DE69415263T2

DE69415263T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schaumkunststoffherstellung

Info

Publication number: DE69415263T2
Application number: DE69415263T
Authority: DE
Inventors: Yuji Niihama-Shi Ehime-Ken Ashibe; Ryoji Niihama-Shi Ehime-Ken Chikugo; Yasumasa Niihama-Shi Ehime-Ken Sato; Akihiko Niihama-Shi Ehime-Ken Yoshii
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: JP2862774B2; EP0648588A2; EP0648588B1; US5849227A; EP0648588A3; JPH07108554A; DE69415263D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Schaumformverfahren zum Abformen bzw. Verformen eines geschäumten Materials in eine vorgeschriebene Form bei hoher Geschwindigkeit zur Massenproduktion, und auf eine Schaumformvorrichtung zum Ausfuhren dieses Verfahrens.
Beispiele des Stands der Technik betreffend dieses technische Gebiet sind folgende:
(1) Ein Verfahren zum Abformen einer geschäumten Struktur ist beispielsweise in der Beschreibung der japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 63-315229 beschrieben.
Bei diesem Schaumformverfahren wird eine Schaumstruktur, die bereits geschäumt ist und eine Oberflächenhaut aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Kunststoffmaterial und einen thermoplastischen geschäumten Grundkörper aufweist, einer Beheizung ausgesetzt, um der Struktur Eigenschaften zu geben, die eine Verformung und Bearbeitung ermöglichen, wobei die aufgeheizte Platte mit einer gewünschten Struktur und Gestalt versehen wird und das Endprodukt dann abgekühlt wird, um die Formgebung zu beenden.
Mit diesem Schaumformverfahren wird allerdings ein Schaumkörper, der zuvor geschäumt ist, unter erneuter Aufheizung geformt. Ein bereits geschäumter Schaumkörper bekommt allerdings beim Formen leicht Mängel, und es ist daher schwierig, einen geformten Gegenstand mit einem Schaumgrundkörper hoher Qualität zu erhalten.
(2) Ein Verfahren zum Formen einer geschäumten Struktur, während das Aufschäumen stattfindet, ist beispielsweise in der Beschreibung der japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 62-214938 beschrieben.
Dieses Schaumformverfahren umfaßt die Schritte, eine aufschäumende Polypropylen-Platte, die ein Aufschäummittel enthält, mit einer Haut aus plattenförmigem Material zu laminieren, wobei das Schäumen durch Erwärmen des Laminats auf eine Temperatur oberhalb der Aufschäumtemperatur des Aufschäummittels bewirkt wird, und Formen der laminierten Platte, die aufgeschäumt worden ist oder noch auf aufschäumt, in eine gewünschte Form.
Bei diesem Schaumformverfahren tritt allerdings im allgemeinen ein plötzliches Aufschäumen auf, wenn die aufschäumende Platte auf eine Temperatur oberhalb der Aufschäumtemperatur erwärmt wird. Als Ergebnis hiervon ist die Formgeschwindigkeit nicht hoch genug, um mit dem Aufschäumen Schritt zu halten, und es ist schwierig, einen zufriedenstellenden Schaumkörper zu erhalten.
(3) Ein Verfahren zum Herstellen eines geformten Körpers durch freies Aufschäumen eines Schaumharzes innerhalb einer Form wird weithin verwendet, da dieses Verfahren einen vergleichsweise zufriedenstellenden Kern liefert. Ein solches Verfahren ist in den Beschreibungen der japanischen Patentoffenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 60-222211 und der japanischen Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 3-74172 beschrieben.
Bei diesen Schaumverfahren besteht allerdings eine Beschränkung hinsichtlich der Gestalt Darüber hinaus erfordert Erwärmung und Abkühlung der Form Zeit, da Erwärmung und Abkühlung innerhalb der gleichen Form erfolgen. Aus diesem Grunde eignen sich diese Verfahren nicht zum Hochgeschwindigkeitsformen.
Die GB-A-2104831 beschreibt ein Verfahren zum Abformen eines Gegenstands aus einem Kunststoffmaterial, z. B. Polystyren, wobei das Material durch Erwärmen in einer einstellbaren Form expandiert wird. Während der anfänglichen Erwärmung und Expansion können Teile der Form bewegt werden, um die Innenabmessungen der Form zu verändern, um eine weitere Expansion des Materials zu ermöglichen. Anschließend wird der geformte Gegenstand gekühlt und zusammengedrückt, entweder durch Übertragen des Gegenstands zu einer neuen Form oder durch weiteres Verändern der Gestalt der Ursprungsform. Das Verfahren soll die Gestalt der expandierten Zellen im geformten Endprodukt steuern, so daß spezielle mechanische Eigenschaften erhalten werden können. Dieses Verfahren eignet sich wiederum nicht zum Hochgeschwindigkeitsformen und auch nicht zur Verwendung von Schaummaterialien, die ursprünglich plattenförmig sind.
Daher bringen die herkömmlichen Formschaumverfahren unterschiedliche Probleme mit sich, und es ist schwierig, ein geschäumtes Material in eine vorgeschriebene Form zu bringen und den Formvorgang bei hoher Geschwindigkeit zur Massenproduktion durchzuführen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schaumformverfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, wobei ein schäumendes Material erwärmt wird, während es einer Aufschäumsteuerung unterworfen wird, wobei das Material geschäumt wird, während die Steuerung des Ausmaßes der Expansion bzw. des Aufschäumens des schäumenden Materials angehalten wird, wonach das schäumende Material schnell geformt wird, wodurch das Material mit hoher Qualität und bei hoher Geschwindigkeit in eine vorgeschriebene Gestalt verformt werden kann, selbst wenn der geformte Gegenstand kompliziert ist.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines schaumgeformten Gegenstands aus einem schäumenden Material bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird; Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials; Entfernen des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material; und Formen des schäumenden Materials in eine gewünschte Gestalt, wobei das schäumende Material anfänglich die Form eines Plattenmaterials einnimmt, das zwischen einem Paar Beheizungselemente gehalten ist, und wobei der Schritt des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material ausgeführt wird, während sich die Beheizungselemente im Kontakt mit dem Plattenmaterial befinden.
Vorzugsweise bringt das Steuern des Ausmaßes des Schäumens des Materials mit sich, daß das schäumende Material zwischen den Beheizungselementen unter Druck gesetzt wird, indem Druck auf die Beheizungselemente ausgeübt wird.
Vorzugsweise wird der auf das schäumende Material ausgeübte Druck durch Erfassen von Veränderungen der Verlagerung der Beheizungselemente gesteuert.
Alternativ wird der auf das schäumende Material ausgeübte Druck durch Erfassen von Veränderungen des Drucks, der auf die Beheizungselemente ausgeübt wird, gesteuert.
Zweckmäßigerweise beinhaltet der Schritt des Anhaltens der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials das Entfernen der das schäumende Material unter Druck setzenden Kraft.
Vorzugsweise beinhaltet der Schritt des Entfernens des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material, daß die Beheizungselemente außer Kontakt mit dem schäumenden Material bewegt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Formvorrichtung zum Formen eines schaumgeformten Gegenstands aus einem schäumenden Material bereitgestellt, wobei die Vorrichung umfaßt: Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird; Mittel zum Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials; Mittel zum Entfernen der Aufbringung von Wärme von dem schäumenden Material und Mittel zum Formen des schäumenden Materials in eine gewünschte Form, wobei das Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird, ein Paar von Beheizungselementen umfaßt, die mit einer dazwischen gehaltenen Platte schäumenden Materials in Kontakt bringbar sind.
Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird, weiterhin Mittel zum Aufbringen von Druck auf die Beheizungselemente, um das schäumende Material dazwischen unter Druck zu setzen.
Vorzugsweise umfaßt die Formvorrichtung weiterhin einen Verlagerungssensor, um Veränderungen der Verlagerung der Beheizungselemente zu erfassen, und eine Steuerung, um die Positionen der Beheizungselemente zu steuern.
Alternativ umfaßt die Formvorrichtung einen Drucksensor, um Veränderungen des auf die Beheizungselemente ausgeübten Drucks zu erfassen, und eine Steuerung, um die Positionen der Beheizungselemente zu steuern.
Zweckmäßigerweise umfaßt das Mittel zum Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials Mittel zum Entfernen der auf das schäumende Material ausgeübten, unter Druck setzenden Kraft.
Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Entfernen des Aufbringens von Wärme von dem schäumenden Material eine Einrichtung zum schnellen Entfernen der Beheizungselemente aus dem Kontakt mit dem schäumenden Material.
Die allgemeinen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aufgrund der vorstehend beschriebenen Konstruktion die folgenden:
(1) Ein schäumendes Material wird von einer Spannvorrichtung gehalten und zwischen Beheizungsplatten gesetzt, die als ein Paar Beheizungselemente dienen. Druck wird auf die Beheizungsplatten durch Druckbeaufschlagungselemente ausgeübt, und die Druckbeaufschlagungskraft wird in Stufen gesteuert. Die Steuerung der Erwärmung und des Schäumens erfolgt, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird.
Anschließend werden die Druckbeaufschlagungselemente von beiden Seiten entfernt, um die auf das schäumende Material ausgeübte Druckbeaufschlagungskraft zu entfernen, und die Steuerung des Schäumens wird angehalten. Die Beheizungsplatten werden dann augenblicklich von dem schäumenden Material bewegt. Beispielsweise wird eine Vorrichtung (Mechanismus) zum Abwärtsbewegen der Beheizungsplatten oder zum zwangsweisen Bewegen der Beheizungsplatten verwendet. Die Beheizungsplatten können von dem schäumenden Material auch durch eine horizontale Bewegung wegbewegt werden.
Somit wird die Beheizung des schäumenden Materials momentan entfernt, und das schäumende Material kann frei ausschäumen. Wenn die Beheizungsplatten wegbewegt sind, werden Formen eingestellt, die dem schäumenden Material gegenüberstehen. Als nächstes wird das schäumende Material während des freien Ausschäumens durch die Formen einem schnellen Preßverformen ausgesetzt.
(2) Zunächst wird das schäumende Material durch eine Spannvorrichtung gehalten und zwischen die Beheizungsplatten gebracht, die als ein Paar Beheizungselemente, eines oberhalb des anderen, dienen. Das schäumende Material wird durch die Beheizungsplatten umfaßt, auf die Druck durch an den Beheizungsplatten angebrachte Druckbeaufschlagungselemente aufgebracht wird, und die Druckbeaufschlagungskraft wird stufenweise gesteuert. Eine Steuerung von Erwärmung und Schäumen erfolgt, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird. Dann wird die Druckbeaufschlagungskraft, die auf die Druckbeaufschlagungselemente wirkt, entfernt, und die Steuerung des Schäumens wird angehalten. Das schäumende Material wird dann augenblicklich zu einer Form bewegt.
Somit wird das Beheizen des schäumenden Materials augenblicklich entfernt, und das schäumende Material kann frei ausschäumen. Danach wird das schäumende Material während des freien Ausschäumens durch die Form einem schnellen Preßverformen unterworfen.
Da in der vorstehend beschriebenen Weise ein gesteuertes Schäumen ausgeführt wird, verläuft der Schäumvorgang zufriedenstellend und es wird ein Kern hoher Qualität erhalten.
Weiterhin wird das freie Ausschäumen in dem anschließenden Vorgang nicht mehr zu einem plötzlichen Ausschäumen, da ein kontrolliertes Schäumen durchgeführt wird und die Schäumungskraft abgesenkt wird. Der mechanische Bewegungsvorgang kann leicht durchgeführt werden, und Mängel eines Schaumkörpers während des freien Schäumens können vermieden werden.
Weiterhin erfolgt der Vorgang zum Bewegen der Beheizungsplatten so, daß das schäumende Material und die Beheizungsplatten in der Lage sind, zum Ausfuhren des Formens voneinander getrennt zu werden. Als Ergebnis werden Zwänge bezüglich des Schäumens des schäumenden Materials vermieden, so daß das Material beginnen kann, frei auszuschäumen. Allerdings erfolgt das freie Ausschäumen nicht plötzlich, und der Schaumkörper wird in tadellosem Zustand gehalten.
Weiterhin wird bei dem druckbeaufschlagten Formvorgang durch Beheizung eine Temperatur erzeugt, bei der das Formen möglich ist. Zusätzlich wird in einem Fall, wo ein schäumendes Material mit Schäumungsdruck geformt wird (durch Preßverformen, Vakuumformen usw.), die Formgebung komplizierter Formen erleichtert durchgeführt, da das Material Formdruck (Innendruck) besitzt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 (a) bis (d) sind Darstellungen, die ein Schaumformverfahren nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem Druck, der auf ein schäumendes Material ausgeübt wird, und dem Ausmaß des Schäumens nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern des Ausmaßes der Verlagerung von Beheizungsplatten, die in Kontakt mit einem schäumenden Material gebracht werden, erläutert, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern des auf Beheizungsplatten, die in Kontakt mit einem schäumenden Material gebracht werden, ausgeübten Drucks erläutert, nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die eine Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Vorderansicht, die eine Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht entlang Linie A-A in Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht entlang Linie B-B in Fig. 6;
Fig. 9 ist eine Vorderansicht, die eine Haltevorrichtung (Mechanismus) für schäumendes Material nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine Draufsicht entlang Linie A-A in Fig. 9, die eine Haltevorrichtung (Mechanismus) für schäumendes Material nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist eine Ansicht entlang Linie B-B in Fig. 9;
Fig. 12 ist eine Ansicht entlang Linie C-C in Fig. 9;
Fig. 13 ist eine Ansicht entlang E-E in Fig. 12;
Fig. 14 ist eine Ansicht entlang Linie F-F in Fig. 12;
Fig. 15 ist eine Ansicht entlang Linie D-D in Fig. 9;
Fig. 16 ist eine Vorderansicht einer Beheizungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist eine Seitenansicht einer Beheizungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 zeigt den Aufbau einer Beheizungsplatten-Haltevorrichtung (Mechanismus) und erläutert eine Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 erläutert den Aufbau einer Beheizungsplattenhalte- und Hebe-/Absenkvorrichtung (Mechanismus) und erläutert eine weitere Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 ist eine Draufsicht einer Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach einer weiteren ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ist eine Vorderansicht einer Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der anderen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ist eine Seitenansicht einer Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der anderen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 23 ist eine Ansicht längs Linie A-A in Fig. 21;
Fig. 24 ist eine Seitenansicht, die das Abziehen der Beheizungsplatten von der Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der anderen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 25(a) bis (d) zeigen ein Schaumformverfahren nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 26 zeigt die Beziehung zwischen Druck, der auf ein schäumendes Material ausgeübt wird, und dem Ausmaß des Schäumens nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, die eine Vorrichtung zum Steuern des Ausmaßes der Verlagerung einer Beheizungsplatte zeigt, die in Kontakt mit einem schäumenden Material gebracht wird, nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern des Drucks erläutert, der auf eine Beheizungsplatte ausgeübt wird, die in Kontakt mit einem schäumenden Material gebracht wird, nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 29 ist eine Draufsicht, die eine Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 30 ist eine Vorderansicht, die eine Schaumformvorrichtung (Mechanismus) nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 31 ist eine Seitenansicht entlang Linie A-A in Fig. 30;
Fig. 32 ist eine Ansicht entlang B-B in Fig. 30;
Fig. 33 ist eine Ansicht entlang Linie C-C in Fig. 30.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1(a) bis 24 beschrieben.
Das in dieser Ausführungsform verwendete schäumende Material ist ein thermoplastisches, schäumendes Harz (Platte) (welche Leder, Stoffgewebe, Glas- oder Kohlefasern usw. beinhalten kann), das ein Aufschäummittel enthält, und/oder ein Verbund- oder Laminatmaterial, welches dieses aufschäumende Harz und ein Oberflächenmaterial (Schutzschicht) enthält.
Ein Schaumformverfahren, das eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 (a) bis 4 beschrieben.
Zunächst wird, wie Fig. 1 (a) zeigt, ein schäumendes Material 1 von einer Spannvorrichtung (2) gehalten und zwischen Beheizungsplatten 2, 4 gebracht, die als ein Paar Beheizungselemente dienen. Druck wird auf die Beheizungsplatten 3, 4 von beiden Seiten durch Druckbeaufschlagungselemente 5, 6 aufgebracht, und die Druckbeaufschlagungskraft wird stufenweise gesteuert, wie Fig. 2 zeigt. Die Steuerung der Erwärmung und des Schäumens erfolgt unter Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials 1. In Fig. 2 ist der Druck oder das Ausmaß der Expansion auf der vertikalen Achse aufgetragen, und die Zeit (t) ist entlang der horizontalen Achse aufgetragen. Weiterhin gibt (a), (b), (c) und (d) in Fig. 2 die Schritte bei (a), (b), (c) und (d) in Fig. 1 an.
Als nächstes, wie bei (b) in Fig. 1 dargestellt, werden die Druckbeaufschlagungselemente 5, 6 von beiden Seiten abgezogen, um die auf das schäumende Material 1 einwirkende Druckbeaufschlagungskraft wegzunehmen, und die Steuerung des Schäumens wird angehalten.
Die Beheizungsplatten 3, 4 werden dann schnell von dem schäumenden Material 1 wegbewegt, wie bei (c) bei Fig. 1 dargestellt. Beispielsweise ist eine Vorrichtung (Mechanismus), die nicht dargestellt ist, zum Absenken der Beheizungsplatten 3, 4 oder zum zwangsgesteuerten Bewegen der Beheizungsplatten 3, 4 vorgesehen. Weiterhin können die Beheizungsplatten von dem schäumenden Material durch eine horizontale Bewegung abgezogen werden, wie in Fig. 20 bis 24 dargestellt ist.
Somit wird die Beheizung des schäumenden Materials 1 augenblicklich aufgehoben, und das schäumende Material 1 kann frei ausschäumen. Wenn die Beheizungsplatten 3, 4 wegbewegt sind, werden Formen 7, 8 dem schäumenden Material 1 gegenübergestellt. Dann wird das schäumende Material während des freien Ausschäumens rasch durch die Formen einer Preßverformung unterworfen.
Dann wird das schäumende Material 1, wie in (d) in Fig. 1 dargestellt, durch die Formen 7, 8 schnell einer Preßverformung unterworfen, während das freie Ausschäumen voranschreitet.
Die Steuerung des Drucks des schäumenden Materials 1 kann auf zwei Weisen erfolgen:
Die erste besteht darin, eine Steuerung 10 bereitzustellen, ein Steuerungsventil 11, einen Hydraulikzylinder 12, Beheizungsplatten 3, 4 und einen Verlagerungssensor 13, wie Fig. 3 zeigt, um das Ausmaß Δd der Verlagerung der Beheizungsplatten 3, 4 durch den Verlagerungssensor 13 zu erfassen, wobei die Steuerung 10 das Ausgangssignal des Verlagerungssensors 13 liest und die Positionen der Beheizungsplatten 3, 4 steuert.
Die zweite besteht darin, die Steuerung 10, das Steuerventil 11, den Hydraulikzylinder 12, die Beheizungsplatten 3, 4 und einen Drucksensor 14 bereitzustellen, wie Fig. 4 zeigt, das Ausmaß Δp einer Veränderung des Hydraulikdrucks, den der Hydraulikzylinder 12 auf die Beheizungsplatten 3, 4 ausübt, mit dem Drucksensor 14 zu erfassen, und das Ausgangssignal des Drucksensors 14 mit der Steuerung 10 zu lesen und die Druckbeaufschlagungskraft der Beheizungsplatten 3, 4 zu steuern.
Mit dieser Anordnung wird Beheizung und Schäumen gesteuert, wonach das schäumende Material während des freien Ausschäumens geformt werden kann. Als Ergebnis kann das Schaummaterial bei hoher Qualität und hoher Geschwindigkeit in eine vorgeschriebene Form verformt werden, selbst wenn der geformte Gegenstand kompliziert ist.
Als nächstes wird eine Schaumformvorrichtung, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 17 beschrieben.
Wie Fig. 5 bis 17 zeigen, beinhaltet die Vorrichtung feststehende Elemente, nämlich ein Sokkelteil 21, zwei senkrechte Rahmen 22, 23 und einen horizontalen Rahmen 24, der sich von dem Rahmen 23 erstreckt.
Mit 15 ist ein schäumendes Material bezeichnet. Eine Vorrichtung (Mechanismus) zum Halten des schäumenden Materials weist Rahmen 25 auf, die am Oberteil des vertikalen Rahmens 22 angeordnet sind, erste Arme 26, zweite Arme 27, ein Spannteil 28, eine Spannteil- Drehbetätigung 33 zum Antreiben des Spannteils 28, ein Ritzel 34, eine Kette 38, ein Ritzel 35, eine Welle 30, ein Ritzel 36, eine Kette 39 und ein Ritzel 37.
Weiter beinhaltet eine Beheizungsvorrichtung ein Paar Beheizungsplatten 43, 44, Beheizungsplattenhalter 45, 46, Führungszapfen 47 zwischen den Beheizungsplattenhaltern 45, 46, und Federn 48, die zwischen den Beheizungsplatten 43, 44 vorgesehen sind, um diese freizugeben bzw. zu lösen. Es sei angemerkt, daß die Federn 48 zum Lösen der Beheizungsplatten 43, 44 sowie die Führungszapfen 47 an den Ecken vorgesehen sind, um die Zuführung des schäumenden Materials 1 S nicht zu behindern.
Eine Vorrichtung (Mechanismus) zum Anheben und Absenken der Beheizungsvorrichtung beinhaltet Ketten 52 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten, Ritzeltragteile 53, 54, Ritzel 55, 56, eine Kettenfixierungsplatte 57 und eine Kettenfixierungsplatte 58 auf einer Seite des Beheizungsplattenhalters. Die Vorrichtung ist weiter mit einem Luftzylinder 51 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten versehen.
Weiterhin beinhaltet eine Beheizungsplattenführungseinrichtung (Mechanismus) eine Führung 61, die auf Führungsleisten 62 abgestützt ist, einen Anschlag-Luftzylinder 63, einen Anschlag 64 und einen an der Unterseite der Führung 61 angeordneten Stoßdämpfer 65.
Eine Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungsvorrichtung (Mechanismus) beinhaltet Hydraulikzylinder 66 zum Ausüben von Druck auf die Beheizungsplatten, Beheizungsplatten- Druckplatten 67, 68, und Verlagerungssensoren 69 zum Erfassen des Ausmaßes der Verlagerung der Beheizungsplatten-Druckplatten 67, 68.
Weiterhin beinhaltet eine Formvorrichtung (Mechanismus) Formungshydraulikzylinder 71 sowie eine aufnehmende Form 72 und eine Patrizenform 73, die von den Hydraulikzylindern 71 angetrieben sind.
Die unterschiedlichen, vorstehend genannten Vorrichtungen (Mechanismen) werden nachfolgend im einzelnen erläutert.
(1) Hinsichtlich der feststehenden Teile bestehen die beiden vertikalen Rahmen 22, 23 auf dem Sockelteil 21, wie Fig. 5 bis 10 zeigen. Der horizontale Rahmen 24 verläuft auswärts vorn Oberteil des Rahmens 23 auf der linken Seite. Die Hydraulikzylinder 66 zum Aufbringen eines Drucks auf die Beheizungsplatten und die Formungshydraulikzylinder 71 sind auf den Innenseiten jedes Rahmens 22, 23 abgestützt.
(2) Hinsichtlich der Vorrichtung zum Halten des schäumenden Materials sind die ersten Arme 26 auf den Rahmen 25 vorgesehen, die sich ihrerseits auf dem Oberteil des vertikalen Rahmens 22 befinden, wie Fig. 5, 6 und Fig. 9 bis 15 zeigen. Die zweiten Arme 27 sind auf den distalen Enden der jeweiligen ersten Arme 26 mittels der Welle 30 schwenkbar gehalten. Das Spannteil 28 ist auf den distalen Enden der zweiten Arme 27 angeordnet. Das heißt, daß die Enden der zweiten Arme mit einer mittlereren Achse 29 versehen sind.
Feststehende Stangen 32 für feststehende Klauen sind an beiden Seiten in koaxialer Beziehung mit der mittleren Achse 29 vorgesehen. Feststehende Klauen 28a sind an den feststehenden Stangen 32 befestigt. In ähnlicher Weise sind rotierende Stangen 31 für bewegbare Klauen in der Mitte zwischen den feststehenden Stangen 32 für die feststehenden Klauen angeordnet, so daß sie durch die feststehenden Stangen 32 mittels Buchsen 40 in koaxialer Beziehung mit der mittleren Achse 29 umfaßt werden. Bewegbare Klauen 28b sind an den jeweiligen rotierenden Stangen 31 für diese bewegbaren Klauen gehalten. Das Ritzel 37 ist mittig zwischen den rotierenden Stangen 31 für die bewegbaren Klauen fixiert.
Durch Antreiben der Drehbetätigung 33 für das Spannteil wird Kraft an die rotierenden Stangen 31 für die bewegbaren Klauen über das Ritzel 34, Kette 38, Ritzel 35, Welle 30, Ritzel 36, Kette 39 und Ritzel 37 übertragen, wodurch die bewegbaren Klauen 28b gedreht und das Spannteil 28 betätigt werden kann, in Zusammenwirken mit den feststehenden Klauen 28a. Mit anderen Worten kann das schäumende Material 15 mit dem Spannteil 28 gehalten werden. Mit 42 ist ein Anschlagzapfen bezeichnet, der den Drehwinkel der zweiten Arme 27 begrenzt.
(3) Hinsichtlich der Beheizungsvorrichtung ist ein Paar Beheizungsplatten 43, 44 vorgesehen, wie Fig. 5, 6, 8 und Fig. 16 und 17 zeigen, und die Temperatur der Beheizungsplatten 43, 44 wird durch innenliegende Beheizungen erhöht.
Die Temperatureinstellung erfolgt durch Verwendung einer Temperatursteuerung, die als Zusatzgerät vorhanden ist.
Wie Fig. 17 zeigt, sind die beiden Beheizungsplatten 43, 44 mittels der Führungszapfen 47 und Beheizungsplattenhalter 45, 46 vereinigt. Die Vereinigung der Beheizungsplatten 43, 44 in dieser Weise ist zweckmäßig im Hinblick auf die Bewegung der Beheizungsplatten 43, 44. Die Federn 48 zum Lösen der Beheizungsplatten 43, 44 sind innenliegend zwischen den Beheizungsplatten angeordnet. Die Anordnung ist so, daß die Beheizungsplatten 43, 44 durch die Federn 48 schnell von dem schäumenden Material 15 gelöst werden können, während sie durch die Führungszapfen 47 geführt werden. Es sei angemerkt, daß die nachfolgend beschriebene Kettenfixierungsplatte 58 auf einer Seite des Beheizungsplattenhalters oberhalb der Beheizungsplattenhalter 45, 46 angebracht ist.
(4) Hinsichtlich der Vorrichtung zum Anheben und Absenken der Beheizungsvorrichtung, die in Fig. 5 bis 7 dargestellt ist, verlaufen die Ketten 52 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten zwischen den Ritzeln 55, 56, die sich an den Enden der Ritzelabstützteile 53, 54 befinden. Ein Ende jeder Kette ist an der Kettenfixierungsplatte 57 fixiert, und das andere Ende jeder Kette ist an der Kettenfixierungsplatte 58 an einer Seite des Beheizungsplattenhalters fixiert.
In einem Fall, wenn sich die Beheizungsvorrichtung an der Beheizungsposition des schäumenden Materials 15 befindet, wird das untere Ende der Beheizungsvorrichtung vom Anschlag 64 nach oben bewegt, indem der Luftzylinder 51 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten angetrieben (ausgefahren) wird, und die Ketten 52 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten, die auf der Seite des Luftzylinders 51 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten angeordnet sind, werden angehoben durch Antreiben (Zurückziehen) des Luftzylinders 51. Die Beheizungsvorrichtung wird durch den Anschlag 64 gestoppt, der von dem nachfolgend beschriebenen Anschlagluftzylinder 63 angetrieben ist, so daß sie sich in einer Position befindet, die dem schäumenden Material 15 entspricht und das schäumende Material 15 beheizt, während dessen Aufschäumen gesteuert wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Luftzylinder 51 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten eingefahren, um die Ketten 52 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten in den freien Zustand zu bringen. Wenn die Beheizung des schäumenden Materials abgeschlossen ist, wird die Beheizungsvorrichtung vom schäumenden Material 15 getrennt, der Anschlag 64 wird durch Antreiben des Anschlaglufizylinders 63 freigegeben, die Kettenfixierungsplatte 58 auf der Seite des Beheizungsplattenhalters wird abgesenkt und die Beheizungsvorrichtung senkt sich auf den nachfolgend beschriebenen Stoßdämpfer 65 ab.
Somit sind die Beheizungsplatten 43, 44 an den Luftzylinder 51 zum Anheben und Absenken der Beheizungsplatten über die Ketten 52 gekoppelt und können auf und abbewegt werden. Weiterhin sind die Beheizungsplatten 43, 44 durch den Anschlag 64 gehalten. Durch Freigeben des Anschlags 64 mittels Antreiben des Anschlagluftzylinders 63 können die Beheizungsplatten 43, 44 unter ihrem Eigengewicht schlagartig abfallen. Zu diesem Zeitpunkt fallen die Beheizungsplatten 43, 44 entlang der nachfolgend beschriebenen Führung 61, und der Stoß der abfallenden Beheizungsplatten 43, 44 wird durch den unterhalb der Beheizungsplatten 43, 44 angeordneten Stoßdämpfer 65 aufgenommen.
Anstatt die Beheizungsplatten abzusenken, wie es bei dieser Ausführungsform erfolgt, kann eine Anordnung getroffen werden, bei der die Beheizungsplatten horizontal bewegt werden, um anschließend abgezogen zu werden, wie noch beschrieben wird (s. Fig. 20 bis 24).
(5) Hinsichtlich der Beheizungsplatten-Führungsvorrichtung, die in Fig. 5, 6, 8, 16 und 17 dargestellt ist, hat die Vorrichtung die Führung 61, die auf den Führungsleisten 62 abgestützt ist, wobei der Anschlag 64 durch den Anschlagsluftzylinder 63 angetrieben ist. Der Stoßdämpfer 65 befindet sich unten an der Führung 61.
(6) Hinsichtlich der Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungsvorrichtung, die in Fig. 5, 6 und 8 dargestellt ist, werden die Beheizungsplatten 43, 44 in einer Form mit Druck beaufschlagt, in der ein Zwischenraum für die Formgebungsformen geschaffen ist, damit die Druckbeaufschlagung der Beheizungsplatten und das Preßformen an der gleichen Stelle erfolgen können. Die Beheizungsplattenhalter 45, 46 sind in deren Mittelbereich hohl, um Öffnungen 45a, 46a zu bilden, damit die Beheizungsplatten mit Druck beaufschlagt werden können. Insbesondere werden die Beheizungsplatten 43, 44 durch die Beheizungsplatten-Druckplatten 67, 68 durch die jeweiligen Öffnungen 45a, 46a gepreßt.
Die beiden Hydraulikzylinder 66 zum Aufbringen von Druck auf die Beheizungsplatten befinden sich an beiden Enden der Beheizungsplatten-Druckplatten 67, 68, und die Beheizungsplatten 43, 44 werden durch Antrieb der Hydraulikzylinder 66 druckbeaufschlagt. Hierbei wird das Ausmaß der Verlagerung der Hydraulikzylinder 67, 68 durch die Verlagerungssensoren 69 erfaßt.
(7) Hinsichtlich der Formvorrichtung, die in Fig. 5, 6 und 8 dargestellt ist, werden die aufnehmende Form 72 und die Patrizenform 73 durch Antrieb des Formhydraulikzylinders 71 betätigt, wenn die Beheizungsvorrichtung abwärts bewegt wird. Somit kann das schäumende Material 15 durch die Formen 72, 73 preßgeformt werden.
Somit wird das schäumende Material 15 durch die vorstehend beschriebene Haltevorrichtung für das schäumende Material gehalten, und die Beheizungsplatten 43, 44 werden durch die Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungsvorrichtung unter Druck gesetzt. Die Beheizungsplatten 43, 44 werden bewegt, nachdem sie beheizt sind, wonach die Preßformung mittels der Formvorrichtung ausgeführt wird.
Anstatt die vorstehend beschriebene Haltevorrichtung für das schäumende Material zu verwenden, ist es möglich, eine Vorrichtung (Mechanismus) zu verwenden, die das schäumende Material 15 durch Verwendung von Luftzylindern (oder Hydraulikzylindern) 81 hält, wie Fig. 18 zeigt, wobei eine Öffnung in dem schäumenden Material 15 ausgebildet und von einem Haken erfaßt wird, oder wobei ein federartiges Spannteil nach Art einer Wäscheklammer verwendet wird.
Weiterhin kann anstatt der Vorrichtung zum Anheben und Absenken der Beheizungsvorrichtung eine Anordnung nach Fig. 19 verwendet werden, wobei eine Beheizungsvorrichtung 90 mit Beheizungsplatten oder Beheizungsplattenhaltern unmittelbar an einen Zylinder 91 angeschlossen ist und die Beheizungsvorrichtung 90 durch Anheben oder Absenken des Zylinders 91 bewegt wird.
Eine Schaumformvorrichtung, die eine weitere erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 20 bis 24 beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform werden die Beheizungsplatten horizontal unter Verwendung eines Servomotors und von Ketten, wie in Fig. 20 bis 24 erläutert, nacheinander abgezogen. Wie Fig. 20 bis 24 zeigen, sind ein Sockelteil 101 und zwei vertikale Rahmen 102, 103 als feststehende Abschnitte vorgesehen. Der mittlere Teil des Sockelteils 101 hat eine vergrößerte Breite, um einen Platz bereitzustellen, an dem die Beheizungsplatten weggezogen werden können.
Weiterhin ist eine Vorrichtung (Mechanismus) vorgesehen, um ein schäumendes Material 104 zu halten. Insbesondere sind Spannteile 106 auf einer Spannteil-Haltestange 105 gehalten.
Weiter beinhaltet eine Beheizungsvorrichtung ein Paar Beheizungsplatten 107, 108, Beheizungsplattenhalter 109, 110 sowie Führungsstifte 111 zwischen den Beheizungsplattenhaltern 109, 110.
Eine Vorrichtung (Mechanismus) zum Abziehen der Beheizungsvorrichtung beinhaltet einen Servomotor 121 zum Bewegen der Beheizungsplatten, Ritzel 122, 123, 125, 128, 131, 132, Ketten 126, 127, 129 zum Bewegen der Beheizungsplatten und Ritzelhalter 124, 130.
Weiterhin ist für den Aufbau einer Beheizungsplattenführungsvorrichtung (Mechanismus) eine Führung 141 vorgesehen, die die Beheizungsplatten führt. Die Führung 141 erstreckt sich in horizontaler Richtung und kann die Beheizungsplatten zurückziehen.
Weiterhin beinhaltet eine Beheizungsplattendruckbeaufschlagungsvorrichtung (Mechanismus) Hydraulikzylinder 151 zum Druckbeaufschlagen der Beheizungsplatten sowie Beheizungsplatten-Druckplatten 152, 153.
Eine Formvorrichtung (Mechanismus) beinhaltet Formhydraulikzylinder 161 sowie eine aufnehmende Form 162 und eine Patrizenform 163, die durch die Hydraulikzylinder 161 angetrieben sind.
Die unterschiedlichen, vorstehend genannten Vorrichtungen (Mechanismen) werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
(1) Hinsichtlich der feststehenden Abschnitte (Mechanismen) stehen die beiden vertikalen Rahmen 102, 103 an beiden Seiten des Sockelteils 101 hoch, wie Fig. 20 bis 24 zeigen. Die Hydraulikzylinder 1 S 1 zum Aufbringen eines Drucks auf die Beheizungsplatten und die Formhydraulikzylinder 161 sind an jedem der Rahmen 102, 103 abgestützt.
(2) Hinsichtlich der Vorrichtung zum Halten des schäumenden Materials ist eine vertikale Spannteil-Haltestange 105 vorgesehen, wie Fig. 20, 21 zeigen, und die Spannteile 106 sind auf der Spannteil-Haltestange 105 angeordnet, um das schäumende Material 104 zu halten.
(3) Hinsichtlich der Beheizungsvorrichtung ist ein Paar Beheizungsplatten 107, 108 vorhanden, wie Fig. 20, 21 zeigen, und die Temperatur der Beheizungsplatten 107, 108 wird durch innenliegende Heizungen erhöht. Die beiden Beheizungsplatten 107, 108 sind durch die Führungsstifte 111 und die Beheizungsplattenhalter 109, 110 vereinigt. Die Ketten 127, 129, die nachstehend beschrieben werden, zum Bewegen der Beheizungsplatten, sind mit dem Beheizungsplattenhalter 109 der Beheizungsvorrichtung verbunden, wie Fig. 20 zeigt.
(4) Hinsichtlich der Vorrichtung zum Abziehen der Beheizungsvorrichtung, wie in Fig. 20, 22 und 23 dargestellt, stehen die Beheizungsplatten 107, 108 dem schäumenden Material 104 gegenüber. Wenn die Beheizungsplatten 107, 108 allerdings abgezogen werden, wie Fig. 24 zeigt, werden das Ritzel 122, die Kette 126 zum Bewegen der Beheizungsplatten, das Ritzel 123, der Ritzelhalter 124, das Ritzel 125, die Kette 127 zum Bewegen der Beheizungsplatten, der obere Abschnitt des Beheizungsplattenhalters 109, die Kette 127 zum Bewegen der Beheizungsplatten, das Ritzel 131, die Kette 127 zum Bewegen der Beheizungsplatten und das Ritzel 125 durch Antrieb des Servomotors 121 zum Bewegen der Beheizungsplatten angetrieben. Gleichzeitig werden das Ritzel 122, die Kette 126 zum Bewegen der Beheizungsplatten, das Ritzel 123, der Ritzelhalter 124, das Ritzel 128, die Kette 129 zum Bewegen der Beheizungsplatten, der untere Abschnitt des Beheizungsplattenhalters 109, die Kette 129 zum Bewegen der Beheizungsplatten, das Ritzel 132, die Kette 129 zum Bewegen der Beheizungsplatten und das Ritzel 128 durch Antreiben des Servomotors 121 zum Bewegen der Beheizungsplatten angetrieben. Als Ergebnis wird das schäumende Material 104 in horizontaler Richtung entlang der Führung 141 abgezogen.
(5) Hinsichtlich der Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungsvorrichtung, wie in der vorstehend erläuterten Ausführungsform, werden die Beheizungsplatten 107, 108 in einer Form unter Druck gesetzt, in der ein Zwischenraum für die Formgebungsformen bereitgestellt ist, damit die Druckbeaufschlagung der Beheizungsplatten und das Preßformen an der gleichen Stelle erfolgen können. Die Beheizungsplattenhalter 109, 110 sind an deren zentralen Abschnitten hohl, damit die Beheizungsplatten druckbeaufschlagt werden können. Insbesondere werden die Beheizungsplatten 107, 108 durch die Beheizungsplatten-Druckplatten 152, 153 jeweils durch die hohlen Abschnitte gedrückt. Die beiden Hydraulikzylinder 151 zum Ausüben eines Drucks auf die Beheizungsplatten sind an beiden Enden der Beheizungsplatten-Druckplatten 152, 153 vorgesehen, und die Beheizungsplatten 107, 108 werden durch Antreiben des Hydraulikzylinders 151 druckbeaufschlagt.
(6) Hinsichtlich der Formvorrichtung werden, wie in der vorangehenden Ausführungsform, die aufnehmende Form 162 und die Patrizenform 163 durch Antreiben der Formhydraulikzylinder 161 betätigt, wenn die Beheizungsvorrichtung in horizontaler Richtung bewegt wird. Somit kann das schäumende Material 104 durch die Formen 162, 163 preßgeformt werden.
Somit wird das schäumende Material 104 durch die vorstehend beschriebene Haltevorrichtung für das schäumende Material gehalten, und die Beheizungsplatten 107, 108 werden durch die Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungsvorrichtung druckbeaufschlagt. Die Beheizungsplatten 107, 108 werden in horizontaler Richtung bewegt und zurückgezogen, nachdem sie aufgeheizt sind, worauf der Preßförmvorgang mit der Formvorrichtung ausgeführt wird.
Obwohl nicht dargestellt, ist ein Knickverhinderer neben der aufnehmenden und der Patrizenform angeordnet, und die Formen sind einander entweder über eine Feder zugeordnet oder werden unabhängig durch getrennte Zylinder bewegt.
Ein Schaumformverfahren, das eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, wird unter Bezugnahme auf Fig. 25(a) bis 28 beschrieben.
Das Schaumformverfahren nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Zunächst, wie Fig. 25(a) zeigt, ist ein schäumendes Material 201 durch eine nicht dargestellte Spannvorrichtung gehalten, und Beheizungsplatten 202, 203 sind übereinander angeordnet, um als Paar Beheizungselemente zu dienen. Während das schäumende Material 201 durch die Beheizungsplatten 202, 203 umfaßt wird, wird Druck auf die Beheizungsplatte 203 ausgeübt, mittels eines Druckbeaufschlagungselements 204, das an der Beheizungsplatte 203 befestigt ist, und die Druckbeaufschlagungskraft wird stufenweise gesteuert, wie Fig. 26 zeigt. Die Steuerung der Beheizung und des Schäumens wird ausgeführt, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials 201 gesteuert wird.
Dann wird, wie Fig. 25(b) zeigt, der auf das Druckbeaufschlagungselement 204 wirkende Druck gelöst, und die Steuerung des Schäumens angehalten.
Das schäumende Material 201 wird dann rasch in die Formen 205, 206 bewegt, wie Fig. 25(c) zeigt. Somit wird die Beheizung des schäumenden Materials 201 schnell entfernt, und das schäumende Material 201 kann frei ausschäumen.
Dann, wie Fig. 25(d) zeigt, wird das schäumende Material 201 rasch einem Preßformen durch die Formen 205, 206 ausgesetzt, während das freie Ausschäumen voranschreitet.
Das Steuern des Drucks des schäumenden Materials 201 kann auf zwei Weisen erfolgen.
Die erste besteht darin, eine Steuerung 210, ein Steuerventil 211, einen Hydraulikzylinder 212, die Beheizungsplatte 203 und einen Verlagerungssensor 213 bereitzustellen, wie Fig. 27 zeigt, das Ausmaß Δd der Verlagerung der Beheizungsplatte 203 durch den Verlagerungssensor 213 zu erfassen, die Steuerung 210 das Ausgangssignal des Verlagerungssensors 213 lesen zu lassen und die Positionen der Beheizungsplatte 203 zu steuern.
Die zweite besteht darin, die Steuerung 210, das Steuerungsventil 211, den Hydraulikzylinder 212, die Beheizungsplatte 203 und einen Drucksensor 214 bereitzustellen, wie Fig. 28 zeigt, das Ausmaß Δd einer Veränderung des Hydraulikdrucks, den der Hydraulikzylinder 212 auf die Beheizungsplatte 203 ausübt, mit dem Drucksensor 214 zu erfassen, die Steuerung 210 das Ausgangssignal des Drucksensors 214 lesen zu lassen und die Druckbeaufschlagungskraft der Beheizungsplatte 203 zu steuern.
Mit dieser Anordnung sind Beheizung und Schäumen gesteuert, wonach das schäumende Material während des freien Ausschäumens geformt werden kann. Als Ergebnis kann das Schaummaterial in eine vorgeschriebene Gestalt bei hoher Qualität und hoher Geschwindigkeit geformt werden, selbst wenn der geformte Gegenstand kompliziert ist.
Als nächstes wird eine Schaumformvorrichtung, die die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, unter Bezugnahme auf Fig. 29 bis 33 beschrieben.
Wie Fig. 29 bis 33 zeigen, beinhaltet die Vorrichtung feststehende Teile, nämlich ein Sockelteil 221, acht vertikale Zugstangen 222, die auf dem Sockelteil 221 stehen, einen auf dem oberen Abschnitt der Zugstangen angeordneten Rahmen 223 und einen Zwischensockel 225.
Die Vorrichtung (Mechanismus) zum Halten des schäumenden Materials ist mit einem Spannteil 231 versehen, um das schäumende Material 215 zu halten. Das Spannteil 231 ist an einer nachstehend beschriebenen Kette 254 für den Beheizungsplattentransport fixiert.
Weiterhin beinhaltet die Beheizungsvorrichtung ein Paar Beheizungsplatten 241, 242.
Eine Vorrichtung (Mechanismus) zum Transportieren des schäumenden Materials beinhaltet einen Beheizungsplatten-Transportservomotor 251, Ritzel 252, 255, die Beheizungsplatten- Transportkette 254 und einen Ritzelhalter 253. Das Spannteil 231 ist auf der Beheizungsplatten-Transportkette 254 gehalten. Das schäumende Material 215 wird von einem Aufschäumungs-Steuerabschnitt zu einem Ausformungsabschnitt im frei aufschäumenden Zustand verlagert.
Weiterhin wird das das schäumende Material 215 haltende Spannteil 231 entlang einer Führung 258 bewegt.
Eine Vorrichtung zum Druckbeaufschlagen und Anheben/Absenken der Beheizungsplatte beinhaltet Stangen 261, 262, Nockenwellen 263, 264 zum schnellen Öffnen und Schließen, eine Welle 265, einen Servomotor 266 zum schnellen Öffnen und Schließen, eine Verbindungsplatte 267a, eine bewegbare Platte 267, einen Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungshydraulikzylinder 268 und einen Verlagerungssensor 269.
Eine Formvorrichtung (Mechanismus) beinhaltet einen Formhydraulikzylinder 271, eine von diesem Zylinder angetriebene aufnehmende Form 272 sowie eine auf einem Patrizenformsokkel 273 angeordnete Patrizenform 274. Ein Knickverhinderer 276 für das schäumende Material 215 und ein Luftzylinder 275 zum Verhindern eines Knickens sind ebenfalls vorgesehen.
Somit umfaßt die Schaumformvorrichtung den Schäumungssteuerungsabschnitt zum Beheizen des schäumenden Materials 215 durch die Beheizungsplatten 241, 242, und den Formabschnitt zum Ausführen des Preßformens. Das schäumende Material 21 S wird in das Transportspannteil 231 eingebracht, die Antriebskraft des Beheizungsplatten-Transportservomotors 251 wird durch die Beheizungsplatten-Transportkette 254 übertragen, und das Spannteil 231 wird entlang der Führung 258 bewegt, wodurch das schäumende Material 215 zwischen den beiden Abschnitten bewegt wird (ein Vorheizabschnitt kann vor dem Schäumungssteuerungsabschnitt vorgesehen sein).
Der Schäumungssteuerungsabschnitt umfaßt das Paar Beheizungsplatten 241, 242, den Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungshydraulikzylinder 268, den bewegbaren Rahmen 267, die Stangen 261, 262, die Welle 265, die Nockenwellen 263, 264 zum schnellen Öffnen/Schließen, den Servomotor 266 zum schnellen Öffnen/Schließen, die Verbindungsplatte 267a, den bewegbaren Rahmen 267 und den Verlagerungssensor 269. Das schäumende Material 215 wird durch die Beheizungsplatten 241, 242 aufgeheizt, und die auf das schäumende Material 215 aufgebrachte Druckbeaufschlagungskraft wird gesteuert, wodurch ein kontrolliertes Schäumen erfolgt.
Der Formabschnitt umfaßt die Patrizenform 274, die aufnehmende Form 272, den Formhydraulikzylinder 271, den Knickverhinderer 276 und den Luftzylinder 275 zum Verhindern eines Knickens. Der Formabschnitt führt das Preßformen des schäumenden Materials 215 aus, während das Material frei ausschäumt.
Die Betriebsweise dieser Schaumformvorrichtung wird nachfolgend beschrieben.
Zunächst wird das schäumende Material 215 in das Spannteil 231 eingebracht. Dann wird in dem Schäumungssteuerungsabschnitt der Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungshydraulikzylinder 268 angetrieben, um Kraft auf die Beheizungsplatte 242 über den bewegbaren Rahmen 267, die Stange 262, die Welle 265, die Nockenwellen 261, 264 zum schnellen Öffnen/Schließen und die Stange 261 zu übertragen. Somit wird Druck durch die Beheizungsplatte 242 ausgeübt, während das schäumende Material 215 beheizt wird. Das Schäumen wird durch Steuerung des Hydraulikdrucks des Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungshydraulikzylinders 268 gesteuert. Es sei bemerkt, daß, wenn das schäumende Material 215 durch die Beheizungsplatten 242, 241 aufgrund des Antriebs des Beheizungsplatten-Druckbeaufschlagungshydraulikzylinders 268 druckbeaufschlagt wird, der Servomotor 266 zum schnellen Öffnen/Schließen angetrieben ist, so daß die Stangen 261, 262 und die Nockenwellen 263, 264 zum schnellen Öffnen/Schließen kollinear werden.
Wenn die Steuerung der Beheizung und des Schäumens endet, wird die Welle 265 durch Antrieb des Servomotors 266 für schnelles Öffnen/Schließen gedreht, wodurch die Nockenwellen 263, 264 zum schnellen Öffnen/Schließen ebenfalls drehen, wodurch die an der Stange 261 befestigte Beheizungsplatte 242 abrupt angehoben wird. Mit anderen Worten werden die Nockenwellen 263, 264 zum schnellen Öffnen/Schließen schnell gedreht, um die Beheizungsplatte 242 freizugeben, und das schäumende Material 215 wird zum Formabschnitt befördert.
Dann wird die Patrizenform 274 abgesenkt, indem der Formhydraulikzylinder 271 angetrieben wird, und der Knickverhinderer 276 wird durch Antreiben des Hydraulikzylinders 275 zur Knickverhinderung abgesenkt, wodurch die Preßformung ausgeführt wird.
Da in der vorstehend beschriebenen Weise ein gesteuertes Schäumen ausgeführt wird, erfolgt das Schäumen zufriedenstellend, und ein Kern mit hoher Qualität wird erhalten.
Weiterhin wird durch das Ausführen des gesteuerten Schäumens und des Absenkens der Schäumkraft das freie Aufschäumen in dem sich anschließenden Vorgang nicht mehr zu einem plötzlichen Aufschäumen. Der mechanische Bewegungsvorgang läuft leicht ab, und Mängel eines Schaumkörpers während des freien Schäumens können verhindert werden.
Beim Bewegungsvorgang der Beheizungsplatten ist die Anordnung so, daß das schäumende Material und die Beheizungsvorrichtungsplatten voneinander getrennt werden können, um das Formen auszuführen. Als Ergebnis treten keine Zwänge auf das Schäumen des schäumenden Materials auf, so daß das Material beginnen kann, frei auszuschäumen. Allerdings erfolgt das freie Ausschäumen nicht plötzlich, und der Schaumkörper befindet sich in ausgezeichnetem Zustand.
Weiter wird bei dem Druckbeaufschlagungs-Formvorgang eine Temperatur, bei der das Formen möglich ist, durch Beheizen aufrechterhalten. Zusätzlich kann dann, wenn ein einen Schäumungsdruck aufweisendes Material durch Preßformen, Vakuumformen etc. geformt wird, das Formen komplizierter Gestalten leicht ausgeführt werden, da das Material einen Schäumungs- bzw. Innendruck besitzt.
Weiterhin wird in der vorstehenden Ausführungsform das schäumende Material während des freien Schäumens geformt, das Material wird in die gewünschte Gestalt geformt, selbst wenn der Gegenstand kompliziert ist, und ein geformter Gegenstand hoher Qualität wird erhalten. Die Erfindung ist allerdings nicht auf diese Ausführungsform begrenzt.
Tatsächlich ist das Formen des zu schäumenden Materials während des freien Ausschäumens am besten. Es ist allerdings möglich, ein schäumendes Material zu formen, dessen freies Aufschäumen fast beendet ist oder beendet ist. In jedem Fall muß das aufschäumende Material auf die Formtemperatur in dem Formverfahren erwärmt werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Weisen auf der Grundlage des Kerns der Erfindung verändert werden, wobei diese Modifikationen den Bereich der Erfindung nicht verlassen.
Daher werden erfindungsgemäß wie vorstehend im einzelnen beschrieben folgende Wirkungen Wirkungen erhalten.
(1) Ein Verfahren wird ausgeführt, bei dem eine Beheizung erfolgt, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird. Als Ergebnis kann die Geschwindigkeit des freien Schäumens auf einen Wert eingestellt werden, bei dem eine mechanische Steuerung möglich ist (Bewegung der Beheizungsvorrichtung etc.), und ein geformter Gegenstand hoher Qualität kann formgeschäumt werden.
(2) Da das Formen während des Schäumens erfolgt, kann ein innerer Druck nutzbar gemacht werden, und kompliziertes Formschäumen kann leicht durchgeführt werden.
(3) Da das Formen während des Schäumens erfolgt, treten weniger Schäden am Kern auf im Vergleich mit dem Formen unter Beheizung eines Schaumkörpers, dessen Aufschäumen bereits beendet ist.
(4) Wenn die Beheizungsvorrichtung und die Formvorrichtung bewegt werden, wird die Beheizungsvorrichtung auf hoher Temperatur gehalten, was günstig ist. Als Ergebnis kann die Zeit zum Erhöhen der Temperatur abgekürzt werden. Da die Formvorrichtung keine hohe Temperatur erreicht, kann zusätzlich die Kühlung des schäumenden Materials in einer kürzeren Zeit erfolgen, und ein Formen bei hohen Geschwindigkeiten kann ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines schaumgeformten Gegenstands aus einem schäumenden Material, wobei das Verfahren die aufeinanderfolgenden Schritte umfaßt: Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird; Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials; Entfernen des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material; und Formen des schäumenden Materials in eine gewünschte Gestalt, dadurch gekennzeichnet, daß das schäumende Material anfänglich die Form eines Plattenmaterials einnimmt, das zwischen einem Paar Beheizungselemente gehalten ist, und wobei der Schritt des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material ausgeführt wird, während sich die Beheizungselemente in Kontakt mit dem Plattenmaterial befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials eine Druckbeaufschlagung des schäumenden Materials zwischen den Beheizungselementen beinhaltet, indem Druck auf die Beheizungselemente ausgeübt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das schäumende Material ausgeübte Druck durch Erfassen von Veränderungen der Verlagerung der Beheizungselemente gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das schäumende Material ausgeübte Druck durch Erfassen von Veränderungen des Drucks, der auf die Beheizungelemente ausgeübt wird, gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anhaltens der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials das Entfernen der das schäumende Material unter Druck setzenden Kraft beinhaltet.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens des Aufbringens von Wärme auf das schäumende Material beinhaltet, daß die Beheizungselemente außer Kontakt mit dem schäumenden Material bewegt werden.

7. Formvorrichtung zum Formen eines schaumgeformten Gegenstands aus einem schäumenden Material, wobei die Vorrichtung umfaßt: Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird; Mittel zum Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials; Mittel zum Entfernen der Aufbringung von Wärme von dem schäumenden Material und Mittel (7, 8) zum Formen des schäumenden Materials in eine gewünschte Gestalt, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird, ein Paar Beheizungselemente (3, 4) umfaßt, die mit einer dazwischen gehaltenen Platte (1) schäumenden Materials in Kontakt bringbar sind.

8. Formvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Aufbringen von Wärme auf das schäumende Material, während das Ausmaß des Schäumens des schäumenden Materials gesteuert wird, weiterhin Mittel (5, 6) zum Aufbringen von Druck auf die Beheizungselemente umfaßt, um das schäumende Material dazwischen unter Druck zu setzen.

9. Formvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Verlagerungssensor (13), um Veränderungen der Verlagerung der Beheizungselemente (3, 4) zu erfassen, und eine Steuerung (10), um die Positionen der Beheizungselemente zu steuern.

10. Formvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (14), um Veränderungen des auf die Beheizungselemente (3, 4) ausgeübten Drucks zu erfassen, und eine Steuerung (10), um die Positionen der Beheizungselemente zu steuern.

11. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Anhalten der Steuerung des Ausmaßes des Schäumens des schäumenden Materials Mittel Entfernen der auf das schäumende Material ausgeübten Druckbeaufschlagungskraft umfaßt.

12. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Entfernen des Aufbringens von Wärme von dem schäumenden Material eine Einrichtung zum schnellen Entfernen der Beheizungselemente aus dem Kontakt mit dem schäumenden Material umfaßt.