DE202019103482U1 - Sealing shell and its use, device for producing molded foam parts, foam mold and foam molding tool, and molded foam tool - Google Patents
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Abstract
Abdichtschale (101) zum Teilbegrenzen und zum Abdichten einer Kavität (111), mit einer Schaumformseite und einer Werkzeugträgerseite, wobei die Abdicht- schale (101) aus einem Material gefertigt ist, welches bei einem Schließen der Kavität (111) komprimiert.Sealing shell (101) for partially delimiting and for sealing a cavity (111), with a foam mold side and a tool carrier side, the sealing shell (101) being made of a material which compresses when the cavity (111) is closed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abdichtschale zum Teilbegrenzen und zum Abdichten einer Kavität mit einer Schaumformseite und einer Werkzeugträgerseite und eine Verwendung der Abdichtschale. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schäumform und ein zugehöriges Schäumformwerkzeug.The invention relates to a sealing shell for partially delimiting and for sealing a cavity with a foam mold side and a tool carrier side, and a use of the sealing shell. The invention further relates to a foam mold and an associated foam mold.
Beim Herstellen von Schäumteilen werden unter anderem Lacke eingesetzt, um eine geschlossene Oberfläche der Schäumteile zu erreichen. Diese Lacke werden auch als Coatings bezeichnet. Hierbei wird in das offene Schaumformunterteil ein Lack meist aus Polyurethan (PU) eingebracht. Anschließend wird eingeschäumt und das Schäumwerkzeug geschlossen. Das Schaumsystem verbindet sich homogen mit dem Lack und das Teil wird dann nach der Aushärtezeit entformt. Der Lack verbindet sich bei einer herkömmlichen Herstellung der Teile mit dem Schaumformwerkzeug und das Schäumwerkzeug muss aus diesem Grund vor dem Schäumprozess mit einem Trennmittel versehen werden.When manufacturing foamed parts, varnishes are used to achieve a closed surface for the foamed parts. These coatings are also known as coatings. Here, a varnish made mostly of polyurethane (PU) is introduced into the open lower part of the foam mold. Then foaming is carried out and the foaming tool is closed. The foam system combines homogeneously with the paint and the part is then removed from the mold after the curing time. In a conventional production of the parts, the paint combines with the foam molding tool and the foaming tool must therefore be provided with a release agent before the foaming process.
Das kann je nach Ausführung des Schäumteils nur im Schäumwerkzeugunterteil geschehen oder auch beidseitig, also im Schäumformunterteil und Schäumformoberteil. Das Trennmittel verursacht an der Oberfläche der fertigen Schäumteile Qualitätseinbußen beispielsweise in Form von Schlieren, Glanzunterschiede, Trennmitteleinschlüsse oder Ähnlichem.Depending on the design of the foaming part, this can only be done in the lower part of the foaming tool or also on both sides, ie in the lower part of the foam mold and the upper part of the foam mold. The release agent causes quality losses on the surface of the finished foam parts, for example in the form of streaks, gloss differences, release agent inclusions or the like.
Nach einer relativ geringen Stückzahl muss das Trennmittel, welches sich bei jedem Zyklus in dem Schaumwerkzeug aufgebaut hat, durch ein Reinigen entfernt werden. Dies verursacht hohen Ausschuss und erhebliche Kosten.After a relatively small number of pieces, the release agent, which has built up in the foam tool during each cycle, must be removed by cleaning. This causes high waste and considerable costs.
Ähnliches gilt bei Fahrzeugkomponenten wie beispielsweise Armauflagen, welche meist aus einem Kunststoffinlay oder -träger hergestellt sind und welche in einem definierten Bereich mit einem Schaum verbunden werden. Dabei werden meist in einer Frontschäumform Schaumkomponenten durch eine Kavität im Unterteil erzeugt, wobei die Frontschäumform größtenteils aus Aluminium besteht.The same applies to vehicle components such as armrests, which are usually made of a plastic inlay or carrier and which are connected to foam in a defined area. In most cases, foam components are produced in a front foam mold through a cavity in the lower part, the front foam mold largely consisting of aluminum.
Weiterhin kann der Kunststoffträger dadurch hergestellt werden, dass das Kunststoffinlay oder der Kunststoffträger im Oberteil des Schäumwerkzeuges fixiert ist und Oberteil und Unterteil geschlossen werden, wobei das Schaumsystem vorab in das Unterteil eingebracht wurde. Das Schäumsystem füllt den durch das Schließen des Unter- und Oberteils entstehenden Hohlraum zwischen dem Schäumwerkzeugunterteil und der Trägeroberfläche des Kunststoffinlays oder des Kunststoffträgers aus. Dabei verbindet sich das Schaumsystem homogen mit dem Kunststoffinlay oder dem Kunststoffträger.Furthermore, the plastic carrier can be produced in that the plastic inlay or the plastic carrier is fixed in the upper part of the foaming tool and the upper part and lower part are closed, the foam system having been introduced into the lower part beforehand. The foaming system fills the cavity created by the closing of the lower and upper part between the lower part of the foaming tool and the carrier surface of the plastic inlay or the plastic carrier. The foam system connects homogeneously with the plastic inlay or the plastic carrier.
Das so entstandene Bauteil wird später meist kaschiert. Beim Kaschieren wird beispielsweise eine Folie oder auch ein Leder über den Schaumbereich des Bauteils gespannt und mit dem Bauteil verbunden, zum Beispiel durch Vernähen.The resulting component is usually laminated later. When laminating, for example, a film or leather is stretched over the foam area of the component and connected to the component, for example by sewing.
Die Qualität der zuvor beschriebenen Bauteile hängt entscheidend von einem nicht sichtbaren Übergang zwischen dem Kunststoffträger und dem flexiblen Schaum nach dem Kaschieren ab.The quality of the components described above crucially depends on an invisible transition between the plastic carrier and the flexible foam after lamination.
Weiterhin haben Schaumsysteme die Eigenschaft, durch ihr Expansionsverhalten selbst kleinste Spalte zwischen Träger und Schaumform auch bei einer Größe kleiner als 0,05 mm zu durchdringen. Dieses Verhalten wird als „Überschäumung“ bezeichnet. Diese Überschäumung muss nach dem Herstellen manuell oder mit Hilfe von Roboter-unterstützten Schleifwerkzeugen oder Bürsten entfernt werden.Furthermore, foam systems have the property of penetrating even the smallest gaps between the carrier and the foam shape, even with a size smaller than 0.05 mm, due to their expansion behavior. This behavior is known as "overexposure". This foam must be removed manually after manufacture or with the aid of robot-assisted grinding tools or brushes.
Um dieses Überschäumen zu vermindern, wird das Kunststoffinlay oder der Kunststoffträger möglichst definiert mit dem Schäumwerkzeugunterteil in Kontakt gebracht. Dieses Inkontaktbringen wird als tuschieren bezeichnet. Jedoch durch Fertigungstolleranzen beim Kunststoffinlay oder beim Kunststoffträger führt dieser Kontakt nicht zu einer abgedichteten Kavität, sodass häufig weiterhin ein Überschäumen erfolgt.In order to reduce this foaming, the plastic inlay or the plastic carrier is brought into contact with the lower part of the foaming tool as defined as possible. This contacting is called inking. However, due to manufacturing tolerances in the plastic inlay or the plastic carrier, this contact does not lead to a sealed cavity, so that foaming continues frequently.
Ein Aufpressen des Kunststoffinlays oder des Kunststoffträgers kann nicht erfolgen, da dadurch die empfindlichen Schäumwerkzeugunterteile zerkratzt oder beschädigt werden, wodurch diese unbrauchbar werden.The plastic inlay or the plastic carrier cannot be pressed on, since this scratches or damages the sensitive lower parts of the foaming tool, rendering them unusable.
Wie bereits dargestellt wurde, werden Bauteile aus Kunststoffträger und damit befestigtem Schaum kaschiert. Je nach Kosten und haptischen und optischen Eigenschaften kann dies mittels einer Folie, einer gespannten Kunststoffhaut oder Leder erfolgen. Jedes dieser Kaschiermaterialien kann eine unterschiedliche Dicke aufweisen, welche dazu führt, dass für unterschiedliche Kaschiermaterialien unterschiedliche Schäumformen verwendet werden müssen.As has already been shown, components made of plastic carriers and the foam attached to them are laminated. Depending on costs and haptic and optical properties, this can be done using a film, a stretched plastic skin or leather. Each of these lamination materials can have a different thickness, which means that different foam shapes have to be used for different lamination materials.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve the prior art.
Gelöst wird diese Aufgabe nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Abdichtschale zum Teilbegrenzen und zum Abdichten einer Kavität, mit einer Schaumformseite und einer Werkzeugträgerseite, wobei die Abdichtschale aus einem Material gefertigt ist, welches bei einem Schließen der Kavität komprimiert.According to a first aspect of the invention, this object is achieved by a sealing shell for partially delimiting and sealing a cavity, with a foam mold side and a tool carrier side, the sealing shell being made from a material which compresses when the cavity is closed.
Somit kann eine Schäumform bereitgestellt werden, bei der sich ein Kunststoffträger oder ein Kunststoffinlay etwas in die Abdichtschale eindrückt, ohne diese mechanisch oder abrasiv zu verletzen.A foam mold can thus be provided, in which a plastic carrier or a Push the plastic inlay a little into the sealing shell without damaging it mechanically or abrasively.
Es kann mithin eine umlaufende, geschlossene Kontur geschaffen werden, durch die ein Überschäumen nicht mehr erfolgt. Somit kann eine abgedichtete Kavität bereitgestellt werden.A circumferential, closed contour can thus be created, which means that foaming no longer occurs. A sealed cavity can thus be provided.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:The following terms are explained:
Eine „Abdichtschale“ bildet eine flächige, dreidimensionale Begrenzung für einen in die Kavität eingebrachten Schaum. Die Abdichtschale wird regelmäßig in einem Schäumwerkzeug befestigt. Das Verwenden der Abdichtschale ist dahingehend vorteilhaft, dass die Abdichtschale einfach herstellbar ist und bei Beschädigungen schnell und kostengünstig ausgetauscht werden kann.A “sealing shell” forms a flat, three-dimensional boundary for foam that is introduced into the cavity. The sealing shell is regularly attached in a foaming tool. The use of the sealing shell is advantageous in that the sealing shell is simple to manufacture and can be replaced quickly and inexpensively in the event of damage.
Die Abdichtschale kann schaumabweisende Eigenschaften ausbilden, sodass ein Verwenden von Trennmitteln bei einer bevorzugten Ausführungsform entfällt.The sealing shell can develop foam-repellent properties, so that the use of release agents is not required in a preferred embodiment.
Das grundsätzliche Herstellen, Verwenden der Abdichtschale in einem Schaumwerkzeug und die trennmittelabweisenden Herstellungsmerkmale können der
Das „Teilbegrenzen“ bezieht sich auf das Ausbreiten eines in die Kavität eingebrachten Schaumes, sodass die Form der Abdichtschale durch den eingebrachten expandierenden Schaum nachgebildet wird.The "partial limitation" refers to the spreading of a foam inserted into the cavity, so that the shape of the sealing shell is simulated by the inserted expanding foam.
Unter „Abdichten einer Kavität“ ist insbesondere zu verstehen, dass ein Überschäumen des Schaums an der Kontaktkontur unterbleibt oder stark vermindert ist.“Sealing a cavity” is to be understood in particular to mean that the foam at the contact contour is not foamed or is greatly reduced.
Eine „Kavität“ ist ein Hohlraum, welcher durch einen eingebrachten Schaum ausgefüllt wird und dem Schaum die Form der Kavität selbst aufprägt.A "cavity" is a cavity which is filled in by an inserted foam and which imprints the shape of the cavity itself.
Die „Schaumformseite“ der Abdichtschale ist der Bereich der Abdichtschale, welcher mit dem expandierenden Schaum in Kontakt treten kann.The "molded foam side" of the sealing shell is the area of the sealing shell that can come into contact with the expanding foam.
Die „Werkzeugträgerseite“ der Abdichtschale ist der Teil der Abdichtschale, welcher mit dem Schaumwerkzeug fixierend in Kontakt steht.The "tool carrier side" of the sealing shell is the part of the sealing shell that is in fixed contact with the foam tool.
Das „komprimierbare Material“ ist so ausgelegt, dass beispielsweise beim Aufpressen eines Kunststoffträgers die Fertigungstoleranz des Kunststoffträgers durch das Komprimieren des Materials kompensiert wird.The “compressible material” is designed in such a way that, for example, when a plastic carrier is pressed on, the manufacturing tolerance of the plastic carrier is compensated for by compressing the material.
Die Auswahl des Materials und des notwendigen Druckes zum Herstellen der abgedichteten Kavität wird insbesondere dadurch bestimmt, dass unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Dicken mit den maximal zulässigen Toleranzabweichungen des Kunststoffträgers unter Druck beaufschlagt werden, sodass bei dem verwendeten Schaum ein Überschäumen nicht erfolgt. Somit erfolgt eine Auswahl des Materials, der Materialdicke und des Drucks im Wesentlichem empirisch.The selection of the material and the pressure required to produce the sealed cavity is determined in particular by the fact that different materials with different thicknesses are subjected to the maximum permissible tolerance deviations of the plastic carrier under pressure, so that no foaming occurs in the foam used. A selection of the material, the material thickness and the pressure is essentially empirical.
Um dem Schaumformteil eine definierte Struktur aufzuprägen, kann die Abdichtschale schaumformseitig eine Narbung, eine glatte oder eine polierte Oberfläche aufweisen.In order to imprint a defined structure on the foam molding, the sealing shell can have a grain, a smooth or a polished surface on the foam mold side.
Unter einer „Narbung“ ist eine Oberfläche zu verstehen, der eine Kontur aufgeprägt ist, um beispielsweise eine lederartige Struktur nachzuahmen. Eine genarbte Oberfläche kann somit eine hohe haptische Qualität des Formschäumteils vermitteln.A “grain” is to be understood as meaning a surface with a contour embossed, for example to imitate a leather-like structure. A grained surface can thus convey a high haptic quality to the molded foam part.
In einer weiteren Ausprägungsform kann die Abdichtschale mittels eines Spritzgussverfahrens oder mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt werden. Somit können Abdichtschalen in großer Stückzahl bei gleichbleibender Qualität hergestellt werden.In a further embodiment, the sealing shell can be produced by means of an injection molding process or by means of a deep-drawing process. This means that sealing shells can be produced in large quantities with the same quality.
Dabei werden bevorzugt Abdichtschalen gefertigt, die eine auf ein hundertstel Millimeter wiederholgenaue Dicke aufweisen.Sealing shells are preferably produced that have a thickness that is repeatable to within a hundredth of a millimeter.
Zudem kann eine genarbte Oberfläche bereits durch das Herstellverfahren der Abdichtschale hergestellt werden und muss der Schäumform nicht separat, beispielsweise durch Fotoätzen, aufgeprägt werden.In addition, a grained surface can already be produced by the manufacturing process of the sealing shell and does not have to be stamped on the foam shape separately, for example by photoetching.
Um ein optimales Material für die Abdichtschale bereitzustellen, kann die Abdichtschale aus einem Material gefertigt sein, welches ein Polyolefin, insbesondere ein Polyethylen, oder ein thermoplastisches Elastomer aufweist.In order to provide an optimal material for the sealing shell, the sealing shell can be made of a material which has a polyolefin, in particular a polyethylene, or a thermoplastic elastomer.
Dabei sind Polyolefine Polymere, welche aus Alkenen, wie Ethylen, Propylen, 1-Buthen oder Isobuthen durch Polymerisation hergestellt werden. Polyolefine werden auch als Polyalkene bezeichnet. Polyolefine umfassen gesättigte Kohlenwasserstoffe und bilden teilkristalline Thermoplaste, welche sich insbesondere für das Spritzgießverfahren eignen. Sie zeichnen sich durch eine gute chemische Beständigkeit und elektrische Isoliereigenschaften aus.Polyolefins are polymers which are produced from alkenes, such as ethylene, propylene, 1-butene or isobutene, by polymerization. Polyolefins are also known as polyalkenes. Polyolefins comprise saturated hydrocarbons and form partially crystalline thermoplastics, which are particularly suitable for the injection molding process. They are characterized by good chemical resistance and electrical insulation properties.
„Polyethylen“ ist ein durch Polymerisation von Ethylen [CH2=CH2] hergestellter thermoplastischer Kunststoff mit der vereinfachten Ketten-Strukturformel [-H2C-CH2-]n.“Polyethylene” is a thermoplastic made by polymerizing ethylene [CH 2 = CH 2 ] with the simplified chain structural formula [-H 2 C-CH 2 -] n .
Thermoplastische Elastomere (TPE) sind Kunststoffe, welche sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen. Somit kann insbesondere durch ein definiertes Temperieren das Komprimierverhalten der Abdichtschale beeinflusst werden. Thermoplastic elastomers (TPE) are plastics that behave comparable to classic elastomers at room temperature, but can be plastically deformed when heated and thus show thermoplastic behavior. Thus, the compression behavior of the sealing shell can be influenced in particular by a defined temperature control.
Thermoplastische Elastomere sind Werkstoffe, bei denen elastische Polymerketten im thermoplastischen Material eingebunden sind. Sie lassen sich in einem rein physikalischen Prozess in Kombination von hohen Scherkräften, Wärmeeinwirkung und anschließender Abkühlung verarbeiten. Obwohl keine chemische Vernetzung durch eine zeit- und temperaturaufwendige Vulkanisation, wie bei den Elastomeren, notwendig ist, haben die hergestellten Abdichtschalen aufgrund ihrer besonderen Molekularstruktur gummielastische Eigenschaften.Thermoplastic elastomers are materials in which elastic polymer chains are integrated in the thermoplastic material. They can be processed in a purely physical process in a combination of high shear forces, exposure to heat and subsequent cooling. Although no chemical crosslinking due to time-consuming and temperature-consuming vulcanization, as with the elastomers, is necessary, the sealing shells produced have rubber-elastic properties due to their special molecular structure.
Thermoplastische Elastomere haben in Teilbereichen physikalische Vernetzungspunkte, welche sich bei Wärme auflösen, ohne dass sich die Makromoleküle zersetzen. Aus diesem Grund lassen diese sich besser verarbeiten als „normale Elastomere“. Zu den thermoplastischen Elastomeren gehören sowohl die Blockcopolymere als auch Elastomerlegierungen. Blockcopolymere besitzen innerhalb eines Moleküls Hart- und Weichsegmente. Der Kunststoff besteht aus einer Molekülsorte, in der beide Eigenschaften verteilt sind.In some areas, thermoplastic elastomers have physical crosslinking points that dissolve when heated without the macromolecules decomposing. For this reason, these are easier to process than "normal elastomers". The thermoplastic elastomers include both the block copolymers and elastomer alloys. Block copolymers have hard and soft segments within a molecule. The plastic consists of one type of molecule in which both properties are distributed.
Elastomerlegierungen gelten als Polyblends, also Zusammenmischungen von fertigen Polymeren. Der Kunststoff kann also aus mehreren Molekülsorten bestehen. Durch unterschiedliche Mischungsverhältnisse und Zuschlagmittel erhält man maßgeschneiderte Werkstoffe. Beispiele hierfür sind Polyolefin-Elastomer aus Polypropylen und Naturgummi, welche je nach Mengenzusammensetzung unterschiedliche Härtebereiche abdecken. Zu den thermoplastischen Elastomeren gehören TPE-O (thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis), TPE-V (vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis), TPE-U (thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis), TPE-E (thermoplastische Polyestherelastomere / thermoplastische Copolyesther), TPE-S (Styrol-Blockcopolymere (SBS, SEBS, SEPS, FEEPS und NBS) wie beispielsweise Septon der Firma Kuraray) und TPE-A (thermoplastische Copolyamide).Elastomer alloys are considered poly blends, i.e. mixtures of finished polymers. The plastic can therefore consist of several types of molecules. Due to different mixing ratios and additives, customized materials are obtained. Examples of this are polyolefin elastomer made of polypropylene and natural rubber, which cover different hardness ranges depending on the quantity composition. Thermoplastic elastomers include TPE-O (olefin-based thermoplastic elastomers), TPE-V (cross-linked olefin-based thermoplastic elastomers), TPE-U (urethane-based thermoplastic elastomers), TPE-E (thermoplastic polyester elastomers / thermoplastic copolyesters), TPE-S (Styrene block copolymers (SBS, SEBS, SEPS, FEEPS and NBS) such as Septon from Kuraray) and TPE-A (thermoplastic copolyamides).
Damit dem Schaum eine schützende Oberfläche aufgeprägt werden kann, ist die Abdichtschale zumindest teilweise mit einem Lack bedeckt. Lacke der hier verwendeten Art sind insbesondere Lacke auf Basis von Polyurethan.So that a protective surface can be embossed on the foam, the sealing shell is at least partially covered with a varnish. Paints of the type used here are in particular paints based on polyurethane.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein Träger, insbesondere ein Kunststoffträger, oder eine Werkzeughälfte der Abdichtschale aufgepresst sein, sodass sich eine schaumdichte Kontaktkontur ausbildet.In a further embodiment, a carrier, in particular a plastic carrier, or a tool half of the sealing shell can be pressed on, so that a foam-tight contact contour is formed.
Somit kann eine Kavität für einen Schaum bereitgestellt werden, welcher auf der einen Seite die Form der Abdichtschale ausbildet und auf der anderen Seite einen festen Kontakt mit dem Träger ausbildet oder die Form der Werkzeughälfte dem Schaum aufprägt. Insbesondere ist ein Überschäumen über die Kontaktkontur unterbunden.Thus, a cavity for a foam can be provided, which forms the shape of the sealing shell on one side and forms a firm contact with the carrier on the other side or imprints the shape of the mold half on the foam. In particular, foaming over the contact contour is prevented.
Um die Vorteile der Abdichtschale auch einer zweiten Werkzeughälfte bereitzustellen, kann die (zweite) Werkzeughälfte eine (zweite) Abdichtschale aufweisen, insbesondere handelt es sich dabei um eine Abdichtschale, wie sie zuvor beschrieben wurde.In order to also provide the advantages of the sealing shell to a second tool half, the (second) tool half can have a (second) sealing shell, in particular it is a sealing shell as described above.
Insbesondere kann die zweite Abdichtschale eine andere Materialzusammensetzung aufweisen als eine erste Abdichtschale, sodass sich beispielsweise eine härtere Abdichtschale mit einer weicheren Abdichtschale zu einer abgedichteten Kavität zusammenfügen lassen. Dabei sei darauf hingewiesen, dass je eine Abdichtschale in einer Werkzeughälfte des Schäumwerkzeuges eingebracht sein kann.In particular, the second sealing shell can have a different material composition than a first sealing shell, so that, for example, a harder sealing shell can be joined together with a softer sealing shell to form a sealed cavity. It should be pointed out here that a sealing shell can be inserted in each half of the foaming tool.
Da ein Entlüften über die Kontaktkontur nicht oder nur schwer erfolgen soll, kann meist wenigstens eine der Abdichtschalen, der Träger oder eine Werkzeughälfte einen Entlüftungsbereich in einem Nichtsichtbereich aufweisen. Die genaue Anbringung des Entlüftungsbereiches wird regelmäßig empirisch ermittelt.Since venting via the contact contour should not take place, or should take place only with difficulty, at least one of the sealing shells, the carrier or one half of the tool can usually have a venting area in a non-visible area. The exact location of the ventilation area is regularly empirically determined.
Um überschäumtes Material abzufangen, kann eine der Abdichtschalen, der Träger oder die Werkzeughälfte einen Entlüftungstopf aufweisen. Somit kann gewährleistet werden, dass überschäumtes Material der Kavität in einem Entlüftungstopf definiert platziert ist.In order to trap foamed material, one of the sealing shells, the carrier or the tool half can have a ventilation pot. In this way it can be ensured that foamed material of the cavity is placed in a ventilation pot in a defined manner.
Weiterhin kann dabei der Entlüftungstopf eine Dichtlippe aufweisen, sodass der Entlüftungsbereich und somit der Entlüftungstopf hermetisch schaumdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.Furthermore, the venting pot can have a sealing lip, so that the venting area and thus the venting pot is hermetically sealed against the environment.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Entlüftungsbereich semipermeabel ausgestaltet sein, sodass ein in der Kavität expandierender Schaum verbleibt und Luft die Kavität über den semipermeablen Entlüftungsbereich verlässt.In a further embodiment of the invention, the ventilation area can be designed semi-permeable, so that a foam expanding in the cavity remains and air leaves the cavity via the semi-permeable ventilation area.
Somit können Lufteinschlüsse im Schaum verringert werden. Weiterhin wird die Luft in der Kavität nicht übermäßig komprimiert, sodass eine höhere Qualität im Bezug auf die Schaumformteile gewährleistet werden kann.Air pockets in the foam can thus be reduced. Furthermore, the air in the cavity is not compressed excessively, so that a higher quality in relation to the foam molded parts can be guaranteed.
Um eine möglichst effektive und einfach realisierbare Möglichkeit des semipermeablen Entlüftungsbereichs umzusetzen, kann der semipermeable Entlüftungsbereich durch eine dampfdiffusionsoffene Membran oder durch Mikrobohrungen gebildet sein. In order to implement the most effective and easily realizable possibility of the semi-permeable ventilation area, the semi-permeable ventilation area can be formed by a vapor diffusion-open membrane or by micro-bores.
Die „dampfdiffusionsoffene Membran“ kann dabei insbesondere als Gitter ausgestaltet sein, welches in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen kleine Löcher aufweist. Somit kann dies beispielsweise ein PE-Gitter sein, welches Löcher im Mikro- oder Nanobereich aufweist.The “membrane open to vapor diffusion” can in particular be designed as a lattice which has small holes at regular or irregular intervals. Thus, this can be a PE grid, for example, which has holes in the micro or nano range.
Die „Mikrobohrungen“ können insbesondere schon beim Herstellungsprozess der Abdichtschale geschaffen werden oder durch Bohrungen in die gefertigte Abdichtschale bereitgestellt werden. Sowohl die Mikrobohrungen als auch die Gitteröffnungen können kleiner als 0,05 mm, insbesondere kleiner 0,01 mm oder kleiner 0,003 mm, gefertigt sein.The “micro bores” can in particular already be created during the manufacturing process of the sealing shell or can be made available through bores in the manufactured sealing shell. Both the micro bores and the grid openings can be made smaller than 0.05 mm, in particular smaller than 0.01 mm or smaller than 0.003 mm.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Abdichtschale werkzeugträgerseitig in einem Schaumwerkzeug fixiert, sodass ein Schaumwerkzeug mit einer Abdichtschale ausgebildet ist.In a further embodiment, the sealing shell is fixed in a foam tool on the tool carrier side, so that a foam tool is formed with a sealing shell.
Somit kann eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit der Schaumformteile, insbesondere aus Träger und angefügtem Schaum, hergestellt werden können.Thus, a device can be provided with which molded foam parts, in particular from the carrier and attached foam, can be produced.
Um eine möglichst einfache und effektive Halterung der Abdichtschale in einem Schäumwerkzeug zu gewährleisten, kann das Fixieren mittels eines Vakuums oder mechanisch erfolgen.In order to ensure that the sealing shell is held in a foaming tool as simply and effectively as possible, it can be fixed by means of a vacuum or mechanically.
Beim „mechanischen Fixieren“ sind sowohl lösbar feste als auch feste Verbindungen umsetzbar. Die Möglichkeiten der Befestigung sind nicht auf Schrauben, Kleben oder Klemmen beschränkt.With "mechanical fixing", both releasable fixed and fixed connections can be implemented. The possibilities of fastening are not limited to screws, gluing or clamping.
Bei dem „Fixieren mittels eines Vakuums“ kann eine formschlüssige Aufnahme für die Abdichtschale verwendet werden, wobei in der Aufnahme mehrere Löcher angeordnet sind. Hinter diesen Löchern wird ein Vakuum erzeugt, sodass die Abdichtschale in die Aufnahme gepresst wird.When "fixing by means of a vacuum", a form-fitting receptacle can be used for the sealing shell, with several holes being arranged in the receptacle. A vacuum is created behind these holes so that the sealing shell is pressed into the receptacle.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Formschäumteilen, wobei eine zuvor beschriebe Abdichtschale eingebracht ist. Somit kann ein Formschäumteilwerkzeug bereitgestellt werden, welches bereits beschriebene Vorteile umsetzt.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a device for producing molded foam parts, a previously described sealing shell being introduced. A molded foam part tool can thus be provided which implements the advantages already described.
In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung einer zuvor beschriebenen Abdichtschale zum Ausgleichen von Stärkeunterschieden von geschäumten Formteilen, welche beispielsweise lederkaschiert und folienkaschiert sind. Somit können Dickeunterschiede durch die Abdichtschale ausgeglichen werden.In an additional aspect of the invention, the object is achieved by using a sealing shell described above to compensate for differences in thickness of foamed molded parts, which are, for example, leather-clad and foil-clad. Differences in thickness can thus be compensated for by the sealing shell.
Zudem sind die bisher verwendeten „Pure Liner“ nicht mehr notwendig. Bei dem „Pure Liner“ handelt es sich um eine zusätzliche Schicht, die bisher den Dickenausgleich realisiert hat. Nachteilig dabei war, dass der Pure Liner häufig im Bauteil verblieb und das Kaschieren um den Pure Liner herum erfolgte. Derartige Lösungen sind vorliegend nicht mehr notwendig und es kann eine hohe Produktionsrate unter hohen Qualitätsanforderungen bereitgestellt werden.In addition, the "Pure Liner" used up to now are no longer necessary. The "Pure Liner" is an additional layer that has previously achieved the thickness compensation. The disadvantage here was that the Pure Liner often remained in the component and the lamination was carried out around the Pure Liner. Such solutions are no longer necessary in the present case and a high production rate with high quality requirements can be provided.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Schäumform mit einem semipermeablen Entlüftungsbereich.In a further aspect, the object is achieved by a foam mold with a semi-permeable ventilation area.
Dadurch können allgemein Schäumformen mit einer effektiven Entlüftungseinrichtung bereitgestellt werden. Die Vorteile entsprechen dem zuvor beschriebenen Vorteil bei semipermeablen Entlüftungsbereichen bei der zuvor beschriebenen Abdichtschale, wobei die Anwendung nicht auf Abdichtschalen begrenzt ist, sondern in allen Schäumwerkzeugen verwendbar ist.In this way, foam molds can generally be provided with an effective venting device. The advantages correspond to the previously described advantage in the case of semi-permeable ventilation areas in the previously described sealing shell, the application not being limited to sealing shells but being usable in all foaming tools.
Im Bezug auf eine diesbezügliche Ausführungsform kann der semipermeable Entlüftungsbereich durch eine Membran oder durch Mikrobohrungen gebildet werden. Hierzu wird ebenfalls auf die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile verwiesen.In relation to an embodiment in this regard, the semi-permeable ventilation area can be formed by a membrane or by micro-bores. For this purpose, reference is also made to the properties and advantages described above.
Weiterhin kann die die Aufgabe gelöst werden durch ein Formschäumwerkzeug, welches eine zuvor beschriebene Formschäumform aufweist. Somit können Formschäumwerkzeuge von hoher Qualität und Güte bereitgestellt werden.Furthermore, the object can be achieved by a molded foam tool which has a previously described molded foam shape. Molded foam tools of high quality and quality can thus be provided.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Schäumform, wobei eine zuvor beschriebene Abdichtschale verwendet wird und zum Bilden einer abgedichteten Kavität ein Gegenstück der Abdichtschale auf die Abdichtschale aufgepresst und vor oder nach dem Aufpressen ein Schaum in die Kavität eingebracht wird, sodass die abgedichtete Kavität sich ausbildet und der in der Kavität eingebrachter Schaum lediglich innerhalb der Kavität expandiert.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing a foam mold, wherein a sealing shell described above is used and a counterpart of the sealing shell is pressed onto the sealing shell to form a sealed cavity, and a foam is pressed into the cavity before or after being pressed on is introduced so that the sealed cavity is formed and the foam introduced into the cavity only expands within the cavity.
Das Gegenstück kann dabei durch eine weitere Abdichtschale gebildet werden.The counterpart can be formed by a further sealing shell.
Sowohl die Materialdicke als auch die Materialauswahl als auch die nötigen Kräfte zum Ausbilden der abgedichteten Kavität werden empirisch bestimmt.Both the material thickness and the material selection as well as the forces required to form the sealed cavity are determined empirically.
Somit lassen sich Schaumformen und Schaumformteile von hoher Qualität und Güte bereitstellen. This means that foam molds and foam molded parts of high quality and quality can be provided.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Schaumformformteil, welches nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wird.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a molded foam part which is produced by the previously described method.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
Dabei zeigt die
-
1 in einer schematischen Schnittzeichnung ein Schäumwerkzeug mit einem eingebrachten Kunststoffträger.
-
1 in a schematic sectional drawing of a foaming tool with an inserted plastic carrier.
Ein Werkzeug zum Herstellen eines Formschäumteils wird dadurch bereitgestellt, dass in eine Werkzeugträgerhälfte
Das herzustellende Formschäumteil weist einen Kunststoffträger
Bevor das Formschäumteil hergestellt werden kann, wird kavitätsseitig ein Lack
Dabei bildet sich an den Kontaktstellen
Da ein Überschäumen über die Kontaktkontur nicht möglich ist, gelangt überschüssiger Schaum in den Entlüftungstopf
Beim Aufschäumen des zuvor eingebrachten Schaumes wird die Form der Kavität
Nach Abschluss des Schäumens wird das Formschäumteil bestehend aus Kunststoffträger
Durch die Materialauswahl der Abdichtschale erfolgt dieses Ausformen rückstandsfrei. Danach erfolgt ein weiteres Herstellen eines Formschäumteils. Alternativ wird die geschlossene Kavität
Damit ein Formschäumteil mit unterschiedlich dicken Materialien kaschiert werden kann, wird die Dicke der Abdichtschale
Die vorliegende Abdichtschale
In einer zweiten Alternativen (nicht dargestellt) weist der Entlüftungstopf
In einer dritten Alternative ist in der Abdichtschale
In einer vierten Alternative wird die Kavität
Mit der vorliegenden Abdichtschale
Die Schale wird in einen Werkzeugträger wie zuvor beschrieben eingebracht. Beim Herstellungsprozess werden wiederum keine Trennmittel benötigt, da die Abdichtschale bereits eine trennende Wirkung materialimmanent aufweist.The shell is placed in a tool carrier as previously described. No release agents are required in the manufacturing process, since the sealing shell already has a separating effect inherent in the material.
Um die Sprühhäute herzustellen, werden zwei Komponenten in einer Mischdüse vermischt und mittels Roboter der Abdichtschale aufgesprüht. Somit können Sprühhäute gewünschter Dicken hergestellt werden.To produce the spray skins, two components are mixed in a mixing nozzle and sprayed onto the sealing shell using a robot. Spray skins of desired thicknesses can thus be produced.
In einer weiteren Alternative werden die vorliegenden Abdichtschalen auch beim Herstellen von Epoxydharzbauteilen, wie beispielsweise Ski, Surf- oder Schiffsteilen, verwendet. Entsprechend werden in die Abdichtschale das Epoxydharz und die entsprechenden Matrizen wie Glasfasermatten eingelegt.In a further alternative, the present sealing shells are also used in the production of epoxy resin components, such as, for example, skis, surfing or ship parts. Accordingly, the epoxy resin and the corresponding matrices such as glass fiber mats are inserted into the sealing shell.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- Abdichtschaleseal tray
- 103103
- KunststoffträgerPlastic carrier
- 105105
- KunststoffträgerkantePlastic carrier edge
- 107107
- Kontaktkante der AbdichtschaleContact edge of the sealing shell
- 109109
- WerkzeugträgerhälfteTool carrier half
- 111111
- Geschlossene KavitätClosed cavity
- 113113
- Vakuumbohrungenvacuum holes
- 114114
- WerkzeughalterhohlraumTool holder cavity
- 115115
- Vakuumpumpevacuum pump
- 117117
- EntlüftungstopfAir vent trap
- 119119
- Dichtlippesealing lip
- 121121
- Membranmembrane
- 123123
- Entlüftungsbohrungvent hole
- 125125
- Lackschichtpaint layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2010139307 A1 [0020]WO 2010139307 A1 [0020]
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