DE602004002318T2

DE602004002318T2 - Formvorrichtung zum Formverschäumen und Giessverfahren

Info

Publication number: DE602004002318T2
Application number: DE602004002318T
Authority: DE
Inventors: c/o JSP Corporation Seishiro Kanuma-shi Murata; c/o JSP Corporation Satoru Kanuma-shi Shioya; c/o JSP Corporation Masayuki Kanuma-shi Fukuda
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2007-04-05
Also published as: EP1479501A3; US20040234636A1; EP1479501B1; JP4017558B2; US7192265B2; JP2004345103A; EP1479501A2; DE602004002318D1; KR20040101014A; ATE339292T1; KR100964807B1; US20070126139A1; CN100411849C; DE602004002318T8; CN1572458A; US7323128B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum in Form Schaumformen (nachfolgend Formvorrichtung zum Formgießen genannt) zum Herstellen eines geformten Gegenstandes, oder eines geformten Gegenstandes mit zwei oder mehreren geformten Bereichen mit unterschiedlichen Eigenschaften, und insbesondere auf eine Formvorrichtung zum Formgießen, die geeignet ist, das Auftreten von Löchern und Fehlern als Ursache eines Festigkeitsabfalls und auch das Auftreten von großen Vorsprüngen an den Rändern von geformten Bereichen mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem geformten Gegenstand oder an seinem Umfang zu unterdrücken, und auf ein Verfahren zum Formgießen durch Verwendung solch einer Vorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Bisher wurde als Verfahren zum Steigern der Festigkeit und zum teilweisen Vermindern des Gewichtes in einem geformten Gegenstand versucht, einen geformten Gegenstand in mehrere Bereiche zu unterteilen, und wobei die einzelnen Stücke geformt werden und dann in einen geformten Gegenstand integriert werden. In diesem Verfahren wird durch Verwendung von zwei oder mehreren Paaren von Metallformbauteilen entsprechend der Gestalt jedes Bereiches jeder Metallformraum mit geschäumten Körpern entsprechend den benötigten Eigenschaften jedes Bereiches aufgefüllt, und geformte Teilgegenstände werden ausgebildet. Die geformten Einzelgegenstände werden mit einander verklebt und ein geformter Gegenstand wird gebildet. In diesem Verfahren müssen Metallformbauteile für Einzelbereiche hergestellt werden, und, da die Anzahl von Unterteilungen ansteigt, ist das gesamte Herstellungsverfahren kompliziert und der Wirkungsgrad ist äußerst gering.
Im Gegensatz dazu wird eine Formvorrichtung zum Formgießen vorgeschlagen, in der ein Paar von Metallformbauteilen in mehrere Formräume durch Verwendung eines Trennbauteiles unterteilt wird, und jeder Raum wird mit unterschiedlichen geschäumten Körpern aufgefüllt, ohne dass sie vermischt werden, und ein Gegenstand wird einteilig in einem Paar von Metallformbauteilen geformt. In dieser Formvorrichtung zum Formgießen, ist das Trennbauteil in einem Formraum mittels einem Stellglied, wie etwa einem Luftzylinder, durch ein Hohlraumformbauteil oder ein Kernformbauteil hindurch vorgesehen, und dieses Trennbauteil unterteilt den Formraum in mehrere Formräume. Jeder Raum ist mindestens mit einer Befüllungsvorrichtung zum Zuführen einzelner geschäumter Körper verbunden. Das heißt, dass in die durch das Trennbauteil unterteilten Formräume mehrere geschäumte Körper mit unterschiedlichen Eigenschaften in Einzelräume zugeführt werden. Nach dem Befüllen mit den Körpern wird das Trennbauteil zurückgezogen. In der Mitte des Rückzuges oder nach dem Rückziehen, wird Dampf in wechselseitig nebeneinander liegende Formräume eingeleitet, und geschäumte Körper werden erhitzt und geschmolzen, und ein geformter Gegenstand wird erhalten (beispielsweise siehe Patentdokument 1).
Darüber hinaus wird eine Formvorrichtung zum Formverschäumen vorgeschlagen, in der ein Trennbauteil von in engen Intervallen angeordneter Kammzahnstruktur, welche ein Durchtreten geschäumter Körper verhindert, mindestens an dem Hohlraumformbauteil oder dem Kernformbauteil befestigt und angeordnet ist, um den Formraum in mehrere Sektionen zu unterteilen, und geschäumte Körper werden in die unterteilten Räume zugeführt, und erhitzt und geschmolzen, so dass ein durchgängig geschäumter, geformter Gegenstand hergestellt wird (beispielsweise siehe Patentdokument 2).
Außerdem wird eine Formvorrichtung zum Formverschäumen vorgeschlagen, in der ein Trennbauteil mit Kammzahnstruktur mit engen Intervallen, das ein Hindurchtreten einzufüllender, geschäumter Körper verhindert, in einem Formraum an dem vorlaufenden Ende einer bewegbaren Trennplatte zum Unterteilen des Formraumes in mehrere Formräume angeordnet ist (beispielsweise siehe Patentdokument 3).

[Patentdokument 1] JP 1999-334501 Ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai)
[Patentdokument 2] JP 2001-150471 Ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai)
[Patentdokument 3] JP 2002-172642 Ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai)

Entsprechend diesen Verfahren, welche die Anzahl der Formprozesse für einen geformten Gegenstand niedrig halten, können geschäumte Körper in Abhängigkeit von den Positionen des geformten Gegenstandes verändert werden, und ein einteilig geformter Gegenstand mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und visuellen Merkmalen kann in Abhängigkeit von der Position des geformten Gegenstandes hergestellt werden. Daher sind solche Verfahren effektiv, um die Qualität und Eigenschaften des geformten Gegenstandes einfach und besonders zu verbessern, und sie werden häufig in Kernmaterialien für Automobilstoßstangen, oder Dämpfungsmaterialien zum Verpacken von elektrischen Haushaltsprodukten und Möbeln eingesetzt.
In dem Verfahren der in Patentdokument 1 offenbarten Formvorrichtung, da das Trennbauteil eine Plattenstruktur aufweist, werden in Abhängigkeit von der Gestalt der Hohlraumform große Vorsprünge durch das Formgießen nach dem Zurückziehen des Trennbauteiles, das in den Formraum durch das Kernformbauteil eingeführt wurde, geformt, und es wird versucht, das Auftreten von großen Vorsprüngen durch Verwendung eines Paares von Metallformbauteilen mit oberhalb und unterhalb des Trennbauteiles positionierten, inneren peripheren Wänden des Hohlraumformbauteiles, welches in den Formraum hineinragt, niedrig zu halten. Jedoch werden in dem erhaltenen geformten Gegenstand große Fugenfehler um die Anordnung des Trennbauteiles herum ausgebildet, wenn es mit geschäumten Körpern befüllt wird, und die Festigkeit des geformten Gegenstandes wird verringert.
In dem Verfahren der in Patentdokument 2 offenbarten Formvorrichtung, in dem das Trennbauteil in dem Aufschäumungs- und Formprozess quer über dem Formraum liegt, werden tiefe Löcher entsprechend dem Kammzahn-Trennbauteil in dem geformten Gegenstand ausgebildet, und die Festigkeit des geformten Gegenstandes wird verringert. In dem Verfahren der in Patentdokument 3 offenbarten Formvorrichtung wird ein Kammzahn-Bauteil in den Formraum in dem Formprozess eingebaut, wobei daraus resultierende, mehrfache, tiefe Löcher entsprechend dem Kammzahn-Bauteil in dem geformten Gegenstand an Positionen entsprechend der Anordnung des Kammzahn-Bauteiles ausgebildet werden.
Wenn der geformte Gegenstand für den Zweck eines Energie absorbierenden Materials hergestellt wird, sind solche Fehler und Löcher schwerwiegende Probleme. Das Energie absorbierende Material ist vorgesehen, um den Stoß zu absorbieren, wenn ein fester Stoß von außen aufgebracht wird. In dem geformten Gegenstand mit peripheren Fehlern oder mehrfachen tiefen Löchern ist es, wenn ein Stoß aufgebracht wird, wahrscheinlich, dass die Zerstörung des geformten Gegenstandes mit einem zentralen Fokus auf diese peripheren Fehler und mehrfachen tiefen Löchern auftritt, und die Festigkeit verglichen mit geformten Gegenständen, die frei von solchen peripheren Fehlern oder mehrfachen tiefen Löchern sind, verringert wird. Im besonderen sind in einem kleinen geformten Gegenstand oder dünn geformten Gegenstand die Auswirkungen solch einer Verminderung der Festigkeit erheblich.
DE 100 48 399 A1 , von der der Oberbegriff des angefügten Anspruches 1 ausgeht, offenbart eine Formvorrichtung zum Formverschäumen, enthaltend bewegliche Trennbauteile, die zum Teilen eines durch ein Paar von Formbauteilen gebildeten Formraumes in unterteilte Räume einwärts und auswärts bewegbar sind, wobei die Trennbauteile wie ein Kamm mit Zähnen ausgebildet sind, die eine Mehrzahl von Unterteilungstrennbauteilen bilden, welche nicht einzeln bewegbar sind.
JP-A-63242521 offenbart eine Formvorrichtung zum Formverschäumen mit einer durch einen Zylinder bewegbaren Trennplatte, um einen Formraum in zwei Kammern zu unterteilen. Kunstharzmaterial mit unterschiedlichem Schäumfaktor wird in die Kammern eingefüllt. Dann wird das Kunstharzmaterial erhitzt und dadurch aufgeweitet. Danach wird die Trennplatte aus dem Raum herausgezogen. Die Trennplatte ist nicht aus einer Mehrzahl von Unterteilungstrennbauteilen zusammengesetzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum in Form Schäumen zu schaffen, die zur Herstellung eines einteilig geformten Gegenstandes mit geformten Bereichen mit unterschiedlichen Eigenschaften geeignet ist, während das Auftreten von großen Fehlern oder mehrfachen tiefen Löchern in dem Umfangsbereich des Trennbauteiles in dem geformten Gegenstand vermindert wird und das Auftreten von großen Vorsprüngen niedrig gehalten wird, und ein Herstellungsverfahren eines solchen einstückig geformten Gegenstandes vorzustellen.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Einrichtung zum in Form Schaumformen bzw. zum Formverschäumen nach Anspruch 1 erreicht.
Unteransprüche 3 bis 6 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der erfinderischen Einrichtung zum Formverschäumen gerichtet.
Anspruch 7 ist auf ein Formverschäum-Gießverfahren gerichtet, das eine erfinderische Einrichtung zum Formverschäumen verwendet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Unterteilungstrennbauteile der vorliegenden Erfindung zeigt.
2(1) ist eine Schnittansicht in einer horizontalen Richtung einer Ausführungsform einer Einrichtung zum Formgießen mit Unterteilungstrennbauteilen der vorliegenden Erfindung und
2(2) ist eine Schnittansicht in der horizontalen Richtung einer anderen Ausführungsform der Einrichtung zum Formgießen mit Unterteilungstrennbauteilen der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Zeichnung (schematische Teilansicht), die den Arbeitszustand jedes Unterteilungstrennbauteiles zum Zusammensetzen eines Trennbauteiles einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Formgießen erläutert.
4 ist eine Zeichnung, die eine zulässige Halteposition des vorlaufenden Endes des Unterteilungstrennbauteiles beim Rückzug der Unterteilungstrennbauteile der vorliegenden Erfindung erläutert.
5 ist eine schematische Teilansicht, die einen Anordnungszustand und eine Teilform in orthogonaler Richtung hinsichtlich der Einschub- und Rückzugsrichtung der Unterteilungstrennbauteile der vorliegenden Erfindung erläutert.
6 ist eine schematische Teilansicht eines Bereiches in der vertikalen Richtung der Formvorrichtung, die eine Unterteilung des Formraumes durch das Trennbauteil der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Automobilstoßstangen-Kernmateriales erläutert, das durch Verwendung der Formvorrichtung zum Formgießen der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde.
8(1), (2) und (3) sind perspektivische Teilansichten, die eine Ausführungsform des Bewegungs-Steuermittels erläutert, das in dem in der Einrichtung zum Formgießen der vorliegenden Erfindung verwendeten Trennbauteiles vorgesehen ist.

1, 1A, 1B, 1C: Trennbauteil
2, 2a(i): (wobei i eine positive ganze Zahl ist) Unterteilungstrennbauteil
3: Schieber
4: Einschubpositionierungsvorsprung
5: Rückzugpositionierungsvorsprung
8: Platte
10: Formvorrichtung zum Formgießen
11: Kernformbauteil
12: Hohlraumformbauteil
13: Formraum
13a, 13b, 13c, 13d: unterteilter Formraum
14: Befüllungsvorrichtung
15: Gehäuse
16a, 16b: Kammer
17: Belüftungsloch
18: Zufuhröffnung
19: Austrittsöffnung
20, 21, 23: Einschubloch
31: Rückzugsrichtung B
32: Einschubrichtung A
40a, 40b, 40c, 40d, 40e: Trennbauteil-Layout
50: Luftzylinder
51: Formdicke
52, 52a, 52b, 52c: Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes
53a, 53b, 53c: Verbindungsbauteil
56: metallische innere Formfläche
60, 61a(i): vorlaufendes Ende
61: metallische äußere Formfläche
62: zulässige Vorsprungslänge
110: Seitenaufpralldämpfer
111: zentraler Aufpralldämpfer
112: mittlerer Aufpralldämpfer
114: Stoßstangen-Kernmaterial
115: Grenzlinie

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Einrichtung zum in Form Schaumformen bzw. zum Formverschäumen der vorliegenden Erfindung weist einen Formraum auf, der durch ein Paar von Formbauteilen, wie etwa einem Kernformbauteil und einem Hohlraumformbauteil, ein Paar von Formbauteilen, wie etwa Hohlraumformbauteil und einem flachen Plattenformbauteil, das zum Schließen des Formraums geeignet ist, einem Paar von Formbauteilen, wie etwa Hohlraumformbauteil und anderes Hohlraumformbauteil, das zum Schließen geeignet ist, oder andere Paare von Formbauteilen ausgebildet ist, und dieser Formraum wird in eine Mehrzahl von Bereichen durch ein Trennbauteil unterteilt, das mehrere bewegbare Unterteilungstrennbauteile aufweist, und wobei jedes der Unterteilungstrennbauteile des Trennbauteiles Rückzugpositionierungsvorsprünge und Einschubpositionierungsvorsprünge zum Definieren der Rückzug- und Einschubpositionen entsprechend der Gestalt des Formbauteiles aufweist, und wobei ein Schieber zwischen den Rückzugpositionierungsvorschüben und den Einschubpositionierungsvorschüben vorgesehen ist, um die Unterteilungstrennbauteile zu bedienen, und die Unterteilungstrennbauteile sind verschiebbar an dem Schieber befestigt, und wobei die Unterteilungstrennbauteile in Kooperation mit der Bewegung des Schiebers bewegt werden. In diesem Fall, wenn das Paar von Formbauteilen aus einem Paar von metallischen Formbauteilen, die aus einem Kernformbauteil und einem Hohlraumformbauteil bestehen, zusammengesetzt sind, ist dies bevorzugt, da die Widerstandsfähigkeit der Formbauteile und der Deformationsverhinderungseffekt der Formbauteile ausgezeichnet sind. Zusätzlich besteht, bei einem Formbauteil nicht aus Metall, das Formbauteil aus Kunstharz mit hoher Hitzebeständigkeit oder das Formbauteil besteht beispielsweise aus Keramikmaterialien.
Die Einrichtung zum Formverschäumen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform eines wesentlichen Teiles eines Trennbauteiles 1 zeigt, das aus Unterteilungstrennbauteilen 2 der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist. Das Trennbauteil 1 enthält Unterteilungstrennbauteile 2, einen Schieber 3, Einschubpositionierungsvorsprünge 4 und Rückzugpositionierungsvorsprünge 5. Der Schieber 3 ist zwischen den Einschubpositionierungsvorsprüngen 4 und den Rückzugpositionierungsvorsprüngen 5 angeordnet, und die Unterteilungstrennbauteile 2 (2a(1), ..., 2a(i), ..., 2a(N) sind derart angeordnet, dass sie in den in dem Schieber 3 ausgebildeten Einschublöchern 21 verschiebbar oder in den Einschublöchern 21 bewegbar sind. In diesem Fall ist N die Anzahl der Unterteilungstrennbauteile 2, die in dem Trennbauteil 1 angeordnet sind, und i ist eine positive ganze Zahl von 1 oder mehr und N oder weniger. Falls nachfolgend nicht anderweitig angegeben, sind N und i ebenso wie oben definiert.
2(1) ist eine horizontale Schnittansicht einer Ausführungsform der Einrichtung zum Formgießen, die ein Trennbauteil 1 aufweist, das aus Unterteilungstrennbauteilen 2 der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist. In dieser Einrichtung zum Formgießen 10 sind die Formfläche eines Kernformbauteiles 11 und die Formfläche eines Hohlraumformbauteiles 12 aufeinander zuweisend angeordnet, und ein Formraum 13 ist ausgebildet und mindestens eine Befüllungsvorrichtung 14 zum Befüllen geschäumter Körper in den Formraum 13 ist vorgesehen.
Ein Gehäuse 15 weist eine Rahmengestaltplatte und eine Rückplatte auf. Das Kernformbauteil 11 und das Hohlraumformbauteil 12 sind an spezifizierten Positionen in dem Gehäuse 15 eingebaut. An der Rückseite des Kernformbauteiles 11 und des Hohlraumformbauteiles 12 ist ein Satz von Kammern 16a und Kammern 16b ausgebildet. Die Kammer 16a und Kammer 16b und der Formraum 13 stehen miteinander mittels Belüftungslöchern 17, die in dem Kernformbauteil 11 und dem Hohlraumformbauteil 12 vorgesehen sind, in Verbindung. Jedes der Belüftungslöcher 17 ist eine Öffnung von ungefähr 0,05 bis 0,8 mm im Durchmesser, oder eine Kernöffnung, die eine Mehrzahl von Öffnungen von ungefähr 0,05 bis 0,8 mm im Durchmesser aufweist, kann als jedes der Belüftungslöcher eingebaut werden.
Die Kammer 16a und Kammer 16b haben eine Zufuhröffnung 18 und eine Austrittsöffnung 19. Die Zufuhröffnung 18 und die Austrittsöffnung 19 sind mit nicht gezeigten Rohren verbunden, und Dampf oder Kühlungswasser oder spezifiziertes Fluid kann zugeführt und abgeführt werden, und die Rohre sind mit Ventilen versehen, so dass die Struktur luftdicht gehalten wird.
Der Formraum 13 kann in den unterteilten Formraum 13a und den unterteilten Formraum 13b, wie es in 6 gezeigt ist, mittels des Trennbauteils 1a unterteilt werden, das aus Unterteilungstrennbauteilen 2 zusammengesetzt ist. Der unterteilte Formraum 13a und der unterteilte Formraum 13b sind individuell mit der Befüllungsvorrichtung 14 verbunden.
Daher weisen der wechselseitig benachbarte, unterteilte Formraum 13a und der unterteilte Formraum 13b eine Struktur auf, um mit geschäumten Körpern von zu einander unterschiedlichen Eigenschaften befüllt zu werden, wie es mittels den Unterteilungstrennbauteilen 2 spezifiziert ist, ohne dass sie über eine spezifizierte Menge hinaus gemischt werden oder ohne, dass sie insgesamt gemischt werden.
Die Gestalt der unterteilten Formräume, die Anzahl der unterteilten Formräume, und die unterteilten Positionen können in Abhängigkeit von dem herzustellenden geformten Gegenstand frei eingestellt werden.
Zusätzlich ist 6 ein Beispiel der Teilschnittansicht, die die Einrichtung zum Formgießen zeigt, welche eine mehrfache Anzahl von Trennbauteilen 1A, 1B und 1C der vorliegenden Erfindung aufweist. In diesem Beispiel ist jedes Trennbauteil 1A, 1B und 1C aus Unterteilungstrennbauteilen 2 zusammengesetzt. Diese Einrichtung zum Formgießen weist eine mehrfache Anzahl von Trennbauteilen 1A, 1B und 1C auf, und folglich können eine mehrfache Anzahl von unterteilten Formräumen 13a, 13b, 13c und 13d ausgebildet werden.
Das Gehäuse 15 weist Einschublöcher 23 zum Einbauen der Unterteilungstrennbauteile 2 auf, die das Trennbauteil 1 bilden. Das Kernformbauteil 11 weist auch Einschublöcher 20 zum Einbauen der Unterteilungstrennbauteile 2 des Trennbauteiles 1 auf, und die Unterteilungstrennbauteile 2 sind verschiebbar in den Einschublöchern 20 und 23 eingebaut. Gewöhnlich, wenn die Einschublöcher 23 in dem Gehäuse 15 vorgesehen sind, sind die Einschublöcher 23 so ausgeführt, dass sie luftdicht bleiben.
Außerhalb des Gehäuses 15 ist der Schieber 3 zum Bewegen der Unterteilungstrennbauteile 2, die das Trennbauteil 1 bilden, angeordnet, und der Schieber 3 weist Einschublöcher 21 entsprechend der Gestalt der Unterteilungstrennbauteile in 2(1) auf. Die Unterteilungstrennbauteile 2 sind so ausgeführt, dass sie durch die Einschublöcher 21 des Schiebers 3, der Einschublöcher 23 des Gehäuses 15, und der Einschublöcher 20 des Kernformbauteiles 11 gleitbar sind oder sie bewegen sich in den Einschublöchern 21, den Einschublöchern 23 und den Einschublöchern 20 und dass sie sich einwärts und auswärts in Bezug auf den Formraum 13 der Formvorrichtung zum Formgießen bewegen, wie nachfolgend durch die Betätigung des Schiebers 3 gezeigt ist.
Das heißt, wenn sich der Schieber 3 in Richtung der Einschubrichtung A (Richtung des Pfeils 32 in 2(1)) der Unterteilungstrennbauteile 2 bewegt, bewegen sich die Unterteilungstrennbauteile 2 in den Formraum 13 an die innenseitige Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12. Wenn die vorlaufenden Enden 60 der Unterteilungstrennbauteile 2 die spezifizierten Positionen auf der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 erreichen, berühren gewöhnlich die Einschubpositionierungsvorsprünge 4, die in den Unterteilungstrennbauteilen 2 vorgesehen sind, die außenseitige Formfläche des Schiebers 3, und der Einschub der Unterteilungstrennbauteile 2 ist beendet, und der Formraum 13 ist in dem vorgegebenen unterteilten Formraum 13a und den unterteilten Formraum 13b unterteilt.
In dem Endzustand des Einschubes der Unterteilungstrennbauteile 2 können die Einschubpositionierungsvorsprünge 4 an Positionen sein, die bis zu der äußeren Formfläche des Gehäuses 15 reichen oder diese Positionen nicht erreichen. Dies tritt auf, da die Unterteilungstrennbauteile 2 des Trennbauteiles 1 eine Struktur aufweisen, die zum Steuern des Einschubabstandes zu diesem Formraum in Abhängigkeit von der Einstellposition der Einschubpositionierungsvorsprünge 4 geeignet ist.
Die vorlaufenden Enden 60 der Unterteilungstrennbauteile 2 können sich an einen Punkt, an einer Linie oder einer Ebene an vorgegebenen Positionen an der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 berühren. Währenddessen müssen die vorlaufenden Enden 60 der Unterteilungstrennbauteile 2 nicht immer in Berührung mit der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 an den vorgegebenen Positionen der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 sein, solange die geschäumten Körper sich nicht zwischen dem benachbarten unterteilten Formraum 13a und dem unterteilten Formraum 13b durch den Zwischenraum zwischen der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 und den vorstehenden Enden 60 bewegen.
3 ist eine schematische Teilansicht, die den Arbeitszustand jedes Unterteilungstrennbauteiles zum Zusammensetzen des Trennbauteiles 1 erläutert, wobei die Einstellpositionen der Einschubpositionierungsvorsprünge 4 und der Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 gezeigt sind.
In Anbetracht der Struktur des Trennbauteiles 1, hängt der Einschubabstand des Unterteilungstrennbauteiles 2a(i) von der Einstellposition des Einschubpositionierungsvorsprunges 4 ab, und die Einstellposition des Einschubpositionierungsvorsprunges 4 ist in Abhängigkeit von der Gestalt der Formfläche des Hohlraumformbauteiles vorgesehen. Das heißt, dass der Einschubabstand des Unterteilungstrennbauteiles 2a(i), wenn es mit geschäumten Körpern befüllt wird, sich in Abhängigkeit von der Größe des Zwischenraumes, der zwischen benachbarten Unterteilungstrennbauteilen ausgebildet sein kann, der Größe des Zwischenraumes, der zwischen jedem der vorlaufenden Enden 60 und der inneren Formfläche des Hohlraumformbauteiles ausgebildet sein kann, oder der Größe der zu verwendeten geschäumten Körper verändert, und in Relation dazu wird der Einschubabstand mindestens in einem Bereich eingestellt, so dass die geschäumten Körper, die zuerst in den unterteilten Formraum befüllt werden, nicht zu dem benachbarten unterteilten Formraum durch den Zwischenraum zwischen dem Unterteilungstrennbauteil und der inneren Formfläche des Formbauteiles hindurch treten können. Jedoch bedeutet „nicht hindurch treten" nicht vollständiges Hindurchtreten, und bedeutet auch das Zulassen eines bestimmten Hindurchtretens von geschäumten Körpern insoweit, dass es keine praktische Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen geformten Gegenstandes hat.
Wenn der Schieber 3 zu der Hohlraumformbauteilseite hinbewegt wird, soweit keine Effekte von Schwerkraft oder ähnlichem auftreten, wird das Ende der Seite, das sich weit weg von dem Hohlraumformbauteil des Einschubpositionierungsvorsprunges 4 befindet, in Kontakt mit dem Schieber 3 gedrückt, und das Unterteilungstrennbauteil 2a(i) wird ferner in den Formraum 13 eingeschoben. In diesem Fall wird der Einschubabstand des Unterteilungstrennbauteiles 2a(i) einfach durch Steuerung des Bewegungsabstandes des Schiebers 3 gesteuert.
Demzufolge wird mit dem in den Formraum 13 eingeschobenen Unterteilungstrennbauteil 2 jeder unterteilte Formraum mit erwünschten geschäumten Körpern befüllt. Wenn die benachbarten, unterteilten Formräume gleichzeitig mit geschäumten Körpern, wie zuvor erwähnt, befüllt werden, wird der Zwischenraum des Unterteilungstrennbauteiles 2 und der innerseitigen Formflächen des Hohlraumformbauteiles oder der Zwischenraum der benachbarten Unterteilungstrennbauteile 2 innerhalb eines Bereiches eingestellt, der das wechselseitige Hindurchtreten beider geschäumter Körper verhindert.
Ferner in dem Fall, dass einer der benachbarten unterteilten Formräume als erster mit geschäumten Körpern und dann der andere unterteilte Formraum mit anderen geschäumten Körpern befüllt wird, können die individuellen Zwischenräume derart bestimmt werden, dass die ersten geschäumten Körper nicht durch den Zwischenraum des Unterteilungstrennbauteiles 2 und der innerseitigen Formfläche des Hohlraumformbauteiles oder durch den Zwischenraum der benachbarten Unterteilungstrennbauteile 2 hindurch treten können und, wenn die zweiten geschäumten Körper klein genug sind, um durch den zwischen den ersten geschäumten Körpern ausgebildeten Zwischenraum hindurch zu treten, können sie klein genug sein, um durch den Zwischenraum des Unterteilungstrennbauteiles 2 und der innerseitigen Formflächen des Hohlraumformbauteiles oder durch den Zwischenraum der benachbarten Unterteilungstrennbauteile 2 hindurch zu treten. Das heißt, in Folge des Vorhandenseins der ersten zu befüllenden geschäumten Körper, vermischen sich die zweiten unterschiedlich geschäumten Körper, die in dem anderen Formraum zu befüllen sind, im Wesentlichen nicht in den benachbarten unterteilten Formraum.
Nach dem Befüllen aller unterteilten Formräume mit geschäumten Körpern wird Dampf (gesättigter Dampf) in den Formraum zum Formen eingeführt, und die geschäumten Körper werden erhitzt und mit einander verschmolzen, und werden abgekühlt und aus dem Formbauteil entfernt. Zu diesem Zeitpunkt können die Unterteilungstrennbauteile 2 zu der erwünschten Position von dem Formraum 13 vor dem Abkühlen zurückgezogen werden und es ist leichter, die Unterteilungstrennbauteile 2 zurückzuziehen, wenn sie erst auf eine erwünschte Position von dem Formraum 13 zurückgestellt wird, bevor die Zufuhr des Dampfes (gesättigten Dampf) gestartet wird.
In der vorliegenden Erfindung werden die Unterteilungstrennbauteile 2 von dem Formraum 13 durch die Bewegung des Schiebers 3 in die Richtung der Rückzugsrichtung B (Richtung des Pfeils 31 in 2(1)) zurückgezogen.
Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Unterteilungstrennbauteil 2a(α), das Kontakt mit dem Schieber 3 und dem Rückzugpositionierungsvorsprung 5 hat, aus dem Formraum 13 in Richtung der Rückzugsrichtung B im voraus zu dem Unterteilungstrennbauteil 2a(β) heraus, das noch nicht berührt (wo α und β zueinander unterschiedliche, positive, ganze Zahlen nicht größer als N sind). Darüber hinaus bedeutet N die Anzahl der Unterteilungstrennbauteile, die in einen des Schiebers 3 eingebaut sind. Wenn der Schieber 3 mit dem Rückzugpositionierungsvorsprung 5 des Unterteilungstrennbauteiles 2a(β) in Kontakt kommt, beginnt das Unterteilungstrennbauteil 2a(β) von diesem Moment an sich aus dem Formraum 13 in Kooperation mit dem Schieber 3 in Richtung der Rückzugsrichtung B zu bewegen.
Das heißt, dass die Unterteilungstrennbauteile 2 solch eine Struktur aufweisen, dass die Bewegung der Unterteilungstrennbauteile 2 in der Rückzugsrichtung B in Abhängigkeit von dem Layout der Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 gesteuert wird.
Die Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 zum Definieren der Rückzugsposition der Unterteilungstrennbauteile 2 sind wie folgt in Übereinstimmung mit der Gestalt der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 ausgeführt.
Zuerst, wenn das Trennbauteil 1 eingeschoben wird, überragt jedes Unterteilungstrennbauteil 2a (i) die Innenseite (Formfläche) des Kernformbauteiles 11, und bewegt sich zu der Position des Befüllens mit den geschäumten Körpern, und dieser Abstand soll T(i) sein. Der Wert von i, der den maximalen Wert von T(i) angibt, soll γ sein, und der Wert von i, der den minimalen Wert angibt, ist δ.
In dem Fall, wenn der Schieber 3 sich in Richtung der Rückzugsrichtung B (Richtung des Pfeils 31 in 2(1)) bewegt, beginnt das Unterteilungstrennbauteil 2a(γ) sich in Richtung der Rückzugsrichtung B zu bewegen, und danach bewegt sich das Unterteilungstrennbauteil 2a(j) (wobei j eine positive ganze Zahl nicht größer als N ist, anders wie γ oder δ) sequentiell in Richtung der Rückzugsrichtung B.
Folglich beginnt das Unterteilungstrennbauteil 2a(δ) sich letztendlich zu bewegen, und die Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 jedes Unterteilungstrennbauteiles 2a(i) sind derart ausgestaltet, dass die Bereiche der Unterteilungstrennbauteile 2a(i) von der Position des vorlaufenden Endes 60 zu der Formfläche des Kernformbauteiles 11 in der Länge gleich sein können. Das heißt, dass das Unterteilungstrennbauteil 2a(i) eine Struktur hat, durch die die Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 an die Position in Richtung der Rückzugsrichtung B auf der Basis des Schiebers 3 auf den Wert eingestellt wird, der Y(i) entspricht, der in der unten gezeigten Formel 1 gegeben ist. Darüber hinaus ist Y(i) des Unterteilungstrennbauteils 2a(γ) Y(γ). Wenn die Position der Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 auf diese Art und Weise bestimmt ist, können alle vorlaufenden Enden 60 der Unterteilungstrennbauteile zu der metallischen innerseitigen Formfläche 56 des Kernformbauteiles 11 zurückgezogen werden, so dass der erhaltene geformte Gegenstand frei von Vorsprüngen oder Löchern ist oder deren Auftreten minimal ist.
Die Unterteilungstrennbauteile 2a(δ), 2a(γ), 2a(j) sind jeweils nicht auf ein Unterteilungstrennbauteil 2 eingeschränkt. Wenn das Trennbauteil in den Formraum eingeschoben wird, wenn das Unterteilungstrennbauteil 2 die Innenseite des Kernformbauteiles 11 überragt und sich bis zu der Befüllungsposition der geschäumten Körper bei gleichem Bewegungsabstand in mehreren Unterteilungstrennbauteilen 2, zusammen mit der Bewegung des Schiebers 3 in die Rückzugsrichtung B bewegt, können sich mehrere Unterteilungstrennbauteile 2 gleichzeitig in die Rückzugsrichtung B bewegen. Daher kann beispielsweise das Unterteilungstrennbauteil 2a(δ) in einer Mehrzahl bestehen, wie in 3 gezeigt ist.
Das Unterteilungstrennbauteil 2 kann eine Struktur zum Einstellen des Rückzugpositionierungsvorsprunges 5 an einer Position in Richtung der Rückzugsrichtung B auf der Basis des Schiebers 3 auf einem Wert aufweisen, der Y(i) entspricht, der in der unten gezeigten Formel 2 angegeben ist.
Hierin wird ε (i) in Abhängigkeit von der Bedingung bestimmt, wenn ein spezifizierter Bereich beispielsweise für die Position des vorlaufenden Endes 60 von jedem Unterteilungstrennbauteil ermöglicht wird, wenn sich die Unterteilungstrennbauteile 2 zurückziehen. Y(i) = T(γ) – T(i) + Y(γ) [Formel 1] Y(i) = T(γ) – T(i) + Y(γ)+ ε(i) [Formel 2]wobei ε (i) in Abhängigkeit von dem Zustand des Rückzuges des Unterteilungstrennbauteiles 2a (i) wie folgt bestimmt wird.
Als erstes, wenn sich das Unterteilungstrennbauteil 2a(i) zurückzieht, ist es wie folgt.
Nachdem das Unterteilungstrennbauteil 2a(δ) (das Kürzeste der Länge von dem Seitenende des Formbauteiles des Einschubpositionierungsvorsprunges zu der Formfläche des Hohlraumformbauteiles) beginnt, sich in letzter Stelle zu bewegen, kommt das vorlaufende Ende 60 des Unter teilungstrennbauteiles nahe bei der Formfläche (innenseitig) des Kernformbauteiles 11 an, und der Rückzug des Unterteilungstrennbauteiles 2 ist beendet.
4 ist eine Zeichnung, die eine Ausführungsform des Rückzugzustandes der Unterteilungstrennbauteile 2 des Trennbauteiles 1 erläutert.
Die Unterteilungstrennbauteile 2 des Trennbauteiles 1 können wie folgt im Rückzug ausgebildet sein. Das heißt, wenn das Trennbauteil 1 zurückgezogen wird, kann der Zustand des vorlaufenden Endes 60a(i) jedes Unterteilungstrennbauteiles 2a(i) (wobei i eine positive ganze Zahl ist) in einem Zustand sein, in dem es an der metallischen Innenseite der inneren Formfläche 56 des Kernformbauteiles (vorlaufende Enden 60a(2), 60a(3) des Unterteilungstrennbauteiles) vorhanden ist.
Jedoch, wenn sich das Trennbauteil 1 zurückzieht, wenn das vorlaufende Ende 60a(i) jedes Unterteilungstrennbauteiles aus der metallischen inneren Formfläche 56 des Kernformbauteiles heraus ist, besteht kein Problem, solange es sich innerhalb eines Bereiches befindet, der durch die Bedingung (1) und die Bedingung (2) zulässig ist.
Bedingung (1): Wenn sich das Trennbauteil 1 zurückzieht, ist das vorlaufende Ende 60a (i) jedes Unterteilungstrennbauteiles in dem Einschubloch 20 des Kernformbauteiles vorhanden. In dieser Bedingung ist es notwendig, dass sich das vorlaufende Ende 60a(i) jedes Unterteilungstrennbauteiles nicht über die äußere Formfläche 61 des Formbauteiles 11 hinaus zurückzieht. Das heißt, es ist notwendig, dass das vorlaufende Ende 60a(i) nicht innerhalb der Kammer 16b vorhanden ist. Wenn das vorlaufende Ende 60 des Unterteilungstrennbauteiles geringfügig innerhalb des Einschubloches 20 des Kernformbauteiles ist, besteht kein Problem, solange ein großer Vorsprung in dem geformten Gegenstand ausgebildet ist.
Bedingung (2): Wenn sich das Trennbauteil 1 zurückzieht, überragt das vorlaufende Ende 60a (i) jedes Unterteilungstrennbauteiles die metallische innere Formfläche 56 des Kernformbauteiles, überragt jedoch nicht die zulässige Länge des Vorsprunges 62 (wobei diese Länge τ(i) ist) von der metallischen inneren Formfläche 56. Das heißt, es ist notwendig, dass das vorlaufende Ende 60a(i) an der Position innerhalb der zulässigen Länge 62 des Vorsprunges in der Einschubrichtung vorhanden ist. Beispielsweise ist das Unterteilungstrennbauteil 2a(5) zulässig, jedoch ist das Unterteilungstrennbauteil 2a(6) nicht zulässig.
Das heißt, wenn sich das Unterteilungstrennbauteil 2 zurückzieht, soweit sich das vorlaufende Ende 60 des Unterteilungstrennbauteiles in die Einschubrichtung über den τ(i)-Wert hinaus bewegt, kann sich die Einstellposition des Rückzugpositionierungsvorsprunges 5 etwas verändern. Der Wert von ε (i) kann in einem Bereich sein, der die Formel (3) erfüllt und solch eine zulässige Veränderung berücksichtigt. τ(i) ≥ ε (i) [Formel 3]
Indessen ist es die Aufgabe der obigen Bedingung (1), geschäumte Körper an dem Eintreten in die Kammer 16b zu hindern und das Ausbilden unnötiger Vorsprünge an dem geformten Gegenstand zu verhindern, und folglich muss die Bedingung (1) nicht immer erfüllt sein, solange die geschäumten Körper nicht aus den Einschublöchern 20 fließen oder das Ausbilden bestimmter Vorsprünge zulässig ist.
Der Wert von τ(i) in der Bedingung (2) wird auf der Basis der Eigenschaften des geformten Gegenstandes bestimmt. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des geformten Gegenstandes, wenn die Festigkeit des geformten Gegenstandes im Wesentlichen nicht verringert wird oder auf ein bestimmtes Ausmaß verringert werden kann, kann beispielsweise der Wert von τ(i) größer als der Wert von τ(i) sein, der in dem geformten Gegenstand ohne zulässige Verringerung der Festigkeit zulässig ist.
Folglich ist es in der Einrichtung zum Formverschäumen der vorliegenden Erfindung durch Veränderung der feststehenden Positionen der Einschubpositionierungsvorsprünge und der Rückzugpositionierungsvorsprünge einfach, die Tiefe der Löcher oder die Größe der Vorsprünge, die in dem geformten Gegenstand verursacht durch die Unterteilungstrennbauteile 2 (einschließlich der Bedeutung der Eliminierung oder Minimierung des Vorhandenseins solcher Löcher oder Vorsprünge) ausgebildet sein dürfen, einzustellen, und folglich ist die Einrichtung in dieser Hinsicht hervorragend.
5 ist eine schematische Teilansicht, die den Anordnungszustand und die Querschnittsgestalt in orthogonaler Richtung hinsichtlich der Einschub- und Rückzugsrichtung der Unterteilungstrennbauteile 2 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In dem Trennbauteil 1, sind die Unterteilungstrennbauteile 2 in verschiedenen Konfigurationen angeordnet, wie es in 5 gezeigt ist, einschließlich beispielsweise eines Trennbauteil-Layouts 40a, das kreisförmige, säulenförmige Unterteilungstrennbauteile 2 aufweist, die in einer linearen Konfiguration angeordnet sind, ein Trennbauteil-Layout 40b, das Unterteilungstrennbauteile 2 aufweist, die alternierend angeordnet sind, um nicht lineare Reihen zu bilden, ein Trennbauteil-Layout 40c, das dreieckige, säulenförmige Unterteilungstrennbauteile 2 aufweist, die alternierend angeordnet sind, um nicht Reihen linear auszubilden, ein TrennbauteilLayout 40d, das rechtwinklige, parallel verlaufende Unterteilungstrennbauteile aufweist, die alternierend teilweise überlappend angeordnet sind, und ein Trennbauteil-Layout 40e, das Unterteilungstrennbauteile 2 aufweist, die Bauteile mit teilweise unterschiedlichen Breiten kombinieren, wobei sie keine gleiche Breite aufweisen. Das Layout und die Gestalt der Unterteilungstrennbauteile 2 sind nicht eingeschränkt, können jedoch elliptische oder polygonale Schnittformen und andere umfassen.
Wenn die Unterteilungstrennbauteile 2 eingeschoben werden, wenn der Abstand der Bewegung der Unterteilungstrennbauteile 2 von der Innenseite der Formfläche des Kernformbauteiles 11 zu der Innenseite der Formfläche des Hohlraumformbauteiles 12 ein konstanter Wert in einem spezifischen Bereich ist, wie es in dem Layout 40e des Trennbauteiles in 5 gezeigt ist, können in einem solchen Bereich die Unterteilungstrennbauteile 2 nicht in die gleiche Breite wie in anderen Bereichen unterteilt werden, und die Bauteile können teilweise unterschiedlich in der Breite in solchen Bereichen sein. Zusätzlich werden fein unterteilte Unterteilungstrennbauteile erwünscht, um diese für die Bereiche zu verwenden, deren Winkel, die durch die Berührung der Tangente der Formfläche mit der Einschub- und Rückzugsrichtung des Unterteilungstrennbauteiles 2 gebildet wird, einen spitzen Winkel bildet.
6 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles des Abschnittes der vertikalen Richtung der Formvorrichtung, die einen unterteilten Zustand des Formraumes durch das Trennbauteil der vorliegenden Erfindung darstellt. In diesem Fall weist die Einrichtung zum Formverschäumen 10 eine Struktur zum Formen unterteilter Formräume 13a, 13b, 13c und 13d auf. Eine Vorrichtung 14 zum Befüllen geschäumter Körper der Einrichtung zum Formverschäumen 10 ist so eingebaut, dass sie mit jedem der unterteilten Formräume in Verbindung steht.
Die in 6 dargestellt Ziffer 8 ist die Platte, die an der inneren Formfläche des Kernformbauteiles eingebaut ist, wobei sie um jedes Trennbauteil 1A, 1B und 1C angeordnet ist. Wenn die Platte in dieser Stelle eingebaut ist, kann, selbst wenn hier ein großer Zwischenraum zwischen dem Einschubloch und dem Unterteilungstrennbauteil von einigen Grad besteht, eine Gratbildung, die bis zu der Außenseite der inneren Formfläche des Kernformbauteiles herausragt, an der Grenzlinie der benachbarten Bereiche des geformten Gegenstandes verhindert werden. Darüber hinaus, da die der Gestalt der Platte entsprechende Lücke an der Grenzlinie zwischen den Bereichen des geformten Gegenstandes ausgebildet ist, wird es vorgezogen, dass die Platte so klein wie möglich ist. Ferner kann in der vorliegenden Erfindung durch das Erzeugen eines genügend kleinen Zwischenraumes zwischen dem Einschubloch und dem Unterteilungstrennbauteil, eine solche Platte weggelassen werden.
Ein Schieber 3 ist mit einem Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 zum Antreiben des Schiebers verbunden. Das Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 enthält einen Luftzylinder 50 und ist ausgestaltet, um die Bewegung des Schiebers 3 einzustellen. Durch die Bewegung des Luftzylinders 50 wird der Formraum 13 tatsächlich durch die Unterteilungstrennbauteile 2a(i) unterteilt. Folglich sind in der Einrichtung zum Formverschäumen 10, wenn das Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 direkt mit jedem der Unterteilungstrennbauteile 2a(i) verbunden ist, die Wirkung und der Effekt der vorliegenden Erfindung erfüllt. Beispielsweise kann der Luftzylinder 50 individuell in die Unterteilungstrennbauteile 2a (i) eingebaut werden. In solch einem Fall kann der Schieber 3 nicht notwendig sein.
Im Hinblick auf die Kosten und einfache Kontrolle ist jedoch bevorzugt, dass die Einrichtung zum Formverschäumen 10 eine Struktur hat, in der mindestens zwei oder mehrere Unterteilungstrennbauteile 2 den Bewegungsabstand durch einen Schieber 3 einstellen können, ferner eine Struktur hat, bei der all die Unterteilungstrennbauteile 2 als Bestandteil eines Trennbauteiles 1 zum Unterteilen benachbarter Formräume den Bewegungsabstand durch einen Schieber 3 einstellen können.
8 zeigt perspektivische Teilansichten, die eine Ausführungsform der Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 des Schiebers 3 erläutern. Die Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 können eine Struktur zur Verbindung des Schiebers 3 mit dem Luftzylinder 50 mittels eines Verbindungsbauteiles 53a, das eine Struktur hat, die mit seinem einen Ende ver bunden ist (Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52a in 8(1)), aufweisen. Die Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 können auch eine Struktur zur Verbindung des Schiebers 3 mit dem Luftzylinder 50 mittels eines Verbindungsbauteiles 53b, das eine Struktur hat, die mit beiden Enden verbunden ist (Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52b in 8(2)), aufweisen, oder sie können eine Struktur zur Verbindung des Schiebers 3 mit dem Luftzylinder 50 mittels eines Verbindungsbauteiles 53c, das eine Struktur hat, die an den beiden Enden des Schiebers 3 parallel zu seiner longitudinalen Richtung verbunden ist (Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52c in 8(3)), aufweisen.
Ferner wird es vorgezogen, dass der Schieber 3 in der Kammer 16b angeordnet ist, so dass keine mehrfachen tiefen Löcher in dem Gehäuse 15 benötigt werden und die gesamte Vorrichtung in einer kompakten Ausgestaltung ausgebildet werden kann. 2(2) ist eine Zeichnung, die eine Ausführungsform der Einrichtung zum Formverschäumen 10 in solch einem Fall erläutert. Dabei weist die Einrichtung zum Formverschäumen 10 den Schieber 3 auf, der in der Kammer 16b angeordnet ist. Der Luftzylinder 50 ist verschiebbar oder bewegbar angeordnet, während er die Einschublöcher 23 des Gehäuses 15 luftdicht hält.
Im Hinblick auf das Arbeitsgleichgewicht des Schiebers 3, können die Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 zwei oder mehrere Luftzylinder 50 pro einem Schieber 3 aufweisen. Soweit der Bewegungsabstand eingestellt werden kann, ist das Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes der Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes 52 nicht auf einen Luftzylinder alleine eingeschränkt.
In der in 2(1), (2) gezeigten Einrichtung zum Formgießen 10 ist das Formbauteil zum Einschieben der Unterteilungstrennbauteile 2 das Kernformbauteil, und es weist eine flache Gestalt auf, während das Hohlraumformbauteil so gezeigt ist, dass es eine spezielle Gestalt aufweist, kann jedoch in der vorliegenden Erfindung das Kernformbauteil eine kurvenförmige Gestalt aufweisen, oder die Gestalt des Schiebers 3 ist nicht auf eine flache Platte eingeschränkt, sondern kann eine kurvenförmige Gestalt sein. Dies kommt daher, da so die Bewegung der Unterteilungstrennbauteile 2 durch die Position des Einbaus der Einschubpositionierungsvorsprünge 4 und der Rückzugpositionierungsvorsprünge 5 gesteuert werden kann.
Wenn die Gestalten der Formfläche des Abschnittes des Kernformbauteiles und des Hohlraumformbauteiles nicht identisch sind, und die Gestalt des Formbauteiles auf der Seite des Einschu bes des Trennbauteiles eine abgestufte Gestalt aufweist, kann das Unterteilungstrennbauteil 2 in jede abgestufte Gestalt eingeschoben werden.
Das Trennbauteil 1 ist nicht in der linearen Gestalt der Gestalt des Bereiches in der Einschubrichtung eingeschränkt, sondern kann eine geschlossene Gestalt, U-Gestalt, L-Gestalt, und ähnliches umfassen.
Das Trennbauteil 1 kann in die Hohlraumformbauteilrichtung von dem Kernformbauteil eingeschoben werden, oder es kann in die Kernformbauteilrichtung von dem Hohlraumformbauteil eingeschoben werden. Darüber hinaus kann das Trennbauteil 1 zum Teil abgeschnitten sein, und ein Teil kann in das Kernformbauteil von dem Hohlraumformbauteil eingeschoben werden, und andere können in das Hohlraumformbauteil von dem Kernformbauteil eingeschoben werden.
Materialien für geschäumte Körper können in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen des geformten Produktes geeignet ausgewählt werden, und es wird bevorzugt, Materialien zu verwenden, mit denen der geschäumte, geformte Gegenstand mit Rücksicht auf die scheinbare Dichte leicht herzustellen ist, wie nachfolgend beschrieben wird.
Das Dehnungsverhältnis der geschäumten Körper (die Dichte des Harzmateriales der geschäumten Körper geteilt durch die scheinbare Dichte der geschäumten Körper) variiert in Abhängigkeit von dem Material der geschäumten Körper. Gewöhnlich ist ein bevorzugter Bereich ungefähr 3-mal bis 150-mal. Im Besonderen wird es bei geschäumten Körpern, die aus Polystyrol basierendem Kunstharzmaterial hergestellt werden, bevorzugt, geschäumte Körper in einem Dehnungsverhältnisbereich von 3-mal bis 100-mal, und vorzugsweise in einem Dehnungsverhältnisbereich von 3-mal bis 80-mal zu verwenden. Oder in geschäumten Körpern, die aus Polyolefin basierendem Kunstharzmaterial hergestellt werden, wird es bevorzugt, geschäumte Körper in einem Dehnungsverhältnisbereich von 3-mal bis 90-mal vorzugsweise in einem Dehnungsverhältnisbereich von 3-mal bis 60-mal zu verwenden.
Die Partikelgröße der geschäumten Körper ist vorzugsweise 1 mm bis 10 mm oder vorzugsweise 2 mm bis 8 mm.
Basisharze für geschäumte Körper umfassen beispielsweise die folgenden Polyolefin basierenden Harze und Polystyrol basierenden Harze.
Beispiele des auf Polyolefin basierenden Harzes enthalten Polypropylen-Homopolymer, Propylen-Ethylen-Random-Copolymer, Propylen-Ethylen-Block-Copolymer, Propylen-Buten-Random-Copolymer, Propylen-Ethylen-Buten-Random-Copolymer, andere Propylen basierende Harze mit Propylen-Einheitenkomponente von 50 Mol% oder mehr, modifiziertes Polypropylen mit Propylen-Einheitenkomponente von 50 Mol% oder mehr, Imprägnier- und Polymerisierungsmonomer, wie etwa Styrolmonomer oder Acryl basierendes Monomer, hartes Polyethylen, unverzweigtes weiches Polyethylen-Copolymerisierungs-Ethylen und eine kleine Menge (20 Mol% oder weniger) von α-Olefin, Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer, und andere auf Polyethylen basierende Harze mit Ethylen-Einheitenkomponente von 50 Mol% oder mehr. Beispiele des Polystyrol basierenden Harzes umfasst Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Butadien-Acrylonitril-Copolymer, Styrol-Acryl-Copolymer, Styrol-Methacryl-Copolymer, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, und andere auf Polystyrol basierende Harze mit Styrol-Einheitenkomponente von 50 Mol% oder mehr.
Andere Beispiele sind Polyethylen-Terephthalat-Harz, Polybutylen-Terephthalat-Harz, Polyethylen-Naphthalat-Harz, andere thermoplastische aromatische Polyesterharze, aromatisches Polycarbonatharz, Polyphenyl-Ether-Harz, und Polyurethanharz. Andere Beispiele sind Mischungen von zwei oder mehreren Harzen oder Copolymeren, die aus den obigen Harzen oder Copolymeren ausgewählt werden, und eine Mischung, die hauptsächlich aus einem der obigen Harze, Copolymere, und Mischung (enthaltend 50 Gewichts-% oder mehr), und Elastomere zusammengesetzt ist.
Als Material für das Stoßstangen-Kernmaterial ist ein auf Polyolefin basierendes Harz effektiv. Es ist deswegen, weil das auf Polyolefin basierende Harz im chemischen Widerstand und in den Verarbeitungseigenschaften ausgezeichnet ist. Im Besonderen ist ein auf Polypropylen basierendes Harz mit einem Erweichungspunkt nach Vicat (JISK 6758) von 125°C oder mehr, vorzugsweise 130°C oder mehr, oder ein Harz, das eine Propylenkomponente von 50% oder mehr enthält, in der Hitzebeständigkeit, Aufpralldämpfung in der Stoßstangenkernmaterialverarbeitung, und Leichtheit des Gewichtes ausgezeichnet.
Die durchschnittliche Zellengröße der geschäumten Körper aus auf Polyolefin basierendem Harzmaterial ist nicht besonders spezifiziert aber liegt im Allgemeinen in einem Bereich von 5 μm bis 900 μm. Die durchschnittliche Zellengröße der geschäumten Körper ist vorzugsweise 10 μm bis 700 μm und ferner vorzugsweise 50 μm bis 550 μm.
Das auf Polyolefin basierende Harz kann auch mit einer Kautschukkomponente, wie etwa Ethylenpropylen-Copolymer-Kautschuk, vermischt werden.
Geschäumte Körper mit unterschiedlichen Eigenschaften zum Füllen in die unterteilten Räume können aus geschäumten Körpern mit unterschiedlichen Dehnungsverhältnissen in erwünschten unterteilten Räumen in Abhängigkeit von dem geformten Gegenstand ausgewählt werden, und unterschiedliche geschäumte Körper mit Rücksicht auf die Formdichte der geschäumten Körper, der durchschnittlichen Zellengröße, der Größe der geschäumten Körper, des Materiales, der Farbe, der Elastizität, des Geruchs und andere Eigenschaften auch ausgewählt werden.
Ausführungsform
Betreffend einen durch die Einrichtung zum Formgießen der vorliegenden Erfindung hergestellten geformten Gegenstandes wird das Formen eines Automobilstoßstangen-Kernmateriales als eine Ausführungsform eines in Form geformten Stückes erläutert, während auf 7 Bezug genommen wird.
Ein Stoßstangen-Kernmaterial 114 enthält Seitenaufprallenergieaufnehmer bzw. -dämpfer 110, deren beide Enden leicht nach hinten gebogenen sind, einen zentralen Aufpralldämpfer 111, und mittlere Aufpralldämpfer 112, die zwischen den Seitenaufpralldämpfern 110 und dem zentralen Aufpralldämpfer 111 ausgebildet sind.
Das Stoßstangen-Kernmaterial 114 dieser Ausführungsform ist ausgestaltet, um die hohe Energie eines Aufpralles durch die harten geformten Schaumbereiche der Seitenaufpralldämpfer 110 und durch den zentralen Aufpralldämpfer 111 aufzunehmen, und die Aufnahme der Aufprallenergie durch die mittleren Aufpralldämpfer 112 als mit weniger dichtem Schaum geformten Bereichen als die Seitenaufpralldämpfer 110 und der zentrale Aufpralldämpfer 111 zu verringern, um somit das Gewicht der gesamten Struktur zu vermindern. Die Verteilung der Härte und der Weichheit des Stoßstangen-Kernmateriales 114 kann willkürlich mit Rücksicht auf die Größe und Gestalt des Stoßstangen-Kernmateriales, die Gestalt, die erwünschte Energieaufnahmeeigenschaft und anderen bestimmt werden. Je nach Fall können mit Schaum geringer Dichte relativ geformte Bereiche verglichen mit anderen Teilen einteilig in den oberen Teilen und/oder unteren Teilen des Stoßstangen-Kernmateriales ausgebildet werden. In diesem Fall werden diese Teile als Formerhaltungsteile ausgebildet, um ein konkaves Armaturenbrett zu vermeiden, das keine Aufprallenergie aufnehmen soll.
Beispielsweise, wenn Propylen-Harz als Basisharz des Stoßstangen-Kernmateriales 114 verwendet wird, haben die mittleren Aufpralldämpfer 112 eine relativ geringe Dichte mit einer scheinbaren Dichte des geformten Schaumbereiches von 0,02 g/cm³ bis 0,15 g/cm³, während die Seitenaufpralldämpfer 110 und der zentrale Aufpralldämpfer 111 eine relativ hohe Dichte mit einer scheinbaren Dichte des geformten Schaumbereiches von 0,03 g/cm³ bis 0,45 g/cm³ haben. Der Dichteunterschied zwischen dem geformten Schaumbereich mit hoher Dichte und dem geformten Schaumbereich mit niedriger Dichte ist vorzugsweise ungefähr 0,08 g/cm³ bis 0,43 g/cm³.
Bei Verwendung solcher geschäumten Kunstharzkörper kann das Stoßstangen-Kernmaterial 114 wie folgt mit der Einrichtung zum Formgießen hergestellt werden.
Der Formraum 13 der Einrichtung zum Formgießen wird durch das Trennbauteil 1 in die Positionen entsprechend der Grenzlinie 115 zum Formen des Seitenaufpralldämpfers 110, des mittleren Aufpralldämpfers 112, des zentralen Aufpralldämpfers 111, des mittleren Aufpralldämpfers 112, und des Seitenaufpralldämpfers 110 unterteilt.
Das heißt, dass auf der Einrichtung zum Formgießen 10, der Formraum in die unterteilten Räume durch das Einschieben von vier Trennbauteilen 1 in den Formraum, der durch das Kernformbauteil und das Hohlraumformbauteil ausgebildet ist, unterteilt wird, wobei jedes der Unterteilungstrennbauteile entsprechend den Positionen der Grenzlinie 115 von außen des metallischen Formbauteiles zusammengesetzt ist. In die unterteilten Formräume werden spezifizierte geschäumte Körper in spezifizierte unterteilte Formräume von den Befüllungsvorrichtungen 14 befüllt, und nach dem Befüllen werden die Trennbauteile 1 zurückgezogen. Dann wird von der Zufuhröffnung 18 Dampf in den Formraum durch die Kammern 16a, 16b und die Belüftungslöcher 17 zugeführt, und die geschäumten Körper werden erhitzt und mit einander verschmolzen, und Kühlflüssigkeit wird zum Abkühlen von der Zufuhröffnung 18 zugeführt, und ein erwünschter geformter Stoßstangengegenstand ist hergestellt.
In der vorliegenden Erfindung wird das Material der Unterteilungstrennbauteile 2 nicht im Besonderen spezifiziert, solange es genügend widerstandsfähig ist, um dem Befüllungsdruck der geschäumten Körper und der Hitze des Formens zu widerstehen. Daher können die Unterteilungstrennbauteile 2 aus Metall, Kunstharzmaterial, Keramiken oder anderen erwünschten Materialien hergestellt sein. Elastische deformierbare Metallmaterialien und Kunstharze können auch verwendet werden. Die Dicke der Unterteilungstrennbauteile 2 ist vorzugsweise ungefähr 0,5 mm bis 10,0 mm.
Die Intervalle der benachbarten Unterteilungstrennbauteile können derart bestimmt werden, dass mindestens eine Art der geschäumten Körper nicht hindurch treten kann. Daher kann dieses Intervall nahezu null sein.
Die Einrichtung zum Formen gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Automobilstoßstangen-Kernmaterial eingeschränkt, sondern umfasst Dämpfungsmaterial für Körperschutz, Schutzeinrichtung, Bettpolstermaterial, und andere verschiedene geschäumte, geformte Gegenstände.
Die Einrichtung zum Formen gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, das Auftreten von Löchern und Fehlern an den Grenzlinien der geformten Teile oder Bereiche mit unterschiedlichen Eigenschaften und das Auftreten von großen Vorsprüngen zu unterdrücken, wenn ein aus zwei oder mehreren geformten Teilen oder Bereichen mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammengesetzter geformter Gegenstand hergestellt wird.
Die Einrichtung zum Formverschäumen der vorliegenden Erfindung enthält ein bewegbares Trennbauteil zum Einwärts- und Auswärtsbewegen, wobei es aus einer Mehrzahl von Unterteilungstrennbauteilen zusammengesetzt ist, wobei jedes Unterteilungstrennbauteil die Vorsprünge zum Definieren des Bewegungsabstandes entsprechend der Gestalt der Formfläche der Form aufweist, und zwei oder mehrere Unterteilungstrennbauteile sind so ausgeführt, dass der Bewegungsabstand insgesamt mittels eines Schiebers gesteuert wird, so dass die Unterteilungstrennbauteile an erwünschten Positionen eingebaut werden können, ohne dass Mittel zum Einstellen des Bewegungsabstandes individuell für die Unterteilungstrennbauteile benötigt werden.
Offensichtlich sind verschiedene Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die vorstehende Lehre möglich. Es ist daher zu verstehen, dass im Rahmen der angefügten Ansprüche die Erfindung anders, als im Besonderen hier beschrieben wurde, praktiziert werden kann.
Es wird explizit erwähnt, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen separat und unabhängig voneinander offenbart werden sollen für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung und auch für den Zweck der Einschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammensetzung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen. Es wird explizit erwähnt, dass alle Wertebereiche oder Indikationen von Gruppen von Einheiten jeden zulässigen Zwischenwert oder Zwischeneinheit ebenso für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung einschließen.

Claims

Einrichtung zum in Form Schaumformen, enthaltend: wenigstens ein bewegliches Trennbauteil (1), das zum Teilen eines durch ein Paar von Formbauteilen (11, 12) gebildeten Formraums (13) in unterteilte Räume einwärts und auswärts bewegbar ist, wobei das Trennbauteil aus einer Mehrzahl von Unterteilungstrennbauteilen (2) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Unterteilungstrennbauteile (2) individuell einen Rückzugpositionierungsvorsprung (5) und einen Einschubpositionierungsvorsprung (4) aufweist, und die Unterteilungstrennbauteile in einem Schieber (3) zum Bewegen der Unterteilungstrennbauteile (2) durch Berührung mit den Rückzugpositionierungsvorsprüngen (5) oder den Einschubpositionierungsvorsprüngen (4) eingebaut sind, wobei der Schieber für eine Bewegung zwischen den Rückzugpositionierungsvorsprüngen und den Einschubpositionierungsvorsprüngen ausgebildet ist und die Unterteilungstrennbauteile derart ausgebildet sind, dass sie in Kooperation mit der Bewegung des Schiebers durch Berührung mit den Rückzugpositionierungsvorsprüngen oder den Einschubpositionierungsvorsprüngen beweglich sind, so dass die Unterteilungstrennbauteile den Formraum entsprechend der Gestalt eines erwünschten geformten Gegenstandes in unterteilte Räume unterteilen.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rückzugpositionierungsvorsprung (5) an einer Stelle eingebaut ist, an der das vorlaufende Ende (60) des Unterteilungstrennbauteils (2) innerhalb eines spezifischen Abstandes von der innenseitigen Formfläche eines Formbauteils (11) in dem von der inneren Formfläche des anderen Formbauteils (12) zurückgezogenen Zustand des Unterteilungstrennbauteils (2) vorhanden ist, und der Einschubpositionierungsvorsprung (4) an einer Stelle eingebaut ist, an der das vorlaufende Ende (60) des Unterteilungstrennbauteils (2) die innere Formfläche des anderen Formbauteils 12 berührt oder in einem spezifischen Abstand von der inneren Formfläche des anderen Formbauteils (12) in dem in den Formraum (13) eingeschobenen Zustand des Unterteilungstrennbauteils (2) vorhanden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter enthaltend ein Gehäuse, wobei der Schieber innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Antriebsvorrichtung (50) zum Betreiben des Schiebers.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter enthaltend ein Gehäuse (15), wobei der Schieber (3) außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, und eine Antriebsvorrichtung (50) zum Betreiben des Schiebers.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Paar von Formbauteilen aus einem Kernformbauteil (11) und einem Hohlraumformbauteil (12) zusammengesetzt ist und die Unterteilungstrennbauteile (2) in den Schieber (3) eingebaut sind, wobei sie in den Formraum (13) von der Kernformbauteilseite her einschiebbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Paar von Formbauteilen aus einem Kernformbauteil und einem Hohlraumformbauteil zusammengesetzt ist und die Unterteilungstrennbauteile in den Schieber eingebaut sind, wobei sie in den Formraum von der Seite des Hohlraumformbauteils her einschiebbar sind.
Verfahren zum in Form Schaumformen zum Herstellen eines geformten Artikels (114) mit zwei oder mehr geformten Bereichen (110, 111, 112) mit unterschiedlichen Eigenschaften durch Verwendung einer in Form Schaumform-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches Verfahren enthält: Unterteilen des von einem Paar von Formbauteilen (11, 12) gebildeten Formraums in unterteilte Räume (13a, 13b, 13c, 13d) mit dem Trennbauteil (1A, 1B, 1C), das aus den Unterteilungstrennbauteilen (2) zusammengesetzt ist, Befüllen der unterteilen Räume mit spezifizierten geschäumten Körpern, Zurückziehen des Trennbauteils nach dem Füllen, und Zufuhr von Dampf zum Erhitzen, Schmelzen und Integrieren der geschäumten Körper.