WO2022229030A1 - Vorrichtung, verfahren und kondensatorplatten-set zur herstellung eines partikelschaumstoffteils - Google Patents

Vorrichtung, verfahren und kondensatorplatten-set zur herstellung eines partikelschaumstoffteils Download PDF

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WO2022229030A1
WO2022229030A1 PCT/EP2022/060751 EP2022060751W WO2022229030A1 WO 2022229030 A1 WO2022229030 A1 WO 2022229030A1 EP 2022060751 W EP2022060751 W EP 2022060751W WO 2022229030 A1 WO2022229030 A1 WO 2022229030A1
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segments
mold
capacitor plate
capacitor
electrically
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PCT/EP2022/060751
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Victor Romanov
Constantin KEMMER
Marc Norridge
Bastian Gothe
Jarkko Siltamäki
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Kurtz Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a device, a method and a capacitor plate set for producing a particle foam part.
  • the device, the method and the capacitor plate set are provided for the production of the particle foam parts using electromagnetic waves, with the foam particles being welded to form a particle sc ha material part by means of the electromagnetic waves.
  • the energy required for welding is applied to the foam particles by means of electromagnetic waves.
  • the device, the method and the capacitor plate set can be used in particular in the production of a particle foam part, in particular a particle foam part with a three-dimensional shape with varying thickness.
  • US Pat. No. 3,079,723 describes a process for sintering moist thermoplastic foam particles.
  • the particles are dielectrically heated and compressed at the same time.
  • Electromagnetic waves with a frequency of about 2 to 1000 MHz are applied.
  • the document GB 1,403,326 describes a method for welding expandable polystyrene foam particles. Particles with a aqueous solution and exposed to an electromagnetic field of 5 to 2000 MHz.
  • WO 01/064414 A1 discloses a method in which polymer particles made of polyolefins, which are wetted with a liquid medium, are heated with electromagnetic waves, in particular microwaves.
  • the temperature in the mold is regulated by controlling the pressure therein.
  • WO 2013/050181 A1 describes a method for producing particle foam parts, in which a mixture of foam particles and dielectric transfer liquid is heated by means of electromagnetic waves in order to fuse the foam particles to form a particle foam part. Radio waves or microwaves are used as electromagnetic waves.
  • the material of the foam particles is made of polypropylene (PP).
  • DE 10 2016 100 690 A1 discloses a device for producing a particle foam part, in which a mold has capacitor plates, each of which is formed from a plurality of segments. The distance between the segments and a mold space of the mold can be set individually.
  • a molding tool of the device comprises two mold halves, each comprising a capacitor plate.
  • One of the mold halves is designed so that it is movably mounted in the mold and the distance between the two mold halves can be varied.
  • a very high energy input into the foam particles which are located in a tool for this purpose, is required to weld foam particles with electromagnetic radiation.
  • the energy input into the foam particles should be as uniform as possible in order to achieve uniform heating and thus uniform welding of the foam particles.
  • the problem here is that the electrodes and the corresponding tool usually have different sizes.
  • the tool has to be changed depending on the product to be manufactured. Therefore, different tools are used in one device, which can differ in size.
  • the tool is usually a bit smaller than the electrode to place the tool entirely within the electric field of the plate capacitor.
  • the electrode therefore usually protrudes a little at the side of the tool. This creates an electric field that is not used.
  • the capacity of the capacitor is larger than necessary. As a result, the capacitor absorbs more charge and thus more energy than necessary.
  • particle foam parts that almost never have a constant thickness along their length and/or width. This makes the welding process more difficult, since it is difficult to achieve uniform and homogeneous welding of the particles over all areas of the particle foam part.
  • the applicant of the present patent application has developed the devices for welding foam particles by means of electromagnetic waves and the corresponding methods in such a way that it is able to produce larger numbers of foam particles using the first machines by welding the Produce foam particles by means of electromagnetic waves.
  • These devices and methods are based on the technology that is described in the publications DE 10 2016 100 690 A1 and DE 10 2016 123 214 A1 and in the German patent application no of the invention described below in its entirety, and in particular relating to the devices and methods as well as materials, reference is made in addition but not exclusively.
  • the object of the present invention is in particular to increase the efficiency of the energy input and to use the electric field more effectively in the production of particle foam parts by welding foam particles by means of electromagnetic waves.
  • the invention is also based on the problem of increasing the quality of particle foam parts that are produced by welding foam particles together using electromagnetic fields, even if they have a complex three-dimensional geometry and, in particular, a different thickness.
  • a first aspect of the invention relates to a device for producing a particle foam part.
  • the device comprises a molding tool defining a molding space, at least two capacitor plates are arranged adjacent to the molding space, which are connected to a radiation source for electromagnetic radiation, wherein the electromagnetic radiation source is adapted to emit electromagnetic radiation, and the molding tool is formed from at least two mold halves, with at least one of the two capacitor plates being formed from a plurality of segments, so that the surface of the capacitor plate field with the plurality of segments can be adapted in the mold space depending on the shape of the product to be melted.
  • the capacitor plate formed from segments is designed, for example, as a segmented electrode. It can be composed of several sections. This is relatively easy to do, particularly in the case of a flat electrode or capacitor plate. However, it is possible not only with planar but also with contoured electrodes, such as electrodes for making fish boxes.
  • the segments are shaped in such a way that by removing and/or adding the individual segments to form the capacitor plate, the shape and size of the capacitor plate, and in particular its dimensions, can be adapted to the shape of the mold.
  • the segments of the capacitor plate are preferably electrically and mechanically connected to one another in a detachable manner. This allows individual segments to be removed or added to adapt the area of the capacitor plate to the size of the mold.
  • An electrically conductive connecting element can be provided which electrically connects two or more segments to one another at their edges.
  • electrically conductive metal elements such as copper or brass foils can be used, against which the edges of the segments of the electrodes are clamped so that there is an electrical connection to all segments of the electrodes.
  • the segments can have areas at their edges which interlock when the segments are in the assembled state.
  • the electrical and mechanical connection can be produced particularly reliably and relatively inexpensively at the joints of the segments.
  • the edges or areas can be designed as shiplap folds, for example.
  • the segments can also be provided in an unlocked manner, in particular without such locking areas, which can be advantageous in order to enable in-mold assembly, ie assembly of the segments (or adding or removing one or more segments) without the mold/ having to remove the capacitor plates.
  • the segments are removably attached to an insulator.
  • the insulator serves to hold the segments in place.
  • the insulator is preferably suitable for high voltage and does not cause any significant losses in the HF radiation, as it would otherwise heat up.
  • the material used should also not show any significant reaction to the electromagnetic field used in terms of its field conductivity and its dielectric loss, since this would in turn lead to undesirable heating.
  • a dielectric material with a preferably low dissipation factor and a low dielectric constant is preferred.
  • a ceramic material and/or a plastic material can be used.
  • dielectric polymers that can be used include: PEEK, PTFE, PE, PS, PET.
  • ceramic materials that can be used include: alumina, aluminum nitride, aluminum silicates.
  • the segments of the electrode or the capacitor plate can be attached to the insulator, for example by means of screws.
  • other fastening means such as plug connections, bolts, clamping elements, etc., can also be suitable for fastening the segments to the insulator.
  • At least one segment of the capacitor plate formed from the segments is electrically connected to the radiation source.
  • the segments of the capacitor plate can be permanently attached to an insulator and can be individually switched on or off to adjust the size of the capacitor plate. This is possible in a relatively simple manner, in particular, when the segmented capacitor plate is planar, or also when two planar, segmented capacitor plates form the capacitor for impinging the particles with radiation.
  • the segments are preferably electrically insulated from one another and are each connected separately to the radiation source, for example via a high-frequency line.
  • the radiation source is in particular a high-frequency generator.
  • the segments are each connected to a tunable resonant circuit and can be switched on or activated or switched off or deactivated individually or in groups by tuning the respective resonant circuit.
  • the segments each form a partial capacitor which is each connected to the tunable resonant circuit.
  • Each supply line is assigned a control capacitor with which the energy supplied via the respective line can be set independently of one another. In this way, by controlling the energy supply on the individual lines, it can be set which segment of the capacitor is operated. By switching individual segments on and off by means of resonant circuit tuning, the size of the capacitor plate can be adapted to the size of the mold with regard to its radiation-emitting surface. As a result, it is not necessary to mechanically remove or attach individual segments, depending on the mold used, in order to adjust the surface of the capacitor plate.
  • the segments together form a contoured capacitor plate.
  • the segments can in particular be arranged on both sides of the mold space and in particular form a segmented capacitor plate there.
  • the segments can also be arranged on only one side of the mold space and form a segmented capacitor plate there.
  • a continuous capacitor plate for example, can be arranged on the other side of the mold space.
  • an electrically conductive area of the mold or an electrically conductive mold half can serve as a capacitor plate, which lies opposite the segmented capacitor plate.
  • an electrically non-conductive mold half is preferred because it makes it easier to set up a uniform electric field.
  • the use of an electrically conductive mold half would entail the risk that the component produced would burn in the areas adjacent to this mold half, so that a non-conductive material is also preferred from this point of view. If both mold halves were electrically conductive, one mold half would have to be connected to an RF radiation line, which would be relatively difficult or very expensive to do.
  • At least one of the capacitor plates formed from the segments is advantageously electrically connected to the radiation source, while for example the other capacitor plate or its segments are electrically grounded or connected to ground.
  • the segments can each have a geometry which, when the segments are combined, results in a capacitor plate whose geometry is adapted to the geometry of the mold.
  • the segments can be rectangular, preferably with different dimensions, in order to form rectangles of different sizes as a capacitor plate by combining several segments depending on the size of the tool to be irradiated.
  • edges of adjacent segments advantageously run parallel to one another in order to form the capacitor plate together by combining several segments.
  • an arrangement of the individual segments is advantageous in which a central square segment is provided and further additional segments extend along the sides of the square segment. You can use this to display rectangles of different sizes by combining several segments. A further ring of additional segments can also be provided.
  • the segments can be designed as sheet metal parts, for example.
  • the segments are preferably flexible. They are advantageously made of a metal with good electrical conductivity or a metal alloy with good electrical conductivity.
  • a capacitor plate set is provided for a device for producing a particle foam part.
  • the capacitor plate set includes at least a first capacitor plate segment that can be attached to an insulator and a Has a connection area that can be connected to a radiation source for generating electromagnetic radiation, and one or more second capacitor plate segments, wherein the first capacitor plate segment and the second capacitor plate segments are designed to jointly form a capacitor plate, the size of which corresponds to the size of a mold for Fier ein of the particle foam part is adjustable.
  • the capacitor plate segments form a set of several objects that belong together to form at least one or more segmented capacitor plates, the size of which can be adapted to the size of the tool that contains the foam particles.
  • the capacitor plate segments can preferably be electrically and mechanically connected to one another in a detachable manner.
  • the second capacitor plate segments can also each have a connection area for connection to a radiation source for generating electromagnetic radiation.
  • Each capacitor plate segment can be designed in such a way that it is electrically insulated from the other capacitor plate segments in the capacitor plate formed therefrom and can in particular be switched on or off by a tunable resonant circuit.
  • the capacitor plate set is preferably designed for use in a device according to the invention.
  • a third aspect of the invention relates to a method for producing a particle foam part.
  • the method comprises the following steps: a.) Filling foam particles into a mold space of a mold, wherein at least two capacitor plates are arranged adjacent to the mold space, which are electrically connected to a radiation source for electromagnetic radiation to generate electromagnetic radiation; b. ) Welding of the foam particles by the electromagnetic radiation between the capacitor plates; and c.) demoulding; wherein d.) at least one of the two capacitor plates is formed from a multiplicity of segments and the area of the at least one capacitor plate is adapted to the size of the mold by combining the radiation-generating segments.
  • the foam particles are heated in the mold so that they fuse to form the particle foam around the fabric part. Heat is supplied to the foam particles by means of electromagnetic RF radiation.
  • the segments are releasably electrically and mechanically connected to one another in order to combine them with one another.
  • the segments can be arranged electrically insulated from one another and switched on or off, for example by tuning an oscillating circuit connected to the segment, in order to combine them with one another.
  • This allows the area of the capacitor plate that emits radiation to be adjusted without having to mechanically remove or mechanically add segments. In particular, this eliminates the mechanical separation or connection of segments to the radiation source when adjusting the capacitor plate area, which would require a great deal of effort.
  • the segments each form a partial capacitor.
  • a device according to the invention and/or a capacitor plate set according to the invention is used to carry out the method.
  • the foam particles are preferably expanded, thermoplastic materials, in particular formed from polyurethane (PU), polylactate (PLA), polyethylene block amide (PEBA) or from polyethylene terephthalate (PET). They mainly consist of polyurethane, polylactate (PLA), polyethylene block amide (PEBA), polyethylene terephthalate or a mixture of these materials.
  • the foam particles preferably consist of 90% by weight of one or a mixture of these materials.
  • These foam particles are particles that form a so-called pearl foam, which is also known in the art as pellet / particle foam is called.
  • the foams obtained from the use of continuous foam particles are given the designation "e" to denote the bead shape of the polymeric foam component, e.g. eTPU.
  • the foam particles made from these materials are primarily heated by direct absorption of the RF radiation. This means that the heat is not or only to a small extent via a heat-transferring medium such.
  • B. water which absorbs the RF radiation and delivers it to the foam particles, is heated.
  • the immediate absorption of the RF radiation is very efficient and also allows the welding of foam particles made of materials such as polyethylene terephthalate (PET) with a softening temperature of over 200°C (usually around 260°C). , which is not possible by heating with an aqueous heat transfer medium.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the softening temperature of over 200°C (usually around 260°C).
  • the use of such heat transfer media is avoided or reduced, as a result of which the quality of the end product is improved.
  • the electromagnetic RF radiation preferably has a frequency of at least 30 kHz or at least 0.1 MHz, in particular at least 1 MHz or at least 2 MHz, preferably at least 10 MHz.
  • the maximum frequency is usually 300 MHz.
  • Specific (centre) frequencies that can be used and for which radiation sources are readily available commercially are e.g. B. 6.78MHz, 13.56MHz, 27.12MHz, 40.68MHz.
  • (middle) frequencies of 2.45 GHz or 5.8 GHz can also be used.
  • the capacitor plates are preferably arranged on the mold or mold area, which is otherwise made of an electrically insulating material.
  • a high-frequency voltage with an amplitude of approximately at least 1 kV up to a few kV, preferably at least 10 kV and in particular at least 20 kV, is applied to the capacitor plates.
  • a power in the range of 10 kW to 60 kW can be transmitted to the foam particles located in the mold space.
  • large-volume particle foam parts can also be reliably produced with very short cycle times of around 30 seconds to 2 minutes.
  • the foam particles can be compressed in the mold.
  • the tool is designed as a crack gap forming tool, for example.
  • the foam particles are mechanically compressed, in addition to the effect of their thermal expansion.
  • the mold is preferably made of a material that is essentially transparent to the RF electromagnetic radiation used, such as e.g. B. polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, especially UHMWPE, polyetherketone (PEEK) and other materials transparent to RF radiation.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyethylene especially UHMWPE
  • PEEK polyetherketone
  • semi-transparent materials can also be used, such as polyethylene terephthalate (PET), polyoxymethylene (POM) or polyketone (PK).
  • the electromagnetic radiation source is designed as part of a generator resonant circuit.
  • Lines for guiding the electromagnetic waves form a tool resonant circuit together with each pair of segments forming a split capacitor.
  • the tool resonant circuit can be tuned by changing an inductance or a capacitance and forms a tunable resonant circuit through which the transmission of the power can be specifically blocked or released.
  • a control device for controlling the tunable oscillating circuit is designed such that the power supply from the generator oscillating circuit to the tool oscillating circuit, which is designed as a tunable oscillating circuit, is switched on or enabled or interrupted by its tuning.
  • the segment in question is added to or removed from the capacitor plate, which is formed from a plurality of segments and which applies electromagnetic radiation to the mold during the welding process.
  • the power that can be transmitted by switching on by tuning the resonant circuit is in particular in the range from 25 kW to 60 kW, depending on the dimensioning of the generator and the lines with which the generator resonant circuit is connected to the tunable resonant circuit.
  • One of the two capacitor plates may be electrically connected to ground in all of the implementations of the various aspects of the invention discussed thus far.
  • the other capacitor plate is connected directly to the radiation source either itself or through one or more of its segments, the radiation being applied as electromagnetic waves to that capacitor plate with respect to ground.
  • a fourth aspect of the present invention which can be combined with the first, second and/or third aspect of the invention described above and all their possible options, modifications and embodiments (unless this is physically or technically precluded), is achieved by an apparatus for Production of a particle foam part provided.
  • the device comprises: a.) a mold formed from at least two mold halves, which defines a mold cavity; b.) at least two capacitor plates located adjacent to the mold cavity; wherein c.) at least one of the capacitor plates is connected to a radiation source; and wherein d.) at least one of the capacitor plates comprises a plurality of segments having an adjustable distance from the mold space.
  • the placement of the capacitor plates "adjacent" to the mold cavity does not mean that the capacitor plates are in direct contact with the mold cavity or form the walls of the mold cavity. Rather, it means that the capacitor plates are arranged "around" the mold space and at a distance from it that makes it possible to flood or irradiate the mold space with an alternating electromagnetic field that is suitable for the desired welding of the foam particles in the mold space generate.
  • components or parts e.g. B. of the mold are arranged between the capacitor plates and the mold space (see e.g. the detailed discussion of possible embodiments with reference to the figures in FIGS following sections), and the shape and dimensions of the mold space are defined by the mold tool and not by the capacitor plates themselves (making it generally possible to use different mold tools with different mold cavities between the same set of capacitor plates).
  • the multiple segments are designed in such a way that manual or automatic changes in shape of the respective capacitor plate (also called “electrode” below) are possible. These changes in shape serve to locally control the electric field strength within the mold space and thus control the heating of the material at this point, as will be explained in more detail below.
  • This modularity brings with it both manufacturing and product advantages.
  • the device presented here enables flexible changes to the tool design, in particular with regard to the distance between the active and passive electrodes/capacitor plates and, above all, to a grid resolution.
  • the change can be made manually or actively, depending on the actuation selected.
  • the change can be set for the part being manufactured, or it can even be changed during the process to allow even more control than is currently possible.
  • the field strength can be increased or decreased locally, and thus the heating rate and the maximum temperature experienced by the target can be determined. This enables, for example, rapid adaptation to new mold geometries and locally coordinated part properties.
  • At least one of the electrode/capacitor plates is therefore divided into a collection of elements or segments (e.g. a lattice of such elements/segments) which can be moved parallel to the z-axis running in the direction from the electrode/capacitor plate to the mold space, but which are preferably still electrically connected to a main body of the electrode (be it the active or passive side, preferably the passive) which is then further connected to a radiation generator or ground (preferably ground potential, as this allows for a simpler construction ) connected is.
  • the distance between the electrode elements/segments and the mold space, and thus between the opposing electrodes/capacitor plates influences the local field strength in the gap between the two electrodes/capacitor plates and thus in the mold space.
  • This distance can be adjusted by any form of actuators and the distance control can be done at the level of the individual segments. In particular, it is possible to always keep all elements in electrical contact and not to disturb the electromagnetic fusion process through the segment control.
  • the segments can be electrically connected to an electrically conductive electrode main body.
  • the main electrode body can be grounded.
  • the capacitor plate that is connected to the radiation source can be a first capacitor plate on one side of the mold space
  • the capacitor plate that includes the multiple segments that have an adjustable distance from the mold space can be a second capacitor plate on an opposite side of the mold cavity.
  • an "active" capacitor plate connected to the radiation source and a “passive” capacitor plate containing the adjustable segments can be placed on opposite sides of the mold space and enclose the mold space between them, and by adjusting the spacing of the segments to the mold space, the distance between the two capacitor plates is also effectively changed locally. In the mold space, this leads to a change in the field strength distribution of the electromagnetic field flowing through the mold space and thus on the particle surfaces, which are welded under the influence of the electromagnetic field.
  • the distance between the segments and the mold space can be adjusted individually by mechanical and/or electrical adjusting means.
  • the segments can be arranged in a two-dimensional grid, in particular in a rectangular grid.
  • the grid density ie the number of adjustable segments per unit area
  • the grid density can also vary locally. For example, areas with different thicknesses to be produced can be arranged with segments having a higher density than in other areas of the particle foam part, in order to enable even better control of the welding process in these areas.
  • the segments can be provided as screws or pins which are adjustably connected to the main body of the electrode.
  • the screws can be z. B. be metal screws that are screwed into the electrode main body, and the electrode main body can also be made of metal or contain metal, z. e.g. aluminium.
  • a cover plate or cover layer made of electrically non-conductive material can also be arranged on the electrode main body and has openings in which the screws or pins are arranged.
  • Such a cover plate can serve to increase the stability of the arrangement of the segments themselves, e.g. B. by a lateral stabilization of the segments, especially when they are moved far out of the electrode main body (z. B. when the screws are screwed out of the base plate almost over their entire length).
  • it can also serve to create a stable platform on which other parts of the mold that lie between the electrode/capacitor plate and the mold space can rest. Without this plate or layer, the adjustable position of the segments would result in a varying bearing surface for the adjacent components of the mold, which not only requires a more complicated construction, but can also be detrimental to the stability of the tool.
  • Such a cover plate can consist of or comprise an electrically insulating cover.
  • the cover plate preferably consists of one or more of the following materials: polytetrafluoroethylene, PTFE, polyethylene, PE, in particular ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE, polyetherketone, PEEK, a thermoplastic, a thermoset, polyethylene terephthalate, PET, polyoxymethylene, POM, polystyrene, PS, an insulating mineral material.
  • each of the adjustable segments can be set to at least one of the following four positions: remote or electrically isolated, a low position, a middle position, a high position.
  • the adjustable segments can be electrically isolated, for example, by tuning a resonant circuit as disclosed herein in relation to the other aspects of the invention and/or by simple switch-like elements.
  • some or all of the segments may be positionally adjusted continuously (i.e., any position between a down position and an up position).
  • a limited number of predetermined positions can facilitate the operation of the device, while the possibility of continuous adjustment of the segment position (in the z-direction, i.e. towards and away from the mold space) increases the influence and control over the electromagnetic field strength distribution.
  • position means the position of the segments in the z-direction or in the flea. In other words, as the position of the segments is changed, their distance from the mold space changes.
  • the position of one or more of the segments i. H. its distance from the mold space and thus generally also from the opposite electrode/capacitor plate, the field strength distribution of the radiated electromagnetic field within the mold space.
  • a fifth aspect of the present invention which goes hand in hand with the fourth aspect and which can also make use of or be based on all the possibilities, embodiments and examples disclosed in connection with the first, second and/or third aspect of the present invention , is a method for producing a particle foam part, the method comprising: a.
  • introducing the particles into a mold space of a mold tool which is formed from at least two mold halves that delimit the mold space, wherein at least two capacitor plates are arranged adjacent to the mold space, wherein at least one of the capacitor plates is connected to a radiation source, and wherein at least one of the capacitor plates comprises a plurality of segments having an adjustable spacing from the mold space; b. ) irradiating the mold space with electromagnetic radiation emitted from the capacitor plates; and c.) locally adjusting a field strength distribution of the radiating electromagnetic field within the mold space by changing the adjustable distance of the segments to the mold space.
  • the change can take place before and/or during the irradiation of the mold space with the electromagnetic radiation.
  • the foam particles can consist of one or more of the following base materials: thermoplastic polyurethane (TPU), polylactate (PLA), polyamide (PA), polyether block amide (PEBA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), thermoplastic polyester ether elastomer (TPEE).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • PLA polylactate
  • PA polyamide
  • PEBA polyether block amide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • TPEE thermoplastic polyester ether elastomer
  • such particles are also referred to in the art as particles of foamed material, where a foamed material is a material that has already been foamed (as opposed to a foamable material that can be foamed but has not yet been foamed). In other words, the particles already have a core of foamed material before they are placed in the mold.
  • the foam particles can therefore also be referred to as particles made from expanded (thermoplastic) polyurethane, e(T)PU, expanded polylactate, ePLA, expanded polyethylene block amide, ePEBA, and/or expanded polyethylene terephthalate, ePET. 4. Brief summary of the figures
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a device for preparing a particle foam part
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a segment arrangement which forms two opposing capacitor plates for the production of a particle foam part
  • FIG. 3 shows an arrangement of interconnected segments schematically as a sectional view
  • FIG. 4 shows an arrangement of segments which together form a capacitor plate, as a schematic view of the surface of the capacitor plate;
  • FIGS. 5-8 each show different devices for producing a particle foam part according to different embodiments of the invention.
  • FIG. 9 shows an arrangement for applying electromagnetic radiation to a mold according to a further embodiment of the invention in a schematic representation
  • FIG. 10 schematically shows an equivalent circuit diagram for an arrangement of segments which are each connected separately to a radiation source for generating electromagnetic radiation
  • FIG. 11 shows a switching device for connecting or disconnecting a capacitor plate segment to or from the capacitor plate for emitting electromagnetic radiation
  • FIG. 12 shows a control device for controlling the power supply in a circuit diagram.
  • Figure 13a-f show part of a device with a capacitor plate consisting of several segments that have an adjustable distance from the mold space, and corresponding measurement results obtained from a series of test runs with such a device.
  • the basic structure of a device 1 for producing a particle foam part is shown in FIG.
  • the device 1 comprises a material container 2 , a mold 3 and a line 4 which leads from the material container 2 to the mold 3 .
  • the material container 2 is used to hold loose foam particles.
  • the material container 2 has a base 5 , being connected to a compressed air source 7 via a compressed air line 6 in the base area.
  • a propulsion nozzle 8 is located in the conveying line 4 adjacent to the material container.
  • the driving nozzle 8 is connected to the compressed air source 7 by a further compressed air line 9 .
  • Compressed air fed to this driving nozzle 8 serves as driving air, since it enters the conveying line 4 through the driving nozzle 8 and flows in the direction of the mold 3 .
  • a negative pressure is generated at the driving nozzle 8 on the side facing the material container 2, which sucks foam particles out of the material container.
  • the delivery line 4 opens into a filling injector 10 which is coupled to the mold 3 .
  • the filling injector 10 is connected to the compressed air source 7 by a further compressed air line 11 .
  • the compressed air fed to the filling injector 10 is used, on the one hand, to fill the mold 3 in that the stream of foam particles is acted upon in the direction of the mold 3 by means of the compressed air.
  • the compressed air fed to the filling injector 10 can also be used to blow back the foam particles from the conveying line 4 into the material container 2 when the filling process at the mold 3 has been completed.
  • the mold 3 is formed from two mold halves 12,13. At least one mold space 14 is delimited between the two mold halves, in which the filling injector 10 opens for introducing the foam particles.
  • the volume of the mold space 14 can be reduced by moving the two mold halves 12, 13 together. When the mold halves 12, 13 are moved apart, a gap is formed between the mold halves 12, 13, which is referred to as the cracking gap.
  • Such a mold 3 is therefore also referred to as a crack-gap mold.
  • a capacitor plate 15, 16 is arranged on the mold halves 12, 13 in each case. These capacitor plates are each made of a highly electrically conductive material such. B. copper or aluminum.
  • the filling injector 10 is arranged on the mold half 13 . The filling injector 10 extends through a recess in the capacitor plate 16 which is mounted on the mold half 13 .
  • the two capacitor plates 15, 16 are each formed from a plurality of segments 85, 86 which are arranged adjacent to one another and are electrically and mechanically connected to one another.
  • the segments 85, 86 can be detached from one another.
  • the size of the first capacitor plate 15 formed from the segments 85 and the size of the second capacitor plate 16 formed from the segments 86 can be adapted to the size of the mold 3 by adding or removing individual segments 85, 86. In this way, molds 3 of different sizes can be arranged between the capacitor plates 15, 16. This makes it possible to generate electromagnetic radiation between the capacitor plates 15, 16 in a targeted manner only in the area of the mold space 14. In areas in which no electromagnetic radiation is required for welding foam particles, it is possible by removing individual segments 85, 86 to generate no electromagnetic radiation.
  • the segments 85, 86 are each attached to an insulator 80, 81 and form two opposing segment assemblies.
  • the insulators 80, 81 are used to hold the segments 85, 86 on two opposite sides of the mold 3.
  • the insulators 80, 81 with the segments 85 and 86 attached thereto are mounted such that they can be moved relative to one another.
  • the mold halves 12, 13 of the molding tool 3 together with the segmented capacitor plates 15, 16 lying laterally against them can be moved towards one another and away from one another.
  • the segments 85, 86 can also be attached to the mold 3 in such a way that they can be detached from the mold 3 and from one another.
  • both insulators 80, 81 or at least one can be omitted.
  • One of the segments 85 is connected to a generator 18, which forms an AC voltage source, via an electrical line 17 for the transmission of high-frequency voltages. Due to the electrical connection of the segments 85 to one another, they are subjected to high-frequency voltages and in this way form the capacitor plate 15.
  • the segments 86 on the opposite side of the shaped body 13, which form the capacitor plate 16, are electrically connected to ground 30, as is the generator 18. Since the segments 86 are also electrically connected to one another, only one of the segments is connected to ground 30 .
  • the generator 18 represents a radiation source for generating electromagnetic radiation.
  • the generator is preferably designed for generating RF radiation.
  • the generator can also be used to generate microwave radiation be formed, with larger mold spaces 14 with a RF radiation a much more uniform heating than with microwave radiation is possible.
  • most plastic materials absorb RF radiation much better than microwave radiation. Therefore, the use of RF radiation is preferred.
  • the mold halves 12, 13 each have a base body made of an electrically non-conductive and in particular for electromagnetic RF radiation substantially transparent material such.
  • the "substantially transparent material” is a material that can be penetrated by electromagnetic radiation, in particular RF radiation. However, this material can be designed with a certain absorption property for electromagnetic RF radiation, to a part of the electrical RF radiation to heat and to heat the mold halves 12, 13. This will be explained in more detail below.
  • the mold 3 can optionally be connected to a vacuum pump, so that a vacuum or vacuum can be applied to the mold space 14 . This negative pressure leads to the moisture contained in the mold space 14 being drawn off.
  • the capacitor plates 15, 16 are preferably provided with a cooling device.
  • the cooling device is formed by fans 20 which direct cooling air onto the side of the capacitor plates 15, 16 which is remote from the mold space 14. Cooling ribs can be provided to increase the cooling effect.
  • cooling lines can also be arranged on the capacitor plates 15, 16, through which a cooling medium is guided.
  • a cooling medium a liquid is preferably used, such as. B. water or oil.
  • the device 1 can also be designed with a steam generator and a steam supply to the mold space 14 and/or to the conveying line 4 in order to supply saturated dry steam to the mold space 14 for heating the foam particles and/or to wet foam particles on their transport from the material container 2 to the mold space 14 .
  • the foam particles that are in the Are material container 2 are wetted with water in liquid form, for this purpose 2 corresponding nozzles are arranged in the material container, which atomize the water.
  • Figure 2 shows schematically an enlarged partial view of the device 1 as a sectional view, but in this example, unlike in the example shown in Figure 1, as a variant, each of the segments 86 of the second capacitor plate is connected to the ground 30 is. Otherwise, the explanations for FIG. 1 also apply to FIG. 2 and vice versa, with elements of the same type being provided with the same reference symbols in the figures.
  • Fastening means 82 which are preferably designed as screws, are used to detachably fasten segments 85, 86 to the respective insulator 80 or 81.
  • Electrically conductive connecting elements 83 which are designed as electrically conductive, flexible metal elements in the form of foils and are designed, for example, as copper or brass foils, are used to electrically connect the segments 85 arranged next to one another, which form the first capacitor plate 15.
  • the connectors 83 electrically connect two or more adjacent segments 85 together at their edges.
  • the electrically conductive connecting elements 83 are pressed against the edges of the segments 85. This creates an electrical connection between the segments 85 for the capacitor plate 15 .
  • the connecting elements 83 are not absolutely necessary due to the grounding of the individual segments 86 in the second capacitor plate 16, but they can optionally be provided and arranged here in the same way as in the first capacitor plate 15.
  • the electrical line 17 designed as a high-frequency line connects one of the segments 85 to the generator 18 (see FIG. 1).
  • the segment electrically connected to the generator 18 is designed as a high-frequency connection segment or generator connection segment 87 . Due to the electrical connection between the segments 85 arranged next to one another, the entire segment arrangement 85 is electrically connected to the generator 18 and forms the first capacitor plate 15.
  • the segments 85 form a capacitor plate set 90 which, in cooperation, makes it possible to form the first capacitor plate 15 which can be connected to an HF radiation source and whose size can be adapted to the size of the mold 3 .
  • the capacitor plate 15 can also be adapted to the dimensions of the mold space 14 within the mold 3 .
  • Segment 87 which is designed as an HF connection segment and includes a connection area for line 17 for connection to generator 18, forms a first capacitor plate segment of capacitor plate set 90.
  • the other segments 85 form second capacitor plate segments for forming the capacitor plate 15.
  • the area of the capacitor plate 15 that can be produced by the capacitor plate set 90 can be adapted to the size of the mold 3 for the production of a particle foam part.
  • the first capacitor plate segment 87 and the second capacitor plate segments 85 are designed to be attached to the insulator 80 using the attachment means 82 .
  • the segments 86 of the second capacitor plate 16 arranged opposite the first capacitor plate 15 form further capacitor plate segments of the capacitor plate set 90.
  • the further capacitor plate segments 86 supplement the capacitor plate set 90 by enabling the production of a second capacitor plate and thus a complete capacitor. They are designed to be attached to the insulator 81 Both insulators 80, 81 can be part of the capacitor plate set 90.
  • a press 73 is also shown, which is connected via a cylinder-piston unit 76 to the insulator 80 which is arranged on one side of the mold 3 .
  • the opposite insulator 81 arranged on the other side of the mold 3 is stationary, so that the mold 3 can be pressed together between the two capacitor plates 15, 16, which are attached to the insulators 80, 81 on the respective side facing the mold 3 .
  • the foam particles located in the mold space 14 of the mold 3 designed as a crack-gap mold can be pressed together during the exposure to electromagnetic radiation.
  • the foam particles are not only pressed together due to their thermal expansion as a result of the electromagnetic heating, but also due to the pressing together of the two mold halves 12, 13 of the mold 3.
  • FIG. 3 shows a further possible connection of the segments 85 or 86 of the capacitor plates 15 or 16 arranged next to one another, as are shown in FIGS. 1 and 2 and in further embodiments to follow.
  • the segments 85, 86 have at their edges in each case edge regions 88 protruding from the segment body, which are designed in such a way that they engage in one another when the segments 85, 86 are joined together.
  • the edge areas 88 form a stepped fold at the joints of the segments 85, 86. In this way, a particularly reliable electrical and mechanical connection is produced between the segments 85, 86, which can also be implemented very cost-effectively.
  • FIG. 4 shows an example of an arrangement of the segments 85, 86, which form the capacitor plate 15 or the capacitor plate 16 and can be produced by the capacitor plate set 90.
  • the figure shows a view of the surface of the capacitor plate.
  • a central segment 89 is located centrally and is surrounded by additional segments 91 .
  • the central segment 89 is square educated.
  • the additional segments 91 each extend along one of the sides of the central segment to 89 and along one side of another additional segment.
  • a first additional segment 91 is provided, which extends along one of the sides of the square.
  • a second additional segment 91 is provided, which extends along another side of the square and along one side of the first additional segment 91, a third additional segment 91, which extends along another side of the square and along the second additional segment 91, and a fourth Additional segment 91 extending along the remaining side of the square and along two sides of the additional segments 91.
  • different rectangles can be formed as capacitor plate surfaces by combining several segments 85, 86.
  • further additional segments can be provided in order to supplement the arrangement or also to surround it in the manner of a further ring.
  • the central segment 89 can also be formed as a rectangle.
  • the molding tool 3 of the device 1 according to FIG. 5 is in turn formed from two mold halves 12, 13, each of which has a base body which consists of an electrically non-conductive material and, in particular, transparent to electromagnetic RF radiation.
  • This material is PTFE, PE, PEEK or another material that is transparent to RF radiation.
  • the mold halves 12, 13 delimit a mold space 14.
  • the mold space 14 has inner delimiting surfaces 19, which have a contoured shape that deviates from a flat surface.
  • the mold halves 12, 13 each have a planar outer surface 21 on which a capacitor plate 15, 16 is arranged in each case.
  • the space between the contoured boundary surfaces 19 and the outer surfaces 20 is filled with material that is transparent to electromagnetic radiation.
  • Three-dimensionally contoured particle foam parts can be produced with this molding tool 3, the shape of the particle foam part being defined by the inner boundary surfaces 19 of the mold halves 12, 13.
  • Such a mold 3 is particularly suitable for the production of small particle foam parts with a substantially uniform density.
  • the capacitor plates 15, 16 are flat and designed as described above with reference to FIGS.
  • the first capacitor plate 15 is formed from segments 85 lying against one another.
  • the second capacitor plate 16 is also formed from segments 86 adjacent to one another.
  • Each of the arrays of segments 85 and 86 is attached to an insulator 80 and 81, respectively, with fasteners 82, the segments 85 of the first capacitor plate 15 being mechanically and electrically conductively, releasably connected to one another, as explained above with reference to FIGS .
  • the segments 86 of the second capacitor plate 16 are mechanically and electrically conductive and detachably connected to one another.
  • the segments 58, 86 and optionally also the insulators 80, 81 are part of a capacitor plate segment set 90, as described above.
  • the problem with large or thick particle foam parts is that they heat up more in the center than in the edge area, which can destroy the particle structure.
  • the mold 3 can be temperature-controlled and/or additional heat can be supplied to the foam particles in the mold space 14 at the edge area, as described in DE 10 2016 100 690 A1.
  • a modification of the device shown which is explained in more detail below, makes it possible to switch off individual segments 85, 86 before the end of the welding process in order to prevent the foam particles arranged between the relevant segments from overheating.
  • the exemplary embodiments explained above each have planar capacitor plates 15, 16.
  • the molds 3 can be designed in such a way that the capacitor plates 15, 16 are adapted to the shape of the particle foam part to be produced or of the mold space 14.
  • the outer surfaces 21 of the mold halves 12, 13 are adapted to the contour of the corresponding inner boundary surfaces 19 of the mold halves 12, 13 in question.
  • Small structures of the inner boundary surface 19 are preferably smoothed on the outer surface 21 .
  • the mold 3 thus has contoured mold halves 12, 13, on the opposite outer surfaces 21 of which a correspondingly contoured, segmented capacitor plate 15, 16 rests, which is formed from a plurality of segments 85 or 86 and otherwise as above with reference to Figures 1 to 5 is formed described.
  • Such an adaptation of the shape of the capacitor plates formed from segments 85, 86 to the shape of the particle foam parts to be produced is expedient in particular in the case of shell-shaped particle foam parts.
  • Such shell-shaped particle foam parts are, for example, boxes or shells in the shape of segmented spheres.
  • insulators 80, 81 are used to hold the segments.
  • the insulators are adapted to the shape of the outer surfaces 20 of the mold halves 12, 13 on their sides facing the mold halves.
  • FIG. 7 shows a further embodiment in which the first capacitor plate 15 formed from segments 85 together with the insulator 80 and the pressing tool formed from the press 73 and the cylinder-piston unit 76 is designed as described above with reference to FIGS. In particular, reference is made to FIG. 2 and the associated description.
  • the mold 3 has a first mold half 12 and a second mold half 13, which form a mold space 14 between them, in which foam particles 29 to be welded are located.
  • first mold half 12 and second mold half 13 which form a mold space 14 between them, in which foam particles 29 to be welded are located.
  • the second mold half 13 or at least a portion thereof is electrically conductive or made of electrically conductive material.
  • the molding tool 3 can be used as part of the device 1, with the second mold half 13 serving as a second capacitor plate and being electrically connected to ground 30 for this purpose.
  • the second mold half 13 has a base body 24 made of an electrically conductive material.
  • This base body 24 consists, for example, of aluminum, copper or an electrically highly conductive alloy. It is optionally provided with an electrically insulating coating 28 and forms a bottom wall 31.
  • the electrically conductive base body 24 has an electrical connection in order to be able to be connected to the generator 18 or to ground 30.
  • the generator 18 (see FIGS. 1, 5 and 6) electrically connected to the segmented capacitor plate 15 by the high-frequency line 17 generates electromagnetic waves or an electrical alternating voltage with respect to the mass 30 which is present on the base body 24 of the second mold half 13 .
  • an electromagnetic alternating field in particular RF radiation, is formed in the mold space 14 between the segmented capacitor plate 15 and the base body 24 .
  • a circumferential side wall 32 of the second mold half 13 is made of an electrically non-conductive material, in particular a plastic material, and extends from the bottom wall 31, starting on the sides of the mold half 13, in the direction of the first mold half 12, as a result of which the mold cavity 14 is laterally delimited .
  • both the bottom wall 31 and the side wall 32 can be formed from the electrically conductive base body 24 .
  • the first mold half 12, which is arranged on the side of the mold 3 facing the segmented capacitor plate 15, consists of an electrically non-conductive material, as described above.
  • the first mold half 12 forms a stamp which can move into the flea space formed by the second mold half 13 and thus seals the mold space 14 tightly.
  • the tight seal between the two mold halves 12, 13 is at least so tight that foam particles 29 located therein cannot escape.
  • the mold space 14 is not necessarily sealed in a gas-tight manner.
  • the first mold half 12 has an inner boundary wall 34 that is contoured and defines the mold cavity 14 .
  • a plurality of webs 35 extend in the direction of the first capacitor plate 15 to an optional cover element 37.
  • the webs 35 serve to support the boundary wall 34.
  • cavities 36 are formed in the first mold half 12, which significantly reduces its mass to reduce.
  • the flea spaces 36 can be used to trim the male mold half 12 to affect the electromagnetic field in the mold space 14, in addition to the flexibility provided by changing or adjusting the area of the capacitor plate 15 through various combinations of segments 85.
  • a particularly uniform or also a desirable distribution of the field strength in the mold space 14 can be achieved by trimming.
  • Trimming bodies made of a dielectric material can also be inserted into the flea spaces 36 . Due to the polarizing properties of a dielectric, the alternating electromagnetic field is concentrated in the adjacent area of the mold space 14 by the dielectric lying in the path of the field lines. On the other hand, in areas along the path of the same field lines that are kept clear of the dielectric, the field is not concentrated in the adjacent area of the mold space 14, and is therefore weaker in this area of the mold space 14 than in an area of the mold space 14 in the adjacent a dielectric is arranged.
  • the electrical field can thus be additionally influenced in different ways by trimming bodies of different size, shape and permittivity.
  • the permittivity of a dielectric is greater than that of vacuum or air.
  • the two mold halves 12, 13 can be moved relative to one another by means of a press 73 and subjected to a predetermined force.
  • the press 73 is connected via a cylinder-piston unit 76 to the insulator 80, to which the first capacitor plate 15 formed from the segments 85 is fastened, as described above with reference to FIG.
  • the first mold half 12 is moved in the direction of the second mold half 13 by the movable segmented capacitor plate 15 by means of the press 73.
  • a passage opening for feeding in the foam particles 29 is arranged on the second mold half 13 and is referred to as the filling opening 33 .
  • a filling injector 10 (see FIG. 1) is connected to the filling opening 33 .
  • the filling injector 10 differs from conventional filling injectors in that it does not have a closing mechanism for closing the filling opening 33, as will be explained in more detail below.
  • the first mold half 12 has one or more through openings, not shown in the figure, for the escape of air.
  • the filling opening 33 and the ventilation openings are arranged on a section or area, in particular an edge area, of the second mold half 13 which is covered by the first mold half 12 when the mold 3 is in the closed state. Therefore, the filling opening 33 and the vent opening are automatically closed when the mold 3 is closed by inserting the first mold 12 into the cavity formed by the second mold 13 . As a result, it is not necessary for the filling injector 10 to have a closing mechanism with which the filling opening 33 is closed.
  • FIG. 8 shows a device 1 for producing a particle foam part according to a further embodiment, in which, similarly to FIG.
  • the first mold half 12 is electrically non-conductive and, as in the embodiment shown in FIG. Here, too, cavities 36 are formed between the webs 35 in order to influence the electromagnetic field in the mold space 14 between the two mold halves 12, 13, as explained in detail above.
  • the peripheral side wall 32 which laterally closes off the mold space 14, is on the first mold half 12 educated.
  • a region 38 of the electrically conductive second mold half 13 dips within the side wall 32 into the mold space 14 formed by the peripheral side wall and closes off the mold space 14 on this side, while it is closed on the opposite side by the boundary wall 34 of the first mold half 12 .
  • the foam particles 29 located in the mold space 14 are pressed together by the protruding area 38 when the two mold halves 12, 13 are pressed together by the segmented capacitor plate 15 which is pressed against the first mold half 12 by means of the press 73.
  • a filling opening 33 for filling in the foam particles 29, which opens into the mold space 14, is opened by moving the two mold halves 12, 13 apart and closed by moving the two mold halves 12, 13 towards one another, as above together with further details with reference to FIG 7 described.
  • Figure 9 shows another embodiment of the invention in which the segments of the capacitor plates are electrically insulated from one another.
  • the segments 85 of the first capacitor plate 15 formed therefrom are permanently attached to the insulator 80 , electrically isolated from one another, with each segment being separately connected to the generator 18 via a tunable oscillating circuit 40 .
  • Generator 18 is connected to ground 30 .
  • the segments 86 which form the second capacitor plate 16 are electrically connected to the ground 30.
  • FIG. The segments 86 are permanently attached to the insulator 81 . If, as in the case shown here, all segments 86 are grounded, it is not absolutely necessary to arrange the segments 86 electrically insulated from one another. It is also possible to design the second capacitor plate 16 to be continuous or not segmented or to be divided into segments and to connect it electrically to ground 30 .
  • the generator 18 may be connected to each of the segments 86 instead with ground 30. In this case, segments 86 are not connected to ground 30.
  • the insulators 80, 81 and the segments 85, 86 and the tunable resonant circuits 40 form a capacitor plate set 90.
  • the segments 85, 86 are designed as capacitor plate segments and can be designed as in the embodiments described above. They can also have a geometry and form a planar arrangement as described above.
  • the mold 3 can be designed as in one of the embodiments described above. Minor modifications may be required to arrange the capacitor plates 15, 16 as shown in FIG.
  • FIG. 10 schematically shows a simplified equivalent circuit diagram of the device according to FIG. 9
  • FIG. 11 shows a single device for controlling the electrical power supplied to the segment pairs 85, 86 in a schematically simplified circuit diagram.
  • Figure 11 shows an electrical circuit diagram of the generator 18 and the partial capacitor formed by the segments 85, 86, which encloses the mold halves 12, 13 and a line (hollow waveguide or coaxial line) 46 suitable for transmitting the electromagnetic waves, with which the electromagnetic waves are transmitted from the generator 18 to the tool part capacitor 85, 86 are shown.
  • the hollow waveguide forming line 46 is a coaxial airline having an electrically conductive inner tube and an electrically conductive inner tube Formed outer tube.
  • the coaxial airwire is dimensioned in such a way that high-voltage signals can be transmitted reliably.
  • the characteristic impedance is preferably set to about 50W.
  • An inductance 47 on the generator side and an inductance 48 on the tool side are drawn symbolically in this line 46 . These inductances are caused by the line itself, with the length of the respective line sections determining the magnitude of the respective inductance.
  • a tool-side capacitor 49 is connected in parallel with the respective tool part capacitor 85, 86. This capacitor 49 represents the electrical capacitance between the capacitor segment 85 and the housing 35 of the molding tool 3.
  • the tool capacitor 85, 86, the capacitor 49 and the tool-side inductance 48 form a tool resonant circuit 50.
  • a generator-side capacitor 51 is connected in series with the generator 18 and the generator-side inductor.
  • the generator-side capacitor 51 and the generator-side inductor 47 form a generator resonant circuit 52.
  • At least the generator-side capacitor 51 or the generator-side inductor 47 is designed to be variable, for example by providing a capacitor with variable-distance capacitor plates or by providing line sections of different lengths. It is also possible for both the generator-side capacitor 51 and the generator-side inductor 47 to be variable.
  • the generator-side capacitor 51 can be provided with a servomotor which, when actuated, changes the distance between the two capacitor plates, for example by moving one of the two capacitor plates in a straight line, with both capacitor plates always being parallel to one another, or by pivoting one of the two capacitor plates.
  • the resonant frequency of the generator resonant circuit 52 can be changed or tuned. If the resonant frequencies of the generator oscillating circuit and the tool oscillating circuit match, then the maximum electrical power is transmitted from the generator 18 to the tool oscillating circuit 50 and thus to the tool part capacitor 85, 86.
  • the transmission of the electrical power can be controlled in a targeted manner, with the greater the difference between the resonant frequencies of the two resonant circuits 50, 52, the lower the transmitted power.
  • the tuning of the generator resonant circuit 52 can thus be used in a targeted manner to adjust the electrical power introduced into the mold space 14 .
  • the resonant frequency of the generator resonant circuit 52 is changed. It is equally possible to change the resonant frequency of the tool resonant circuit 50. This has the same effect with regard to the transmission of the electrical power. However, it is more difficult to provide a variable capacitor or variable inductance on the tool side than on the generator side.
  • the segments 85, 86 thus each form a tool capacitor or tool part capacitor, which is separately connected to the generator 18 via its own tunable resonant circuit 40.
  • the oscillating circuit circuit 40 thus includes the tool oscillating circuit 50 and the generator oscillating circuit 52.
  • the tool capacitors 85, 86 can be separated individually or in groups by changing the resonant frequency of the generator 18, so that no power or hardly any power is generated it is transmitted. In this way, they can be switched on or activated in the radiation-emitting capacitor plate segments 85 or 86 by changing the resonant frequency of one of the two resonant circuits 50, 52, or removed from or deactivated by it.
  • the resonant circuit circuit 40 forms a switching device 41 for connecting or disconnecting a capacitor plate segment 85 to or from the capacitor plate 15.
  • the segments 85, 86 can be connected or disconnected individually or in groups as partial capacitors in order to form the capacitor 15, 16 .
  • the electromagnetic radiation source 18 is part of a generator resonant circuit 52, while lines for guiding the electromagnetic waves form a tool resonant circuit 50 together with the respective segment pair 85, 86, which forms a partial capacitor.
  • the resonant frequency of the tool resonant circuit 50 can be tuned and forms a tunable resonant circuit.
  • the regulating or control device for controlling the tunable oscillating circuit is designed in such a way that the power supply from the generator oscillating circuit to the tool oscillating circuit, with one of the two oscillating circuits being designed as a tunable oscillating circuit, is switched on or enabled by tuning it or is interrupted.
  • the segment in question is added to or removed from the capacitor plate, which is formed from a plurality of segments and which applies electromagnetic radiation to the mold during the welding process.
  • the size of the capacitor plate can be adapted to the size of the mold with regard to its radiation-emitting surface. As a result, it is not necessary to mechanically remove or attach individual segments, depending on the mold used, in order to adjust the surface of the capacitor plate. It is also not necessary to mechanically interrupt or mechanically switch the lines 46 between the generator 18 and the individual segments 85 .
  • FIG. 12 shows a device for controlling the electrical power supplied to the tool capacitor 15, 16 in a schematically simplified circuit diagram.
  • the generator 18 is connected to the tool capacitor 15, 16.
  • a measuring capacitor 53 is connected in parallel with the tool capacitor 15 , 16 , the electrical capacitance of which is a fraction of the electrical capacitance of the tool capacitor 15 , 16 .
  • the measuring capacitor 53 is connected to a voltage measuring device (voltmeter) 55 via a coaxial line 54 .
  • a diode 56 is preferably connected in parallel with the measuring capacitor 53 .
  • the coaxial line 54 is connected in series with an inductor 58, which is used to filter high-frequency signals.
  • the measuring unit formed from the measuring capacitor 53 and the diode 56 is separated from the tool capacitor 15 , 16 by means of an isolating capacitor 59 .
  • the isolating capacitor has a high dielectric strength.
  • the capacitance of the isolating capacitor 59 is smaller than the capacitance of the measuring capacitor 53. As a result, a higher voltage drops across the isolating capacitor than across the measuring capacitor 53.
  • the ratio of the capacitance of the isolating capacitor 59 to the capacitance of the measuring capacitor 53 is preferably 1:100 or 1:1,000 or 1:10,000.
  • the voltage present at the tool capacitor 15, 16 in the measuring unit 53, 56 is reduced in such a way that it is within a measuring range of the voltage measuring device 55 and can be reliably detected by it.
  • a voltage drops across the measuring capacitor 53 which corresponds to the voltage present at the tool capacitor 15, 16 and is reduced in accordance with the ratio of the capacitance of the measuring capacitor 53 with respect to the capacitance of the isolating capacitor 59.
  • the diode 56 thus forms a rectification of the voltage occurring at the measuring capacitor 53 .
  • This measurement voltage is measured with the voltage measurement device 55 and converted into a measurement signal.
  • the measurement signal is forwarded to a control device 57, which automatically controls generator 18 to deliver a predetermined electrical power in order to generate a specific voltage on the tool capacitor or a specific measurement voltage on the measuring capacitor, which is a fraction of the voltage on the tool capacitor.
  • the device shown in FIG. 11 can be further developed such that for several or all pairs of segments 85, 86 a device for controlling the electrical power supplied to the capacitor formed by the pairs of segments 85, 86 according to FIG. 12 is provided.
  • This allows the power of the individual pairs of segments 85, 86 to be regulated individually and the effective size of the tool capacitor to be set without moving parts.
  • No calibration of the oscillating circuits generator oscillating circuit, tool oscillating circuit
  • the oscillating circuits generator oscillating circuit, tool oscillating circuit
  • foam particles are filled into a mold space 14 of a mold 3 .
  • Adjacent to the mold space 14 are two capacitor plates 15, 16 which are electrically connected to a radiation source 18 for electromagnetic radiation and generate electromagnetic radiation.
  • the capacitor plates 15, 16 or at least one of them is formed from a plurality of segments 85, 86.
  • the area of the capacitor plate 15, 16 is adapted to the size of the mold 3 by combining an appropriate number of the radiation-generating segments 85, 86, respectively.
  • the foam material particles are welded to one another by the electromagnetic radiation between the capacitor plates 15, 16.
  • the foam particles in the mold 3 are heated by the electromagnetic radiation, that is to say heat is supplied to the foam particles by means of electromagnetic RF radiation. As a result, they are welded to form a particle foam part.
  • the segments 85, 86 are releasably connected electrically and mechanically to combine them together.
  • the segments 85, 86 are arranged such that they are electrically isolated from one another.
  • the segments 85, 86 of the capacitor plate 15, 16 are switched on or activated therein or switched off or deactivated. As a result, they are combined with one another depending on the size and geometry of the mold 3 .
  • the area of the capacitor plate 15, 16, which emits electromagnetic radiation can be adapted to different molds 3.
  • segments 85, 86 it is not necessary for segments 85, 86 to be mechanically removed or mechanically added when changing the mold 3.
  • different molds can be electromagnetically irradiated one after the other in a very short time.
  • a device such as that shown in the various embodiments in FIGS. 1 to 11 is used, for example, to carry out the method.
  • a capacitor plate set 90 as described above is used to carry out the method.
  • Figures 13a-f show (part of) a device 1 with a capacitor plate 16, which consists of a number of segments 86 which have an adjustable distance d from the mold space 14, as well as corresponding measurement results obtained from a series of test runs with such a device 1 were won.
  • the general structure of the device 1 can be designed the same or similar to all other devices discussed here so far (in particular embodiments of the device 1). All the options, embodiments, modifications and features already discussed can therefore also be used in or combined with the device 1 which will now be described with reference to Figures 13a-f (obviously as far as this is physically and technically possible). This compatibility between the various disclosed aspects and embodiments is also confirmed by the fact that the same reference numbers as above are used for functionally identical or at least functionally similar or equivalent elements and components.
  • the disclosed device 1 can be used in particular to produce a particle foam part. It comprises a mold 3, which is formed from (at least two) mold halves 12 and 13.
  • the mold 3 defines a mold space 14 which is delimited by the two mold halves 12 and 13 (see in particular FIG. 13a).
  • Particles 29 made of foamed or expanded material e.g. particles eTPU or one of the other materials mentioned here
  • the device further comprises (at least two) capacitor plates 15 and 16 which are arranged adjacent to the mold space 14 .
  • “Adjacent” here means that the two capacitor plates 15 and 16 are arranged on two opposite sides of the mold space 14 and enclose the mold space 14 between them, so that the electromagnetic radiation emitted by the capacitor plates 15 and 16 flows through the mold space 14 and to the desired Welding of the foam particles 29 leads.
  • the other capacitor plate here the second capacitor plate 16
  • the other capacitor plate consists of several segments 86, which have an adjustable distance d to the mold space 14, ie their position along the z-direction (which is indicated in Figures 13a and 13d) can be changed, so that the distance d of the radiation-emitting surface of a respective segment 86 to the mold space (measured, for example, in relation to a wall of the mold space 14 or a specific reference point within the mold space 14) changes. Consequently, the distance between the two capacitor plates 15 and 16 also changes locally by adjusting the position of a segment 86.
  • the distance d between the segments 86 and the mold space 14 can be adjusted individually by mechanical and/or electrical adjusting means (e.g. by Fland or by a wrench, or by an electric motor, or a linear actuator, or by a motor-driven gearbox, etc., depending on the specific configuration of the segments 86).
  • mechanical and/or electrical adjusting means e.g. by Fland or by a wrench, or by an electric motor, or a linear actuator, or by a motor-driven gearbox, etc., depending on the specific configuration of the segments 86).
  • segment 86a For one of the segments, denoted as segment 86a in FIG. Both values change when the position of the segment 86a is changed in the z-direction.
  • the segments 86 are electrically connected to an electrically conductive main electrode body 100, which in the embodiment shown and discussed herein is at ground potential and constructed as a metal block. However, in other cases it may instead be connected to the radiation generator and the opposite capacitor plate may be grounded.
  • Aluminum is one possibility because it is comparatively light in weight and easy to process.
  • the segments 86 are provided as screws (e.g., but pins are also possible) which are adjustably connected to the electrode main body 100.
  • the screws 86 are metal screws that are screwed into corresponding threads of the electrode main body 100 .
  • the segments/screws 86 are arranged in a two-dimensional grid, in the embodiment of Figures 13a-f a square grid. This grid is indicated by dashed lines 130 in FIGS. 13b and 13c.
  • Other types of trellis are also possible, e.g. B. rectangular, triangular or hexagonal grids or "mixed" grids comprising different geometric shapes.
  • the grid density i.e. the number of adjustable segments/screws 86 per unit area
  • the capacitor plate 16 is mounted with its electrode main body 100 at its four corners on four aluminum blocks 120, which a certain distance from the floor and make room for the screws 86 to be fully screwed in, i. H. in its lowermost position, protrude from the underside of the electrode main body 100.
  • the highest achievable position is when the screws 86 are almost completely unscrewed from the electrode main body 100, but not completely.
  • a small amount of clearance is generally maintained to avoid inadvertently loosening one of the screws 86 from the electrode main body 100 and/or a general loss of stability as the respective screw 86 over the electrode main body 100 is approached at its maximum extent.
  • a cover plate 110 of electrically non-conductive material is placed on the electrode main body 100 (see Figure 13c; in Figure 13b the cover plate is removed to reveal the arrangement of the screws 86) and has openings in which the screws 86 are placed. This not only serves to stabilize the screws 86 when they are in a medium or, in particular, high position, i.e. screwed far out of the main electrode body 100. It also ensures a stable and level support surface for the adjacent components of the device 1, in particular the mold 3 (see Figures 13a, 13c, 13d, 13e and 13f).
  • cover plate 110 can generally consist of or comprise an electrically insulating cover plate.
  • the cover plate is preferably 110 made of one or more of the following materials: polytetrafluoroethylene, PTFE, polyethylene, PE, in particular ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE, polyetherketone, PEEK, a thermoplastic, a thermoset, polyethylene terephthalate, PET, polyoxymethylene, POM, polystyrene, PS, an insulating mineral material. In the case shown in Figure 13e, it is made of PTFE.
  • each of the adjustable segments/screws 86 can be set to one of at least four positions: removed (e.g., screwed out of the electrode main body 100) or electrically isolated, a low position, a middle position, a high position Position.
  • removed e.g., screwed out of the electrode main body 100
  • a middle position e.g., a high position Position.
  • adjustable segments which are designed as screws 86, it is also possible to continuously change their position in the z-direction by screwing them in or out to the desired degree (of course within the limits specified by the lowest and highest position) .
  • a limited number of predetermined positions to which the segments/screws 86 are set may facilitate the operation of the device 1.
  • exemplary screws set to low, medium and high positions are designated by reference numerals 861 (for low), 86m (for medium) and 86h (for high), respectively .
  • Figure 13d as indicated by the dashed ellipse 86x, one of the screws has been completely removed (alternatively, it could be electrically isolated from the capacitor plate 16/ground potential).
  • adjusting the position of one or more of the segments/screws 86 affects the field strength distribution of the radiated electromagnetic field within the mold space 14.
  • FIG 13d there are four areas or positions p1, p2, p3 and p4 within the mold space 14 shown schematically. Below these areas, the screws 86 are mounted in different positions/fleas. At the position pl are, for example Screws placed between the middle and the bottom position directly below it, at position p2 there is no screw at all under it (because the screw at position 86x was removed), at position p3 there are screws between the middle and the bottom position attached directly below it, and at position p4, screws are attached between the middle and top positions directly below it. In this way, the distribution of the electrical field strength and thus the temperature and the welding conditions at the various positions p1 to p4 can be adjusted and controlled.
  • test results shown in Figures 13e and 13f provide further insight into this aspect.
  • Various configurations of the device 1 used to study the flow rates and temperatures within a mold 3 at various positions of the screws 86 in the capacitor plate 16 are shown schematically on the left-hand side of the two figures.
  • two reference positions within the mold were considered, labeled P1 and P2, P3 and P4 and P5 and P6 in Figures 13e-f, one in the front part of the tool (see P1, P3 and P5) and one in the back of the tool (see P2, P4 and P6).
  • the x-axis in the traces on the right of Figures 13e-f shows time (the distance between two adjacent dashes or grid lines on the x-axis corresponds to about 43 seconds in Figures 13e and 13f), and the y-axis Figure 12 shows the temperature (ranging from 20°C to 140°C in Figures 13e and 13f).
  • a larger maximum temperature compared to the setting of the Screw(s) 86 in the low position 86I.
  • the shape of the other capacitor plate i.e. here the capacitor plate 15, which is connected to the radiation source, can also be at least partially adapted to the geometry of the part to be produced.
  • This "conventional and static” approach to adjusting the field distribution can thus supplement the “dynamic” adjustment options provided by the adjustable distance d segments 86 from the mold space 14 disclosed herein.
  • a fifth aspect of the present invention which goes with the fourth aspect Fland in Fland and which can also make use of or fall back on all possibilities, embodiments and examples disclosed in connection with the first, second and/or third aspect of the present invention, is a method for producing a particle foam part from foam particles 29, the method comprising: a. ) Introduction of the particles 29 into a mold space 14 of a mold tool 3, which is formed from at least two mold halves 12, 13, which delimit the mold space 14, with at least two capacitor plates 15, 16 being arranged adjacent to the mold space 14, with at least one of the capacitor plates 15 connected to a radiation source, and wherein at least one of the capacitor plates 16 has a plurality of segments 86 which are an adjustable distance d from the mold space 14 to have; b.
  • the change can take place before and/or during the irradiation of the mold space 14 with the electromagnetic radiation.
  • the foam particles 29 can consist of one or more of the following base materials: thermoplastic polyurethane (TPU), polylactate (PLA), polyamide (PA), polyethylene block amide (PEBA) and/or polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT); thermoplastic polyester ether elastomer (TPEE).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • PLA polylactate
  • PA polyamide
  • PEBA polyethylene block amide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • TPEE thermoplastic polyester ether elastomer
  • these foam particles are particles that form a so-called beaded foam, which is also known in the art as pellet/particle foam.
  • the foams derived from the use of connected foam particles are given the notation "e” to denote the bead shape of the polymeric foam component, e.g. eTPU.
  • Example 2 The device according to Example 1, wherein the segments are electrically connected to an electrically conductive electrode main body (100).
  • cover plate is made of or comprises an electrically insulating cover, preferably wherein the cover plate is made of or comprises one or more of the following materials: polytetrafluoroethylene, PTFE; Polyethylene, PE, in particular ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE; polyetherketone, PEEK; a thermoplastic; a thermoset; polyethylene terephthalate, PET; polyoxymethylene, POM; polystyrene, PS; an insulating mineral material.
  • each of the segments can be set in one of the at least four following positions: remote (86x) or electrically isolated, a low position (861), a middle position (86m), a high position (86h).
  • Method for producing a particle foam part from foam particles comprising: a. Introducing the particles into a mold space (14) of a mold (3) which is formed from at least two mold halves (12, 13) which delimit the mold space, wherein at least two capacitor plates (15, 16) are positioned adjacent to the mold space, at least one of the capacitor plates being connected to a radiation source, and at least one of the capacitor plates having a plurality of segments (86) having an adjustable distance (d) from the mold space; b. irradiating the mold space with electromagnetic radiation emitted from the capacitor plates; and c. locally adjusting a field strength distribution of the incident electromagnetic field within the mold space by changing the adjustable distance of the segments from the mold space.
  • foam particles comprise one or more of the following base materials: thermoplastic polyurethane (TPU), polylactate
  • PHA Polyamide
  • PA Polyetherblockamide
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • PBT Polybutylene Terephthalate
  • TPEE Thermoplastic Polyester Ether Elastomer

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils mittels elektromagnetischer Strahlung umfasst ein Formwerkzeug (3), das einen Formraum (14) begrenzt, der zwischen zwei Kondensatorplatten (15, 16) angeordnet ist. Zumindest eine der Kondensatorplatten (15, 16) ist aus mehreren Segmenten (85, 86) gebildet, so dass die Fläche der Kondensatorplatte (15, 16) an die Größe des Formwerkzeugs (3) anpassbar ist. Zur Herstellung von Partikelschaumstoffteilen werden Schaumstoffpartikel durch elektromagnetische Strahlung zwischen Kondensatorplatten (15, 16) verschweißt, wobei die Segmente (85, 86) kombiniert werden. Ein Kondensatorplatten-Set (90) umfasst Kondensatorplattensegmente (85, 86), die zur gemeinsamen Ausbildung einer Kondensatorplatte (15, 16) ausgestaltet sind.

Description

Vorrichtung, Verfahren und Kondensatorplatten-Set zur Herstellung eines
Partikelschaumstoffteils
1. Technischer Hinterarund
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Kondensatorplatten-Set zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils.
Die Vorrichtung, das Verfahren und das Kondensatorplatten-Set sind zum Herstellen der Partikelschaumstoffteile unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen vorgesehen, wobei mittels der elektromagnetischen Wellen Schaumstoffpartikel zu einem Partikel sc ha um stoffteil verschweißt werden. Die zum Verschweißen notwendige Energie wird mittels der elektromagnetischen Wellen an die Schaumstoffpartikel angelegt.
Die Vorrichtung, das Verfahren und das Kondensatorplatten-Set können insbesondere bei der Herstellung eines Partikelschaumteils, insbesondere eines Partikelschaumteils mit einer dreidimensionalen Form mit variierender Dicke verwendet werden.
2. Stand der Technik
In der US 3,079,723 ist ein Verfahren zum Sintern von feuchten thermoplastischen Schaumstoffpartikeln beschrieben. Die Partikel werden dielektrisch erhitzt und gleichzeitig komprimiert. Es werden elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von etwa 2 bis 1000 MHz angelegt.
Das Dokument US 3,242,238 beschreibt ein ähnliches Verfahren. Dabei werden Schaumstoffpartikel mit einer wässrigen Lösung befeuchtet und einem elektromagnetischen Feld mit einer Frequenz von etwa 5 bis 100 MHz ausgesetzt.
Das Dokument GB 1,403,326 beschreibt ein Verfahren zum Verschweißen von expandierbaren Polystyrolschaumstoffpartikeln. Dabei werden Partikel mit einer wässrigen Lösung befeuchtet und einem elektromagnetischen Feld von 5 bis 2000 MHz ausgesetzt.
Aus der WO 01/064414 AI geht ein Verfahren hervor, bei dem Polymerpartikel aus Polyolefinen, die mit einem flüssigen Medium benetzt sind, mit elektromagnetischen Wellen, insbesondere Mikrowellen, erhitzt werden. Hierbei wird die Temperatur im Formwerkzeug mittels Steuern des darin befindlichen Druckes geregelt.
In der WO 2013/050181 AI ist ein Verfahren zur Herstellung von Partikelschaumstoffteilen beschrieben, bei welchen eine Mischung aus Schaumstoffpartikeln und dielektrischer Transferflüssigkeit mittels elektromagnetischer Wellen erhitzt wird, um die Schaumstoffpartikel zu einem Partikelschaumstoffteil zu verschmelzen. Als elektromagnetische Wellen werden Radiowellen oder Mikrowellen verwendet. Das Material der Schaumstoffpartikel ist aus Polypropylen (PP) ausgebildet.
Aus der DE 10 2016 100 690 Al ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumteils bekannt, in der ein Formwerkzeug Kondensatorplatten aufweist, die jeweils aus mehreren Segmenten ausgebildet sind. Der Abstand der Segmente zu einem Formraum des Formwerkzeugs ist individuell einstellbar.
In der DE 10 2016 123 214 Al ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils offenbart. Ein Formwerkzeug der Vorrichtung umfasst zwei Formhälften, die jeweils eine Kondensatorplatte umfassen. Eine der Formhälften ist so ausgebildet, dass sie beweglich in dem Formwerkzeug gelagert ist und der Abstand der beiden Formhälften so variiert werden kann.
Trotz dieser seit langem anhaltenden erheblichen Anstrengungen haben sich bisher in der industriellen Produktion keine Maschinen durchgesetzt, mit welchen Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen verschweißt werden. Ein wesentlicher Grund hierfür ist, dass die Wärme nicht gleichmäßig in die Schaumstoffpartikel eingebracht werden kann. Hierdurch erhält man keine gleichmäßige Verschweißung im Partikelschaumstoffteil.
In der kommerziellen Benutzung werden deshalb bisher vorrangig Maschinen verwendet, welche die Schaumstoffpartikel mittels Dampf verschweißen. Diese Maschinen haben jedoch den Nachteil, dass der Energieeintrag ineffizient ist. Weiterhin sind die Partikelschaumstoffteile nach dem Verschweißen noch feucht und können daher nicht sofort weiterverarbeitet werden. Da das Erhitzen von außen nach innen erfolgt, kann der Innenbereich der Schaumstoffpartikel nicht immer mit ausreichender Güte verschweißt werden. Darüber hinaus sind die Geräte zur Erzeugung von Dampf im Vergleich zu einem Generator für elektromagnetische Wellen wesentlich aufwändiger.
Zur Verschweißung von Schaumstoffpartikeln mit elektromagnetischer Strahlung ist ein sehr hoher Energieeintrag in die Schaumstoffpartikel erforderlich, die sich hierzu in einem Werkzeug befinden. Darüber hinaus soll der Energieeintrag in die Schaumstoffpartikel möglichst gleichmäßig erfolgen, um ein gleichmäßiges Erhitzen und damit eine gleichmäßige Verschweißung der Schaumstoffpartikel zu erreichen.
Dabei besteht das Problem, dass die Elektroden und das entsprechende Werkzeug in der Regel unterschiedliche Größen besitzen. Das Werkzeug ist je nach dem Produkt, das hergestellt werden soll, auszutauschen. Daher werden in einer Vorrichtung unterschiedliche Werkzeuge verwendet, die sich in der Größe unterscheiden können.
Das Werkzeug ist normalerweise ein Stück kleiner als die Elektrode, um das Werkzeug vollständig im elektrischen Feld des Plattenkondensators anzuordnen. Die Elektrode steht somit in der Regel ein Stück seitlich am Werkzeug über. Hierdurch wird ein elektrisches Feld aufgebaut, das nicht genutzt wird. Die Kapazität des Kondensators ist größer als notwendig. Dadurch nimmt der Kondensator mehr Ladung und damit auch mehr Energie als notwendig auf.
Ein weiteres Problem stellt sich insbesondere bei der Herstellung von Partikelschaumteilen, insbesondere von Partikelschaumteilen mit einer komplexen dreidimensionalen Geometrie. Es gibt viele Partikelschaumteile, die fast nie eine konstante Dicke entlang ihrer Längs- und/oder Querausdehnung aufweisen. Dies erschwert den Schweißprozess, da eine gleichmäßige und homogene Verschweißung der Partikel über alle Bereiche des Partikelschaumteils nur schwer zu erreichen ist.
Die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung hat die Vorrichtungen zum Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen und die entsprechenden Verfahren derart weiterentwickelt, dass sie in der Lage ist, größere Stückzahlen von Schaumstoffpartikeln mittels ersten Maschinen durch Verschweißen der Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen herzustellen. Diese Vorrichtungen und Verfahren beruhen auf der Technologie, die in den Druckschriften DE 10 2016 100 690 Al und DE 10 2016 123 214 Al sowie in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2019 127 680.2 beschrieben ist, auf welche insoweit in ihrem Offenbarungsgehalt auch im Zusammenhang mit der nachstehend beschriebenen Erfindung vollumfänglich, und insbesondere die Vorrichtungen und Verfahren sowie Materialien betreffend, ergänzend aber nicht ausschließlich Bezug genommen wird.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Effizienz des Energieeintrags zu erhöhen und das elektrische Feld bei der Herstellung von Partikelschaumteilen durch Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen effektiver zu nutzen.
Der Erfindung liegt ferner das Problem zugrunde, die Qualität von Partikelschaumteilen, die durch Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Felder hergestellt werden, zu erhöhen, auch wenn sie eine komplexe dreidimensionale Geometrie und insbesondere eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
Diese Probleme werden durch die verschiedenen Aspekte der Erfindung, die im Folgenden näher erläutert werden, angegangen und zumindest teilweise gelöst.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumteils.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Formwerkzeug, das einen Formraum definiert, wobei mindestens zwei Kondensatorplatten benachbart zu dem Formraum angeordnet sind, die mit einer Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung verbunden sind, wobei die elektromagnetische Strahlungsquelle dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung auszusenden, und das Formwerkzeug aus mindestens zwei Formhälften gebildet ist, wobei mindestens eine der beiden Kondensatorplatten aus mehreren Segmenten gebildet ist, so dass die Oberfläche des Kondensatorplattenfeldes mit den mehreren Segmenten in Abhängigkeit von der Form des aufzuschmelzenden Produktes im Formraum angepasst werden kann. Die aus Segmenten gebildete Kondensatorplatte ist zum Beispiel als eine segmentierte Elektrode ausgebildet. Sie kann aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt werden. Insbesondere bei einer flachen Elektrode bzw. Kondensatorplatte ist dies relativ einfach zu bewerkstelligen. Jedoch ist es nicht nur bei ebenflächigen sondern auch bei konturierten Elektroden, wie zum Beispiel bei Elektroden zum Herstellen von Fischkisten, möglich.
Zum Beispiel sind die Segmente derart geformt, dass durch Entfernen und/oder Hinzufügen der einzelnen Segmente zur Bildung der Kondensatorplatte deren Fläche in ihrer Form und Größe, sowie insbesondere in ihren Abmessungen, an die Form des Formwerkzeugs anpassbar ist.
Bevorzugt sind die Segmente der Kondensatorplatte lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. Dadurch können einzelne Segmente entfernt oder hinzugefügt werden, um auf diese Weise die Fläche der Kondensatorplatte an die Größe des Formwerkzeugs anzupassen.
Es kann ein elektrisch leitendes Verbindungselement vorgesehen sein, das zwei oder mehr Segmente an ihren Rändern elektrisch miteinander verbindet. Es können zum Beispiel elektrisch leitende Metallelemente, wie beispielsweise Kupfer- oder Messingfolien verwendet werden, gegen welche die Ränder der Segmente der Elektroden geklemmt werden, sodass eine elektrische Verbindung zu allen Segmenten der Elektroden bestehen.
Zudem können die Segmente an ihren Rändern Bereiche aufweisen, die im zusammengefügten Zustand der Segmente ineinandergreifen. Dadurch kann an den Stoßstellen der Segmente die elektrische und mechanische Verbindung besonders zuverlässig und relativ kostengünstig hergestellt werden. Die Ränder oder Bereiche können zu diesem Zweck zum Beispiel als Stufenfalz ausgebildet sein.
Andererseits können die Segmente auch unverriegelt, insbesondere ohne solche Verriegelungsbereiche, vorgesehen werden, was vorteilhaft sein kann, um eine In-Mold- Montage zu ermöglichen, d. h. eine Montage der Segmente (oder Hinzufügen oder Entfernen eines oder mehrerer Segmente), ohne das Formwerkzeug/die Kondensatorplatten demontieren zu müssen. Vorzugsweise sind die Segmente abnehmbar an einem Isolator befestigt. Der Isolator dient dazu, die Segmente an ihrem Platz zu halten. Der Isolator ist vorzugsweise für Hochspannung geeignet und verursacht keine nennenswerten Verluste bei der HF- Strahlung, da er sich sonst erwärmen würde. Auch sollte das verwendete Material hinsichtlich seiner Feldleitfähigkeit und seines dielektrischen Verlustes keine nennenswerte Reaktion auf das eingesetzte elektromagnetische Feld zeigen, da dies wiederum zu einer unerwünschten Erwärmung führen würde. Daher wird ein dielektrisches Material mit einem vorzugsweise niedrigen dielektrischen Verlustfaktor sowie einer niedrigen Dielektrizitätskonstante bevorzugt. Beispielsweise kann ein keramisches Material und/oder ein Kunststoffmaterial verwendet werden. Beispiele für dielektrische Polymere, die verwendet werden können, umfassen: PEEK, PTFE, PE, PS, PET. Beispiele für keramische Materialien, die verwendet werden können, umfassen: Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumsilikate.
Die Segmente der Elektrode bzw. der Kondensatorplatte können am Isolator zum Beispiel mittels Schrauben befestigt werden. Aber auch andere Befestigungsmittel, wie zum Beispiel Steckverbindungen, Bolzen, Klemmelemente, usw. können zur Befestigung der Segmente am Isolator geeignet sein.
Beispielsweise ist zumindest ein Segment der aus den Segmenten gebildeten Kondensatorplatte elektrisch mit der Strahlungsquelle verbunden.
Gemäß einer Variante können die Segmente der Kondensatorplatte permanent an einem Isolator befestigt sein und einzeln zuschaltbar oder abschaltbar sein, um die Größe der Kondensatorplatte einzustellen. Dies ist insbesondere dann relativ einfach möglich, wenn die segmentierte Kondensatorplatte ebenflächig ist, oder auch wenn zwei ebenflächige, segmentierte Kondensatorplatten den Kondensator zur Beaufschlagung der Partikel mit Strahlung bilden.
In diesem Fall sind die Segmente vorzugsweise elektrisch voneinander isoliert und jeweils separat zum Beispiel über eine Hochfrequenzleitung mit der Strahlungsquelle verbunden. Die Strahlungsquelle ist insbesondere ein Hochfrequenzgenerator. Vorteilhaft sind die Segmente jeweils mit einem abstimmbaren Schwingkreis verbunden und durch Abstimmung des jeweiligen Schwingkreises einzeln oder in Gruppen zuschaltbar bzw. aktivierbar oder abschaltbar bzw. deaktivierbar sind.
Insbesondere bilden die Segmente jeweils einen Teilkondensator, welcher jeweils mit dem abstimmbaren Schwingkreis verbunden ist.
Jeder Zuführleitung ist dabei ein Regelkondensator zugeordnet, mit dem die über die jeweilige Leitung zugeführte Energie unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Hierdurch kann durch Steuerung der Energiezufuhr auf den einzelnen Leitungen eingestellt werden, welches Segment des Kondensators betrieben wird. Durch das Zu- und Abschalten einzelner Segmente mittels Schwingkreisabstimmung kann die Größe der Kondensatorplatte hinsichtlich ihrer strahlungsemittierenden Fläche an die Größe des Formwerkzeugs angepasst werden. Dadurch ist es nicht notwendig, einzelne Segmente je nach Formwerkzeug mechanisch zu entfernen bzw. zu befestigen, um die Fläche der Kondensatorplatte anzupassen.
Bevorzugt bilden die Segmente gemeinsam eine konturierte Kondensatorplatte.
Die Segmente können insbesondere an beiden Seiten des Formraums angeordnet sein und insbesondere dort jeweils eine segmentierte Kondensatorplatte bilden.
Zum Beispiel können die Segmente aber auch nur an einer Seite des Formraums angeordnet sein und dort eine segmentierte Kondensatorplatte bilden. An der anderen Seite des Formraums kann zum Beispiel eine durchgehende Kondensatorplatte angeordnet sein.
Auch kann an der anderen Seite des Formraums beispielsweise ein elektrisch leitender Bereich des Formwerkzeugs oder eine elektrisch leitende Formhälfte als eine Kondensatorplatte dienen, die der segmentierten Kondensatorplatte gegenüber liegt. Bei einer konturierten Fläche wird jedoch eine elektrisch nichtleitende Formhälfte bevorzugt, da hiermit einfacher ein gleichmäßiges elektrisches Feld einstellbar ist. Außerdem würde die Verwendung einer elektrisch leitenden Formhälfte die Gefahr mit sich bringen, dass das hergestellte Bauteil in den an diese Formhälfte angrenzenden Bereichen verbrennt, so dass auch unter diesem Gesichtspunkt ein nicht leitendes Material bevorzugt wird. Wenn beide Formhälften elektrisch leitend wären, müsste eine Formhälfte an eine RF- Leitung Strahlung angeschlossen werden, was relativ schwer bzw. nur sehr aufwendig zu bewerkstelligen wäre.
Vorteilhaft ist zumindest eine der aus den Segmenten gebildeten Kondensatorplatten elektrisch mit der Strahlungsquelle verbunden, während zum Beispiel die andere Kondensatorplatte oder deren Segmente elektrisch geerdet bzw. an Masse angeschlossen sind.
Insbesondere können die Segmente jeweils eine Geometrie aufweisen, die beim Kombinieren der Segmente eine Kondensatorplatte ergibt, deren Geometrie an die Geometrie des Formwerkzeugs angepasst ist. Zum Beispiel können die Segmente rechteckig ausgebildet sein, bevorzugt in unterschiedlichen Abmessungen, um durch Kombinieren mehrerer Segmente je nach der Größe des zu bestrahlenden Werkzeugs unterschiedlich große Rechtecke als Kondensatorplatte auszubilden.
Die Ränder benachbarter Segmente verlaufen vorteilhaft parallel zueinander, um gemeinsam durch Kombination mehrerer Segmente die Kondensatorplatte zu bilden.
Insbesondere ist eine Anordnung der einzelnen Segmente vorteilhaft, bei welcher ein mittiges quadratisches Segment vorgesehen ist, und weitere Zusatzsegmente sich entlang der Seiten des quadratischen Segments erstrecken. Flierdurch kann man unterschiedlich große Rechtecke durch Kombinieren von mehreren Segmenten darstellen. Ein weiterer Ring von Zusatzsegmenten kann zusätzlich vorgesehen sein.
Die Segmente können zum Beispiel als Blechteile ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Segmente biegsam. Vorteilhaft sind sie aus einem elektrisch gut leitenden Metall bzw. einer elektrisch gut leitenden Metalllegierung gefertigt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kondensatorplatten-Set für eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumteils vorgesehen.
In einer Ausführungsform umfasst das Kondensatorplatten-Set mindestens ein erstes Kondensatorplattensegment, das an einem Isolator befestigbar ist und einen Anschlussbereich aufweist, der mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung verbindbar ist, und ein oder mehrere zweite Kondensatorplattensegmente, wobei das erste Kondensatorplattensegment und die zweiten Kondensatorplattensegmente dazu ausgebildet sind, gemeinsam eine Kondensatorplatte zu bilden, deren Fläche in ihrer Größe an die Größe eines Formwerkzeugs zur Fierstellung des Partikelschaumteils anpassbar ist.
Die Kondensatorplattensegmente bilden einen Satz mehrerer zusammengehöriger Gegenstände, um gemeinsam zumindest eine oder auch mehrere segmentierte Kondensatorplatten zu bilden, welche in Ihrer Größe an die Größe des Werkzeugs anpassbar sind, das die Schaumstoffpartikel enthält.
Bevorzugt sind dabei die Kondensatorplattensegmente lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbindbar.
Insbesondere können auch die zweiten Kondensatorplattensegmente jeweils einen Anschlussbereich zum Verbinden mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung umfassen.
Jedes Kondensatorplattensegment kann derart ausgestaltet sein, dass es in der daraus gebildeten Kondensatorplatte elektrisch isoliert von den anderen Kondensatorplattenseg menten ist und insbesondere durch einen abstimmbaren Schwingkreis zuschaltbar oder abschaltbar ist.
Bevorzugt ist das Kondensatorplatten-Set zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestaltet.
Ein dritter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fierstellung eines Partikelschaumteils.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: a.) Einfüllen von Schaumstoffpartikeln in einen Formraum eines Formwerkzeugs, wobei mindestens zwei Kondensatorplatten benachbart zum Formraum angeordnet sind, die zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung elektrisch mit einer Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung verbunden sind; b. ) Verschweißen der Schaumstoffpartikel durch die elektromagnetische Strahlung zwischen den Kondensatorplatten; und c.) Entformen; wobei d.) mindestens eine der beiden Kondensatorplatten aus einer Vielzahl von Segmenten gebildet ist und die Fläche der mindestens einen Kondensatorplatte durch Zusammenfassen der strahlungserzeugenden Segmente an die Größe des Formwerkzeugs angepasst ist.
Die Schaumstoffpartikel werden in dem Formwerkzeug erhitzt, so dass sie zum Partikel sc ha um stoffteil verschweißen. Den Schaumstoffpartikeln wird Wärme mittels elektromagnetischer RF-Strahlung zugeführt.
Vorteilhaft werden die Segmente lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbunden, um sie miteinander zu kombinieren.
In einer Variante können die Segmente elektrisch voneinander isoliert angeordnet werden und zum Beispiel durch Abstimmung eines mit dem Segment verbundenen Schwingkreises zugeschaltet oder abgeschaltet werden, um sie miteinander zu kombinieren. Dadurch kann die Fläche der Kondensatorplatte, die Strahlung emittiert, angepasst werden, ohne dass Segmente mechanisch entfernt oder mechanisch hinzugefügt werden müssen. Insbesondere entfällt dadurch das mechanische Trennen oder Anschließen von Segmenten an die Strahlungsquelle beim Anpassen der Kondensatorplattenfläche, was einen hohen Aufwand erfordern würde.
Insbesondere bilden die Segmente jeweils einen Teilkondensator.
Vorteilhafterweise wird zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und/oder ein Kondensatorplatten-Set gemäß der Erfindung verwendet.
Die Schaumstoffpartikel sind bevorzugt expandierte, thermoplastische Kunststoffmaterialien, insbesondere aus Polyurethan (PU), Polylactat (PLA), Polyethylen- Block-Amid (PEBA) oder aus Polyethylenterephtalat (PET) ausgebildet. Sie bestehen zum überwiegenden Teil insbesondere aus Polyurethan, Polylactat (PLA), Polyethylen-Block- Amid (PEBA), aus Polyethylenterephtalat oder einem Gemisch dieser Materialien. Vorzugsweise bestehen die Schaumstoffpartikel zu 90 Gew.% aus einem oder einer Mischung dieser Materialien. Bei diesen Schaumstoffpartikeln handelt es sich um Partikel, die einen so genannten Perlenschaum bilden, der in der Fachwelt auch als Pellet- /Partikelschaum bezeichnet wird. Häufig werden die aus der Verwendung von zusammenhängenden Schaumstoffpartikeln gewonnenen Schäume mit der Bezeichnung "e" versehen, um die Perlenform der Polymerschaumkomponente zu kennzeichnen, z. B. eTPU.
Die Schaumstoffpartikel aus diesen Materialien werden vor allem durch unmittelbare Absorption der RF-Strahlung erhitzt. Das heißt, dass die Wärme nicht oder nur zu einem geringen Teil über ein wärmevermittelndes Medium, wie z. B. Wasser, das die RF- Strahlung absorbiert und an die Schaumstoffpartikel abgibt, erhitzt wird. Die unmittelbare Absorption der RF-Strahlung ist zum einen sehr effizient und erlaubt auch die Verschweißung von Schaumstoffpartikel, die aus Materialien, wie z.B. Polyethylenterephtalat (PET) bestehen, deren Erweichungstemperatur über 200°C (in der Regel bei ca. 260°C) liegt, was durch Erhitzen mit einem wässrigen Wärmeübertragungsmittel nicht möglich ist. Zudem wird die Verwendung derartiger Wärmeübertragungsmittel vermieden bzw. reduziert, wodurch die Qualität des Endproduktes verbessert ist.
Die Zugabe eines Wärmeträgers ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich.
Die elektromagnetische RF-Strahlung weist vorzugsweise eine Frequenz von zumindest 30 KHz bzw. zumindest 0,1 MHz, insbesondere zumindest 1 MHz bzw. zumindest 2 MHz vorzugsweise zumindest 10 MHz auf. In der Regel liegt die Frequenz maximal bei 300 MHz. Spezifische (Mitten-)Frequenzen, die verwendet werden können und für die Strahlungsquellen leicht im Handel erhältlich sind, sind z. B. 6,78 MHz, 13,56 MHz, 27,12 MHz, 40,68 MHz. Es können aber auch (Mitten-)Frequenzen von 2,45 GHz oder 5,8 GHz verwendet werden.
Zur Erzeugung der elektromagnetischen RF-Strahlung sind die Kondensatorplatten bevorzugt an dem ansonsten aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildeten Formwerkzeug oder Formwerkzeugbereich angeordnet. An die Kondensatorplatten wird eine Hochfrequenzspannung mit einer Amplitude von etwa zumindest 1 kV bis zu einigen kV, vorzugsweise zumindest 10 kV und insbesondere zumindest 20 kV angelegt. Mit derartigen elektrischen Spannungen kann auf die im Formraum befindlichen Schaumstoffpartikel eine Leistung im Bereich von 10 kW bis 60 kW übertragen werden. Hierdurch können auch großvolumige Partikelschaumstoffteile mit sehr kurzen Taktzeiten von etwa 30 Sekunden bis 2 Minuten zuverlässig hergestellt werden.
Die Schaumstoffpartikel können im Formwerkzeug komprimiert werden. In diesem Fall ist das Werkzeug zum Beispiel als ein Crackspalt-Formwerkzeug ausgestaltet. Darin werden die Schaumstoffpartikel mechanisch zusammengedrückt, zusätzlich zur Wirkung ihrer thermischen Expansion.
Das Formwerkzeug besteht vorzugsweise aus einem für die verwendete elektromagnetische RF-Strahlung im Wesentlichen transparentem Material, wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen, insbesondere UHMWPE, Polyetherketon (PEEK) und andere für RF-Strahlung transparente Materialien. Es können aber auch semitransparente Materialien verwendet werden, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polyoxymethylen (POM) oder Polyketon (PK).
In der Variante, dass die Segmente einzeln oder in Gruppen zuschaltbar oder abschaltbar sind, um den Kondensator zu bilden, ist die elektromagnetische Strahlungsquelle als Teil eines Generatorschwingkreises ausgebildet. Leitungen zum Führen der elektromagnetischen Wellen bilden zusammen mit jeweils einem Paar von Segmenten, die einen Teilkondensator bilden, einen Werkzeugschwingkreis. Durch Verändern einer Induktivität oder einer Kapazität ist der Werkzeugschwingkreis abstimmbar und bildet einen abstimmbaren Schwingkreis, durch den die Übertragung der Leistung gezielt blockiert oder freigegeben werden kann.
Eine Steuereinrichtung zur Steuerung des abstimmbaren Schwingkreises ist derart ausgebildet, dass die Leistungszufuhr vom Generatorschwingkreis auf den Werkzeugschwingkreis, der als abstimmbarer Schwingkreis ausgestaltet ist, durch dessen Abstimmung zugeschaltet bzw. freigeschaltet oder unterbrochen wird. Auf diese Weise wird das betreffende Segment der aus mehreren Segmenten gebildeten Kondensatorplatte, die das Formwerkzeug beim Schweißvorgang mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt, hinzugefügt oder entnommen. Die durch das Zuschalten mittels Schwingkreisabstimmung übertragbare Leistung liegt insbesondere im Bereich von 25 kW bis 60 kW, abhängig von der Dimensionierung des Generators und den Leitungen, mit welchen der Generatorschwingkreis mit dem abstimmbaren Schwingkreis verbunden ist.
Eine der beiden Kondensatorplatten kann, bei allen Ausführungen der unterschiedlichen Aspekte der Erfindung, die bis hierhin diskutiert wurden, elektrisch mit Masse verbunden sein. Die andere Kondensatorplatte ist direkt entweder selbst oder durch eines oder mehrere seiner Segmente mit der Strahlungsquelle verbunden, wobei die Strahlung als elektromagnetische Wellen gegenüber Masse dieser Kondensatorplatte zugeführt werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem oben beschriebenen ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung und allen ihren möglichen Optionen, Modifikationen und Ausführungsformen kombiniert werden kann (sofern dies nicht physikalisch oder technisch ausgeschlossen ist), wird durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumteils bereitgestellt.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung: a.) ein aus mindestens zwei Formhälften gebildetes Formwerkzeug, das einen Formraum definiert; b.) mindestens zwei Kondensatorplatten, die benachbart zu dem Formraum angeordnet sind; wobei c.) mindestens eine der Kondensatorplatten mit einer Strahlungsquelle verbunden ist; und wobei d.) mindestens eine der Kondensatorplatten mehrere Segmente umfasst, die einen anpassbaren Abstand zu dem Formraum aufweisen.
Wir weisen darauf hin, dass die Anordnung der Kondensatorplatten "angrenzend" an den Formraum nicht bedeutet, dass die Kondensatorplatten in direktem Kontakt mit dem Formraum stehen oder die Wände des Formraums bilden. Vielmehr ist damit gemeint, dass die Kondensatorplatten "um" den Formraum herum und in einem Abstand davon angeordnet sind, der es ermöglicht, den Formraum mit einem elektromagnetischen Wechselfeld zu fluten oder zu bestrahlen, das geeignet ist, die gewünschte Verschweißung der Schaumstoffpartikel im Formraum zu erzeugen. Typischerweise werden Komponenten oder Teile z. B. des Formwerkzeugs (insbesondere Teile, die für die verwendete elektromagnetische Strahlung durchlässig oder weitgehend durchlässig sind) zwischen den Kondensatorplatten und dem Formraum angeordnet (siehe z. B. die ausführliche Erörterung möglicher Ausführungsformen in Bezug auf die Figuren in den folgenden Abschnitten), und die Form und die Abmessungen des Formraums werden durch das Formwerkzeug und nicht durch die Kondensatorplatten selbst definiert (wodurch es im Allgemeinen möglich ist, verschiedene Formwerkzeuge mit verschiedenen Formhohlräumen zwischen demselben Satz von Kondensatorplatten zu verwenden).
In der beschriebenen Vorrichtung sind die Mehrfachsegmente (im Folgenden auch "Elektrodenelemente" genannt) so gestaltet, dass manuelle oder automatische Formänderungen der jeweiligen Kondensatorplatte (im Folgenden auch "Elektrode" genannt) möglich sind. Diese Formveränderungen dienen der lokalen Steuerung der elektrischen Feldstärke innerhalb des Formraums und damit der Steuerung der Materialerwärmung an dieser Stelle, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Diese Modularität bringt sowohl Flerstellungs- als auch Produktvorteile mit sich.
Frühere Bemühungen in der Werkzeugentwicklung konzentrierten sich auf ein ausgeklügeltes Elektrodendesign, das durch exakte Simulationen gesteuert wurde, mit dem Ziel, das elektromagnetische Feld im Inneren des Formraums durch das Design der Elektroden/Kondensatorplatten direkt so gut wie möglich an die gewünschten Werte anzupassen. Da die Partikelverschmelzung mittels elektromagnetischer Strahlung (insbesondere FIF-Strahlung) auf der dielektrischen Erwärmung der Zielmaterialien beruht, ist die Flomogenität der Erwärmung von einer gleichmäßigen elektrischen Feldverteilung bei der Arbeitsfrequenz abhängig. Das Feld wird typischerweise zwischen (mindestens) zwei leitenden Elektroden/Kondensatorplatten, einer aktiven und einer geerdeten, erzeugt, zwischen denen sich ein isolierendes Formwerkzeug und das Zielteil befinden. Üblicherweise sind die leitenden Metallelektroden/Kondensatorplatten teilweise geformt, um die Feldverteilung an die durch das Formwerkzeug und das zu formende Teil verursachten Störungen anzupassen. Wenn diese Formgebung nicht korrekt ist, müssen mehrere Teile des Werkzeugs geändert werden, um das Elektrodendesign zu optimieren. Außerdem kann die Elektrodenform nicht während des Prozesses oder zwischen Prozessschleifen geändert werden, um sie an veränderte Produktanforderungen oder Materialschwankungen anzupassen.
Die hier vorgestellte Vorrichtung ermöglicht dagegen flexible Änderungen des Werkzeugaufbaus, insbesondere in Bezug auf den Abstand zwischen den aktiven und passiven Elektroden/Kondensatorplatten und vor allem auf eine Gitterauflösung. Die Änderung kann manuell oder aktiv erfolgen, je nach gewählter Betätigung. Die Änderung kann für das Teil, das gerade hergestellt wird, festgelegt werden, oder sie kann sogar während des Prozesses geändert werden, um eine noch bessere Kontrolle zu ermöglichen, als sie derzeit möglich ist. So kann beispielsweise je nach gewählter Gitterauflösung die Feldstärke lokal erhöht oder verringert und damit die Erwärmungsrate und die maximale Temperatur, die das Ziel erfährt, festgelegt werden. Dies ermöglicht z.B. eine schnelle Anpassung an neue Formgeometrien und lokal abgestimmte Teileeigenschaften.
Mindestens eine der Elektroden/Kondensatorplatten ist daher in eine Ansammlung von Elementen oder Segmenten (z. B. ein Gitter aus solchen Elementen/Segmenten) aufgeteilt, die parallel zur z-Achse bewegt werden können, die in der Richtung von der Elektrode/Kondensatorplatte zum Formraum hin liegt, die aber vorzugsweise immer noch elektrisch mit einem Flauptkörper der Elektrode (sei es die aktive oder passive Seite, vorzugsweise die passive) verbunden sind, der dann weiter mit einem Strahlungsgenerator oder einer Masse (vorzugsweise Erdpotential, da dies einen einfacheren Aufbau ermöglicht) verbunden ist. Der Abstand zwischen den Elektrodenelementen/Segmenten und dem Formraum, und damit zwischen den gegenüberliegenden Elektroden/Kondensatorplatten, beeinflusst die lokale Feldstärke im Spalt zwischen den beiden Elektroden/Kondensatorplatten und damit im Formraum.
Dieser Abstand kann durch eine beliebige Form von Aktuatoren eingestellt werden und die Abstandsregelung kann auf der Ebene der einzelnen Segmente erfolgen. Insbesondere ist es möglich, alle Elemente immer in elektrischem Kontakt zu halten und den elektromagnetischen Verschmelzungsprozess nicht durch die Segmentsteuerung zu stören.
So wurde beispielsweise eine Reihe von Durchläufen mit einem Aluminium-Breadboard durchgeführt, das eine Reihe von Schrauben trägt. Die Schrauben wurden manuell auf unterschiedliche Flöhen eingestellt. Beim Schmelzen von Partikeln aus verbrauchtem thermoplastischem Polyurethan (eTPU) wurden bei den verschiedenen Elektrodenkonfigurationen deutliche Unterschiede in der Fleizrate und der maximalen Temperatur erzielt. Auch die Eigenschaften der hergestellten Teile änderten sich lokal und entsprechend.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit der vorgestellten Vorrichtung eine verbesserte Qualität der Prototypen/Teile erreicht werden kann und es sich sehr gut für Produkttests und/oder das Prototyping eignet. Dadurch kann die Prozessentwicklung für neue Produkte beschleunigt werden und es stehen kostengünstigere Werkzeuge zur Verfügung. Die Variation des Abstands der Segmente zum Formraum und damit des Abstands zwischen den beiden Elektroden/Kondensatorplatten während des Verschmelzungsprozesses kann auch neue Methoden der Prozess- und damit Produktoptimierung ermöglichen.
Weitere Details, Optionen und Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung sowie einige der damit verbundenen technischen Vorteile werden im Folgenden diskutiert.
Wie bereits erwähnt, können die Segmente elektrisch mit einem elektrisch leitfähigen Elektrodenhauptkörper verbunden sein. Der Elektrodenhauptkörper kann insbesondere auf Masse liegen.
Insbesondere kann die Kondensatorplatte, die mit der Strahlungsquelle (z.B. einem Generator für FIF-Strahlung) verbunden ist, eine erste Kondensatorplatte auf einer Seite des Formraums sein, und die Kondensatorplatte, die die mehreren Segmente umfasst, die einen anpassbaren Abstand zum Formraum haben, kann eine zweite Kondensatorplatte auf einer gegenüberliegenden Seite des Formraums sein.
Beispielsweise können, wie eingangs erwähnt, eine "aktive", mit der Strahlungsquelle verbundene Kondensatorplatte und eine "passive", die einstellbaren Segmente enthaltende Kondensatorplatte auf gegenüberliegenden Seiten des Formraums angeordnet sein und den Formraum zwischen sich einschließen, und durch die Einstellung des Abstands der Segmente zum Formraum wird auch der Abstand zwischen den beiden Kondensatorplatten lokal wirksam verändert. Dies führt im Formraum zu einer Veränderung der Feldstärkeverteilung des den Formraum durchflutenden elektromagnetischen Feldes und damit an den Partikeloberflächen, die unter dem Einfluss des elektromagnetischen Feldes verschweißt werden.
Der Abstand der Segmente zum Formraum kann durch mechanische und/oder elektrische Stellmittel individuell eingestellt werden.
Die Segmente können insbesondere in einem zweidimensionalen Raster, insbesondere in einem Rechteckraster, angeordnet sein. Die Rasterdichte (d.h. die Anzahl der verstellbaren Segmente pro Flächeneinheit) kann auch lokal variieren. So können z.B. entsprechend zu fertigenden Bereichen mit unterschiedlicher Dicke Segmente mit einer höheren Dichte als in anderen Bereichen des Partikelschaumteils angeordnet werden, um in diesen Bereichen eine noch bessere Steuerung des Schweißprozesses zu ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich zur Veränderung der Dichte der Anordnung der Segmente kann auch deren strahlungsabgebende Fläche lokal verändert werden. So können z. B. Schrauben oder Stifte mit unterschiedlichen Kopfgrößen verwendet werden (typischerweise: kleinere Kopfgrößen in Bereichen mit einer höheren Segmentdichte).
Wie bereits erwähnt, können die Segmente als Schrauben oder Stifte vorgesehen werden, die mit dem Elektrodenhauptkörper verstellbar verbunden sind. Bei den Schrauben kann es sich z. B. um Metallschrauben handeln, die in den Elektrodenhauptkörper eingeschraubt werden, und der Elektrodenhauptkörper kann auch aus Metall bestehen oder Metall enthalten, z. B. Aluminium.
Auf dem Elektrodenhauptkörper kann ferner eine Deckplatte oder eine Deckschicht aus elektrisch nicht leitendem Material angeordnet sein, das Öffnungen aufweist, in denen die Schrauben oder Stifte angeordnet sind.
Eine solche Deckplatte kann dazu dienen, die Stabilität der Anordnung der Segmente selbst zu erhöhen, z. B. durch eine seitliche Stabilisierung der Segmente, insbesondere dann, wenn sie weit aus dem Elektrodenhauptkörper herausbewegt werden (z. B. wenn die Schrauben fast über ihre gesamte Länge aus der Grundplatte herausgeschraubt werden). Sie kann aber auch dazu dienen, eine stabile Plattform zu schaffen, auf der weitere Teile des Formwerkzeugs, die zwischen der Elektroden-/Kondensatorplatte und dem Formraum liegen, aufliegen können. Ohne diese Platte oder Schicht würde die verstellbare Position der Segmente zu einer variierenden Auflagefläche für die angrenzenden Bauteile des Formwerkzeugs führen, was nicht nur eine kompliziertere Konstruktion erfordert, sondern auch der Stabilität des Werkzeugs abträglich sein kann.
Eine solche Abdeckplatte kann aus einer elektrisch isolierenden Abdeckung bestehen oder diese umfassen. Vorzugsweise besteht die Abdeckplatte aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: Polytetrafluorethylen, PTFE, Polyethylen, PE, insbesondere ultrahochmolekulares Polyethylen, UHMWPE, Polyetherketon, PEEK, ein Thermoplast, ein Duroplast, Polyethylenterephthalat, PET, Polyoxymethylen, POM, Polystyrol, PS, ein isolierendes mineralisches Material.
Eine Möglichkeit besteht darin, dass jedes der verstellbaren Segmente in mindestens eine der folgenden vier Positionen eingestellt werden kann: entfernt oder elektrisch getrennt, eine niedrige Position, eine mittlere Position, eine hohe Position.
Die einstellbaren Segmente können beispielsweise durch Abstimmung eines Resonanzkreises, wie er hierin in Bezug auf die anderen Aspekte der Erfindung offenbart wird, und/oder durch einfache schalterartige Elemente elektrisch getrennt werden.
Anstatt auf vorbestimmte Positionen einstellbar zu sein, können einige oder alle Segmente auch kontinuierlich in ihren Positionen eingestellt werden (d. h. in jeder Position zwischen einer untersten und einer obersten Position).
Eine begrenzte Anzahl vorbestimmter Positionen kann den Betrieb der Vorrichtung erleichtern, während die Möglichkeit einer kontinuierlichen Anpassung der Segmentposition (in z-Richtung, d. h. zum Formraum hin und von ihm weg) den Einfluss und die Kontrolle auf die elektromagnetische Feldstärkeverteilung erhöht.
Es ist denkbar, dass die Position der Segmente eingestellt werden kann, während der Formraum mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt oder geflutet wird. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass mit "Position" die Lage der Segmente in z-Richtung bzw. in der Flöhe gemeint ist. Mit anderen Worten: Wenn die Position der Segmente verändert wird, ändert sich ihr Abstand zum Formraum.
Wie bereits oben erörtert und erläutert, beeinflusst die Einstellung der Position eines oder mehrerer der Segmente, d. h. ihres Abstands zum Formraum und damit im Allgemeinen auch zur gegenüberliegenden Elektrode/Kondensatorplatte, die Feldstärkeverteilung des abgestrahlten elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraums.
Zusätzlich kann auch die Form der mit der Strahlungsquelle verbundenen Kondensatorplatte zumindest teilweise an die Geometrie des herzustellenden Teils angepasst werden. Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vierten Aspekt Hand in Hand geht und der ebenfalls von allen im Zusammenhang mit dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung offenbarten Möglichkeiten, Ausführungsformen und Beispielen Gebrauch machen oder sich auf diese stützen kann, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaumteils, wobei das Verfahren umfasst: a. ) Einbringen der Partikel in einen Formraum eines Formwerkzeugs, das aus mindestens zwei Formhälften gebildet ist, die den Formraum begrenzen, wobei mindestens zwei Kondensatorplatten benachbart zum Formraum angeordnet sind, wobei mindestens eine der Kondensatorplatten mit einer Strahlungsquelle verbunden ist, und wobei mindestens eine der Kondensatorplatten mehrere Segmente umfasst, die einen anpassbaren Abstand zum Formraum aufweisen; b. ) Bestrahlen des Formraums mit elektromagnetischer Strahlung, die von den Kondensatorplatten emittiert wird; und c.) lokales Einstellen einer Feldstärkeverteilung des bestrahlenden elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraums durch Verändern des anpassbaren Abstands der Segmente zu dem Formraum.
Die Veränderung kann vor und/oder während der Bestrahlung des Formraums mit der elektromagnetischen Strahlung erfolgen.
Die Schaumstoffpartikel können aus einem oder mehreren der folgenden Grundmaterialien bestehen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polylactat (PLA), Polyamid (PA), Polyetherblockamid (PEBA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), thermoplastisches Polyesteretherelastomer (TPEE).
Es wird erwähnt, dass solche Partikel in der Fachwelt auch als Partikel aus geschäumtem Material bezeichnet werden, wobei ein geschäumtes Material ein bereits aufgeschäumtes Material ist (im Gegensatz zu einem aufschäumbaren Material, das aufgeschäumt werden kann, aber noch nicht aufgeschäumt wurde). Mit anderen Worten: Die Partikel haben bereits einen Kern aus geschäumtem Material, bevor sie in die Form eingelegt werden.
Die Schaumstoffpartikel können daher auch als Partikel aus expandiertem (thermoplastischem) Polyurethan, e(T)PU, expandiertem Polylactat, ePLA, expandiertem Polyethylenblockamid, ePEBA, und/oder expandiertem Polyethylenterephthalat, ePET, bezeichnet werden. 4. Kurze Zusammenfassuna der Fiauren
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Ergänzend wird dabei ausdrücklich Bezug genommen auf die Druckschriften DE 10 2016 100 690 Al und DE 10 2016 123 214 Al, sowie auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2019 127 680.2, in denen Vorrichtungen und Verfahren im Detail beschrieben sind, die beispielhaft durch die Erfindung weiterentwickelt werden.
Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Fierstellung eines Partikelschaumstoffteils;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Segmentanordnung, die zwei sich gegenüberliegenden Kondensatorplatten zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils bildet;
Figur 3 eine Anordnung von miteinander verbundenen Segmenten schematisch als Schnittansicht;
Figur 4 eine Anordnung von Segmenten, die gemeinsam eine Kondensatorplatte bilden, als schematische Ansicht auf die Fläche der Kondensatorplatte;
Figuren 5-8 jeweils unterschiedliche Vorrichtungen zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung;
Figur 9 eine Anordnung zur Beaufschlagung eines Formwerkzeugs mit elektromagnetischer Strahlung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung;
Figur 10 schematisch ein Ersatzschaltbild für eine Anordnung von Segmenten, die jeweils separat mit einer Strahlungsquelle zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung verbunden sind; Figur 11 eine Schalteinrichtung zum Hinzuschalten oder Trennen eines Kondensatorplatten-Segments zu bzw. von der Kondensatorplatte zur Abgabe elektromagnetischer Strahlung; und
Figur 12 eine Regeleinrichtung zum Regeln der Leistungszufuhr in einem Schaltbild.
Figur 13a-f zeigen einen Teil einer Vorrichtung mit einer Kondensatorplatte, die aus mehreren Segmenten besteht, die einen anpassbaren Abstand zum Formraum haben, sowie entsprechende Messergebnisse, die aus einer Reihe von Testläufen mit einer solchen Vorrichtung gewonnen wurden.
5. Detaillierte Beschreibuna der Ausführunasformen
Der grundsätzliche Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils ist in Figur 1 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Materialbehälter 2, ein Formwerkzeug 3 und eine Leitung 4, die vom Materialbehälter 2 zum Formwerkzeug 3 führt.
Der Materialbehälter 2 dient zur Aufnahme loser Schaumstoffpartikel. Der Materialbehälter 2 weist einen Boden 5 auf, wobei er im Bodenbereich über eine Druckluftleitung 6 mit einer Druckluftquelle 7 verbunden ist. Die Druckluftleitung 6 ist mit mehreren im Boden 5 angeordneten Düsen (nicht dargestellt) verbunden, so dass in dem Materialbehälter 2 mehrere Luftströme (= Fluidisierluft) eingeleitet werden können, die die darin befindlichen Schaumstoffpartikel verwirbeln und dadurch vereinzeln.
Im Bereich des Bodens 5 des Materialbehälters 2 ist eine Öffnung ausgebildet, an welche die Förderleitung 4 angeschlossen ist. Die Öffnung ist mittels eines Schiebers (nicht dargestellt) verschließbar.
Benachbart zum Materialbehälter befindet sich in der Förderleitung 4 eine Treibdüse 8.
Die Treibdüse 8 ist mit einer weiteren Druckluftleitung 9 mit der Druckluftquelle 7 verbunden. Dieser Treibdüse 8 zugeführte Druckluft dient als Treibluft, da sie durch die Treibdüse 8 in die Förderleitung 4 eintritt und in Richtung zum Formwerkzeug 3 strömt. Hierdurch wird an der Treibdüse 8 an der zum Materialbehälter 2 weisenden Seite ein Unterdrück erzeugt, der aus dem Materialbehälter Schaumstoffpartikel ansaugt.
Die Förderleitung 4 mündet in einen Füllinjektor 10, der an das Formwerkzeug 3 gekoppelt ist. Der Füllinjektor 10 ist mit einer weiteren Druckluftleitung 11 mit der Druckluftquelle 7 verbunden. Die dem Füllinjektor 10 zugeführte Druckluft wird einerseits zum Füllen des Formwerkzeuges 3 verwendet, indem der Strom von Schaumstoffpartikeln mittels der Druckluft in Richtung zum Formwerkzeug 3 beaufschlagt wird. Andererseits kann die dem Füllinjektor 10 zugeführte Druckluft auch zum Zurückblasen der Schaumstoffpartikel aus der Förderleitung 4 in den Materialbehälter 2 verwendet werden, wenn der Füllvorgang am Formwerkzeug 3 abgeschlossen ist.
Das Formwerkzeug 3 ist aus zwei Formhälften 12, 13 ausgebildet. Zwischen den beiden Formhälften ist zumindest ein Formraum 14 begrenzt, in dem der Füllinjektor 10 zum Einbringen der Schaumstoffpartikel mündet. Das Volumen des Formraums 14 kann durch Zusammenfahren der beiden Formhälften 12, 13 verringert werden. Bei auseinander gefahrenen Formhälften 12, 13 ist ein Spalt zwischen den Formhälften 12, 13 ausgebildet, der als Crack-Spalt bezeichnet wird. Deshalb wird ein solches Formwerkzeug 3 auch als Crack-Spalt-Formwerkzeug bezeichnet.
An den Formhälften 12, 13 ist jeweils eine Kondensatorplatte 15, 16 angeordnet. Diese Kondensatorplatten bestehen jeweils aus einem gut elektrisch leitenden Material, wie z. B. Kupfer oder Aluminium. An der Formhälfte 13 ist der Füllinjektor 10 angeordnet. Der Füllinjektor 10 erstreckt sich durch eine Ausnehmung in der Kondensatorplatte 16, welche auf der Formhälfte 13 angebracht ist.
Die beiden Kondensatorplatten 15, 16 sind jeweils aus mehreren Segmenten 85, 86 gebildet, die aneinander angrenzend angeordnet sind und elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Die Segmente 85, 86 sind voneinander lösbar.
Durch Hinzufügen oder Entfernen einzelner Segmente 85, 86 kann die Größe der aus den Segmenten 85 gebildeten ersten Kondensatorplatte 15 und die Größe der aus den Segmenten 86 gebildeten zweiten Kondensatorplatte 16 an die Größe des Formwerkzeugs 3 angepasst werden. Auf diese Weise können unterschiedlich große Formwerkzeuge 3 zwischen den Kondensatorplatten 15, 16 angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, elektromagnetische Strahlung zwischen den Kondensatorplatten 15, 16 gezielt nur im Bereich des Formraums 14 zu erzeugen. In Bereichen, in denen keine elektromagnetische Strahlung zum Verschweißen von Schaumstoffpartikeln erforderlich ist, ist es möglich, durch Entfernen einzelner Segmente 85, 86 keine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen.
Die Segmente 85, 86 sind jeweils an einem Isolator 80, 81 befestigt und bilden zwei sich gegenüberliegende Segmentanordnungen. Die Isolatoren 80, 81 dienen zum Halten der Segmente 85, 86 an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Formwerkzeugs 3.
Die Isolatoren 80, 81 mit den daran befestigten Segmenten 85 bzw. 86 sind relativ zueinander bewegbar gelagert. Dadurch können die Formhälften 12, 13 des Formwerkzeuges 3 zusammen mit den seitlich daran anliegenden, segmentierten Kondensatorplatten 15, 16 aufeinander zu und voneinander wegbewegt werden.
Weiterhin ist es möglich, bei auseinandergefahrenen Segmentanordnungen 85, 86 das Formwerkzeug 3 auszutauschen.
Optional können die Segmente 85, 86 auch am Formwerkzeug 3 derart befestigt werden, dass sie vom Formwerkzeug 3 und untereinander lösbar sind. In diesem Fall können beide Isolatoren 80, 81 oder zumindest einer entfallen.
Eines der Segmente 85 ist über eine elektrische Leitungen 17 zur Übertragung von Hochfrequenzspannungen mit einem Generator 18 verbunden, der eine Wechselspannungsquelle bildet. Durch die elektrische Verbindung der Segmente 85 untereinander werden diese mit Hochfrequenzspannungen beaufschlagt und bilden auf diese Weise die Kondensatorplatte 15.
Die Segmente 86 auf der gegenüberliegenden Seite des Formkörpers 13, welche die Kondensatorplatte 16 bilden, sind elektrisch mit Masse 30 verbunden, ebenso wie der Generator 18. Da die Segmente 86 ebenfalls untereinander elektrisch verbunden sind, ist lediglich eines der Segmente mit der Masse 30 verbunden.
Der Generator 18 stellt eine Strahlungsquelle zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung dar. Vorzugsweise ist der Generator zum Erzeugen von RF-Strahlung ausgebildet. Der Generator kann auch zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung ausgebildet sein, wobei bei größeren Formräumen 14 mit einer RF-Strahlung eine wesentlich gleichmäßigere Erhitzung als mit Mikrowellenstrahlung möglich ist. Zudem können die meisten Kunststoffmaterialien RF-Strahlung wesentlich besser als Mikrowellenstrahlung absorbieren. Daher ist die Verwendung von RF-Strahlung bevorzugt.
Die Formhälften 12, 13 weisen jeweils einen Grundkörper auf, der aus einem elektrisch nichtleitenden und insbesondere für elektromagnetische RF-Strahlung im Wesentlichen transparentem Material, wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyethylen, insbesondere UFIMWPE, Polyetherketon (PEEK) ausgebildet sein kann. Lediglich die Kondensatorplatten 15, 16 sind elektrisch leitend ausgebildet. Das „im Wesentlichen transparente Material" ist ein Material, das von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere RF-Strahlung, durchdrungen werden kann. Jedoch kann dieses Material gezielt mit einer gewissen Absorptionseigenschaft für elektromagnetische RF-Strahlung ausgebildet sein, um einen Teil der elektrischen RF-Strahlung in Wärme umzuwandeln und um die Formhälften 12, 13 zu erhitzen. Dies wird unten noch näher erläutert.
Das Formwerkzeug 3 kann optional mit einer Unterdruckpumpe verbunden sein, so dass ein Unterdrück bzw. Vakuum an den Formraum 14 angelegt werden kann. Dieser Unterdrück führt dazu, dass im Formraum 14 enthaltene Feuchte abgezogen wird.
Die Kondensatorplatten 15, 16 sind vorzugsweise mit einer Kühleinrichtung versehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kühleinrichtung durch Ventilatoren 20 ausgebildet, welche Kühlluft auf die vom Formraum 14 abgewandte Seite der Kondensatorplatten 15, 16 lenken. Zur Steigerung der Kühlwirkung können Kühlrippen vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich können auch Kühlleitungen an den Kondensatorplatten 15, 16 angeordnet sein, durch welche ein Kühlmedium geführt wird. Als Kühlmedium wird vorzugsweise eine Flüssigkeit verwendet, wie z. B. Wasser oder Öl.
Die Vorrichtung 1 kann auch mit einem Dampfgenerator und einer Dampfzuführung zum Formraum 14 und/oder zur Förderleitung 4 ausgebildet sein, um gesättigten Trockendampf dem Formraum 14 zum Erhitzen der Schaumstoffpartikel zuzuführen und/oder um Schaumstoffpartikel auf ihrem Transport vom Materialbehälter 2 zum Formraum 14 zu benetzen. Auch können die Schaumstoffpartikel, die sich im Materialbehälter 2 befinden, mit Wasser in flüssiger Form benetzt werden, wobei hierzu im Materialbehälter 2 entsprechende Düsen angeordnet sind, die das Wasser zerstäuben.
Zur Erläuterung weiterer Details der Vorrichtung 1 zeigt Figur 2 schematisch eine vergrößerte Teilansicht der Vorrichtung 1 als Schnittansicht, wobei jedoch in diesem Beispiel, anders als in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel, als Variante jedes der Segmente 86 der zweiten Kondensatorplatte mit der Masse 30 verbunden ist. Im Übrigen gelten die Erläuterungen zu Figur 1 auch für die Figur 2 und umgekehrt, wobei in den Figuren gleichartige Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Befestigungsmittel 82, die bevorzugt als Schrauben ausgestaltet sind, dienen zur lösbaren Befestigung der Segmente 85, 86 am jeweiligen Isolator 80 bzw. 81.
Zur elektrischen Verbindung der nebeneinander angeordneten Segmente 85 untereinander, welche die erste Kondensatorplatte 15 bilden, dienen elektrisch leitende Verbindungselemente 83, die als elektrisch leitende, flexible Metallelemente in Form von Folien ausgestaltet sind und beispielsweise als Kupfer- oder Messingfolien ausgebildet sind.
Die Verbindungselemente 83 verbinden zwei oder mehr benachbarte Segmente 85 an ihren Rändern elektrisch miteinander. Bei der Befestigung der Segmente 85 am Isolator 80 werden die elektrisch leitenden Verbindungselemente 83 gegen die Ränder der Segmente 85 gedrückt. Dadurch wird für die Kondensatorplatte 15 eine elektrische Verbindung zwischen ihren Segmenten 85 geschaffen.
Bei dem hier gezeigten Beispiel sind die Verbindungselemente 83 aufgrund der Erdung der einzelnen Segmente 86 in der zweiten Kondensatorplatte 16 nicht zwingend erforderlich, sie können hier optional jedoch ebenso vorgesehen und angeordnet sein wie in der ersten Kondensatorplatte 15.
Jedoch sind sie bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel in beiden Kondensatorplatten 15,
16 vorgesehen, da dort nur eines der Segmente 86 der Kondensatorplatte 16 an die Masse 30 angeschlossen ist. Die als Hochfrequenzleitung ausgebildete elektrische Leitung 17 verbindet eines der Segmente 85 mit dem Generator 18 (siehe Figur 1). Das mit dem Generator 18 elektrisch verbundene Segment ist als Hochfrequenz-Anschlusssegment bzw. Generator- Anschlusssegment 87 ausgestaltet. Durch die elektrische Verbindung zwischen den nebeneinander angeordneten Segmenten 85 ist die gesamte Segmentanordnung 85 elektrisch mit dem Generator 18 verbunden und bildet die erste Kondensatorplatte 15.
Die Segmente 85 bilden auf diese Weise ein Kondensatorplatten-Set 90, das es ermöglicht, im Zusammenwirken die erste Kondensatorplatte 15 zu bilden, die an eine HF- Strahlungsquelle anschließbar ist und in ihrer Größe an die Größe des Formwerkzeugs 3 anpassbar ist. Dabei ist die Kondensatorplatte 15 auch an die Abmessungen des Formraums 14 innerhalb des Formwerkzeugs 3 anpassbar.
Das Segment 87, welches als HF-Anschlusssegment ausgestaltet ist und einen Anschlussbereich für die Leitung 17 zum Verbinden mit dem Generator 18 umfasst, bildet dabei ein erstes Kondensatorplattensegment des Kondensatorplatten-Sets 90.
Die weiteren Segmente 85 bilden zweite Kondensatorplattensegmente zur Formung der Kondensatorplatte 15. Das heißt, dass das erste Kondensatorplattensegment 87 und mindestens eines der zweiten Kondensatorplattensegmente 85 zur gemeinsamen Ausbildung der Kondensatorplatte 15 ausgestaltet sind und das Kondensatorplatten-Set 90 bilden. Die Fläche der durch das Kondensatorplatten-Set 90 herstellbaren Kondensatorplatte 15 ist an die Größe des Formwerkzeugs 3 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils anpassbar.
Das erste Kondensatorplattensegment 87 und die zweiten Kondensatorplattensegmente 85 sind ist zum Befestigen an dem Isolator 80 mit Hilfe der Befestigungsmittel 82 ausgestaltet.
Die Segmente 86 der gegenüber der ersten Kondensatorplatte 15 angeordneten zweiten Kondensatorplatte 16 bilden weitere Kondensatorplattensegmente des Kondensatorplatten-Sets 90. Die weiteren Kondensatorplattensegmente 86 ergänzen das Kondensatorplatten-Set 90, indem sie die Herstellung einer zweiten Kondensatorplatte und somit eines vollständigen Kondensators ermöglichen. Sie sind zum Befestigen an dem Isolator 81 ausgestaltet Beide Isolatoren 80, 81 können Bestandteile des Kondensatorplatten-Sets 90 sein.
In dem hier gezeigten Beispiel ist zusätzlich eine Presse 73 gezeigt, die über eine Zylinder-Kolbeneinheit 76 mit dem Isolator 80 verbunden ist, der an einer Seite des Formwerkzeugs 3 angeordnet ist. Der gegenüber liegend, auf der anderen Seite des Formwerkzeugs 3 angeordnete Isolator 81 ist ortsfest, sodass das Formwerkzeug 3 zwischen den beiden Kondensatorplatten 15, 16 zusammen gepresst werden kann, die an den Isolatoren 80, 81 an der jeweils dem Formwerkzeug 3 zugewandten Seite befestigt sind.
Dadurch können die im Formraum 14 des als Crack-Spalt-Formwerkzeug ausgebildeten Formwerkzeugs 3 befindlichen Schaumstoffpartikel während der Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung zusammengepresst werden. Auf diese Weise werden die Schaumstoffpartikel nicht nur aufgrund ihrer thermischen Expansion als Folge der elektromagnetischen Erhitzung zusammengepresst, sondern zusätzlich noch durch das Aneinanderpressen der beiden Formhälften 12, 13 des Formwerkzeugs 3.
Figur 3 zeigt eine weitere mögliche Verbindung der nebeneinander angeordneten Segmente 85 bzw. 86 der Kondensatorplatten 15 bzw. 16, wie sie in den Figuren 1 und 2 und noch in weiteren folgenden Ausführungsformen gezeigt sind. Dabei weisen die Segmente 85, 86 an ihren Rändern jeweils aus dem Segmentkörper hervorstehende Randbereiche 88 auf, die derart gestaltet sind, dass sie beim Zusammenfügen der Segmente 85, 86 ineinandergreifen. Die Randbereiche 88 bilden einen Stufenfalz an den Stoßstellen der Segmente 85, 86. Auf diese Weise wird eine besonders zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Segmenten 85,86 hergestellt, die sich darüber hinaus auch sehr kostengünstig bewerkstelligen lässt.
Figur 4 zeigt ein Beispiel einer Anordnung der Segmente 85, 86, welche die Kondensatorplatte 15 bzw. die Kondensatorplatte 16 bilden und durch das Kondensatorplatten-Set 90 hergestellt werden kann. Dabei zeigt die Figur eine Ansicht auf die Fläche der Kondensatorplatte.
Bei dieser Anordnung ist ein zentrales Segment 89 mittig angeordnet, und wird von Zusatzsegmenten 91 umgeben. Dabei ist das zentrale Segment 89 quadratisch ausgebildet. Die Zusatzsegmente 91 erstrecken sich jeweils entlang einer der Seiten des zentralen Segments zu 89 und entlang einer Seite eines weiteren Zusatzsegments.
In dem hier gezeigten Beispiel ist ergänzend zu dem zentralen Segment 89 ein erstes Zusatzsegment 91 vorgesehen, das sich entlang einer der Seiten des Quadrates erstreckt. Ein zweites Zusatzsegment 91 ist vorgesehen, das sich entlang einer anderen Seite des Quadrates und entlang einer Seite des ersten Zusatzsegmentes 91 erstreckt, weiterhin ein drittes Zusatzsegment 91, das sich entlang einer weiteren Seite des Quadrates und entlang dem zweiten Zusatzsegment 91 erstreckt, und ein viertes Zusatzsegment 91, das sich entlang der verbleibenden Seite des Quadrates und entlang zweier Seiten der Zusatzsegmente 91 erstreckt.
Auf diese Weise können unterschiedliche Rechtecke durch kombinieren mehrere Segmente 85, 86 als Kondensatorplatten Flächen geformt werden. Zusätzlich können weitere Zusatzsegmente vorgesehen sein, um die Anordnung zu ergänzen oder auch in der Art eines weiteren Rings zu umgeben. Das zentrale Segment 89 kann ebenfalls als ein Rechteck ausgebildet sein.
Neben Rechtecken und Quadraten können durch weitere unterschiedliche Abmessungen, Formen und Geometrien der Segmente 85, 86 Kondensatorplatten in unterschiedlichsten Formen erzielt werden.
Nachfolgend werden anhand der Figuren 5 bis 9 weitere Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei wiederum gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorhergehenden Figuren gekennzeichnet sind und oben bereits erläutert sind.
Das Formwerkzeug 3 der Vorrichtung 1 gemäß Figur 5 ist wiederum aus zwei Formhälften 12, 13 ausgebildet, die jeweils einen Grundkörper aufweisen, der aus einem elektrisch nichtleitenden und insbesondere für elektromagnetische RF-Strahlung transparentem Material besteht. Dieses Material ist PTFE, PE, PEEK oder ein anderes für RF-Strahlung transparentes Material. Die Formhälften 12, 13 begrenzen einen Formraum 14. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Formraum 14 innere Begrenzungsflächen 19 auf, welche eine von einer ebenen Fläche abweichende, konturierte Form besitzen. Die Formhälften 12, 13 weisen jeweils eine ebenflächige Außenfläche 21 auf, an der jeweils eine Kondensatorplatte 15, 16 angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen den konturierten Begrenzungsflächen 19 und den Außenflächen 20 wird jeweils durch für elektromagnetische Strahlung transparentes Material ausgefüllt.
Mit diesem Formwerkzeug 3 können dreidimensional konturierte Partikelschaumstoffteile erzeugt werden, wobei die Form des Partikelschaumstoffteils durch die inneren Begrenzungsflächen 19 der Formhälften 12, 13 definiert wird. Ein solches Formwerkzeug 3 ist besonders zum Fierstellen von kleinen Partikelschaumstoffteilen mit im Wesentlichen gleichmäßiger Dichte geeignet.
Die Kondensatorplatten 15, 16 sind ebenflächig ausgebildet und wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben ausgestaltet. Dabei ist die erste Kondensatorplatte 15 aus aneinander liegenden Segmenten 85 gebildet. Die zweite Kondensatorplatte 16 ist ebenfalls aus aneinander angrenzenden Segmenten 86 gebildet.
Jede der Anordnungen von Segmenten 85 bzw. 86 ist an einem Isolator 80 bzw. 81 mit Befestigungsmitteln 82 befestigt, wobei die Segmente 85 der ersten Kondensatorplatte 15 mechanisch und elektrisch leitend, lösbar miteinander verbunden, wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 erläutert. Ebenso sind die die Segmente 86 der zweiten Kondensatorplatte 16 mechanisch und elektrisch leitend, lösbar miteinander verbunden.
Die Segmente 58, 86 und optional auch die Isolatoren 80, 81 sind Bestandteile eines Kondensatorplattensegment-Sets 90, wie es oben beschrieben wurde.
Bei großen bzw. dicken Partikelschaumstoffteilen besteht das Problem, dass sie sich stärker in der Mitte als im Randbereich erhitzen, wodurch die Partikelstruktur zerstört werden kann. Zur Vermeidung einer ungleichen Erhitzung des zentralen Bereiches und des Randbereiches eines Partikelschaumstoffteils kann das Formwerkzeug 3 temperiert und/oder es kann den Schaumstoffpartikeln im Formraum 14 am Randbereich zusätzliche Wärme zugeführt werden, wie in der DE 10 2016 100 690 Al beschrieben. Durch eine Modifikation der gezeigten Vorrichtung, die weiter unten näher erläutert wird, ist es möglich, einzelne Segmente 85, 86 bereits vor dem Ende des Schweißvorgangs abzuschalten, um eine Überhitzung der zwischen den betreffenden Segmenten angeordneten Schaumstoffpartikel zu verhindern.
Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele weisen jeweils ebenflächige Kondensatorplatten 15, 16 auf. Nach einer weiteren Ausführungsform können die Formwerkzeuge 3 so ausgebildet sein, dass die Kondensatorplatten 15, 16 an die Form des herzustellenden Partikelschaumstoffteils bzw. des Formraumes 14 angepasst sind.
Das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zeigt zwei Formhälften 12, 13, die mit ihren inneren Begrenzungsflächen 19 einen stufenförmigen Formraum 14 begrenzen. Die Außenflächen 21 der Formhälften 12, 13 sind an die Kontur der entsprechenden inneren Begrenzungsflächen 19 der jeweiligen Formhälfte 12, 13 angepasst. Dies heißt mit anderen Worten, dass die inneren Begrenzungsflächen 19 auf die jeweiligen Außenflächen 21 der Formhälften 12, 13 abgebildet sind, wobei das Formwerkzeug 3 beispielsweise mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet ist, um welche die Außenfläche 21 von der inneren Begrenzungsfläche 19 versetzt ist. An der Außenfläche 21 sind vorzugsweise kleine Strukturen der inneren Begrenzungsfläche 19 geglättet.
Das Formwerkzeug 3 hat somit konturierte Formhälften 12, 13, an deren sich gegenüberliegenden Außenflächen 21 jeweils eine entsprechend konturierte, segmentierte Kondensatorplatte 15, 16 anliegt, die aus mehreren Segmenten 85 bzw. 86 gebildet ist und im Übrigen wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben ausgebildet ist.
Eine solche formmäßige Anpassung der aus Segmenten 85, 86 gebildeten Kondensatorplatten an die Form der herzustellenden Partikelschaumstoffteile ist insbesondere bei schalenförmigen Partikelschaumstoffteilen zweckmäßig. Solche schalenförmigen Partikelschaumstoffteile sind beispielsweise Kisten oder auch kugelsegmentförmige Schalen. Auch in dem hier gezeigten Beispiel dienen Isolatoren 80, 81 zum Halten der Segmente. Die Isolatoren sind an ihren den Formhälften zugewandten Seiten an die Form der Außenflächen 20 der Formhälften 12, 13 angepasst.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die aus Segmenten 85 gebildete erste Kondensatorplatte 15 zusammen mit dem Isolator 80 und dem aus der Presse 73 und der Zylinder-Kolbeneinheit 76 gebildeten Presswerkzeug wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 beschrieben ausgestaltet ist. Insbesondere wird hierzu auf die Figur 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Bei dieser Ausführungsform weist das Formwerkzeug 3 eine erste Formhälfte 12 und eine zweite Formhälfte 13 auf, die einen Formraum 14 zwischen sich bilden, in dem sich zu verschweißende Schaumstoffpartikel 29 befinden. Ergänzend zur nachfolgenden Beschreibung des Formwerkzeugs 3 wird auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2019 127 680.2 Bezug genommen, in der weitere Details des Formwerkzeugs 3 erläutert sind.
Dabei ist die zweite Formhälfte 13 oder zumindest ein Teilbereich davon elektrisch leitend bzw. aus elektrisch leitendem Material gefertigt. Das Formwerkzeug 3 kann als Teil der Vorrichtung 1 verwendet werden, wobei die zweite Formhälfte 13 als zweite Kondensatorplatte dient und hierzu elektrisch mit der Masse 30 verbunden ist.
Die zweite Formhälfte 13 weist einen Grundkörper 24 aus einem elektrisch leitenden Material auf. Dieser Grundkörper 24 besteht beispielsweise aus Aluminium, Kupfer oder einer elektrisch gut leitenden Legierung. Er ist optional mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 28 versehen und bildet eine Bodenwandung 31. Der elektrisch leitenden Grundkörper 24 weist einen elektrischen Anschluss auf, um mit dem Generator 18 oder mit Masse 30 verbunden werden zu können.
Der durch die Hochfrequenzleitung 17 mit der segmentierten Kondensatorplatte 15 elektrisch verbundene Generator 18 (s. Figuren 1, 5 und 6) erzeugt elektromagnetische Wellen bzw. eine elektrische Wechselspannung gegenüber der Masse 30, welche am Grundkörper 24 der zweiten Formhälfte 13 anliegt. Hierdurch wird ein elektromagnetisches Wechselfeld, insbesondere RF-Strahlung, im Formraum 14 zwischen der segmentierten Kondensatorplatte 15 und dem Grundkörper 24 ausgebildet. Eine umlaufende Seitenwandung 32 der zweiten Formhälfte 13 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Material, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, gebildet und erstreckt sich von der Bodenwandung 31 ausgehend an den Seiten der Formhälfte 13 in Richtung der ersten Formhälfte 12, wodurch der Formraum 14 seitlich begrenzt ist.
Es ist aber auch möglich, dass sowohl die Bodenwandung 31 als auch die Seitenwandung 32 aus dem elektrisch leitenden Grundkörper 24 gebildet werden. Wichtig ist aber, dass keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Formhälften 12, 13 besteht.
Die erste Formhälfte 12, die an der der segmentierten Kondensatorplatte 15 zugewandten Seite des Formwerkzeugs 3 angeordnet ist, besteht aus einem elektrisch nichtleidenden Material, wie es oben beschrieben ist.
Die erste Formhälfte 12 bildet einen Stempel, der in den durch die zweite Formhälfte 13 gebildeten Flohlraum einfahren kann und so den Formraum 14 dicht abschließt. Der dichte Abschluss zwischen den beiden Formhälften 12, 13 ist zumindest so dicht, dass darin befindliche Schaumstoffpartikel 29 nicht entweichen können. Der Formraum 14 ist nicht notwendigerweise gasdicht abgeschlossen.
Die erste Formhälfte 12 weist eine innere Begrenzungswand 34 auf, die konturiert ist und den Formraum 14 begrenzt. Von der Begrenzungswand 34 ausgehend erstrecken sich mehrere Stege 35 in Richtung der ersten Kondensatorplatte 15 zu einem optionalen Abdeckelement 37. Die Stege 35 dienen zum Abstützen der Begrenzungswand 34. Zwischen den Stegen 35 sind Flohlräume 36 in der ersten Formhälfte 12 ausgebildet, die deren Masse erheblich reduzieren.
Dies führt zu einer vorteilhaften Reduzierung des Einflusses auf die elektromagnetische Feldstärke im Formraum 14, was die Flexibilität im Einsatz und in der Formgebung des Formraums 14 wie auch der Stempel-Form hälfte 12 beträchtlich verbessert.
Weiterhin können die Flohlräume 36 dem Trimmen der Stempel-Formhälfte 12 dienen, um das elektromagnetische Feld im Formraum 14 zu beeinflussen, zusätzlich zu der Flexibilität, die durch die Änderung oder Anpassung der Fläche der Kondensatorplatte 15 durch verschiedenartige Kombinationen von Segmenten 85 erzielt wird. Durch das Trimmen kann zudem eine besonders gleichmäßige oder auch eine wünschenswerte Verteilung der Feldstärke im Formraum 14 erzielt werden.
Auch können in der Figur nicht dargestellte Trimmkörper aus einem dielektrischen Material in die Flohlräume 36 eingesetzt werden. Aufgrund der polarisierenden Eigenschaften eines Dielektrikums wird das elektromagnetische Wechselfeld durch das im Weg der Feldlinien liegende Dielektrikum in dem angrenzenden Bereich des Formraums 14 konzentriert. In Bereichen auf dem Weg derselben Feldlinien, die von dem Dielektrikum freigehalten werden, wird dagegen das Feld nicht in dem angrenzenden Bereich des Formraums 14 konzentriert, weshalb es in diesem Bereich des Formraums 14 schwächer als in einem Bereich des Formraums 14 ist, in dem angrenzend ein Dielektrikum angeordnet ist. Durch Trimmkörper unterschiedlicher Größe, Form und Permittivität kann somit das elektrische Feld zusätzlich noch auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden. Die Permittivität eines Dielektrikums ist größer als die von Vakuum bzw. Luft.
All diese Maßnahmen tragen zusätzlich dazu bei, dass das elektromagnetische Feld besonders gezielt ausgebildet wird, wodurch eine noch weiter erhöhte Effektivität der Vorrichtung erzielt wird.
Die beiden Formhälften 12, 13 können relativ zueinander mittels einer Presse 73 bewegt werden, und mit einer vorbestimmten Kraft beaufschlagt werden. Die Presse 73 ist hierzu über eine Zylinder-Kolbeneinheit 76 mit dem Isolator 80 verbunden, an dem die aus den Segmenten 85 gebildete erste Kondensatorplatte 15 befestigt ist, wie oben unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben. Um die beiden Formhälften 12, 13 aneinander zu pressen, wird die erste Formhälfte 12 durch die bewegbare segmentierte Kondensatorplatte 15 mittels der Presse 73 in die Richtung der zweiten Formhälfte 13 bewegt.
An der zweiten Formhälfte 13 ist eine Durchgangsöffnung zum Zuführen der Schaumstoffpartikel 29 angeordnet, welche als Einfüllöffnung 33 bezeichnet wird. An die Einfüllöffnung 33 ist ein Füllinjektor 10 (siehe Figur 1) angeschlossen. Der Füllinjektor 10 unterscheidet sich von herkömmlichen Füllinjektoren dadurch, dass er keinen Schließmechanismus zum Schließen der Einfüllöffnung 33 aufweist, wie es unten näher erläutert wird. Die erste Formhälfte 12 weist eine oder mehrere in der Figur nicht dargestellte Durchgangsöffnungen zum Entweichen von Luft auf.
Die Einfüllöffnung 33 und die Entlüftungsöffnungen sind an einem Abschnitt bzw. Bereich, insbesondere einem Randbereich, der zweiten Formhälfte 13 angeordnet, der im geschlossenen Zustand des Formwerkzeuges 3 von der ersten Formhälfte 12 abgedeckt wird. Flierdurch werden die Einfüllöffnung 33 und die Entlüftungsöffnung automatisch beim Schließen des Formwerkzeuges 3 durch Einführen des ersten Formwerkzeuges 12 in den durch das zweite Formwerkzeug 13 ausgebildeten Hohlraum geschlossen. Hierdurch ist es nicht notwendig, dass der Füllinjektor 10 einen Schließmechanismus aufweist, mit dem die Einfüllöffnung 33 geschlossen wird.
Dadurch, dass die Formhälften 12, 13 sowohl den Formraum 14 begrenzen als auch gleichzeitig eine der Kondensatorplatten bilden, ist der Abstand zwischen den „Kondensatorplatten" und dem Formraum 14 sehr klein. Hierdurch sind die Verluste an elektromagnetischer Strahlung sehr gering, wodurch der Anteil der Leistung, die als Wärme in die zu verschweißenden Schaumstoffpartikel 29 eingebracht wird, sehr hoch ist. Ein solches Werkzeug erlaubt somit eine sehr effiziente Verschweißung der Schaum Stoffpartikel 29 zu einem Partikelschaumstoffteil.
In Figur 8 ist eine Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt, bei der ähnlich wie in Figur 7 die zweite Formhälfte 13 aus elektrisch leitfähigen Material gebildet ist und an Masse 30 angeschlossen ist, und dadurch als zweite Kondensatorplatte dient.
Die erste Formhälfte 12 ist elektrisch nichtleitend und umfasst ebenso wie bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform eine Begrenzungswand 34, die konturiert ausgebildet ist und durch Stege 35 mit einem Abdeckelement 37 fest verbunden ist. Auch hier sind zwischen den Stegen 35 Hohlräume 36 ausgebildet, um das elektromagnetische Feld im Formraum 14 zwischen den beiden Formhälften 12,13 zu beeinflussen, wie oben im Detail erläutert.
Im Gegensatz zu der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform ist hier die umlaufende Seitenwandung 32, die den Formraum 14 seitlich abschließt, an der ersten Formhälfte 12 ausgebildet. Ein Bereich 38 der elektrisch leitfähigen zweiten Formhälfte 13 taucht innerhalb der Seitenwandung 32 in den durch die umlaufende Seitenwandung gebildeten Formraum 14 ein und schließt auf dieser Seite den Formraum 14 ab, während er auf der gegenüberliegenden Seite durch die Begrenzungswand 34 der ersten Formhälfte 12 geschlossen ist.
Die Schaumstoffpartikel 29, die sich im Formraum 14 befinden, werden durch den hervorstehenden Bereich 38 zusammengepresst, wenn die beiden Formhälften 12, 13 durch die segmentierte Kondensatorplatte 15, die mittels der Presse 73 gegen die erste Formhälfte 12 gepresst wird, zusammengepresst werden.
Eine Einfüllöffnung 33 zum Einfüllen der Schaumstoffpartikel 29, die in den Formraum 14 mündet, wird durch auseinander Bewegen der beiden Formhälften 12, 13 geöffnet und durch aufeinander zu Bewegen der beiden Formhälften 12, 13 geschlossen, wie oben zusammen mit weiteren Details unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Segmente der Kondensatorplatten elektrisch voneinander isoliert sind.
In der hier gezeigten Vorrichtung 1 sind die Segmente 85 der daraus gebildeten ersten Kondensatorplatte 15 elektrisch voneinander isoliert an dem Isolator 80 permanent befestigt, wobei jedes Segment separat über einen abstimmbaren Schwingkreis 40 mit dem Generator 18 verbunden ist. Der Generator 18 ist an der Masse 30 angeschlossen.
Die Segmente 86, welche die zweite Kondensatorplatte 16 bilden, sind ebenso wie der Generator 18 elektrisch mit der Masse 30 verbunden. Die Segmente 86 sind permanent am Isolator 81 befestigt. Wenn, wie in dem hier gezeigten Fall, alle Segmente 86 an Masse liegen, ist es nicht zwingend erforderlich, die Segmente 86 elektrisch voneinander isoliert anzuordnen. Ebenso ist es möglich, die zweite Kondensatorplatte 16 durchgehend bzw. nicht segmentiert bzw. in Segmente unterteilt auszugestalten und mit der Masse 30 elektrisch zu verbinden.
Im Fall, dass die Segmente 86 der zweiten Kondensatorplatte 16 voneinander elektrisch isoliert sind, kann der Generator 18 mit jedem der Segmente 86 verbunden sein, anstatt mit der Masse 30. In diesem Fall sind die Segmente 86 nicht an der Masse 30 angeschlossen.
Wie oben unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben ist der Isolator 80 mit einem Presswerkzeug mechanisch verbunden, das aus einer Presse 73 und einer Zylinder- Kolbeneinheit 76 gebildet ist. Dadurch kann der Isolator 80 mit den daran befestigten Segmenten 85 der ersten Kondensatorplatte 15 zur gegenüber liegend angeordneten zweiten Kondensatorplatte 16 geschoben werden, sodass von beiden Seiten eine Presskraft auf das Formwerkzeug 3 ausgeübt wird, das sich zum Verschweißen darin angeordneter Schaumstoffpartikel zwischen den beiden Kondensatorplatten 15 und 16 befindet.
Die Isolatoren 80, 81 und die Segmente 85,86, sowie die abstimmbaren Schwingkreise 40 bilden ein Kondensatorplatten-Set 90. Die Segmente 85, 86 sind als Kondensatorplattensegmente ausgestaltet und können wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein. Auch können sie eine Geometrie aufweisen und eine flächige Anordnung bilden, wie sie oben beschrieben ist.
Das Formwerkzeug 3 kann wie in einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Gegebenenfalls sind kleine Modifikationen erforderlich, um die Kondensatorplatten 15, 16 entsprechend Figur 9 anzuordnen
Anhand der Figuren 10 und 11 wird nachfolgend die Funktionsweise der in Figur 9 gezeigten Vorrichtung erläutert. Dabei zeigt Figur 10 schematisch ein vereinfachtes Ersatzschaltbild der Vorrichtung gemäß Figur 9.
Figur 11 zeigt in eine einzelne Einrichtung zum Regeln der den Segmentpaaren 85, 86 jeweils zugeführten elektrischen Leistung in einem schematisch vereinfachten Schaltbild. Insbesondere ist in Figur 11 schematisch in einem elektrischen Schaltbild der Generator 18 und der durch die Segmente 85, 86 gebildete Teilkondensator, der die Formhälften 12, 13 umschließt und eine zum Übertragen der elektromagnetischen Wellen geeignete Leitung (Hohlwellenleiter bzw. Koaxialleitung) 46, mit welcher die elektromagnetischen Wellen vom Generator 18 zum Werkzeugteilkondensator 85, 86 übertragen werden, dargestellt. Vorzugsweise ist der die Leitung 46 bildende Hohlwellenleiter als eine koaxiale Luftlinie mit einem elektrisch leitenden Innenrohr und einem elektrisch leitenden Außenrohr ausgebildet. Die koaxiale Luftlinie ist so bemessen, dass Hochspannungssignale zuverlässig übertragen werden können. Der Wellenwiderstand ist vorzugsweise auf etwa 50 W eingestellt.
In dieser Leitung 46 sind symbolisch eine generatorseitige Induktivität 47 und eine werkzeugseitige Induktivität 48 eingezeichnet. Diese Induktivitäten werden durch die Leitung selbst bewirkt, wobei die Länge der jeweiligen Leitungsabschnitte den Betrag der jeweiligen Induktivität bestimmt. Ein werkzeugseitiger Kondensator 49 ist parallel zum jeweiligen Werkzeugteilkondensator 85, 86 geschaltet. Dieser Kondensator 49 stellt die elektrische Kapazität zwischen dem Kondensatorsegment 85 und dem Gehäuse 35 des Formwerkzeuges 3 dar. Der Werkzeugkondensator 85, 86, der Kondensator 49 und die werkzeugseitige Induktivität 48 bilden einen Werkzeugschwingkreis 50.
Ein generatorseitiger Kondensator 51 ist mit dem Generator 18 und der generatorseitigen Induktivität in Reihe geschaltet. Der generatorseitige Kondensator 51 und die generatorseitige Induktivität 47 bilden einen Generatorschwingkreis 52. Zumindest der generatorseitige Kondensator 51 oder die generatorseitige Induktivität 47 ist variabel ausgebildet, beispielsweise, indem ein Kondensator mit im Abstand veränderlichen Kondensatorplatten oder indem unterschiedlich lange Leitungsabschnitte vorgesehen sind. Es ist auch möglich, dass sowohl der generatorseitige Kondensator 51 als auch die generatorseitige Induktivität 47 variabel ausgebildet sind. Der generatorseitige Kondensator 51 kann mit einem Stellmotor versehen sein, bei dessen Betätigung der Abstand zwischen den beiden Kondensatorplatten verändert wird, indem bspw. eine der beiden Kondensatorplatten geradlinig bewegt wird, wobei beide Kondensatorplatten immer zueinander parallel sind, oder eine der beiden Kondensatorplatten geschwenkt wird.
Durch Verändern der Kapazität des Kondensators 51 bzw. der Induktivität 47 kann die Resonanzfrequenz des Generatorschwingkreises 52 verändert bzw. abgestimmt werden. Stimmen die Resonanzfrequenzen des Generatorschwingkreises und des Werkzeugschwingkreises überein, dann wird die maximale elektrische Leistung vom Generator 18 auf den Werkzeugschwingkreis 50 und damit auf den Werkzeugteilkondensator 85, 86 übertragen. Durch Verändern der Resonanzfrequenz des Generatorschwingkreises 52 kann die Übertragung der elektrischen Leistung gezielt gesteuert werden, wobei je stärker sich die Resonanzfrequenzen der beiden Schwingkreise 50, 52 unterscheiden, desto geringer ist die übertragene Leistung. Das Abstimmen des Generatorschwingkreises 52 kann somit gezielt zur Einstellung der in den Formraum 14 eingebrachten elektrischen Leistung verwendet werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Resonanzfrequenz des Generatorschwingkreises 52 verändert. Es ist gleichermaßen möglich, die Resonanzfrequenz des Werkzeugschwingkreises 50 zu verändern. Dies hat bezüglich der Übertragung der elektrischen Leistung die gleiche Wirkung. Jedoch ist es schwieriger werkzeugseitig als generatorseitig einen variablen Kondensator bzw. eine variable Induktivität vorzusehen.
Die Segmente 85, 86 bilden somit jeweils einen Werkzeugkondensator oder Werkzeugteilkondensator, welcher separat über eine eigene abstimmbare Schwingkreisschaltung 40 mit dem Generator 18 verschaltet ist. Die Schwingkreisschaltung 40 umfasst somit den Werkzeugschwingkreis 50 und den Generatorschwingkreis 52. Durch Abstimmung der beiden Schwingkreise 50, 52 sind die Werkzeugkondensatoren 85, 86 einzeln oder in Gruppen durch Änderung der Resonanzfrequenz von dem Generator 18 trennbar, so dass keine Leistung oder kaum eine Leistung auf sie übertragen wird. Sie können auf diese Weise der Strahlung emittierenden Kondensatorplattensegmente 85 bzw. 86 durch Änderung der Resonanzfrequenz eines der beiden Schwingkreise 50, 52 zugeschaltet bzw. aktiviert oder von ihr herausgenommen bzw. deaktiviert werden.
Die Schwingkreisschaltung 40 bildet auf diese Weise eine Schalteinrichtung 41 zum Hinzuschalten oder Trennen eines Kondensatorplattensegments 85 zu bzw. von der Kondensatorplatte 15. Die Segmente 85, 86 sind dabei einzeln oder in Gruppen als Teilkondensatoren zuschaltbar oder abschaltbar, um den Kondensator 15, 16 zu bilden.
Das heißt, die elektromagnetische Strahlungsquelle 18 ist Teil eines Generatorschwingkreises 52, während Leitungen zum Führen der elektromagnetischen Wellen zusammen mit dem jeweiligen Segmentpaar 85, 86, das einen Teilkondensator bildet, einen Werkzeugschwingkreis 50 bilden. Durch Verändern einer Induktivität oder einer Kapazität ist der Werkzeugschwingkreis 50 in seiner Resonanzfrequenz abstimmbar und bildet einen abstimmbaren Schwingkreis.
Anders formuliert ist die Regel- bzw. Steuereinrichtung zur Steuerung des abstimmbaren Schwingkreises derart ausgebildet, dass die Leistungszufuhr vom Generatorschwingkreis auf den Werkzeug schwing kreis, wobei einer der beiden Schwingkreise als abstimmbarer Schwingkreis ausgestaltet ist, durch dessen Abstimmung zugeschaltet bzw. freigeschaltet oder unterbrochen wird. Auf diese Weise wird das betreffende Segment der aus mehreren Segmenten gebildeten Kondensatorplatte, die das Formwerkzeug beim Schweißvorgang mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt, hinzugefügt oder entnommen.
Durch Steuerung der Energiezufuhr auf den einzelnen Leitungen kann eingestellt werden, welche Segmente 85 des Kondensators 15 betrieben werden und welche nicht. Durch das Zu- und Abschalten einzelner Segmente mittels Schwingkreisabstimmung kann die Größe der Kondensatorplatte hinsichtlich ihrer strahlungsemittierenden Fläche an die Größe des Formwerkzeugs angepasst werden. Dadurch ist es nicht notwendig, einzelne Segmente je nach Formwerkzeug mechanisch zu entfernen bzw. zu befestigen, um die Fläche der Kondensatorplatte anzupassen. Es ist auch nicht notwendig, die Leitungen 46 zwischen dem Generator 18 und den einzelnen Segmenten 85 mechanisch zu unterbrechen oder mechanisch zu schalten.
Für weitere Details wird auf die bereits genannte Druckschrift DE 10 2016 123 214 Al Bezug genommen, in der die Schaltung zur Abstimmung ausführlich beschrieben ist.
Figur 12 zeigt eine Einrichtung zum Regeln der dem Werkzeugkondensator 15, 16 zugeführten elektrischen Leistung in einem schematisch vereinfachten Schaltbild. Der Generator 18 ist mit dem Werkzeug kondensator 15, 16 verbunden. Parallel zum Werkzeugkondensator 15, 16 ist ein Messkondensator 53 geschaltet, dessen elektrische Kapazität einen Bruchteil der elektrischen Kapazität des Werkzeugkondensators 15, 16 beträgt. Der Messkondensator 53 ist über eine Koaxialleitung 54 mit einer Spannungsmesseinrichtung (Voltmeter) 55 verbunden. Vorzugsweise ist parallel zum Messkondensator 53 eine Diode 56 geschaltet. Die Koaxialleitung 54 ist in Reihe mit einer Induktivität 58 geschaltet, welche zum Filtern von Hochfrequenzsignalen dient.
Die aus dem Messkondensator 53 und der Diode 56 ausgebildete Messeinheit ist mittels eines Trennkondensators 59 vom Werkzeug kondensator 15, 16 getrennt. Der Trennkondensator besitzt eine hohe Spannungsfestigkeit. Die Kapazität des Trennkondensators 59 ist kleiner als die Kapazität des Messkondensators 53. Hierdurch fällt am Trennkondensator eine höhere Spannung als am Messkondensator 53 ab. Das Verhältnis der Kapazität des Trennkondensators 59 zur Kapazität des Messkondensators 53 beträgt vorzugsweise 1:100 oder 1:1.000 oder 1:10.000. Hierdurch wird die am Werkzeugkondensator 15, 16 anliegende Spannung in der Messeinheit 53, 56 derart herabgesetzt, dass sie in einem Messbereich der Spannungsmesseinrichtung 55 liegt und von dieser zuverlässig erfasst werden kann. Bei dieser Schaltung fällt somit am Messkondensator 53 eine Spannung ab, die der am Werkzeugkondensator 15, 16 anliegenden Spannung entspricht und entsprechend dem Verhältnis der Kapazität des Messkondensators 53 bezüglich der Kapazität des Trennkondensators 59 herabgesetzt ist. Durch das Vorsehen der Diode 56 fallen nur die Schwingungshälften einer bestimmten Polung an. Die Diode 56 bildet somit eine Gleichrichtung der am Messkondensator 53 anfallenden Spannung. Diese Messspannung wird mit der Spannungsmesseinrichtung 55 gemessen und in ein Messsignal umgesetzt. Das Messsignal wird an eine Steuereinrichtung 57 weitergeleitet, welche den Generator 18 selbsttätig zur Abgabe einer vorbestimmten elektrischen Leistung steuert, um am Werkzeugkondensator eine bestimmte Spannung bzw. am Messkondensator eine bestimmte Messspannung zu erzeugen, die einen Bruchteil der Spannung am Werkzeugkondensator beträgt.
Die in Figur 11 gezeigte Vorrichtung kann derart weiter gebildet werden, dass für mehrere oder alle Segmentpaare 85, 86 jeweils eine Einrichtung zum Regeln der dem aus den Segmentpaaren 85, 86 gebildeten Kondensator zugeführten elektrischen Leistung gemäß Figur 12 vorgesehen wird. Hierdurch lässt sich die Leistung der einzelnen Segmentpaare 85, 86 individuell regeln und die effektive Größe des Werkzeugkondensators ohne bewegliche Teile einstellen. Hierbei ist auch keine Kalibrierung der Schwingkreise (Generatorschwingkreis, Werkzeugschwingkreis) notwendig, da in einer geschlossenen Regelschleife die tatsächlich den Segmentpaaren 85, 86 zugeführte Leistung bzw. Spannung gemessen und für die einzelnen Segmentpaare 85, 86 individuell justiert werden kann.
Nachfolgend wird anhand von Figur 1 ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils beschrieben. Dabei werden Schaumstoffpartikel in einen Formraum 14 eines Formwerkzeugs 3 gefüllt. Benachbart zum Formraum 14 sind zwei Kondensatorplatten 15, 16 angeordnet, welche mit einer Strahlungsquelle 18 für elektromagnetische Strahlung elektrisch verbunden sind, und elektromagnetische Strahlung erzeugen.
Die Kondensatorplatten 15, 16 oder zumindest eine von ihnen wird aus mehreren Segmenten 85, 86 gebildet. Die Fläche der Kondensatorplatte 15, 16 wird an die Größe des Formwerkzeugs 3 angepasst, indem eine passende Anzahl der Strahlung erzeugenden Segmente 85 bzw. 86 kombiniert wird. Die Schaum Stoffpartikel werden durch die elektromagnetische Strahlung zwischen den Kondensatorplatten 15, 16 miteinander verschweißt. Dabei werden die Schaumstoffpartikel in dem Formwerkzeug 3 durch die elektromagnetische Strahlung erhitzt, das heißt, den Schaumstoffpartikeln wird Wärme mittels elektromagnetischer RF- Strahlung zugeführt. Dadurch werden sie zu einem Partikelschaumstoffteil verschweißt.
Anschließend erfolgt das Entformen und die Entnahme des hergestellten Partikelschaumstoffteils.
Gemäß einem bevorzugten Beispiel werden die Segmente 85, 86 lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbunden, um sie miteinander zu kombinieren.
In einer Variante, wie sie in Figur 9 gezeigt ist, werden die Segmente 85, 86 elektrisch voneinander isoliert angeordnet. Durch Abstimmung eines mit dem jeweiligen Segment verbundenen Schwingkreises 40 werden die Segmente 85, 86 der Kondensatorplatte 15, 16 zugeschaltet bzw. darin aktiviert oder abgeschaltet bzw. deaktiviert. Dadurch werden sie je nach Größe und Geometrie des Formwerkzeugs 3 miteinander kombiniert.
Dadurch kann die Fläche der Kondensatorplatte 15, 16, die elektromagnetische Strahlung emittiert, an unterschiedliche Formwerkzeuge 3 angepasst werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass beim Wechsel des Formwerkzeugs 3 Segmente 85, 86 mechanisch entfernt oder mechanisch hinzugefügt werden müssen. Ein mechanisches Trennen oder Anschließen von Segmenten an die Strahlungsquelle 18 zum Anpassen der Fläche der Kondensatorplatten an das Formwerkzeug 3 entfällt. Dadurch können unterschiedliche Formwerkzeuge in sehr kurzer Zeit nacheinander elektromagnetisch bestrahlt werden.
Für die Durchführung des Verfahrens wird zum Beispiel eine Vorrichtung verwendet, wie sie in den verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 1 bis 11 gezeigt ist. Beispielsweise wird ein Kondensatorplatten-Set 90, wie es oben beschrieben ist, für die Durchführung des Verfahrens verwendet.
Die Figuren 13a-f zeigen (einen Teil) einer Vorrichtung 1 mit einer Kondensatorplatte 16, die aus mehreren Segmenten 86 besteht, die einen anpassbaren Abstand d zum Formraum 14 haben, sowie entsprechende Messergebnisse, die aus einer Reihe von Testläufen mit einer solchen Vorrichtung 1 gewonnen wurden. Der allgemeine Aufbau der Vorrichtung 1 kann gleich oder ähnlich gestaltet sein wie bei allen anderen hier bisher diskutierten Vorrichtungen (insbesondere Ausführungsformen der Vorrichtung 1). Alle bereits erörterten Optionen, Ausführungsformen, Modifikationen und Merkmale können daher auch in der Vorrichtung 1 verwendet oder mit dieser kombiniert werden, die nun in Bezug auf die Figuren 13a-f beschrieben wird (natürlich soweit dies physikalisch und technisch möglich ist). Diese Kompatibilität zwischen den verschiedenen offengelegten Aspekten und Ausführungsformen wird auch durch die Tatsache bestätigt, dass dieselben Bezugszeichen wie oben für funktionell identische oder zumindest funktionell ähnliche oder gleichwertige Elemente und Komponenten verwendet werden.
Die offenbarte Vorrichtung 1 kann insbesondere zur Herstellung eines Partikelschaumteils verwendet werden. Sie umfasst ein Formwerkzeug 3, das aus (mindestens zwei) Formhälften 12 und 13 gebildet ist. Das Formwerkzeug 3 definiert einen Formraum 14, der von den beiden Formhälften 12 und 13 begrenzt wird (s. insbesondere Figur 13a). In den Formraum 14 werden Partikel 29 aus geschäumtem oder expandiertem Material eingebracht (z.B. Partikel eTPU oder eines der weiteren hier erwähnten Materialien) und anschließend miteinander verschweißt oder verschmolzen (vorwiegend an ihren Oberflächen, so dass die innere Schaumstruktur erhalten bleibt, s. Figur 13d), um das Formteil zu bilden.
Die Vorrichtung umfasst ferner (mindestens zwei) Kondensatorplatten 15 und 16, die angrenzend an den Formraum 14 angeordnet sind. "Angrenzend" bedeutet hier, dass die beiden Kondensatorplatten 15 und 16 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Formraums 14 angeordnet sind und den Formraum 14 zwischen sich einschließen, so dass die von den Kondensatorplatten 15 und 16 emittierte elektromagnetische Strahlung den Formraum 14 durchflutet und zu der gewünschten Verschweißung der Schaumstoffpartikel 29 führt.
Eine der Kondensatorplatten, hier die erste Kondensatorplatte 15, ist an eine Strahlungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen. Die andere Kondensatorplatte, hier die zweite Kondensatorplatte 16, besteht aus mehreren Segmenten 86, die einen anpassbaren Abstand d zum Formraum 14 haben, d.h. ihre Position entlang der z- Richtung (die in den Figuren 13a und 13d angedeutet ist) kann verändert werden, so dass sich auch der Abstand d der strahlungsabgebenden Fläche eines jeweiligen Segments 86 zum Formraum (gemessen z.B. in Bezug auf eine Wand des Formraums 14 oder einen bestimmten Bezugspunkt innerhalb des Formraums 14) ändert. Folglich ändert sich auch der Abstand zwischen den beiden Kondensatorplatten 15 und 16 lokal durch eine Anpassung der Position eines Segments 86. Der Abstand d der Segmente 86 zum Formraum 14 kann individuell durch mechanische und/oder elektrische Stellmittel (z. B. von Fland oder durch einen Schraubenschlüssel oder durch einen Elektromotor oder einen Linearantrieb oder durch ein von einem Motor angetriebenes Getriebe usw., je nach spezifischer Ausgestaltung der Segmente 86) eingestellt werden.
Für eines der Segmente, in Figur 13a als Segment 86a bezeichnet, ist der Abstand zum Formraum 14 mit d und der Abstand zur gegenüberliegenden Kondensatorplatte 15 mit D angegeben. Beide Werte ändern sich, wenn die Position des Segments 86a in z-Richtung verändert wird.
Die Segmente 86 sind elektrisch mit einem elektrisch leitenden Elektrodenhauptkörper 100 verbunden, der in der hier gezeigten und diskutierten Ausführungsform auf Massepotential liegt und als Metallblock ausgeführt ist. In anderen Fällen kann er jedoch stattdessen mit dem Strahlungsgenerator verbunden sein, und die gegenüberliegende Kondensatorplatte kann geerdet sein. Aluminium ist eine Möglichkeit, da es ein vergleichsweise geringes Gewicht hat und leicht verarbeitet werden kann.
In dem in den Figuren 13a-f gezeigten Fall sind die Segmente 86 als Schrauben (z.B. sind aber auch Stifte möglich) vorgesehen, die verstellbar mit dem Elektrodenhauptkörper 100 verbunden sind. Bei den Schrauben 86 handelt es sich um Metallschrauben, die in entsprechende Gewinde des Elektrodenhauptkörpers 100 eingeschraubt werden.
Während in Figuren 13a-f alle Schrauben 86 vom gleichen Typ und der gleichen Größe sind und die gleiche Kopfgröße haben, ist dies nicht die Regel, und der Typ, die Länge, die Dicke und die Kopfgröße der Schrauben 86 können sich auch über die Elektroden- /Kondensatorplatte 16 hinweg ändern. So können z. B. kleinere Schrauben oder Schraubenköpfe in Bereichen verwendet werden, in denen mehr Schrauben pro Flächeneinheit vorhanden sind, d. h. in Bereichen der Elektroden-/Kondensatorplatte 16, in denen die Dichte der Segmente 86 höher ist (in den Figuren nicht dargestellt; in den Figuren 13a-f ist die Dichte der Segmente/Schrauben 86 über die gesamte Kondensatorplate 16 konstant, abgesehen vielleicht von den Rändern der Plate).
Die Segmente/Schrauben 86 sind in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet, und zwar in der Ausführungsform der Figuren 13a-f in einem quadratischen Giter. Dieses Raster ist in den Figuren 13b und 13c durch gestrichelte Linien 130 angedeutet. Andere Arten von Gitern sind ebenfalls möglich, z. B. rechteckige, dreieckige oder sechseckige Giter oder "gemischte" Gitter, die verschiedene geometrische Formen umfassen. Auch die Gitterdichte (d. h. die Anzahl der verstellbaren Segmente/Schrauben 86 pro Flächeneinheit) kann, wie oben bereits erläutert, lokal variieren, auch wenn dies in den Figuren 13a-f nicht dargestellt ist.
Damit die Schrauben 86 vollständig in den Elektroden ha uptkörper 100 eingeschraubt werden können, ohne den Boden (oder ein Bauteil der Vorrichtung 1) darunter zu treffen, ist die Kondensatorplate 16 mit ihrem Elektrodenhauptkörper 100 an ihren vier Ecken auf vier Aluminiumblöcken 120 montiert, die sie um einen gewissen Abstand vom Boden anheben und Platz dafür schaffen, dass die Schrauben 86 im vollständig eingeschraubten Zustand, d. h. in ihrer untersten Position, aus der Unterseite des Elektrodenhauptkörpers 100 herausragen. Die höchste erreichbare Position ist, wenn die Schrauben 86 fast vollständig aus dem Elektrodenhauptkörper 100 herausgeschraubt sind, aber nicht ganz. Im Allgemeinen wird ein wenig Spiel beibehalten, um ein unbeabsichtigtes Lösen einer der Schrauben 86 vom Elektrodenhauptkörper 100 und/oder einen allgemeinen Stabilitätsverlust zu vermeiden, wenn man sich der maximalen Flöhe der jeweiligen Schraube 86 über dem Elektrodenhauptkörper 100 nähert.
Auf dem Elektrodenhauptkörper 100 ist eine Abdeckplate 110 aus elektrisch nicht leitendem Material angeordnet (s. Figur 13c; in Figur 13b ist die Abdeckplate entfernt, um die Anordnung der Schrauben 86 freizulegen) und weist Öffnungen auf, in denen die Schrauben 86 angeordnet sind. Dies dient nicht nur der Stabilisierung der Schrauben 86, wenn sie sich in einer mitleren oder insbesondere hohen Position befinden, d.h. weit aus dem Elektrodenhauptkörper 100 herausgeschraubt sind. Es sorgt auch für eine stabile und ebene Auflagefläche für die angrenzenden Bauteile der Vorrichtung 1, insbesondere das Formwerkzeug 3 (s. Figuren 13a, 13c, 13d, 13e und 13f).
Eine solche Abdeckplate 110 kann im Allgemeinen aus einer elektrisch isolierenden Abdeckplate bestehen oder diese umfassen. Vorzugsweise besteht die Abdeckplate 110 aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: Polytetrafluorethylen, PTFE, Polyethylen, PE, insbesondere ultrahochmolekulares Polyethylen, UHMWPE, Polyetherketon, PEEK, ein Thermoplast, ein Duroplast, Polyethylenterephthalat, PET, Polyoxymethylen, POM, Polystyrol, PS, ein isolierendes mineralisches Material. In dem in Figur 13e gezeigten Fall besteht sie aus PTFE.
Eine Möglichkeit besteht darin, dass jedes der verstellbaren Segmente/Schrauben 86 auf eine der mindestens vier folgenden Positionen eingestellt werden kann: entfernt (z. B. aus dem Elektrodenhauptkörper 100 herausgeschraubt) oder elektrisch getrennt, eine niedrige Position, eine mittlere Position, eine hohe Position. Andererseits ist es z. B. bei verstellbaren Segmenten, die als Schrauben 86 ausgeführt sind, auch möglich, ihre Position in z-Richtung stufenlos zu verändern, indem sie bis zum gewünschten Grad ein- oder ausgeschraubt werden (natürlich innerhalb der durch die unterste und oberste Position vorgegebenen Grenzen). Eine begrenzte Anzahl vorgegebener Positionen, auf die die Segmente/Schrauben 86 eingestellt werden, kann den Betrieb der Vorrichtung 1 erleichtern. In den Figuren 13a, 13b, 13d, 13e und 13f sind beispielhafte Schrauben, die auf eine niedrige, mittlere und hohe Position eingestellt sind, mit den Bezugsziffern 861 (für niedrig), 86m (für mittel) bzw. 86h (für hoch) bezeichnet. In Figur 13d ist, wie durch die gestrichelte Ellipse 86x angedeutet, eine der Schrauben vollständig entfernt worden (alternativ könnte sie von der Kondensatorplatte 16/Massepotential elektrisch isoliert werden).
Es ist möglich, dass die Position der Segmente/Schrauben 86 eingestellt werden kann, während der Formraum 14 mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt oder geflutet wird. In der Regel muss hierfür jedoch ein automatischer Aktivierungs- /Verstellmechanismus eingesetzt werden (s. oben), da während des Betriebs der Vorrichtung 1 eine manuelle Verstellung in der Regel nicht erlaubt oder möglich ist, um Verletzungen zu vermeiden.
Wie bereits oben erörtert und erläutert, beeinflusst die Einstellung der Position eines oder mehrerer der Segmente/Schrauben 86 die Feldstärkeverteilung des abgestrahlten elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraums 14. In Figur 13d sind beispielsweise vier Bereiche oder Positionen pl, p2, p3 und p4 innerhalb des Formraums 14 schematisch dargestellt. Unter diesen Bereichen sind die Schrauben 86 in unterschiedlichen Positionen/Flöhen angebracht. An der Position pl sind beispielsweise Schrauben zwischen der mittleren und der unteren Position direkt unter ihr angebracht, an der Position p2 befindet sich überhaupt keine Schraube unter ihr (weil die Schraube an der Position 86x entfernt wurde), an der Position p3 sind wiederum Schrauben zwischen der mittleren und der unteren Position direkt unter ihr angebracht, und an der Position p4 sind Schrauben zwischen der mittleren und der oberen Position direkt unter ihr angebracht. Auf diese Weise kann die Verteilung der elektrischen Feldstärke und damit die Temperatur und die Schweißbedingungen an den verschiedenen Positionen pl bis p4 eingestellt und kontrolliert werden.
Die in den Figuren 13e und 13f dargestellten Versuchsergebnisse geben einen weiteren Einblick in diesen Aspekt. Auf der linken Seite der beiden Figuren sind verschiedene Konfigurationen der Vorrichtung 1 schematisch dargestellt, die verwendet wurden, um die Fleizraten und Temperaturen innerhalb eines Formwerkzeugs 3 bei verschiedenen Positionen der Schrauben 86 in der Kondensatorplatte 16 zu untersuchen. In jedem der drei untersuchten Fälle wurden zwei Referenzpositionen innerhalb des Formwerkzeugs betrachtet, die in den Figuren 13e-f mit Pl und P2, P3 und P4 sowie P5 und P6 bezeichnet sind, eine im vorderen Teil des Werkzeugs (s. Pl, P3 bzw. P5) und eine im hinteren Teil des Werkzeugs (s. P2, P4 bzw. P6). Unter Verwendung einer konstanten Einstellung des Strahlungsgenerators (nicht gezeigt) und der unterschiedlichen Einstellung der Schrauben 86, wie in der linken Seite der Figuren 13e-f angegeben, wurden die Fleizraten/Temperaturen an den Positionen Pl - P6 über die Zeit aufgezeichnet, was die Messkurven CI - C6 ergab, die auf der rechten Seite der Figuren 13e-f gezeigt sind.
Die x-Achse in den Messkurven auf der rechten Seite der Figuren 13e-f zeigt die Zeit (der Abstand zwischen zwei benachbarten Strichen oder Gitterlinien auf der x-Achse entspricht etwa 43 Sekunden in den Figuren 13e und 13f), und die y-Achse zeigt die Temperatur (im Bereich von 20° C bis 140 °C in den Figuren 13e und 13f).
Im oberen, in Figur 13e dargestellten Fall, bei dem alle Schrauben auf eine mittlere Position 86m eingestellt waren, ergaben die Messungen an den Positionen Pl und P2 die Messkurven CI bzw. C2.
Im unteren, in Figur 13e dargestellten Fall, bei dem alle Schrauben auf eine niedrige Position 861 eingestellt sind, ergaben die Messungen an den Positionen P3 und P4 die Messkurven C3 bzw. C4. In dem in Figur 13f dargestellten Fall wurden die Schrauben in der vorderen Werkzeughälfte auf die mittlere Position 86m und die Schrauben in der hinteren Werkzeughälfte auf die niedrige Position 86I eingestellt, und die Messungen an den Positionen P5 und P6 ergaben die Messkurven C5 bzw. C6.
Wie aus den Ergebnissen hervorgeht, führt die mittlere Position 86m der Schraube(n) 86, die einer bestimmten Messposition entspricht, zu einer größeren Erwärmungsrate (d. h. einem größeren Temperaturanstieg pro Zeiteinheit = Steigung der entsprechenden Messkurve) und einer größeren Maximaltemperatur im Vergleich zur Einstellung der Schraube(n) 86 in der niedrigen Position 86I. Wenn eine oder mehrere der Schrauben 86 in eine hohe Position gebracht oder eine oder mehrere Schrauben 86 ganz entfernt werden, ändert sich die Aufheizrate/Maximaltemperatur gemäß diesem Prinzip weiter (z.
B. je höher die Schraubenposition in z-Richtung, desto größer die Aufheizrate und die Maxi ma Item peratur bei konstanter Einstellung der Energiequelle).
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Möglichkeiten, die Feldverteilung innerhalb des Formraums 14 einzustellen, kann auch die Form der anderen Kondensatorplatte, d.h. hier der Kondensatorplatte 15, die mit der Strahlungsquelle verbunden ist, zumindest teilweise an die Geometrie des herzustellenden Teils angepasst werden. Dieser "konventionelle und statische" Ansatz zur Einstellung der Feldverteilung kann somit die "dynamischen" Einstellmöglichkeiten ergänzen, die durch die hier offenbarten Segmente 86 mit einstellbarem Abstand d zum Formraum 14 gegeben sind.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vierten Aspekt Fland in Fland geht und der ebenfalls von allen im Zusammenhang mit dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung offenbarten Möglichkeiten, Ausführungsformen und Beispielen Gebrauch machen oder auf diese zurückgreifen kann, ist ein Verfahren zur Fierstellung eines Partikelschaumteils aus Schaumstoffpartikeln 29, wobei das Verfahren umfasst: a. ) Einbringen der Partikel 29 in einen Formraum 14 eines Formwerkzeugs 3, das aus mindestens zwei Formhälften 12, 13 gebildet ist, die den Formraum 14 begrenzen, wobei mindestens zwei Kondensatorplatten 15, 16 benachbart zum Formraum 14 angeordnet sind, wobei mindestens eine der Kondensatorplatten 15 mit einer Strahlungsquelle verbunden ist, und wobei mindestens eine der Kondensatorplatten 16 mehrere Segmente 86 aufweist, die einen anpassbaren Abstand d zum Formraum 14 haben; b. ) Bestrahlen des Formraums 14 mit elektromagnetischer Strahlung, die von den Kondensatorplatten 15 und 16 emittiert wird; und c.) lokales Einstellen einer Feldstärkeverteilung des bestrahlenden elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraums 14 durch Verändern des anpassbaren Abstands d der Segmente 86 zu dem Formraum 14.
Die Veränderung kann vor und/oder während der Bestrahlung des Formraums 14 mit der elektromagnetischen Strahlung erfolgen.
Die Schaumstoffpartikel 29 können aus einem oder mehreren der folgenden Grundmaterialien bestehen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polylactat (PLA), Polyamid (PA), Polyethylenblockamid (PEBA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT); thermoplastisches Polyesterether-Elastomer (TPEE). Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei diesen Schaumstoffteilchen um Partikel, die einen so genannten Perlenschaum bilden, der in der Fachwelt auch als Pellet-/Partikelschaum bezeichnet wird. Häufig werden die aus der Verwendung verbundener Schaumstoffpartikel abgeleiteten Schäume mit der Bezeichnung "e" versehen, um die Perlenform der Polymerschaumkomponente zu kennzeichnen, z. B. eTPU.
Aus der obigen Erörterung der verschiedenen Optionen, Modifikationen und Ausführungsformen, die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Vorrichtung 1 den Figuren 13a-f möglich sind, versteht der Fachmann, wie diese Optionen, Modifikationen und Ausführungsformen in entsprechende Schritte für ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung 1 zur Fierstellung eines Partikelschaumteils, insbesondere eines Partikelschaumteils aus den Schaumstoffpartikeln 29, umgesetzt werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird daher auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Im Folgenden werden zum besseren Verständnis der Erfindung weitere Beispiele beschrieben:
1. Eine Vorrichtung (1) zur Fierstellung eines Partikelschaumteils aus Schaumstoffpartikeln (29), wobei die Vorrichtung umfasst: a. ein Formwerkzeug (3), das aus mindestens zwei Formhälften (12, 13) gebildet ist und das einen Formraum (14) begrenzt; b. mindestens zwei Kondensatorplatten (15, 16), die angrenzend an den Formraum angeordnet sind; wobei c. mindestens eine der Kondensatorplatten mit einer Strahlungsquelle verbunden ist; und wobei d. mindestens eine der Kondensatorplatten mehrere Segmente (86) aufweist, die einen anpassbaren Abstand (d) zum Formraum haben.
2. Vorrichtung nach Beispiel 1, wobei die Segmente elektrisch mit einem elektrisch leitenden Elektrodenhauptkörper (100) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Beispiel 2, wobei der Elektrodenhauptkörper auf Masse liegt.
4. Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die Kondensatorplatte, die mit der Strahlungsquelle verbunden ist, eine erste Kondensatorplatte auf einer Seite des Formraums ist, und wobei die Kondensatorplatte, die die mehreren Segmente umfasst, die einen anpassbaren Abstand zum Formraum haben, eine zweite Kondensatorplatte auf einer gegenüberliegenden Seite des Formraums ist.
5. Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 4, wobei der Abstand der Segmente zum Formraum durch mechanische und/oder elektrische Stellmittel individuell einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 5, wobei die Segmente in einem zweidimensionalen Gitter (130), insbesondere in einem rechteckigen Gitter, angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Beispiel 6, wobei die Gitterdichte lokal variiert.
8. Vorrichtung nach einem der Beispiele 2 bis 7, wobei die Segmente als Schrauben oder Stifte vorgesehen sind, die mit dem Elektrodenhauptkörper verstellbar verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Beispiel 8, wobei die Schrauben Metallschrauben sind, die in den Elektrodenhauptkörper eingeschraubt sind, und wobei der Elektrodenhauptkörper aus Metall besteht oder Metall enthält. 10. Vorrichtung nach Beispiel 8 oder 9, ferner mit einer Abdeckplatte (110) aus elektrisch nicht leitendem Material, die auf dem Elektrodenhauptkörper angeordnet ist und Öffnungen aufweist, in denen die Schrauben oder Stifte angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Beispiel 10, wobei die Abdeckplatte aus einer elektrisch isolierenden Abdeckung hergestellt ist oder diese umfasst, vorzugsweise wobei die Abdeckplatte aus einem oder mehreren der folgenden Materialien hergestellt ist oder diese umfasst: Polytetrafluorethylen, PTFE; Polyethylen, PE, insbesondere ultrahochmolekulares Polyethylen, UHMWPE; Polyetherketon, PEEK; ein Thermoplast; ein Duroplast; Polyethylenterephthalat, PET; Polyoxymethylen, POM; Polystyrol, PS; ein isolierendes mineralisches Material.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Beispiele 1 - 11, wobei jedes der Segmente in eine der mindestens vier folgenden Positionen eingestellt werden kann: entfernt (86x) oder elektrisch getrennt, eine niedrige Position (861), eine mittlere Position (86m), eine hohe Position (86h).
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele 1 - 12, wobei die Position der Segmente eingestellt werden kann, während der Formraum mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt wird.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele 1 - 13, wobei die Einstellung der Position eines oder mehrerer der Segmente die Feldstärkeverteilung des eingestrahlten elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraumes beeinflusst.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Beispiele 1 - 14, wobei die Form der an die Strahlungsquelle angeschlossenen Kondensatorplatte zumindest teilweise an die Geometrie des herzustellenden Teils angepasst ist.
16. Verfahren zur Fierstellung eines Partikelschaumteils aus Schaumstoffpartikeln (29), wobei das Verfahren umfasst: a. Einbringen der Partikel in einen Formraum (14) eines Formwerkzeugs (3), das aus mindestens zwei Formhälften (12, 13) gebildet wird, die den Formraum begrenzen, wobei mindestens zwei Kondensatorplatten (15, 16) benachbart zum Formraum angeordnet sind, wobei mindestens eine der Kondensatorplatten mit einer Strahlungsquelle verbunden ist, und wobei mindestens eine der Kondensatorplatten mehrere Segmente (86) aufweist, die einen anpassbaren Abstand (d) zum Formraum haben; b. Bestrahlung des Formraums mit elektromagnetischer Strahlung, die von den Kondensatorplatten emittiert wird; und c. lokales Einstellen einer Feldstärkeverteilung des einstrahlenden elektromagnetischen Feldes innerhalb des Formraums durch Verändern des anpassbaren Abstands der Segmente zu dem Formraum.
17. Verfahren nach Beispiel 16, wobei die Modifizierung vor und/oder während der Bestrahlung des Formraums mit der elektromagnetischen Strahlung erfolgt.
18. Verfahren nach Beispiel 16 oder 17, wobei die Schaumstoffpartikel eines oder mehrere der folgenden Basismaterialien umfassen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polylactat
(PLA), Polyamid (PA), Polyetherblockamid (PEBA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), thermoplastisches Polyesteretherelastomer (TPEE).
Bezugszeichen liste:
1 Vorrichtung 40 Schwingkreisschaltung
2 Materialbehälter 40 41 Schalteinrichtung
3 Formwerkzeug 46 Leitung
4 Leitung 47 generatorseitige Induktivität
5 Boden 48 werkzeugseitige Induktivität
6 Druckluftleitung 49 werkzeugseitiger Kondensator
7 Druckluftquelle 45 50 Werkzeugschwingkreis
8 Treibdüse 51 generatorseitiger Kondensator
9 Druckluftleitung 52 Generatorschwingkreis
10 Füllinjektor 53 Messkondensator
11 Druckluftleitung 54 Koaxialleitung
12 Form h lfte 50 55 Spannungsmesseinrichtung
13 Form hälfte 56 Diode
14 Formraum 57 Steuereinrichtung
15 erste Kondensatorplatte 58 Induktivität
16 zweite Kondensatorplatte 59 Trennkondensator
17 elektrische Leitung 55 73 Presse
18 Generator / Wechselspannungs 76 Zylinder-Kolbeneinheit quelle 80, 81 Isolator
19 Begrenzungsfläche (innen) der 82 Schrauben Form hälfte 83 elektrische Verbindungselemente
20 Ventilatoren 60 85, 86 Segmente/Werkzeugkondensator
21 Außenfläche der Formhälfte 87 Generator-Anschlußsegment/
24 Grundkörper erstes Kondensatorplattensegment
28 isolierende Beschichtung 88 Randbereiche
29 Schaumstoffpartikel 89 mittiges Segment
30 Masse 65 90 Kondensatorplatten-Set
31 Bodenwandung 91 Zusatzsegment
32 umlaufende Seitenwandung 100 Elektrodenhauptkörper
33 Einfüllöffnung 110 Abdeckplatte
34 Begrenzungswand 120 Erhöhungsblock
35 Stege 70 130 Raster
36 Hohlräume pl-p4 Referenzpositionen
37 Abdeckelement P1-P6 Messpositionen/-Bereiche
38 eintauchender Bereich C1-C6 Messkurven
38 Bereich

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils, umfassend ein Formwerkzeug (3), das einen Formraum (14) begrenzt, wobei benachbart zum Formraum (14) zumindest zwei Kondensatorplatten (15, 16) angeordnet sind, welche mit einer Strahlungsquelle (18) für elektromagnetische Strahlung verbunden sind, wobei die Strahlungsquelle (18) für elektromagnetische Strahlung zum Abgeben von elektromagnetischer Strahlung ausgebildet ist, und das Formwerkzeug (3) zumindest aus zwei Formhälften (12, 13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Kondensatorplatten (15, 16) aus mehreren Segmenten (85, 86) ausgebildet ist, so dass die Fläche der Kondensatorplatte (15, 16) in ihrer Größe an die Größe des Formwerkzeugs (3) anpassbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85,
86) der Kondensatorplatte (15, 16) lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein elektrisch leitendes Verbindungselement (83), das zwei oder mehr Segmente (85, 86) an ihren Rändern elektrisch miteinander verbindet.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) an ihren Rändern Bereiche (88) aufweisen, die im zusammengefügten Zustand der Segmente (85, 86) ineinandergreifen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) lösbar an einem Isolator (80, 81) befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Segment (87) der aus den Segmenten (85, 86) gebildeten Kondensatorplatte (15, 16) elektrisch mit der Strahlungsquelle (18) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85,
86) der Kondensatorplatte (15, 16) permanent an einem Isolator (80, 81) befestigt sind und einzeln zuschaltbar oder abschaltbar sind, um die Größe der Kondensatorplatte (15, 16) einzustellen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Segmente (85, 86) elektrisch voneinander isoliert sind und jeweils separat über eine Hochfrequenzleitung (17) mit der Strahlungsquelle (18) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) jeweils mit einer Schwingkreisschaltung (40) verbunden sind, welche zwei Schwingkreise (50, 52) umfasst, wobei zumindest einer der beiden Schwingkreise (50, 52) abstimmbar ist, so dass durch Abstimmung des abstimmbaren Schwingkreises die Strahlungszufuhr einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) gemeinsam eine konturierte Kondensatorplatte (15,
16) bilden.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
11.1. die Segmente (85, 86) nur an einer Seite des Formraums (14) angeordnet sind und dort eine Kondensatorplatte (15, 16) bilden, und/oder
11.2. eine Formhälfte (13) elektrisch leitend ist und als eine Kondensatorplatte dient.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der aus den Segmenten (85, 86) gebildeten Kondensatorplatten (15) elektrisch mit der Strahlungsquelle (18) verbunden ist, während die andere Kondensatorplatte (15) oder deren Segmente (86) elektrisch geerdet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) jeweils eine Geometrie aufweisen, die beim Kombinieren der Segmente (85, 86) eine Kondensatorplatte (15, 16) ergibt, deren Geometrie an die Geometrie des Formwerkzeugs (3) angepasst ist.
14. Kondensatorplatten-Set für eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils, umfassend mindestens ein erstes Kondensatorplattensegment (87), das zum Befestigen an einem Isolator ausgestaltet ist und einen Anschlussbereich umfasst, der zum Verbinden mit einer Strahlungsquelle (18) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung ausgestaltet ist, eines oder mehrere zweite Kondensatorplattensegmente (85), wobei das erste Kondensatorplattensegment (87) und die zweiten Kondensatorplattensegmente (85) zur gemeinsamen Ausbildung einer Kondensatorplatte (15) ausgestaltet sind, deren Fläche in ihrer Größe an die Größe eines Formwerkzeugs (3) zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils anpassbar ist.
15. Kondensatorplatten-Set nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorplattensegmente (85, 86) lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbindbar sind, um gemeinsam die Kondensatorplatte (15, 16) zu bilden.
16. Kondensatorplatten-Set nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kondensatorplattensegmente (85) jeweils einen Anschlussbereich zum Verbinden mit einer Strahlungsquelle (18) zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung umfassen, wobei jedes Kondensatorplattensegment (85, 87) derart ausgestaltet ist, dass es in der daraus gebildeten Kondensatorplatte (15) elektrisch isoliert von den anderen Kondensatorplattensegmenten (85, 87) ist und durch einen abstimmbaren Schwingkreis (40) zuschaltbar oder abschaltbar ist.
17. Kondensatorplatten-Set nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgestaltet ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils, umfassend die Schritte
Füllen von Schaumstoffpartikeln (29) in einen Formraum (14) eines Formwerkzeugs (3), wobei benachbart zum Formraum (14) zumindest zwei Kondensatorplatten (15, 16) angeordnet sind, welche mit einer Strahlungsquelle (18) für elektromagnetische Strahlung elektrisch verbunden sind, um elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, Verschweißen der Schaumstoffpartikel (29) durch die elektromagnetische Strahlung zwischen den Kondensatorplatten (15, 16),
Entformen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Kondensatorplatten (15, 16) aus mehreren Segmenten (85, 86) gebildet ist, wobei die Fläche der Kondensatorplatte (15, 16) durch Kombinieren der Strahlung erzeugenden Segmente (85, 86) in ihrer Größe an die Größe des Formwerkzeugs (3) angepasst wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) lösbar elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden, um sie miteinander zu kombinieren.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (85, 86) elektrisch voneinander isoliert angeordnet werden und durch Abstimmung eines mit dem Segment (85, 86) verbundenen Schwingkreises (40) zugeschaltet werden, um sie miteinander zu kombinieren.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die an den einzelnen Segmentpaaren (85, 86) angelegte Spannung individuell gemessen wird und die dem jeweiligen Segmentpaar (85, 86) zugeführte Leistung in Abhängigkeit der gemessenen Spannung individuell geregelt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder ein Kondensatorplatten-Set nach einem der Ansprüche 15 bis 17 verwendet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Schaumstoffpartikel eines oder mehrere der folgenden Basismaterialien umfassen: thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polylactat (PLA), Polyamid (PA), Polyetherblockamid (PEBA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), thermoplastisches Polyesterether-Elastomer (TPEE).
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3079723A (en) 1961-10-27 1963-03-05 Carl W Roes Fishing lure
US3242238A (en) 1961-04-12 1966-03-22 Edwin A Edberg Method for making foamed polymeric structural materials
GB1403326A (en) 1972-05-30 1975-08-28 Arco Polymers Inc Method for bonding expanded polymeric parts
US5082436A (en) * 1989-07-14 1992-01-21 General Electric Company Apparatus for deforming thermoplastic material using RF heating
US5973308A (en) * 1997-08-05 1999-10-26 Rockwell Science Center, Inc. Efficient dielectric heater
WO2001064414A1 (de) 2000-02-29 2001-09-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und vorrichtung zum thermischen verbinden von polymerschaumpartikel
WO2013050181A1 (de) 2011-10-06 2013-04-11 Gb Boucherie Nv Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten sowie bürste
DE102016100690A1 (de) 2016-01-18 2017-07-20 Kurtz Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils
DE102016123214A1 (de) 2016-12-01 2018-06-07 Kurtz Gmbh Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils
DE102019127680A1 (de) 2019-10-15 2021-04-15 Kurtz Gmbh Werkzeug, Werkzeugsystem und Verfahren zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen
EP3808522A1 (de) * 2019-10-15 2021-04-21 adidas AG Werkzeug, werkzeugsystem und verfahren zur herstellung von partikelschaumteilen, insbesondere zur herstellung von schuhsohlen

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242238A (en) 1961-04-12 1966-03-22 Edwin A Edberg Method for making foamed polymeric structural materials
US3079723A (en) 1961-10-27 1963-03-05 Carl W Roes Fishing lure
GB1403326A (en) 1972-05-30 1975-08-28 Arco Polymers Inc Method for bonding expanded polymeric parts
US5082436A (en) * 1989-07-14 1992-01-21 General Electric Company Apparatus for deforming thermoplastic material using RF heating
US5973308A (en) * 1997-08-05 1999-10-26 Rockwell Science Center, Inc. Efficient dielectric heater
WO2001064414A1 (de) 2000-02-29 2001-09-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und vorrichtung zum thermischen verbinden von polymerschaumpartikel
WO2013050181A1 (de) 2011-10-06 2013-04-11 Gb Boucherie Nv Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten sowie bürste
DE102016100690A1 (de) 2016-01-18 2017-07-20 Kurtz Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils
DE102016123214A1 (de) 2016-12-01 2018-06-07 Kurtz Gmbh Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils
DE102019127680A1 (de) 2019-10-15 2021-04-15 Kurtz Gmbh Werkzeug, Werkzeugsystem und Verfahren zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen
EP3808522A1 (de) * 2019-10-15 2021-04-21 adidas AG Werkzeug, werkzeugsystem und verfahren zur herstellung von partikelschaumteilen, insbesondere zur herstellung von schuhsohlen

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