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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer Slush-Haut aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die WO 9633060 offenbart ein mehrere Schritte
umfassendes Verfahren zur Herstellung einer Slush-Haut aus Kunststoff.
In einem ersten Schritt wird zuerst aus einer ersten Sorte Kunststoffpulver
oder -flüssigkeit
die lederartige geschlossene Oberfläche in einer auf Prozesstemperatur
aufgeheizten Form gebildet. Anschließend wird in einem zweiten
Schritt aus einer zweiten Sorte Kunststoffpulver oder -flüssigkeit
die geschäumte
Schicht gebildet. In einem dritten Schritt werden die beiden Schichten durch
Wärmebeaufschlagung
miteinander verbunden. In einem vierten Schritt werden die miteinander verbundenen
Schichten zur Homogenisierung der Dicke von einer zweiten eingesetzten
Form gepresst. In einer speziellen Ausgestaltungsform können die Oberfläche und
die geschäumte
Schicht aus dem gleichen Kunststoffmaterial bestehen. Die Dicke
der aufgeschäumten
Schicht ist unregelmäßig verteilt.
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Das Pressen der fertigen Slush-Haut
zur Homogenisierung der Dicke erfolgt mit einer korrespondierend
zur Hohlform ausgebildeten Gegenschale. Diese Gegenschale bildet
zusammen mit der Hohlform einen die Slush-Haut einschließenden Raum. Die
Gegenschale presst bei der Einfahrt in die Hohlform die Slush-Haut
gegen die Innenseite der Hohlform. Einerseits wird dadurch die Slush-Haut
mit Druck beaufschlagt, andererseits auch die Hohlform.
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Je nach Unregelmäßigkeit in der aufgeschäumten Schicht
ist diese Druckbelastung für
jede gebildete Slush-Haut in der Hohlform unterschiedlich verteilt.
Durch das Zusammenpressen wird daher einerseits in der Slush-Haut
eine Zone verdichteten Materials gebildet. Andererseits führt die
ständige Druckbeaufschlagung
in der Hohlform zu einer starken Materialbelastung. Daher werden
für die
Form entsprechend stabile, massive Gehäuse benötigt. Derartige Gehäuse sind
entsprechend aufwendig in der Herstellung. Die Gehäuse benötigen zudem
große
Mengen Wärme,
um die benötigte
Prozesswärme bei
der Beaufschlagung des Pulvers an der Kontaktfläche zwischen Hohlform und Pulver
abzugeben. Die verdichteten Zonen in dem Material beeinflussen die
weitere Bearbeitung. Sie können
weiterhin die Flexibilität
verringern sowie das Griffgefühl
negativ beeinflussen.
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Die WO 9702327 offenbart die Einführung einer
quasi Negativform als Gegenschale der zu bildenden Form der Doppelhaut.
Diese Gegenschale weist eine Durchtrittsöffnung auf. Durch diese Öffnung wird
in die verbleibenden Hohlräume
zwischen der geschäumten
Schicht und einem rückseitig
der geschäumten
Schicht anzuordnenden Träger
eine Art Kleber o.ä.
gefüllt.
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Es stellt sich daher die Aufgabe,
ein Verfahren zur Herstellung einer Slush-Haut aus Kunststoff zur
Verfügung
zu stellen, welches die Belastung für Hohlform und Slush-Haut verringert,
eine vorbestimmbare Dicke der aufgeschäumten Schicht liefert und einen
weiteren materialbearbeitenden Arbeitsschritt einsparen kann.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die Erfindung stellt ein Verfahren
zur Herstellung einer Slush-Haut aus Kunststoff zur Verfügung. Dabei
weist die fertige Slush-Haut eine Kunststoffschicht in Form einer
lederartigen, geschlossenen Oberfläche auf. Die lederartig geschlossene
Oberfläche
bildet die Sichtseite des fertigen Teils. Rückseitig, auf der der Sichtseite
abgewandten Seite, schließt sich
eine aufgeschäumte
Schicht an. Zur Herstellung der lederartigen, geschlossenen Oberfläche wird
in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Pulverkasten auf eine die
Kontur des fertigen Teils bestimmende Form aufgesetzt.
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Die Form besteht dabei in einer bevorzugten Ausgestaltung
z.B. aus einer Hohlform und einer korrespondierend ausgebildeten
Gegenschale. Diese bilden zusammen einen geschlossenen Hohlraum. Das
Volumen des Hohlraums ist bekannt.
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Aus diesem Pulverkasten wird die
vorbestimmte Menge pulverförmigen
Kunststoffs zur Bildung der Slush-Haut bzw. der aufgeschäumten Schicht
der Slush-Haut in den Hohlraum gegeben. Die Menge ist durch das
Volumen des geschlossenen Hohlraums festgelegt. Der Pulverkasten
enthält den
Kunststoff bzw. die Kunststoffmischung zur Herstellung der Slush-Haut
bzw. der aufgeschäumten Schicht
der Slush-Haut.
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Nach dem Befüllen mit dem Kunststoffpulver wird
der Hohlraum mit der Prozesstemperatur zur Bildung der lederartigen,
geschlossenen Oberfläche und
ebenso zur Bildung der aufgeschäumten
Schicht beaufschlagt. Dabei wird im allgemeinen eine Prozesstemperatur
gewählt,
bei der gewährleistet
bleibt, dass die lederartige, geschlossene Oberfläche der auf
der Sichtseite der Slush-Haut liegenden Schicht nicht durch das
aufschäumende
Pulver beschädigt wird.
Andererseits ist es hilfreich, wenn die Schicht aus der lederartigen
geschlossenen Oberfläche
an der Kontaktstelle zum aufschäumenden
Kunststoff hinreichend weich ist, um eine direkte Verbindung dieser
beiden Schichten zu ermöglichen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
wird der Kunststoff nach der Bildung der lederartigen, geschlossenen
Oberfläche
auf eine Temperatur im Bereich oder unterhalb der Geliertemperatur
des Kunststoffs abgekühlt.
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In einer Weiterbildung ist die Form
während der
Pulvereinfüllung
bereits auf Prozesstemperatur aufgeheizt. In einer anderen Weiterbildung
wird die Form nach der Pulverbefüllung
mit der Prozesswärme
beaufschlagt. Durch die Hitze schmilzt der Kunststoff an den Kontaktstellen
mit der Form auf.
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Dabei schmilzt der Kunststoff dünnflüssig auf und
passt sich den Konturen und Oberflächenstrukturen der Form an.
Der Kunststoff wird dabei so dünnflüssig, dass
keinerlei Strukturen des Pulvers bzw. seiner Inhaltsstoffe, sofern
deren Schmelztemperatur niedriger als die des verwendeten Kunststoffs
sind, erhalten bleiben. Allerdings bleibt die Schmelze zähflüssig genug,
um von dem sich darüber
bewegenden Pulver nicht aufgerissen zu werden. Beim Abkühlen des
Kunststoffs bildet sich so die lederartige, geschlossene Oberfläche in/an
der Form aus. Diese Schicht hält
sich adhäsiv
in der Form fest.
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Der Abstand zwischen den beiden Innenseiten
des Hohlraums entspricht der endgültigen Dicke der fertigen Slush-Haut.
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Die Gegenschale kann dabei z.B. die
Kontur einer Oberfläche
aufweisen, auf welche die spätere Slush-Haut
aufgezogen werden soll. Daher ist der Abstand zwischen der Innenseite
der Gegenschale und der Innenseite der Hohlform nicht notwendig überall der
gleiche. Dadurch lässt
sich ein passgenauer Bezug von z.B. Armaturenbrettern, Innenseitenverkleidungen
von Türen
etc. herstellen.
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Je nach Verwendungszweck kann an
der Gegenschale sogar ebenfalls eine Schicht mit einer lederartigen,
geschlossenen Oberfläche
gebildet werden.
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Nach der Bildung der aufgeschäumten Schicht
und einer gegebenenfalls nötigen
weiteren Beaufschlagung mit Prozesswärme zum Verschmelzen der lederartigen
geschlossenen Oberflächenschicht
mit der aufgeschäumten
Schicht, wird die Form abgekühlt
und die Gegenschale entfernt. Danach wird die fertige Slush-Haut
aus der Hohlform z.B. durch Pressluftbeaufschlagung ausgeformt.
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Die Erfindung kann auf zwei verschiedene Arten
durchgeführt
werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird nur noch
ein einziger Pulverkasten sowie eine einzige Pulvermischung benötigt. Dann
besteht die erfindungsgemäß hergestellte
Doppelhaut aus nur noch einer Materialschicht ohne Trennlinie. Die
so hergestellte Doppelhaut weist einen kontinuierlichen Übergang
von der lederartigen, geschlossenen Oberfläche zur geschäumten Schicht
auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erspart man sich somit mehrere Verarbeitungsschritte, wie der separaten
Ausbildung der geschäumten
Struktur auf der Rückseite,
sowie der nötigen
Wärmebeaufschlagung
zum Verbinden der lederartig geschlossenen Oberfläche mit
der rückseitig
aufgeschäumten
Struktur. Dies spart Energie ein.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel
wird zuerst eine Hohlform, die den Konturverlauf der Slush-Haut
bestimmt, auf einen Pulverkasten gesetzt und in der Hohlform die
lederartige, geschlossene Oberfläche
der späteren
Slush-Haut gebildet. In einer Weiterbildung wird auch hier die Temperatur
soweit abgesenkt, dass sie unterhalb der Geliertemperatur des Kunststoffs
liegt.. Der Pulverkasten wird entfernt. Anschließend wird erfindungsgemäß die Hohlform
zu einem geschlossenen Raum ergänzt. Dies
geschieht, in dem die Hohlform nach der Beaufschlagung mit der Kunststoffschicht
der späteren Slush-Haut
mit einer korrespondierend geformten Gegenschale zusammengefügt wird.
Dann wird in die Hohlform mit der gebildeten lederartig geschlossenen
Oberfläche
die Pulvermischung zur Ausbildung der geschäumten Schicht eingefüllt.
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Je nach Verwendungszweck des fertigen Produkts
kann die Gegenschale ebenfalls eine Schicht mit einer lederartigen,
geschlossenen Oberfläche
aufweisen, z.B. für
Sonnenblenden. Die Kunststoffe der beiden Schichten können dabei gleich
oder ungleich sein.
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Hierzu wird ein Pulversilo mit dem
entsprechenden Kunststoff auf den geschlossenen Hohlraum gesetzt.
Dann wird aus dem Pulversilo der Kunststoff zur Ausbildung der aufgeschäumten Schicht
in den Hohlraum gefüllt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung
wird die vorbestimmte Menge pulverförmigen Kunststoffs unter gleichzeitiger
Fremdbewegungserregung in den Hohlraum gegeben. Dabei lässt sich
diese Fremdbewegungserregung durch Rütteln oder durch mehr oder
weniger rhythmisches Anstoßen/Anklopfen
an der gebildeten Gesamtform erreichen. Anderseits kann auch eine
Schwingungsquelle zur Erzeugung gleichmäßiger, ungleichmäßiger oder
stochastisch verteilter Schwingungen an einer der Wände von Hohlform
und/oder Gegenschale angeordnet werden. Durch diese Fremdbewegungserregung
kann das Pulver, während
es in den Hohlraum fließt,
verdichtet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass auch tatsächlich die
erforderliche Menge Pulver in den Hohlraum eintritt. Zusätzlich lässt sich
durch die Fremdbewegungserregung ein gewisses Fließverhalten
des in den Hohlraum einschießenden
Pulvers vorgeben. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Pulver,
je nach Ausrichtung des Hohlraums, gegebenenfalls auch verdichtet,
zu einer vorbestimmten Stelle fließt. An dieser Stelle sammelt
sich das Pulver.
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Durch die Fließbewegung und die weitere Fremdbewegungserregung
wird sichergestellt, dass sich das Pulver an dieser vorbestimmten
Stelle gleichförmig
homogen verteilt. Dabei weist das verteilte Pulver keinerlei oder
wenigstens nur minimale Verdichtungen oder Hohlräume auf.
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Entsprechend der ausgewählten Frequenz der
Fremdbewegungserregung, kann je nach Fließfähigkeit und/oder Schwerkraftbeaufschlagung
dem Pulver in dem Hohlraum gegebenenfalls zusätzlich eine vorbestimmte Verteilungsstruktur
aufgeprägt werden.
Dies kann einerseits eine völlig
homogene Verteilung des Pulvers in dem gesamten Hohlraum sein, anderseits
lässt sich
durch abgestimmt stehende Wellen eine vorbestimmte inhomogene Struktur der
Pulververteilung vorgeben. Die inhomogene Struktur der Pulververteilung
führt zu
vorbestimmbaren Dichteschwankungen in der Slush-Haut bzw. in der
aufgeschäumten
Struktur. Dadurch lässt
sich eine unterschiedliche Stabilität, wie z.B. die Reißfestigkeit,
für verschiedene
Gebiete der fertigen Slush-Haut einarbeiten, ohne die Slush-Haut
einem weiteren Bearbeitungsschritt zu unterziehen.
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In einer weiteren Weiterbildung wird
die Hohlform zusammen mit der korrespondierend ausgebildeten Gegenschale
mit der jeweils notwendigen Prozesstemperatur gleichzeitig mit der
andauernden Fremdbewegungserregung beaufschlagt. Durch die Fremdbewegungserregung
lässt sich
ein gewisses Fließverhalten
des aufschäumenden
Pulvers vorgeben.
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Dieses Fließverhalten lässt sich
zudem in Abhängigkeit
des Verhältnisses
von Pulver zu aufgeschäumtem
Kunststoff durch die Variation der Fremdbewegungserregung steuern.
So kann sichergestellt werden, dass das Pulver je nach Ausrichtung
des Hohlraums verdichtet fließend
aufschäumt
und den Hohlraum gleichmäßig ausschäumt. Dabei
weist die fertige Slush-Haut nur diejenigen vorbestimmten Verdichtungen
oder Hohlräume
in der aufgeschäumten Schicht
auf, die sich durch die Verwendung der Gegenschale zwangsläufig ergeben.
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In einer weiteren Weiterbildung wird
die Hohlform zusammen mit der korrespondierend ausgebildeten Gegenschale
mit der(n) Prozesstemperaturen) zur Bildung der lederartigen, geschlossenen Oberfläche und
ebenso der aufgeschäumten
Schicht unter gleichzeitiger Drehung des geschlossenen Hohlraums
beaufschlagt. Bevorzugt wird der Hohlraum so ausgerichtet, dass
er einen Bereich parallel zur Drehachse mit einer tiefsten Stelle
aufweist. Dabei liegen die, z.B. flachen, Endseiten des Hohlraums vorzugsweise
alle höher
und sind im wesentlichen gleichmäßig um diese
tiefste Stelle herum angeordnet. Dann kann sich das Pulver beim
Einfüllen
bevorzugt an dieser tiefsten Stelle sammeln. Entsprechend der Kontur
der Hohlform kann es auch mehrere solcher tiefer Stellen geben.
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In einer Weiterbildung sammelt sich
das Pulver beim Einfüllen
durch eine Fremdbewegungserregung fließfähig an dieser tiefsten Stelle.
Durch eine entsprechende Drehbewegung während des durch Beaufschlagung
mit Prozesswärme
verursachten Aufschäumens
des Pulvers, können
auch die auf das aufschäumende
Pulver zu den Rändern
des Hohlraums hin wirkenden Fliehkräfte zur Verbesserung des Füllgrads
im Hohlraum ausgenutzt werden.
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Durch die gleichzeitige Fremdbewegungserregung
des Pulvers während
des Aufschäumens,
erfolgt eine Beeinflussung des Fließverhaltens, so dass eine vorbestimmbare
Struktur der Ausschäumung des
Hohlraums erreicht werden kann. Der Hohlraum weist ein nur begrenztes
Volumen auf. In dieses Volumen wird eine darauf abgestimmte Menge
Pulver zum Auf- und Ausschäumen
gegeben.
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Die Slush-Haut erfährt durch
die an der aufgeschäumten
Seite anliegende Gegenschale auch an ihrer Rückseite eine exakte Form entsprechend den
geometrischen Gegebenheiten der zu überziehenden Gegenstände/Oberflächen. Dabei
lassen sich durch geschickt gewählte
Rahmenbedingungen durch die Fremdbewegungserregung auch lokale Dichteschwankungen
vorgeben. Dadurch lassen sich unterschiedliche mechanische Eigenschaften
wie Reißfestigkeit
und Griffigkeit des fertigen Teils für unterschiedliche Flächenbereiche
durch Parametersteuerung des Aufschäumprozesses vorgeben. Zusätzlich kann
durch unterschiedlich dicke und dicht aufgeschäumte Bereiche ein einheitliches
Griffgefühl auf
einer glatten Oberfläche
eingestellt werden, selbst wenn der überzogene Untergrund inhomogene
Oberflächenstrukturen
aufweist.
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Dabei lassen sich alle pulvertörmigen Kunststoffe
verwenden, welche beim Aufschmelzen eine Vernetzungsreaktion durchführen. Besteht
der pulverförmige
Kunststoff aus mehreren Komponenten, so unterliegt wenigstens eine
unter Hitzebeaufschlagung einer Vernetzungsreaktion und setzt dabei
den Schaum bildende gasförmige
Reaktionsprodukte frei. Ebenso können
die Komponenten so ausgesucht sein, dass wenigstens eine Komponente
unter Hitzebeaufschlagung eine Vernetzungsreaktion hervorruft und
die andere Komponente den Schaum bildende gasförmige Reaktionsprodukte freisetzt.
Weiterhin wird bevorzugt, dass die fertig vernetzte Kunststoffkomponente
nach der Vernetzung einen höheren Schmelzpunkt
aufweist als vorher.
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Dabei können bei der Vernetzungsreaktion gasförmige Bestandteile
abgespalten werden, die zu einer schaumartigen Struktur auf der
Rückseite
der lederartig geschlossenen Oberfläche führen. Andererseits können diesem
Pulver auch ein oder mehrere Treibmittel zugesetzt sein. Dabei können die
Treibmittel so ausgesucht sein, dass sie erst bei einer Prozesswärme, die
der erhöhten
Schmelztemperatur des fertig vernetzten Kunststoffs entspricht,
aktiv werden. Andere Treibmittel können bei Temperaturen unterhalb
der Schmelztemperatur des fertig vernetzten Kunststoffs aktiv werden.
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Ebenso kann der pulverförmige Kunststoff aus
einer oder mehreren Sorte(n) pulverförmigen(r) Kunststoffs(e) und
einem oder mehreren den Schaum bildenden Treibmitteln bestehen.
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In einer Ausgestaltung enthält der pulverförmige Kunststoff
ein den Schaum bildendes Treibmittel, welches bei einer Temperatur
oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs aktiviert wird. Zuerst
wird in der Hohlform bei Schmelztemperatur des Kunststoffs die lederartig
geschlossene Oberfläche gebildet.
Anschließend
wird die Kontaktseite der lederartig geschlossenen Oberfläche mit
der Hohlform auf dieser oder einer niedrigeren Temperatur gehalten,
während
die Rückseite
mit einer höheren
Temperatur beaufschlagt wird, welche das Treibmittel aktiviert.
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Die im Vergleich zur lederartig geschlossenen
Oberfläche
wärmere
Rückseite
der Schicht wird nun aufgeschäumt.
Der Grad der Aufschäumung
in der noch nicht fertig ausgebildeten Slush-Haut orientiert sich
dabei proportional zu dem Temperaturverlauf von der geschlossenen
und kühleren
Oberfläche zur
wärmeren
Rückseite
der lederartig geschlossenen Oberfläche, die von der Hohlform abgewandt
ist. Je höher
die Temperatur ist, desto stärker
wirkt das Treibmittel und produziert eine entsprechende Schaumstruktur.
Dementsprechend entsteht auf der Vorderseite der Slush-Haut keine
Schaumstruktur.
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Zusätzlich kann der pulverförmige Kunststoff einen
chemischen Verzögerer
für den
Aufschäumprozess
enthalten. Durch einen derartigen Verzögerer erhält der aufgeschmolzene Kunststoff
genügend Zeit,
die lederartige, geschlossene Oberfläche auszubilden und, z.B. während der
Vernetzungsreaktion, diese Oberfläche fester auszubilden. Nachdem
die durch den Verzögerer
zur Verfügung
gestellte Zeit vorbei ist, wird die Prozesstemperatur auf die Reaktionstemperatur
des Bestandteils des pulverförmigen Kunststoffs
für die
aufgeschäumte
Schicht gebracht.
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Der Verzögerer kann nun in dem geschlossenen
Hohlraum dafür
sorgen, dass die aufschäumende
Reaktion verzögert
vor sich geht. Diese Verzögerung
führt zu
einem langsameren Druckaufbau in dem Hohlraum durch den sich ausdehnenden Schaum
und die freigesetzten, die Gasbläschen
bildenden Gase. Die lederartig geschlossene Oberfläche kann
sich in der Zeit weiter stabilisieren und wird nicht abrupt mit
dem Druck der aufschäumenden Schicht
beaufschlagt.
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Die gleichzeitige Fremdbewegungserregung des
aufschäumenden
Pulvers kann zu einer gleichmäßigeren
Verteilung desselben in dem Hohlraum führen, es können sich aber auch durch geeignete aufgeprägte stehende
Wellen gezielte Inhomogenitäten
in der Slush-Haut ausbilden. Die gleichmäßigere Verteilung des aufschäumenden
Pulvers führt zu
einer gleichmäßigeren
Druckverteilung auf die Wände des
Hohlraums und der lederartig geschlossenen Oberfläche.
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Das verlangsamte Aufschäumen führt weiterhin
zu einer gleichmäßigeren,
feinporigen aufgeschäumten
Schicht auf der Rückseite
der lederartig geschlossenen Oberfläche. Die gleichmäßige, feinporige
aufgeschäumte
Schicht führt
zu einem homogeneren Griffgefühl
an der Sichtseite der fertigen Slush-Haut. Die Reaktionstemperatur
für das
verlangsamte Aufschäumen
kann dabei sowohl auf oder über
der Schmelztemperatur des Kunststoffs liegen, als auch darunter.
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In einer anderen Ausgestaltung enthält der pulverförmige Kunststoff
ein oder mehrere den Schaum, d.h. Gasbläschen in dem Kunststoff bildendes/n)
Treibmittel bzw. Zusatz/Zusätze.
Das oder die Treibmittel wird/werden erst bei einer Temperatur oberhalb
des Schmelzpunktes des Kunststoffpulvers aktiviert. Zuerst wird
bei einer vorgegebenen Temperatur die Schicht der lederartig geschlossene
Oberfläche
gebildet. Diese Schicht wird auf eine Temperatur gebracht, welche
die Sichtseite der lederartig geschlossene Oberfläche an der
Kontaktfläche
der Hohlform in einem festen Zustand hält und die Rückseite,
d.h. die von der Kontaktseite mit der Hohlform abgewandte Seite,
in einem gelierten Zustand.
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Dann wird durch Temperatursteigerung,
z.B. von der Rückseite
her, der Ausgasungsprozess im gelierten Material gestartet. Auf
der Oberfläche
der Sichtseite entstehen so keine Gasbläschen. Trotzdem kann die Schaumstruktur
mit ein und demselben Pulver erzeugt werden. Die Gegenschale begrenzt die
Dicke der aufschäumenden
Schicht und führt
zu einer Konturgebung der Rückseite
der Slush-Haut direkt
bei der Herstellung. Das begrenzte Volumen des Hohlraums zusammen
mit der Dicke der gelierten Schicht und dem lokalen Abstand zwischen
der Hohlform und der Gegenschale sorgt für eine entsprechend gleichförmige Ausschäumung des
Hohlraums.
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Wesentlich dabei ist die Einhaltung
einer bestimmten Temperatur auf der Sichtseite, während sich
die maßgebliche
Temperatur auf der Schaumseite ändert.
Die Sichtseite der geschlossenen Oberfläche wird also auf einer bestimmten
Temperatur gehalten, während
die der Sichtseite abgewandte Seite der Slush-Haut unter veränderte Temperatur
gesetzt wird.
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Damit sich die fertige Slush-Haut
vereinfacht aus der Hohlform oder von der Gegenschale lösen lässt, münden in
den Hohlraum Druckluftkanäle
zum Ausformen der fertigen Slush-Haut.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Hohlform mit Gegenschale und einem aufgesetzten Pulversilo,
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2 eine
Hohlform mit aufgesetztem Pulverkasten,
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3 eine
fertig ausgeschäumte
Hohlform mit Gegenschale,
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4 Ausschnitt
IV aus 3 und
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5 Ausschnitt
V aus 3.
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Falls nicht ausdrücklich anders gesagt, gilt folgende
Beschreibung stets für
alle Figuren.
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1 zeigt
eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorrichtung besteht aus einer Hohlform 7 in die eine
korrespondierend geformte Gegenschale 15 eingeführt ist.
Die Hohlform 7 und die Gegenschale 15 ergänzen sich
in dieser Ausgestaltung zu einer Form 21 mit einem geschlossenen
Hohlraum 16. An einer Seite weist die Gegenschale 15 eine
Zufüllöffnung 17 auf. An
dieser Zufüllöffnung 17 ist
auf den geschlossenen Hohlraum 16 ein Pulversilo 6' gesetzt. In
dem Pulversilo 6' befindet
sich das Pulver 8',
welches unter Wärmebeaufschlagung
die lederartig geschlossene Oberfläche 2 (s. 3, 4 u. 5)
und/oder die aufgeschäumte
Schicht 4 (s. 3, 4 u. 5) der Slush-Haut 1 (s. 3, 4 u. 5)
bildet.
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In dieser Ausgestaltung ist der Abstand
zwischen der Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 und der Gegenfläche 19 der Gegenschale 15 überall gleich. In
anderen möglichen
(hier nicht gezeigten) Ausgestaltungen kann der Abstand zwischen
diesen beiden Flächen 20, 19 entsprechend
dem Anforderungsprofil an die fertige Slush-Haut 1 an unterschiedlichen Stellen
voneinander verschieden sein. Dadurch lässt sich die Rückseite 5 (s. 3, 4 u. 5)
der Slush-Haut 1 an die geometrischen Gegebenheiten der
zu beziehenden Gegenstände/Oberflächen z.B.
eines Armaturenbretts anpassen.
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In anderen möglichen Ausgestaltungen kann durch
den Einsatz der Gegenschale 15 eine Doppelschalenform mit
offenem Rand und/oder mit einer Einfüllöffnung 17 für das Pulver 8' entstehen.
In derartige Doppelschalformen kann das Pulver 8' ebenfalls wie unten
beschrieben eingefüllt
und bearbeitet werden. Ein offener Rand kann dann als Überlauf
für zuviel
aufschäumende
Kunststoffmasse dienen.
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Die Hohlform 7 weist an
der Außenseite
ein der Konturfläche
der Hohlform 7 folgendes Heizelement 9 auf. Das
Heizelement 9 ist über
eine Energieverbindung 13 mit einer (nicht gezeigten) Energiequelle
verbunden. In seiner Form folgt das Heizelement 9 außenseitig
der Konturfläche
der Hohlform 7. Mittels des Heizelements 9 wird
die Hohlform 7 auf Prozesstemperatur aufgeheizt und auf
dieser Temperatur gehalten.
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Weiterhin kann das Heizelement 9 zusätzlich benötigte Prozesswärme zur
Verfügung
stellen. Dies kann dadurch erfolgen, dass die durch das Aufschmelzen
des Kunststoffs aufgenommene Wärmemenge
ersetzt wird und/oder in dem an der Kontaktfläche 20 der Hohlform 7 die
Temperatur erhöht
wird. Weiterhin kann das Heizelement 9 die Kontaktfläche 20 und
damit die anliegende Sichtseite 3 der lederartig geschlossenen
Oberfläche 2 auf
einer vorbestimmten Temperatur halten.
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Auf der in Bezug zum Hohlraum 16 außen liegenden
Seite hat die Gegenschale 15 ein dem Konturverlauf folgende
Heizung 25, die über
eine Energieverbindung 26 mit einer (nicht gezeigten) Energie-/Wärmequelle
verbunden ist. Die Heizung 25 dient dazu, die Rückseite 5 der
Slush-Haut 1 an der Gegenfläche 19 mit Prozesswärme zu beaufschlagen.
Der Konturverlauf der Gegenfläche 19 bestimmt die
Kontur der Rückseite 5 der
Slush-Haut 1.
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In dieser Ausgestaltung ist an der
Gegenschale 15 außerhalb
des Hohlraums 16 mit Kontakt zur Gegenfläche 19 ein
Schallwellen erzeugendes System 18 zur Fremdbewegungserregung 23 des Pulvers 8' angeordnet.
Die Fremdbewegungserregung 23 des Pulvers 8' erfolgt hier
durch Schallwellen. Die Schallwellen werden von einem schallerzeugenden
System 18, in dieser Ausgestaltung von einem Lautsprecher
erzeugt. Der Lautsprecher ist im Bereich, bei waagerechter Ausrichtung
des Hohlraums 16 zur Drehachse 12, der tiefsten
Stelle 24 der Gegenfläche 19 angeordnet
und über
ein Kabel 22 mit einem Tongenerator (nicht gezeigt) verbunden. Der
Tongenerator dient zur Erzeugung von Schallwellen unterschiedlicher
Intensität
und Frequenz. Die Fremdbewegungserregung 23 versetzt das
Pulver 8' in
einen fließenden
Zustand.
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In anderen möglichen Ausgestaltungen kann die
Fremdbewegungserregung 23 des Pulvers 8' durch einfaches
Rütteln
oder durch mehr oder weniger rhythmisches Anstoßen/Anklopfen an die gebildete
Gesamtform 21 erfolgen. Anderseits kann/können in
anderen Ausgestaltungen auch eine oder mehrere andere Schwingungsquelle(n),
z.B. Vibrator(en), Schwingquarze) o.ä. zur Erzeugung gleichmäßiger, ungleichmäßiger oder
stochastisch verteilter Schwingungen des Pulvers 8' in dem Hohlraum 16 an
der Hohlform 7 und/oder der Gegenschale 15 angeordnet
werden.
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Aus dem Pulversilo 6' wird in dieser
Ausgestaltung zur Bildung der aufgeschäumten Schicht 4 bzw.
der Slush-Haut 1 in dem Hohlraum 16 eine vorbestimmte
Menge pulverförmigen
Kunststoffs 8' in den
Hohlraum 16 gegeben. Die benötigte Menge des Pulvers 8' lässt sich
gegebenenfalls sehr genau dosieren. Die Menge ist auf das auszufüllende Volumen und
die Schaumstruktur bzw. zusätzlich
auf die Konsistenz der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 abstimmbar.
Dadurch wird nur die Menge des Pulvers 8' in den Hohlraum 16 eingefüllt, welche
für die, gegebenenfalls
mit einer vorgegebenen Struktur, Ausfüllung des Hohlraums 16 benötigt wird.
Dies spart Rohstoffe und Energie. Es ergibt im Endergebnis eine
Slush-Haut 1 mit einer durch den Hohlraum 16 vorgegebenen
Verteilung der Dicke und Dichte der einzelnen Flächenbereiche der Slush-Haut 1.
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Die vorbestimmte Menge pulverförmigen Kunststoffs 8' zur Bildung
der aufgeschäumten Schicht 4 in
dem Hohlraum 16 wird in dieser bevorzugten Ausgestaltung
unter gleichzeitiger Fremdbewegungserregung 23 des Pulvers 8' durch das System 18,
hier den Lautsprecher, in den Hohlraum 16 gegeben.
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In anderen Ausgestaltungen wird das
Pulver während
einer Drehbewegung 10 eingefüllt. In wieder anderen Ausgestaltungen
wird das Pulver erst eingefüllt,
evt. unter der Drehbewegung 10 und anschließend mit
der Fremdbewegungserregung 23 beaufschlagt.
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Das Pulver 8' wird durch diese Fremdbewegungserregung 23 verdichtet,
während
es in den Hohlraum 16 fließt. Dadurch wird sichergestellt,
dass die benötigte
Menge des Pulvers 8' zur
Ausbildung der aufgeschäumten
Schicht 4 bzw. der Slush-Haut 1 problemlos in
den Hohlraum 16 eingefüllt
werden kann. Zusätzlich
lässt sich
durch die Fremdbewegungserregung 23 ein gewisses Fließverhalten
des aufzuschäumenden
Pulvers 8' vorgeben,
so dass sichergestellt werden kann, dass es je nach Ausrichtung
des Hohlraums 16 diesen homogen oder mit vorbestimmten
Inhomogenitäten
ausfüllt.
In dieser Ausgestaltung ist diese vorbestimmte Stelle die tiefste
Stelle 24 in der Hohlform 7 bzw. dem gebildeten Hohlraum 16.
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Im Bereich der Stelle 24 sammelt
sich das Pulver 8'.
Durch die Fließbewegung
und die weitere Fremdbewegungserregung 23 wird sichergestellt, das
sich das Pulver 8' an
dieser vorbestimmten Stelle 24 gleichförmig homogen verteilt. Das
Pulver 8' lässt sich
so ohne Einsatz weiterer mechanischer Hilfsmittel innerhalb des
Hohlraums 16 auf die sogenannte Klopfdichte/Rohdichte verdichten.
Das Pulver 8' weist
keinerlei oder wenigstens nur minimale zusätzliche Inhomogenitäten auf.
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Durch einen Schwingungsgenerator
lässt sich
die Frequenz der Rüttelbewegungen
als Fremdbewegungserregung 23 auf die Fließfähigkeit
und das Separationsverhalten des Pulvers 8' abstimmen. In bevorzugten Ausgestaltungen
werden reine oder Mischungen aus Kunststoffpulver(n) verwendet,
die unter der Fremderregungsbeaufschlagung 23 nicht oder
nur sehr wenig separieren. Dies wird bevorzugt mit Pulvern 8' erreicht, die
vorzugsweise möglichst gleiche
Dichte, Korngröße und Oberflächenstruktur aufweisen.
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Weiterhin lässt sich, abhängig von
der ausgewählten
Frequenz der Fremdbewegungserregung 23 und der Fließfähigkeit
des Pulvers 8',
dem Pulver 8' ebenso
eine vorbestimmte Verteilungsstruktur in dem Hohlraum 16 aufprägen. Dies
kann eine völlig homogene
Verteilung des Pulvers 8' in
dem gesamten Hohlraum 16 sein. Anderseits lässt sich
unter bestimmten Bedingungen, durch spezielle, abgestimmte stehende
Wellen, die dem Pulver 8' aufgeprägt werden,
eine vorbestimmbare inhomogene Strukturverteilung des Pulvers 8' vorgeben.
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Eine derartige inhomogene Struktur
der Pulververteilung führt
zu vorbestimmbaren Dichteschwankungen in der Slush-Haut bzw. in
der aufgeschäumten
Schicht 4. Dadurch lässt
sich zum Beispiel bei überall
gleicher Dicke der fertigen Slush-Haut 1 eine unterschiedliche
mechanische Festigkeit für
verschiedene Gebiete der fertigen Slush-Haut 1 einarbeiten,
ohne die Slush-Haut 1 einem weiteren Bearbeitungsschritt
zu unterziehen. Die Slush-Haut 1 weist dann in der Schicht
der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 gegebenenfalls Bereiche
unterschiedlicher Reißfestigkeit
auf und in der aufgeschäumten
Schicht 4 (nicht gezeigt) gegebenenfalls Bereiche mit größeren Poren
und Bereiche mit kleineren Poren.
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Die Fremdbewegungserregung des Pulvers 8' bzw. der aufschäumenden
Schicht kann während und
nach der Bildung der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 erfolgen
und danach verändert
oder gleichartig fortgesetzt werden. Auf diese Weise lässt sich
die Bildung der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 wie auch die
Bildung der aufgeschäumten Schicht 4 durch
die Fremdbewegungserregung 23 beeinflussen.
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Das Pulver 8' kann aus einer Mischung von zerkleinertem,
pulverisiertem Kunststoff und einem geeigneten Treibmittel bestehen.
Diese Bestandteile sind so ausgewählt, dass bei entsprechender
Wärmebeaufschlagung
einerseits der Kunststoff aufschmilzt. Andererseits werden von dem
Treibmittel genügend
gasförmige
Bestandteile freisetzt, damit sich in dem aufgeschmolzenen Kunststoff
bezüglich des
Wärmeflusses
stromab der Kontaktfläche
mit der Hohlform 7 eine aufgeschäumte Struktur 4 ausbildet.
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Andererseits kann das Pulver 8' auch aus einem
Kunststoff oder einer Mischung von Kunststoffen bestehen. Dabei
werden Kunststoffe eingesetzt, welche unter der Wärmebeaufschlagung
an den Flächen 19, 20 mit
der Hohlform 7 einerseits aufschmelzen und andererseits
eine Vernetzungsreaktion aufweisen. Dabei können auch Kunststoffe kombiniert werden,
von denen jeder nur eine der genannten Eigenschaften hat: des Rufschmelzens,
des Vernetzens und des Abspaltens von Molekülen/Stoffgruppen, vorzugsweise
als Gas.
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Nach dem Einfüllen des Pulvers 8' in den Hohlraum 16 wird
dieser mit Wärme
beaufschlagt. Der Verlauf des Temperaturgradienten von der Kontaktfläche 20 mit
der Hohlform 7 bis zur Gegenseite 19 der Gegenschale 15 steuert
die Ausbildung der lederartigen geschlossenen Oberfläche 2 und
der aufgeschäumten
Schicht 4 der späteren
Slush-Haut 1. Der Verlauf des Temperaturgradienten wird
gesteuert.
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Die Steuerung erfolgt einerseits
durch das Heizelement 9 und die Heizung 25, andererseits kann
die Rückseite
und/oder Sichtseite der sich ausbildenden Slush-Haut 1 mit
Wärme oder
Kälte beaufschlagt
werden, um den Verlauf des Temperaturgradienten lokal oder global über die
gesamten Flächen des
Hohlraums 16 zu beeinflussen. Dieser hier beschriebene
Mechanismus zur Stabilisierung der Bläschenstruktur in der aufgeschäumten Struktur 4 gilt
im Prinzip für
alle hier genannten Mischungen des pulverförmigen Kunststoffs 8'.
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In der hier gezeigten Ausgestaltung
wird die Hohlform 7 mit der korrespondierend ausgebildeten Gegenschale 15 gleichzeitig
mit der Prozesstemperatur zur Bildung der aufgeschäumten Schicht 4 mit der
andauernden Fremdbewegungserregung 23 des Pulvers 8', bzw. des aufschäumenden
Kunststoffs beaufschlagt. Zusätzlich
führt die Hohlform 7 mit
der korrespondierend ausgebildeten Gegenschale 15 gleichzeitig
eine Drehbewegung 10 des geschlossenen Hohlraums 16 um
die Drehachse 12 aus.
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Dabei kann das Fließverhalten
des Pulvers 8' durch
eine Veränderung
der angelegten Schwingungen während
des Aufschmelzen und Aufschäumens
manipuliert werden. Die Schwingungen lassen sich dabei so anpassen,
dass eine optimale Fließfähigkeit
gegeben ist und/oder sich eine gewünschte Verteilung des aufschmelzenden/aufschäumenden Kunststoffs
einstellt.
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Die lederartige, geschlossene Oberfläche 2 wird
von dem eingefüllten
pulverförmigen
Kunststoff 8' durch
die Wärmebeaufschlagung
direkt an der Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 durch entsprechende Rufschmelz-Vernetzungsreaktionen
gebildet. Dabei spielen auch die Mechanismen, die durch abgespaltene
gasförmige
Reaktionsprodukte und die zähflüssige Zustandsform
des sich durch die Prozesswärme
vernetzten Kunststoffs zu der rückwärtig angeordneten
geschäumten
Struktur 4 führen,
eine maßgebliche
Rolle. Dabei kann zusätzlich
zur Unterstützung
des Aufschäumprozesses
dem pulverförmigen
Kunststoff 8' ein
Treibmittel zugesetzt sein.
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Eine derartige Struktur lässt sich
außerdem durch
eine entsprechende Steuerung des Temperaturgradienten zwischen der
Sichtseite 3 und der Rückseite 5 vorgeben,
in dem die Wärmebeaufschlagung
lokal variiert, bzw. unterschiedlich vorgenommen wird, so dass das
Pulver 8' unterschiedlich schnell
und/oder stark aufschäumt.
Die Strukturbildung lässt
sich dabei durch entsprechend aufgeprägte stehende Wellen der Fremdbewegungserregung 23 unterstützen.
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Weiterhin kann eine Pulvermischung 8' verwendet werden,
die eine (selbst)vernetzende und/oder eine aufschmelzende Komponente
beinhaltet. Bei entsprechender Temperaturbeaufschlagung dieser Pulvermischung 8' und einem entsprechend gesteuerten
Temperaturgradienten von der geschlossenen Oberfläche 2 auf
der Sichtseite 3 bis zur bis dahin aufgeschäumten Schicht 4 der
Rückseite 5, kann
die Slush-Haut 1 rückseitig
an die aufgeschäumte
Schicht 4 anschließend
mit einer Versteifung ausgestattet werden. Dabei wird das mit der (selbst)vernetzenden
und/oder aufschmelzenden Komponente versehene Pulver 8' mit einer noch
höheren
Temperatur, als der zur Aktivierung des Treibmittels benötigten,
beaufschlagt.
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Die (selbst)vernetzende und/oder
aufschmelzende Komponente des Pulvers 8' reagierten) durch einfaches Aufschmelzen
und/oder indem eine Vernetzungsreaktion startet. Die Vernetzungsreaktion
und/oder das Aufschmelzen erfolgt(en) dabei vorzugsweise ausschließlich im
Bereich der Rückseite 5 der
aufgeschäumten
Schicht 4.
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Da die Komponente(n) Bestandteil
der aufgeschäumten
Schicht 4 ist/sind, fließt die beim Aufschmelzen entstehende
Schmelze entsprechend dem angelegten Temperaturgradienten bis in
eine vorbestimmbare Tiefe in die aufgeschäumte Schicht 4 in
die im rückseitig,
oberen Bereich angeordneten Gasbläschen und füllt diese aus. Beim Abkühlen bildet
sich abschließend
ein die Form der Slush-Haut 1 stabilisierender, aufgeschäumter harter
Rücken.
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Bei der Vernetzung kann das aufgeschäumte Material
einmal nur mit sich selber reagieren. Da es Bestandteil der aufgeschäumten Schicht
ist, vernetzt es sich mit seinen Bestandteilen entsprechend dem angelegten
Temperaturgradienten bis in eine vorbestimmbare Tiefe in der aufgeschäumten Schicht 4.
In einer weiteren Variante verursacht diese Komponente eine Vernetzungsreaktion
des/der den aufgeschäumten
Rücken
bildenden Bestandteils bzw. Bestandteile bis in eine durch den angelegten
Temperaturgradienten bestimmte Tiefe in der aufgeschäumten Schicht 4.
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Als weitere Möglichkeit vernetzt sich der
Bestandteil mit dem/den Bestandteilen der aufgeschäumten Schicht 4 entsprechend
dem angelegten Temperaturgradienten bis in eine vorbestimmbare Tiefe.
Nach der Vernetzung hat sich abschließend ein die Form der Slush-Haut 1 stabilisierender,
vernetzter harter Rücken
(nicht gezeigt) gebildet. Ein solches Bauteil (nicht gezeigt) bietet
einerseits durch die Slush-Haut 1 und die darunter liegende
aufgeschäumte
Schicht 4 eine angenehme Griffigkeit, Haptik, bei hoher
Oberflächengüte und zugleich
durch den gegebenenfalls schaumartigen Träger ein geringes Gewicht bei
einstellbarer Formstabilität.
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Durch die Heizung 25 in
der Gegenform 15 kann der Temperaturgradient zwischen der
lederartig geschlossenen Oberfläche 2 und
dem aufzuschäumenden
Pulver 8'/der
aufgeschäumten
Schicht 4 so gesteuert werden, dass die Sichtseite 3 der
lederartig geschlossenen Oberfläche 2 auf
einer konstanten Temperatur gehalten wird, während die Rückseite 5 der Slush-Haut 1 mit
dem aufzuschäumenden
Pulver 8'/der
aufgeschäumten
Schicht 4 mit Wärme
beaufschlagt wird, die dabei oberhalb der Schmelztemperatur der
lederartig geschlossenen Oberfläche 2 liegen
kann.
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Dabei kann die lederartig geschlossene Oberfläche 2 an
der Konturfläche 20 der
Hohlform 7 nach ihrer Ausbildung auf einer Temperatur gehalten werden,
die ein (erneutes) Aufschmelzen verhindert. Die Rückseite
der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 kann dabei in
einem gelierten Zustand gehalten werden. Die Rückseite 5 der späteren Slush-Haut 1 kann
dagegen so mit Wärme
beaufschlagt werden, dass sich die geschäumte Schicht 4 ausbildet.
So wird durch die Steuerung des anliegenden Temperaturgradienten
die Ausbildung der geschäumten Schicht 4 im
Anschluss an die Bildung der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 gesteuert.
Durch die Negativform kann die Dicke der sich ausbildenden geschäumten Schicht 4 vorgeben
werden. Das ermöglicht
ein passgenaues Anfertigen einer solchen Slush-Haut 1.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird unter Verwendung eines einzigen Pulvers 8' mit nur einem
einzigen Pulversilo 6 in einem einzigen Arbeitsgang an
den Flächen
eines Hohlraums 16 eine Slush-Haut 1 mit einer
lederartig geschlossenen Oberfläche 2 als
Sichtseite 3 und einer ausgeschäumten Schicht 4 als
Rückseite 5 hergestellt. Weiterhin
besteht die erfindungsgemäß hergestellte Slush-Haut 1 aus
nur noch einer Materialschicht ohne Trennlinie.
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Die gesamte Slush-Haut 1 lässt sich
somit in einer einzigen Form 7 fertigen. Zusätzlich kann
die Form 7 mit Druckluftvorrichtungen (nicht gezeigt) nach
dem Stand der Technik ausgestattet sein, um die fertige Slush-Haut 1 vereinfacht
aus der Form 7 auszuformen.
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2 zeigt
eine Vorrichtung aus Hohlform 7 und einem Pulverkasten 6 zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem zwei Pulver 8, 8' (s. 1)
zur Herstellung der Slush-Haut 1 (s. 3, 4 u. 5) verwendet werden. Das
erste Pulver 8 dient zur Herstellung der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 der
Slush-Haut 1 in der Hohlform 7 und befindet sich
in dem Pulverkasten 6. Auf dem Rand des Pulverkastens 6 ist
eine Hohlform 7 aufgesetzt. Die Hohlform 7 ist
mit Verbindungselementen 14 mit dem Pulverkasten 6 verbunden.
Der Rand des Pulverkastens 6 ist dabei dem Rand der Hohlform 7 angepasst.
In der Hohlform 7 wird der pulverisierte Kunststoff 8 während der
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit Wärme
beaufschlagt.
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An der Kontaktfläche 20 hält sich
eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte lederartig geschlossene Oberfläche 2 adhäsiv und/oder
aufgrund des Luftdrucks fest.
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In dem Pulverkasten befindet sich
das Pulver 8, bestehend aus einer Pulvermischung zur Herstellung
der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 der Slush-Haut 1.
Der pulverisierte Kunststoff 8 kann aus einem Kunststoff
oder einer Mischung von Kunststoffen bestehen. Dabei werden Kunststoffe
eingesetzt, welche unter der Wärmebeaufschlagung
an der Ober-/Kontaktfläche
mit der Hohlform 7 einerseits aufschmelzen und/oder andererseits
eine Vernetzungsreaktion aufweisen. Dabei können auch Kunststoffe kombiniert
werden, von denen jeder nur eine der genannten Eigenschaften hat:
des Rufschmelzens oder des Vernetzens.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Vorrichtung um eine Drehachse 12 gedreht. Die
Drehachse 12 liegt in dieser Ausgestaltung in der Verbindungsebene 11 von
Pulverkasten 6 und Hohlform 7. Die Vorrichtung
wird in Drehrichtung 10 um 180° oder mehr gedreht, damit der pulverisierte
Kunststoff 8 aus dem Pulverkasten 6 in die Hohlform 7 gelangt.
Die Vorrichtung wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung in Drehrichtung 10 um insgesamt
360° gedreht.
In anderen Ausgestaltungen besteht die Möglichkeit, Vor- und Zurückbewegungen
in Form von 180° oder
auch mehr Drehbewegungen durchzuführen. Dabei wird das Pulver 8 so
in Hohlform 7 eingefüllt,
dass alle Seitenflächen,
die zur Ausbildung der lederartigen geschlossenen Oberfläche 2 benötigt werden,
gleichmäßig mit
dem Pulver 8 bedeckt werden.
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Dadurch wird sichergestellt, dass
je nach Füllstand
des Pulverkastens 6 und dem Aufnahmevolumen der Hohlform 7 der
in Drehrichtung 10 als zweites beflossene Rand der Hohlform 7 ausreichend
mit Pulver 8 versorgt wird. In einer Ausgestaltung fließt bei der
Drehbewegung der pulverförmige Kunststoff 8 schwerkraftbeaufschlagt
aus dem Pulverkasten 6 in die aufgesetzte Hohlform 7.
Die Hohlform 7 ist durch das Heizelement 9 auf
Prozesstemperatur geheizt. Je nach Drehgeschwindigkeit fließt der pulverförmige Kunststoff 8 während der
Drehbewegung 10 mehr oder weniger schnell in die Hohlform 7.
Dabei gleitet eine Front des hereinfließenden Pulvers 8 über die
auf Prozesstemperatur aufgeheizte Kontaktfläche 20 in der Hohlform 7.
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Der die Kontaktfläche 20 berührende Kunststoffanteil
des Pulvers 8 schmilzt. Dabei ist das Pulver so ausgesucht/gemischt,
dass sich direkt eine an der aufgeheizten Kontaktfläche 20 anliegende
geschlossene Schicht aufgeschmolzenen Kunststoffs bildet. Der aufgeschmolzene
Kunststoff kann dabei zusätzlich
eine selbstvernetzende Reaktion aufweisen. Dabei wird bevorzugt,
wenn der fertig vernetzte Kunststoff eine höhere Schmelztemperatur aufweist, als
der nicht vernetzte.
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Durch die Beaufschlagung mit der
Prozesswärme
durch das Heizelement 9 schmilzt der Kunststoff dünnflüssig auf.
In diesem dünnflüssigen Zustand
passt sich der Kunststoff den Konturen und Oberflächenstrukturen
der Hohlform 7 an. Der Kunststoff wird dabei so dünnflüssig, dass
keinerlei Strukturen des Pulvers 8 bzw. seiner Inhaltsstoffe,
sofern deren Schmelztemperatur niedriger als die des verwendeten
Kunststoffs sind, erhalten bleiben. Beim Abkühlen des Kunststoffs bildet
sich so die lederartige, geschlossene Oberfläche 2 in der Hohlform 7 aus.
Diese Schicht 2 hält
sich adhäsiv
in der Hohlform 7 fest. Daher bedeckt die lederartig geschlossene
Oberfläche 2 die
gesamte Kontaktfläche 20 der Hohlform 7,
die vom Pulver 8 überflossen
wurde.
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Über
die Dauer der Wärmebeaufschlagung sowie
der Verweildauer des Pulvers 8 in der Hohlform 7 bestimmt
sich die Dicke der ausgebildeten lederartig geschlossenen Oberfläche 2.
Dabei wird bevorzugt die Wärmebeaufschlagung
und Verweildauer des Pulvers 8 an der Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 so bemessen, dass sich die lederartige Oberfläche 2 geschlossen
und homogen ausbildet.
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Die Variation der Temperatur der
Kontaktfläche 20 führt zu einem
variierenden Wärmefluss
durch die Kunststoffe hindurch. Damit lassen sich unterschiedliche
Prozesse innerhalb der Kunststoffe steuern. Diese Prozesse sind
u.a. das Aufschmelzen, Aufschäumen,
Gelieren und Vernetzen.
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Nach der Ausbildung der lederartig
geschlossenen Oberfläche 2 und
dem Rückfüllen des nicht
benötigten
Pulvers 8 in den Pulverkasten 6, wird der Pulverkasten 6 entfernt
und es wird eine mit der Hohlform 7 und der endgültigen Ausgestaltung
der Rückseite 5 der
Slush-Haut 1 korrespondierende Gegenschale 15 eingesetzt.
Diese Gegenschale 15 bildet zusammen mit der Hohlform 7 eine
Form 21 mit einem geschlossenen Hohlraum 16. Die
Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 kann dabei abgekühlt worden sein oder auf der
ursprünglichen
Prozesstemperatur gehalten werden oder sogar etwas stärker erwärmt worden
sein, abhängig
vom Schmelzpunkt der lederartig geschlossenen Oberfläche 2.
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In einer anderen Ausgestaltung weist
die Gegenschale 15 auf der Gegenfläche 19 ebenfalls eine lederartige
geschlossene Oberfläche
auf. Dabei können
die beiden Materialien der lederartigen geschlossenen Oberflächen auf
der Hohlform 7 und der Gegenschale 15 aus dem
gleichen Material sein. Entsprechend dem Anforderungsprofil können die
beiden lederartigen, geschlossenen Oberflächen auch aus unterschiedlichen
Kunststoffen bestehen. Das aufschäumende Pulver 8' bildet dann
eine Schaumschicht zwischen diesen beiden Schichten aus.
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Für
die weitere Bildung der Slush-Haut 1 gilt nun das zu 1 gesagte, mit der Ausnahme,
dass das Pulver 8' zur
Ausbildung der aufgeschäumten Schicht 4 dient
und die fertige Slush-Haut 1 eine mehr oder weniger ausgeprägte Trennlinie 27 zwischen
der lederartig ausgeprägten
Oberfläche 2 und der
aufgeschäumten
Schicht 4 aufweist.
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Die Temperatursteuerung der Flächen 19, 20 ermöglicht es,
dass die Rückseite
der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 in einem gelierten
Zustand ist, während
die an der Kontaktfläche 20 anliegende Sichtseite 3 fest
ist, wenn die schaumartige Schicht 4 gebildet wird. Dies
führt zu
einer besseren Verbindung zwischen der lederartig geschlossenen
Oberfläche 2 und
der aufgeschäumten
Schicht 4, die eine Nachbearbeitung überflüssig macht. Die Trennschicht 27 zwischen
der Oberfläche 2 und
Schicht 4 wird weniger scharf.
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3 zeigt
den Hohlraum 16 mit der fertigen Slush-Haut 1.
In dieser Darstellung wurde zur Vereinfachung auf die Darstellung
des Pulversilos 6' verzichtet.
Die Slush-Haut 1 weist eine lederartige, geschlossene Oberfläche 2 (s.
a. 4 u. 5)
auf, die auf der Sichtseite 3 (s. 4 u. 5)
an der Innen-/Kontaktfläche
20 der Hohlform 7 anliegt. Weiterhin weist die Slush-Haut 1 eine
aufgeschäumte
Schicht 4 auf der von der Sichtseite 3 abgewandten
Seite 5 (s. 4 u. 5) auf. Die aufgeschäumte Schicht 4 füllt den
Hohlraum 16 zwischen der lederartigen, geschlossenen Oberfläche 2 und
der Gegenschale 15 vollständig aus. Die aufgeschäumte Schicht 4 ist
hier fest mit der lederartigen, geschlossenen Oberfläche 2 verbunden.
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In dieser bevorzugten Ausgestaltung
verbindet sich die aufgeschäumte
Schicht 4 während
des Aufschäumens
fest mit der lederartigen, geschlossenen Oberfläche 2 zur fertigen
Slush-Haut 1. In anderen Ausgestaltungen werden die lederartig
geschlossene Oberfläche 2 und
die aufgeschäumte
Schicht 4 nochmals einer Wärmebeaufschlagung unterzogen, um
die beiden Schichten miteinander zu verschmelzen/verbacken.
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4 zeigt
den vergrößerten Ausschnitt
IV aus 3. Dabei zeigt
sich der Aufbau der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Slush-Haut 1,
wie in 1 beschrieben.
An der Gegenfläche 19 der
Gegenschale 15 liegt in dieser Ausgestaltung die aufgeschäumte Schicht 4 mit
der Rückseite 5 der
Slush-Haut 1 an. Die aufgeschäumte Schicht 4 geht
in die lederartige, geschlossene Oberfläche 2 an der Sichtseite 3 der
Slush-Haut 1 über, wobei
die Sichtseite 3 der lederartig geschlossenen Oberfläche 2 an
der Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 anliegt. In dieser Ausgestaltung sind die lederartig geschlossene
Oberfläche 2 und
die aufgeschäumte Schicht 4 ohne
eine Trennschicht miteinander verbunden. Die lederartig geschlossene
Oberfläche 2 geht
in die aufgeschäumte
Schicht 4 über.
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5 zeigt
den vergrößerten Ausschnitt
V aus 3. Dabei zeigt
sich der Aufbau der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Slush-Haut 1,
wie in 2 beschrieben.
An der Gegenfläche 19 der
Gegenschale 15 liegt in dieser Ausgestaltung die aufgeschäumte Schicht 4 der
Rückseite 5 der
Slush-Haut 1 an. An die aufgeschäumte Schicht 4 schließt sich
die lederartige, geschlossene Oberfläche 2 als Sichtseite 3 der
Slush-Haut 1 an, wobei die Sichtseite 3 der Oberfläche 2 an
der Kontaktfläche 20 der
Hohlform 7 anliegt. In dieser Ausgestaltung sind die lederartig
geschlossene Oberfläche 2 und
die aufgeschäumte
Schicht 4 an einer Trennschicht 27 miteinander
verbunden.
-
- 1
- Slush-Haut
- 2
- Oberfläche
- 3
- Sichtseite
- 4
- aufgeschäumte Schicht
- 5
- Rückseite
- 6
- Pulverkasten
- 6'
- Pulversilo
- 7
- Hohlform/Form
- 8
- Pulver
- 8'
- Pulver
- 9
- Heizelement
- 10
- Drehbewegung
- 11
- Verbindungsebene
- 12
- Drehachse
- 13
- Energieverbindung
- 14
- Verbindungselement
- 15
- Gegenschale
- 16
- geschlossener
Raum/Hohlraum
- 17
- Einfüllöffnung
- 18
- System
- 19
- Gegenfläche
- 20
- Kontaktfläche
- 21
- Form
- 22
- Leitung
- 23
- Fremdbewegungserregung
- 24
- tiefste
Stelle
- 25
- Heizung
- I.
- Energieverbindung
von 25
- II.
- Trennschicht