichtung, welche zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Steuerung des Drucks, d. h., wie erwähnt, insbesondere des Gasdrucks, in der Formwerkzeugkavität während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem expandierbaren oder expandiertem Partikelschaummaterial und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität eingerichtet ist, aus.
Die Drucksteuerungseinrichtung kann einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium, insbesondere einem druckbeaufschlagten Gas, wie z. B. Druckluft, befüllten Druckspeicher und eine mit diesem kommunizierende, der Formwerkzeugkavität zugeordnete, insbesondere die Formwerkzeugkavität zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, ein- oder mehrteilig konfigurierte Druckkammer umfassen. Eine mehrteilig konfigurierte Druckkammer kann z. B. mehrere Druckkammerhälften umfassen.
Die Druckkammer kann, z. B. über eine oder mehrere Öffnungen, mit der Formwerkzeugkavität kommunizieren, sodass sich ein innerhalb der Druckkammer herrschendes Druckniveau auf die Formwerkzeugkavität übertragen lässt.
Die Vorrichtung kann ferner eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung umfassen, welche zur Erzeugung von Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung eingerichtet ist.
Die Vorrichtung kann eine Erfassungseinrichtung umfassen, welche zur Erfassung wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters innerhalb der Formwerkzeugkavität und zur Erzeugung einer den wenigstens einen erfassten einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität beschreibenden Erfassungsinformation eingerichtet ist, wobei die oder eine Steuereinrichtung zur Erzeugung von Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Erfassungsinformation eingerichtet ist.
Die Vorrichtung kann ferner eine Datenspeichereinrichtung umfassen, in welcher Druckverlaufsinformationen, welche jeweils einen, insbesondere profilartigen bzw. -förmigen, Druckverlauf innerhalb der Formwerkzeugkavität definieren, gespeichert sind. Die Datenspeichereinrichtung kann der Steuereinrichtung zugeordnet sein, sodass die Steuereinrichtung auf die in der Datenspeichereinrichtung gespeicherten Daten zugreifen und diese verarbeiten kann.
In der Datenspeichereinrichtung kann wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein, welche einen Druckverlauf während des Befüllens während des Formwerkzeugkavität mit dem expandierbaren oder expandiertem Partikelschaummaterial, während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils, während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität und während eines Entformens des Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität definiert. Alternativ oder ergänzend können in der Datenspeichereinrichtung mehrere gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sein, wobei wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität mit dem expandierbaren oder expandiertem Partikelschaummaterial definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität gefüllte Partikelschaummaterial zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils in der Formwerkzeugkavität definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während eines Entformens des Partikelschaumformteils aus der Formwerkzeugkavität definiert.
Wie erwähnt, gelten sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung analog für die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nochmals erläutert. Dabei zeigt:

1 - 5 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur dampffreien Verarbeitung von Partikelschaummaterial zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
6 eine Prinzipdarstellung eines Druckverlaufs in der Formwerkzeugkavität während der Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die 1 - 5 zeigen jeweils eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung 1 zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von Partikelschaummaterial 2 (vgl. z. B. 2) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils 3 (vgl. z. B. 4, 5), welche zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel eingerichtet ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von Partikelschaummaterial 2 eingerichtetes Formwerkzeug 4. Das Formwerkzeug 4 umfasst in dem Ausführungsbeispiel zwei Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2, welche die Formwerkzeugkavität 4.3 des Formwerkzeugs 4 begrenzen. Die gegebenenfalls auch als Formwerkzeugwandung oder als Formwerkzeugwandungsabschnitt bezeichenbaren Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 sind in eine in den 1, 5 beispielhaft gezeigte Offenstellung, in welcher, z. B. zum Zwecke der Entnahme eines hergestellten Partikelschaumformteils 3, eine Zugangsmöglichkeit in die Formwerkzeugkavität 4.3 gegeben ist, und in eine in den 2 - 4 beispielhaft gezeigte Schließstellung, in welcher - abgesehen von etwaig erforderlichen kleineren erforderlichen Öffnungen z. B. zur Entlüftung - keine Zugangsmöglichkeit in die Formwerkzeugkavität 4.3 gegeben ist, bewegbar gelagert. Mithin ist wenigstens ein Formwerkzeugelement 4.1, 4.2 vermittels einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung relativ zu wenigstens einem anderen Formwerkzeugelement 4.1, 4.2 bewegbar gelagert, um eine entsprechende Offen- und Schließstellung zu realisieren.
Das Formwerkzeug 4 ist zur dampffreien und damit trockenen Verarbeitung von Partikelschaummaterial 2 eingerichtet. Dem Formwerkzeug 4 ist sonach eine Temperiereinrichtung 5 zugeordnet, welche eingerichtet ist, die zum Verbinden des Partikelschaummaterials 2 zur Ausbildung des Partikelschaumformteils 3 erforderliche thermische Energie konduktiv, insbesondere ausschließlich konduktiv, oder konduktiv-konvektiv gemischt, insbesondere ausschließlich konduktiv-konvektiv gemischt, und damit jedenfalls ohne den Einsatz von die Formwerkzeugkavität 4.3 durchströmendem Heißdampf in das Partikelschaummaterial 2 einzubringen. Das Formwerkzeug 4 weist entsprechend keine Dampfkammer auf, in welcher Heißdampf zum Durchströmen der Formwerkzeugkavität 4.3 vorgehalten werden kann. Die die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitte der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 weisen damit auch keine Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Heißdampf in die Formwerkzeugkavität 4.3 auf.
Die Temperiereinrichtung 5 ist in dem Ausführungsbeispiel durch eine von einem Temperiermedium, d. h. z. B. einem Gas und/oder einer Flüssigkeit, durchströmbare Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 (in 1 rein schematisch als Linie im Bereich der die die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitte der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 angedeutet) gebildet bzw. umfasst eine solche. Ersichtlich kann jedes Formwerkzeugelement 4.1, 4.2 eine entsprechende Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 umfassen, welche jeweils über Zuleitungen 5.1.1, 5.2.1 und Ableitungen 5.1.2, 5.2.2 mit einer Tempermediumversorgung (nicht gezeigt) verbunden sein können. Eine entsprechende Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 kann ein oder mehrere Strömungskanäle (nicht gezeigt) umfassen, welche sich in ein oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen außerhalb oder innerhalb der jeweiligen Formwerkzeugelement 4.1, 4.2 erstrecken. Eine entsprechende Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 kann mit einem, gegebenenfalls druckbeaufschlagten, Temperiermedium durchströmt werden, wodurch es zu einer Temperierung der die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitte der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 kommt, sodass über die die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitte der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 thermische Energie in die Formwerkzeugkavität 4.3 und damit auf in der Formwerkzeugkavität 4.3 befindliches Partikelschaummaterial 2 übertragen werden kann. Je nach dem Temperaturniveau des Temperiermediums kann die Formwerkzeugkavität 4.3 respektive das Partikelschaummaterial derart beheizt werden (vgl. 3) oder, dies gilt insbesondere für eine zuvor beheizte Formwerkzeugkavität 4.3, gekühlt werden (vgl. 4). Mithin kann die im Weiteren näher erläuterte im Rahmen des Verfahren durchgeführte wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 durch Durchströmen einer Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 mit einem beheizten Temperiermedium durchgeführt werden.
Die Strömungskanäle einer entsprechenden Strömungskanalstruktur 5.1, 5.2 können durch eine oder mehrere, sich in einer oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen durch jeweilige die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzende Wandungsabschnitte der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 ausgebildeten, kanalartigen bzw. -förmigen, Ausnehmungen gebildet sein. Alternativ oder ergänzend die Strömungskanäle durch ein oder mehrere gesonderte, insbesondere in ein oder mehreren Raumebenen und/oder -richtungen geformte, ein- oder mehrdimensionale, von einem Temperiermedium durchströmbare Leitungselemente, d. h. z. B. Rohr- oder Schlauchelemente, gebildet sein, welches an oder in wenigstens einem die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitt eines jeweiligen Formwerkzeugelements 4.1, 4.2 angeordnet sind.
Dem Formwerkzeug 4 ist zudem eine Befülleinrichtung 6 zugeordnet, welche eingerichtet ist, die Formwerkzeugkavität 4.3 mit Partikelschaummaterial 2 zu befüllen. Eine entsprechende Befülleinrichtung 6 kann z. B. eingerichtet sein, eine, gegebenenfalls druckbeaufschlagte, Förderströmung, d. h. insbesondere eine Gasströmung, zu erzeugen, über welche das Partikelschaummaterial 2 aus einem Partikelschaummaterialspeicher (nicht gezeigt), gegebenenfalls druckbeaufschlagt, in die Formwerkzeugkavität 4.3 befördert wird (vgl. 2). Wie in den 1 - 5 angedeutet, kann eine entsprechende Befülleinrichtung 6 sonach einen oder mehrere mit der Formwerkzeugkavität 4.3 kommunizierende Befüllabschnitte (nicht bezeichnet) aufweisen, über welche(n) Partikelschaummaterial 2 in die Formwerkzeugkavität 4.3 befördert werden kann.
Wie sich im Weiteren ergibt, ist dem Formwerkzeug 4 zudem eine Drucksteuerungseinrichtung zugeordnet, welche eingerichtet ist, den Druck bzw. das Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 unabhängig von der Temperierung der Formwerkzeugkavität 4.3 über die Temperiereinrichtung 5 zu steuern. Wie erwähnt, ist hierunter der Gasdruck bzw. das Gasdruckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 zu verstehen.
Eine entsprechende Drucksteuerungseinrichtung kann, wie in den 1 - 5 angedeutet, z. B. einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium, insbesondere einem druckbeaufschlagten Gas, wie z. B. Druckluft, befüllten Druckspeicher 7.3 und mit diesem kommunizierende, der Formwerkzeugkavität 4.3 zugeordnete, insbesondere die Formwerkzeugkavität 4.3 zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, Druckkammer 7 (mit ihren beispielhaften Druckkammerhälften 7.1 und 7.2) umfassen. In dem Ausführungsbeispiel ist jedem Formwerkzeugelement 4.1, 4.2 beispielhaft eine entsprechende Druckkammerhälfte 7.1, 7.2 zugeordnet. Eine entsprechende Druckkammer 7 bzw. Druckkammerhälfte 7.1, 7.2 kann, z. B. über eine oder mehrere Öffnungen (diese können auch durch poröse Wandungsabschnitte realisiert sein), mit der Formwerkzeugkavität 4.3 kommunizieren, sodass sich ein innerhalb der Druckkammer 7 bzw. Druckkammerhälfte 7.1, 7.2 herrschendes Druckniveau auf die Formwerkzeugkavität 4.3 und damit das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 übertragen lässt. Die Druckkammer 7 bzw. jeweilige Druckkammerhälften 7.1, 7.2 kann bzw. können ein oder mehrere, insbesondere ventilartige bzw. -förmige, Drucksteuerungselemente 7.1.1, 7.2.1 umfassen, welche eingerichtet sind, ein Einströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer 7 bzw. in jeweilige Druckkammerhälften 7.1, 7.2 zu steuern und/oder ein Ausströmen des oder eines druckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer 7 bzw. aus jeweiligen Druckkammerhälften 7.1, 7.2 zu steuern. Jeweilige Drucksteuerungselemente 7.1.1, 7.2.1 können in wenigstens eine Offenstellung, in welcher ein Einströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer 7 bzw. bzw. in jeweilige Druckkammerhälften 7.1, 7.2 respektive ein Ausströmen eines durckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer 7 bzw. bzw. aus jeweiligen Druckkammerhälften 7.1, 7.2 möglich ist, und in wenigstens eine Schließstellung, in welcher ein Einströmen eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die Druckkammer 7 bzw. in jeweilige Druckkammerhälften 7.1, 7.2 respektive ein Ausströmen eines druckbeaufschlagten Druckmediums aus der Druckkammer 7 bzw. aus jeweilige Druckkammerhälften 7.1, 7.2 nicht möglich ist, überführt werden. Zudem kann wenigstens eine zwischen einer jeweiligen Offen- und einer jeweiligen Schließstellung liegende Zwischenstellung realisierbar sein, sodass sich sehr gezielt, gegebenenfalls zeitabhängig variierende Druckmedienströme und Druckniveaus in der Druckkammer 7 bzw. in jeweiligen Druckkammerhälften 7.1, 7.2 einstellen lassen.
Wie ebenso weiter unten näher erläutert wird, ist der Drucksteuerungseinrichtung eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung 8 zugeordnet, welche eingerichtet ist, den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung und damit das Druckniveau innerhalb der Druckkammer 7bzw. innerhalb jeweiliger Druckkammerhälften 7.1, 7.2 und damit innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 zu steuern.
Wie erwähnt ist, die Vorrichtung 1 zur dampffreien Verarbeitung von Partikelschaummaterial 2 zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel eingerichtet, dessen Schritte nachfolgend im Einzelnen erläutert werden:

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 des Formwerkzeugs 4 mit expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial 2. Das Befüllen der Formwerkzeugkavität 4.3 des Formwerkzeugs 4 mit Partikelschaummaterial 2 wird mit der Befülleinrichtung 6 durchgeführt. Der Schritt des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit Partikelschaummaterial 2 ist in dem in 6 als Prinzipdarstellung gezeigten Ablaufdiagramm in dem mit „II“ bezeichneten Prozessabschnitt dargestellt, welchem ersichtlich ein mit „I“ bezeichneter Prozessabschnitt des Schließens des Formwerkzeugs 4 vorausgeht.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in Prozessabschnitt II in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 (vgl. 3). Dieser Prozessschritt ist in dem in 6 gezeigten Ablaufdiagramm mit „III“ bezeichnet. Über die wenigstens eine Maßnahme wird sonach konduktiv bzw. konduktiv-konvektiv gemischt so viel thermische Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 eingebracht, dass die Kunststoffpartikel, insbesondere durch ein so genanntes Verschweißen, unter Ausbildung des herzustellenden Partikelschaumformteils 3 miteinander verbunden werden. Die wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 wird vermittels der Temperiereinrichtung 5 durchgeführt. Anhand von 6 ist ersichtlich, dass die mit Linie L1 beispielhaft angedeutete Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 in dem Prozessschritt III durch entsprechenden Betrieb der Temperiereinrichtung 5 erhöht und dann auf einem Temperaturniveau gehalten wird.
Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 2 in der Formwerkzeugkavität 4.3 (vgl. 4). Dieser Prozessschritt ist in dem in 6 gezeigten Ablaufdiagramm mit „IV“ bezeichnet. Die wenigstens eine Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 3 in der Formwerkzeugkavität 4.3 kann ebenso vermittels der Temperiereinrichtung 5 durchgeführt werden, indem wenigstens eine Strömungskanalstrukturen 5.1, 5.2 mit einem (im Vergleich) kühlen Temperiermedium durchströmt wird. Anhand von 6 ist ersichtlich, dass die mit Linie L1 angedeutete Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 in dem Prozessschritt IV durch entsprechenden Betrieb der Temperiereinrichtung 5 verringert wird.
Der Vollständigkeit halber ist angemerkt, dass das Verfahren schließlich einen Schritt des Entformens des Partikelschaumformteils 3 aus dem Formwerkzeug 4 umfasst (vgl. 5). Dieser Prozessschritt ist in dem in 6 gezeigten Ablaufdiagramm mit „V“ bezeichnet.
Wesentlich für das Verfahren ist, dass es einen Schritt des Durchführens wenigstens einer Maßnahme zur Steuerung (der Begriff „Steuerung“ kann auch eine „Regelung“ beinhalten) des Drucks (vgl. die beispielhaften Linien L2 in 6) in der Formwerkzeugkavität 4.3 während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit dem Partikelschaummaterial 2 (vgl. Prozessschritt II) und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung des Partikelschaumformteils 3 (vgl. Prozessschritt III) und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 3 in der Formwerkzeugkavität 4.3 (vgl. Prozessschritt IV) und/oder während des Entformens des Partikelschaumformteils 3 aus der Formwerkzeugkavität 4.3 (vgl. Prozessschritt V) beinhaltet. Die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität 4.3 während der jeweiligen Prozessschritte II - V wird vermittels der Drucksteuerungseinrichtung und damit unabhängig von dem Betrieb der Temperiereinrichtung 5 durchgeführt. Es ist sonach verfahrensgemäß, insbesondere während eines oder mehrerer der Prozessschritte II - V, möglich und auch gezielt vorgesehen, den Druck innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 (und umgekehrt) zu steuern. Das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität 4.3 erfolgt verfahrensgemäß sonach insbesondere unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 gemäß Prozessschritt III, wenngleich das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität 4.3 und das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3, wie in 6 beispielhaft veranschaulicht, zumindest zeitweise parallel erfolgen können.
Das Verfahren zeichnet sich sonach durch die vermittels der Drucksteuerungseinrichtung realisierbare bzw. realisierte Möglichkeit aus, innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 gezielt bestimmte Druckniveaus zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Wie anhand der verschiedene beispielhafte Druckverläufe innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 anzeigenden Linien L2 in 6 ersichtlich, können verfahrensgemäß unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3, insbesondere zeitabhängig, gezielt bestimmte Druckänderungen bzw. -verläufe innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 erzeugt und aufrechterhalten werden, was sich überraschenderweise ausgesprochen positiv auf die im Rahmen des Verfahrens innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 ablaufenden Prozesse (vgl. Prozessschritte II - V) auswirkt. Mit anderen Worten kann durch die gezielte Einstellung entsprechender, gegebenenfalls prozess- und damit zeitabhängig variierender, Druckniveaus bzw. -verläufe gezielt Einfluss auf die im Rahmen des Verfahrens innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 ablaufenden Prozesse und damit auf die Eigenschaften des herzustellenden Partikelschaumformteils 3 genommen werden. Durch die vermittels der Drucksteuerungseinrichtung realisierbare bzw. realisierte Möglichkeit, innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 unabhängig von der Temperatur innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 gezielt bestimmte Druckniveaus bzw. -verläufe zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, werden sonach völlig neue Möglichkeiten der Prozesssteuerung eröffnet, welche sich positiv auf die Effizienz und Steuerbarkeit des Verfahrens sowie auf die Qualität der verfahrensgemäß herstellbaren Partikelschaumformteile 3 auswirkt.
Die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in die Formwerkzeugkavität 4.3 kann verfahrensgemäß bereits vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 erfolgen. Mithin kann die Formwerkzeugkavität 4.3 bereits vor und/oder während des Befüllens durch dampffreies Einbringen von thermischer Energie thermisch vorkonditioniert werden, was sich positiv auf den Befüllprozess und/oder den nachfolgenden Temperierprozess und damit auf die Eigenschaften des herzustellenden bzw. hergestellten Partikelschaumformteils 3 auswirken kann. Die wenigstens eine Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in die Formwerkzeugkavität 4.3 vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 kann z. B. vermittels der Temperiereinrichtung 5 durchgeführt werden. Alternativ oder ergänzend ist eine Temperierung einer Förderströmung, vermittels welcher das Partikelschaummaterial 2 in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefördert wird, denkbar.
Zu erwähnen ist ebenso, dass auch das über die Drucksteuerungseinrichtung bereitgestellte Druckmedium temperiert sein kann, sodass auch über das Druckmedium zusätzlich, gleichwohl unabhängig von den eigentlichen Maßnahmen zur Einbringung von thermischer Energie in das Partikelschaummaterial 2, etwa zum Vorkonditionieren des Partikelschaummaterials 2, thermische Energie in die Formwerkzeugkavität 4.3 eingebracht werden kann. Die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität 4.3 kann sonach ein zumindest zeitweises Einbringen eines druckbeaufschlagten und vermittels einer aktiven oder passiven Temperierungsmaßnahme auf eine Heiz- oder Kühltemperatur temperierten Druckmediums in die Formwerkzeugkavität 4.3 beinhalten. Die Temperierungsmaßnahme kann durch wenigstens eine der Drucksteuerungseinrichtung zugeordnete Temperiereinrichtung (nicht gezeigt) durchgeführt werden; hierbei handelt es sich typischerweise um eine zu der dem Formwerkzeug 4 zugeordneten Temperiereinrichtung 5 gesonderte Temperiereinrichtung.
Wie angedeutet, ist die Steuereinrichtung 8 eingerichtet, den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung und damit das Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 zu steuern. Das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität 4.3 wird sonach auf Grundlage von von der Steuereinrichtung 8 erzeugten Steuerinformationen durchgeführt, was eine genaue und reproduzierbare und individualisierbare Steuerung des Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 ermöglicht.
Das Verfahren kann optional ferner einen Schritt des Erfassens wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters, d. h. insbesondere des Drucks, der Temperatur, der Zusammensetzung der chemischen Atmosphäre, innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 und des Erzeugens einer den wenigstens einen erfassten einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 beschreibenden Erfassungsinformation beinhalten. Der Schritt des Erfassens wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters innerhalb der Formwerkzeugkavität und des Erzeugens einer den wenigstens einen erfassten einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität beschreibenden Erfassungsinformation kann vermittels einer der Formwerkzeugkavität 4.3 zugeordneten Erfassungseinrichtung 9 durchgeführt werden. Eine entsprechende Erfassungseinrichtung 9 kann ein oder mehrere an oder in dem Formwerkzeug 4 angeordnete oder ausgebildete Erfassungselemente (nicht gezeigt), d. h. z. B. Sensorelemente, wie z. B. Drucksensorelemente, Temperatursensorelemente, etc., umfassen, deren Erfassungssignale von der Erfassungseinrichtung 9 in einer entsprechenden Erfassungsinformation beschrieben werden können, welche zur Steuerung des Verfahrens verwendet werden kann.
Entsprechende Erfassungsinformationen können sonach z. B. von der Steuereinrichtung 8 zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung und damit des Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 verwendet werden. Die Steuereinrichtung 8 kann die den Betrieb der Drucksteuerungseinrichtung steuernden Steuerinformationen sonach auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Erfassungsinformation erzeugen.
Es wurde erwähnt, dass es das Verfahren vermittels der Drucksteuerungseinrichtung und dem mit dieser implementierbaren Druckmanagement in der Formwerkzeugkavität 4.3 ermöglicht, unabhängig von sämtlichen Maßnahmen zur Temperierung der Formwerkzeugkavität 4.3 und damit des in dieser befindlichen Partikelschaummaterials 2 gezielt bestimmte Druckniveaus bzw. Druckverläufe innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
Dies kann z. B. derart realisiert werden, dass die Steuereinrichtung 8 entsprechende Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf Grundlage von in einer, z. B. als Server implementierten, Datenspeichereinrichtung 10 gespeicherten Druckverlaufsinformationen, welche jeweils einen definierten Druckverlauf, d. h. insbesondere einen definierten Gas- oder Luftdruckverlauf, innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 definieren, erzeugt. Mithin kann die Steuereinrichtung 8 zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf vordefinierte Druckverlaufsinformationen zurückgreifen, was den Aufwand für die Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung reduzieren kann. Entsprechende Druckverlaufsinformationen können auf Grundlage von Informationen aus Datenbanken, Experimenten, Simulationen, etc., erzeugt worden sein. Entsprechende definierte Druckverläufe können - wie in 6 durch die Linien L2 beispielhaft ersichtlich ist - insbesondere profilartige bzw. -förmige, weiter insbesondere rampenartig bzw. -förmig ansteigende oder absteigende Druckverläufe, und/oder, insbesondere plateauartige bzw. -förmige, Druckniveaus beschreiben. Insbesondere können jeweilige definierte Druckverläufe sonach zeitabhängig variierende Druckniveaus beschreiben.
Jeder Druckverlauf kann sonach ein, z. B. zeitabhängiges, Ändern eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität 4.3 und/oder ein, z. B. zeitabhängiges, Aufrechterhalten eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität 4.3 definieren. Ein, z. B. zeitabhängiges, Ändern eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität 4.3 kann ein Erhöhen eines Druckniveaus, d. h. insbesondere eines Ausgangsdruckniveaus auf ein im Vergleich höheres Zieldruckniveau, und/oder ein Erniedrigen eines Druckniveaus, d. h. insbesondere eines Ausgangsdruckniveaus auf ein im Vergleich niedrigeres Zieldruckniveau, definieren. Jeder Druckverlauf kann sonach eine vordefinierbare oder vordefinierte, insbesondere zeitabhängige, insbesondere durch eine mathematische Funktion beschreibbare, Kurve eines Druckniveaus innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 definieren. Wie erwähnt, sind in 6 durch die Linien L2 beispielhaft verschiedene Druckverläufe dargestellt.
Entsprechende Druckverlaufsinformationen können in der Datenspeichereinrichtung 10 z. B. material- und/oder formwerkzeug- und/oder formteilspezifisch geordnet bzw. kategorisiert gespeichert sein, sodass z. B. unterschiedlichen zu verarbeitenden Partikelschaummaterialien 2 und/oder, z. B. im Hinblick auf das Volumen der Formwerkzeugkavität 4.3, unterschiedlich konfigurierten Formwerkzeugen 4 und/oder, z. B. im Hinblick auf ihre geometrisch-konstruktive Ausgestaltung, unterschiedlich konfigurierten Partikelschaumformteilen 3 vordefinierte Druckverlaufsinformationen zugeordnet sein können. Derart können material- und/oder formwerkzeug- und/oder formteilspezifische Unterschiede bei der Anwendung entsprechender Druckverläufe berücksichtigt werden und damit im Hinblick auf einen mit einem konkreten Partikelschaummaterial 2 in einem konkreten Formwerkzeug 4 zur Herstellung eines konkreten Partikelschaumformteils 3 hochindividualisierte bzw. maßgeschneiderte Druckniveaus bzw. Druckverläufe implementiert werden.
In der Datenspeichereinrichtung 10 können Druckverlaufsinformationen, welche ein definiertes, gegebenenfalls zeitabhängig veränderliches, Druckniveau in der Formwerkzeugkavität 4.3 für einen vollständigen Herstellungsprozess eines Partikelschaumformteils 3 beschreiben, gespeichert sein bzw. werden, sodass eine (einzige) Druckverlaufsinformation das, gegebenenfalls zeitabhängig veränderliche, Druckniveau innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 für einen vollständigen Verfahrensablauf (dieser würde in dem Ablaufdiagramm gemäß 6 die Prozessschritte I - V beinhalten) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils 3 definiert. In der Datenspeichereinrichtung 10 kann sonach wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden, welche einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit dem Partikelschaummaterial 2, während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3, während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 3 in der Formwerkzeugkavität 4.3 und während eines Entformens des Partikelschaumformteils 3 aus der Formwerkzeugkavität 4.3 definiert.
Um gegebenenfalls ein höheres Maß an Granularität im Hinblick auf eine prozessabhängig optimierte Einstellung eines Druckniveaus in der Formwerkzeugkavität 4.3 zu erreichen, können in der Datenspeichereinrichtung 10 für einzelne, mehrere oder alle Prozesse bzw. Prozessschritte, vgl. die Prozessschritte I - V in dem Ablaufdiagramm gemäß 6, innerhalb des Verfahrens gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sein bzw. werden. In der Datenspeichereinrichtung 10 können sonach mehrere gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sein bzw. werden, wobei wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit dem Partikelschaummaterial 2 definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 3 in der Formwerkzeugkavität 4.3 definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während eines Entformens eines Partikelschaumformteils 3 aus der Formwerkzeugkavität 4.3 definiert.
In der Datenspeichereinrichtung 10 kann sonach wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit dem Partikelschaummaterial 2 definiert, welcher in einem Komprimieren des in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllten Partikelschaummaterials 2 resultiert. Der Druckverlauf kann, wie in 6 beispielhaft dargestellt, ein gegenüber einem Referenzdruck, wie z. B. Atmosphärendruck, erhöhtes erstes Druckniveau definieren, welches während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3 mit dem Partikelschaummaterial 2 aufrechtzuerhalten ist. Durch das aus dem erhöhten Druck resultierende Komprimieren des Partikelschaummaterials 2 können höhere Füllgrade der Formwerkzeugkavität 4.3 erreicht werden, was sich z. B. positiv auf die Eigenschaften eines herzustellenden Partikelschaumformteils 3 auswirken kann. Wie sich im Weiteren ergibt, können sich höhere Füllgrade der Formwerkzeugkavität 4.3 jedoch auch positiv auf den dem Befüllen der Formwerkzeugkavität 4.3 nachfolgenden Prozess des Verbindens der Kunststoffpartikel zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 auswirken, als die Kunststoffpartikel einander „gezwungenermaßen“ stärker kontaktieren.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung 10 wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 definiert, welcher in einem Expandieren des in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllten Partikelschaummaterial 2 resultiert. Der Druckverlauf kann, wie in 6 durch die strichlierte Linie L2 dargestellt, ein gegenüber einem Referenzdruck, wie z. B. Atmosphärendruck, erhöhtes, jedoch gegenüber dem ersten Druckniveau (während des Befüllens der Formwerkzeugkavität 4.3) reduziertes zweites Druckniveau definieren, welches während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität 4.3 gefüllte Partikelschaummaterial 2 zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils 3 aufrechtzuerhalten ist. Durch das Expandieren des Partikelschaummaterials 2 können die Kontaktflächen und damit die Flächen zur Übertragung von thermischer Energie zwischen den einzelnen Kunststoffpartikeln verbessert werden, als benachbarte Kunststoffpartikel expansionsbedingt gegeneinander drücken. Dies führt zu einer verbesserten Verbindung bzw. Verschweißung der Kunststoffpartikel und damit zu verbesserten Eigenschaften des herzustellenden bzw. hergestellten Partikelschaumformteils 3. Wie angedeutet, kann dem durch ein entsprechendes zweites Druckniveau herbeigeführten Expandieren zweckmäßig ein durch ein entsprechendes erstes Druckniveau herbeigeführtes Komprimieren der Kunststoffpartikel vorausgehen. Das zweite Druckniveau kann bei der Verarbeitung von mit einem chemischen und/oder physikalischen Treibmittel beladenem Partikelschaummaterial 2 auch dazu dienen, ein unerwünschtes Austreten des Treibmittels zu verhindern oder dieses, insbesondere druckgesteuert, zu reduzieren.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung 10 wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils 3 in der Formwerkzeugkavität 4.3 definiert, welche in einem gezielten Abkühlen des Partikelschaumformteils 3, insbesondere in der gezielten Ausbildung einer definierten Mikrostruktur des Partikelschaumformteils 3, weiter insbesondere in der Ausbildung einer gezielten Größe und/oder Morphologie, der zur Ausbildung des Partikelschaumformteil 3 miteinander verbundenen Kunststoffpartikel, resultiert. Der Druckverlauf kann wenigstens ein gegenüber dem zweiten Druckniveau erhöhtes und/oder reduziertes Druckniveau beinhalten, sodass die Kunststoffpartikel während des Abkühlens gegebenenfalls nochmals komprimiert oder (weiter) expandiert werden können, woraus sich diverse Möglichkeiten zur Einstellung einer definierten Mikrostruktur des Partikelschaumformteils 2 ergeben.
Alternativ oder ergänzend kann in der Datenspeichereinrichtung 10 wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert sein bzw. werden (und von der Drucksteuerungseinrichtung zur Steuerung des Drucks innerhalb der Formwerkzeugkavität verwendet werden), welche einen Druckverlauf während des Entformens des Partikelschaumformteils 3 aus der Formwerkzeugkavität 4.3 definiert, welche in einem Entformen oder einem vereinfachten Entformen des Partikelschaumformteils 3 aus der, gegebenenfalls geöffneten, Formwerkzeugkavität 4.3 resultiert. Ein entsprechender Druckverlauf kann, wie in 6 in dem Prozessschritt V angedeutet, z. B. eine, insbesondere rampenartige, Druckerhöhung innerhalb der Formwerkzeugkavität 4.3 bedingen, um das Partikelschaumformteil 3 von den die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitten der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 zu lösen. Konkret ist in 6 beispielhaft eine kurze schlagartige Druckerhöhung gezeigt, welche es ermöglicht, das Partikelschaumformteil 3 einfacher und/oder schneller von den die Formwerkzeugkavität 4.3 begrenzenden Wandungsabschnitten der Formwerkzeugelemente 4.1, 4.2 zu lösen.

Claims

Verfahren zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils (4) in einer Formwerkzeugkavität (4.3) eines Formwerkzeugs (4), umfassend die Schritte: - Befüllen einer Formwerkzeugkavität (4.3) eines Formwerkzeugs (4) zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) mit einem expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2); - Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) vermittels einer dem Formwerkzeug (4) zugeordneten Temperiereinrichtung (5), - Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) vermittels der oder einer dem Formwerkzeug (4) zugeordneten Temperiereinrichtung (5), gekennzeichnet durch - Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Steuerung des Drucks, insbesondere des Gasdrucks, in der Formwerkzeugkavität (4.3) während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit dem expandierbaren oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) vermittels der oder einer dem Formwerkzeug (4) zugeordneten Temperiereinrichtung (5), vermittels einer dem Formwerkzeug (4) zugeordneten Drucksteuerungseinrichtung, wobei das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität (4.3) unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) und/oder unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in die Formwerkzeugkavität (4.3) vor und/oder während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit dem Partikelschaummaterial (2) vermittels der dem Formwerkzeug (4) zugeordneten Temperiereinrichtung (5).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität (4.3) ein Einbringen und/oder Ausbringen bzw. Ablassen eines druckbeaufschlagten Druckmediums in die bzw. aus der Formwerkzeugkavität (4.3) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die wenigstens eine Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität (4.3) ein zumindest zeitweises Einbringen und/oder Ausbringen bzw. Ablassen eines druckbeaufschlagten und vermittels einer aktiven oder passiven Temperierungsmaßnahme auf eine Heiz- oder Kühltemperatur temperierten Druckmediums in die bzw. aus der Formwerkzeugkavität (4.3) beinhaltet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität (4.3) auf Grundlage von von einer Steuereinrichtung (8) erzeugten Steuerinformationen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Erfassen, vermittels einer der Formwerkzeugkavität (4) zugeordneten Erfassungseinrichtung (9), wenigstens einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) und Erzeugen einer den wenigstens einen erfassten einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) beschreibenden Erfassungsinformation, wobei die Steuereinrichtung (8) die Steuerinformationen auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Erfassungsinformation erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtung (8) die Steuerinformationen auf Grundlage von in einer Datenspeichereinrichtung (10) gespeicherten Druckverlaufsinformationen erzeugt, welche jeweils einen, insbesondere profilartigen bzw. -förmigen, Druckverlauf innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) definieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert wird, welche einen Druckverlauf während des Befüllens während des Formwerkzeugkavität (4.3) mit Partikelschaummaterial (2), während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3), während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) und während eines Entformens des Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert; und/oder in der Datenspeichereinrichtung (10) mehrere gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert werden, wobei wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit einem Partikelschaummaterial (2) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während eines Entformens des Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert ist, welche einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit dem expandierbaren oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) definiert, welcher in einem Komprimieren des in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllten Partikelschaummaterial (2) resultiert.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert ist, welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) definiert, welcher in einem Expandieren des in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllten Partikelschaummaterial (2) resultiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert ist, welche einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert, welche in einem gezielten Abkühlen des Partikelschaumformteils (3), insbesondere in einer Ausbildung einer gezielten Mikro- oder Zellstruktur des Partikelschaumformteils (3), weiter insbesondere in einer Ausbildung einer gezielten Größe und/oder Morphologie, der das Partikelschaumformteil (3) bildenden Kunststoffpartikel, resultiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert ist, welche einen Druckverlauf während des Entformens des Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert, welche in einem Entformen oder einem vereinfachten Entformen des Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) resultiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drucksteuerungseinrichtung verwendet wird, welche einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium befüllten Druckspeicher (7.3) und wenigstens eine der Formwerkzeugkavität (4.3) zugeordnete, insbesondere diese zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, Druckkammer (7) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Formwerkzeug (4) mit einer Temperiereinrichtung (5) verwendet wird, welche wenigstens einen von einem Temperiermedium durchströmbaren Strömungskanal umfasst.
Vorrichtung (1) zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) zur Herstellung eines Partikelschaumformteils (3), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - ein eine Formwerkzeugkavität (4.3) begrenzendes Formwerkzeug (4) zur dampffreien Verarbeitung von expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2), - eine dem Formwerkzeug (4) zugeordnete Befülleinrichtung (6), welche zum Befüllen der Formwerkzeugkavität (4.3) mit einem expandierbarem oder expandiertem Partikelschaummaterial (2) eingerichtet ist; - wenigstens eine dem Formwerkzeug (4) zugeordnete Temperiereinrichtung (5), welche zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) und/oder zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zum Abkühlen eines Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) eingerichtet ist; gekennzeichnet durch - eine dem Formwerkzeug (4) zugeordnete Drucksteuerungseinrichtung, welche zum Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Steuerung des Drucks, insbesondere des Gasdrucks, in der Formwerkzeugkavität (4.3) während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit Partikelschaummaterial (2) und/oder während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) und/oder während des Durchführens der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) eingerichtet ist, wobei die Drucksteuerungseinrichtung eingerichtet ist, das Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zur Steuerung des Drucks in der Formwerkzeugkavität (4.3) unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) und/oder unabhängig von dem Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) auszuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Drucksteuerungseinrichtung einen mit einem druckbeaufschlagten Druckmedium, insbesondere einem druckbeaufschlagten Gas, wie z. B. Druckluft, befüllten Druckspeicher (7.3) und wenigstens eine mit diesem kommunizierende, der Formwerkzeugkavität (4.3) zugeordnete, insbesondere die Formwerkzeugkavität (4.3) zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, umgebende, Druckkammer (7) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die wenigstens eine Druckkammer (7), z. B. über eine oder mehrere Öffnungen, mit der Formwerkzeugkavität (4.3) kommuniziert, sodass sich ein innerhalb der wenigstens einen Druckkammer (7) herrschendes Druckniveau auf die Formwerkzeugkavität (4.3) übertragen lässt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner umfassend eine Steuereinrichtung (8), welche zur Erzeugung von Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, ferner umfassend eine Erfassungseinrichtung (9), welche zur Erfassung wenigstens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) und zur Erzeugung einer den wenigstens einen erfassten einen chemischen und/oder physikalischen Parameter innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) beschreibenden Erfassungsinformation eingerichtet ist, wobei die oder eine Steuereinrichtung (8) zur Erzeugung von Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs der Drucksteuerungseinrichtung auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Erfassungsinformation eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner umfassend eine Datenspeichereinrichtung (10), in welcher Druckverlaufsinformationen, welche jeweils einen, insbesondere profilartigen bzw. -förmigen, Druckverlauf innerhalb der Formwerkzeugkavität (4.3) definieren, gespeichert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei in der Datenspeichereinrichtung (10) wenigstens eine Druckverlaufsinformation gespeichert ist, welche einen Druckverlauf während des Befüllens während des Formwerkzeugkavität (4.3) mit Partikelschaummaterial, während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3), während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen des Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) und während eines Entformens des Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert; und/oder in der Datenspeichereinrichtung (10) mehrere gesonderte Druckverlaufsinformationen gespeichert sind, wobei wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Befüllens der Formwerkzeugkavität (4.3) mit Partikelschaummaterial (2) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführens der wenigstens Maßnahme zum dampffreien Einbringen von thermischer Energie in das in die Formwerkzeugkavität (4.3) gefüllte Partikelschaummaterial (2) zur Ausbildung eines Partikelschaumformteils (3) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während des Durchführen der wenigstens einen Maßnahme zum Abkühlen eines Partikelschaumformteils (3) in der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert, und/oder wenigstens eine Druckverlaufsinformation einen Druckverlauf während eines Entformens eines Partikelschaumformteils (3) aus der Formwerkzeugkavität (4.3) definiert.