DE60200077T2

DE60200077T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum

Info

Publication number: DE60200077T2
Application number: DE60200077T
Authority: DE
Inventors: Axel Kamprath; Wim Allaerts
Original assignee: Recticel NV SA
Current assignee: Recticel NV SA
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: AU2003221642A1; EP1354684A1; EP1503890A1; PL371555A1; DE60315447D1; HU225719B1; ATE252972T1; WO2003092983A1; CZ20041142A3; EP1503890B1; ES2208629T3; HUP0500216A2; DE60200077D1; ATE369241T1; EP1354684B1; DE60315447T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum, umfassend die Schritte zum Bereitstellen von Partikeln, einschließlich Schaumpartikeln, zum Herstellen des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum, zum Aufbringen eines Bindemittels auf die Partikel zum Erzielen eines Gemischs, zum Einführen einer Menge des Gemischs in einen Hohlraum einer Form durch mindestens eine Einlassöffnung in dieser Form, während ein Gasfluss durch den Formhohlraum erzeugt wird, der ein Abbinden des Bindemittels mit den Partikeln in einem komprimierten Zustand ermöglicht, um den Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum zu bilden und den hergestellten Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum zu entschalen.
US-A-3 354 578 offenbart ein Verfahren, in dem Polyurethanschaum-Abfälle in kleine Partikel zerhackt werden. Diese Partikel werden anschließend mit einem Klebemittel vermischt, und das erzielte Gemisch wird in eine Form eingeblasen. Das Gemisch verbleibt in der Form, bis das Klebemittel abgebunden ist. Nachdem der geformte Artikel aus der Form entnommen wurde, wird um diesen Artikel eine Umhüllung angelegt, so dass der geformte und gebundene Schaum innerhalb der Umhüllung komprimiert gehalten wird. Anschließend wird er mit anderen Teilen aus geformtem und gebundenem Schaum zusammengesetzt, um ein Figurenspielzeug zu erhalten. Da die Schaumflocken oder -partikel in den Formhohlraum eingeblasen werden, muss der Formhohlraum mit Gasauslassöftnungen versehen sein, damit die Transportluft aus dem Formhohlraum entweichen kann.
Ein Nachteil des Verfahrens, das in US-A-3 354 578 offenbart wird, ist, dass keine Messungen vorgesehen sind, um die Dichteverteilung des in den Formhohlraum eingeblasenen Gemischs zu kontrollieren. Im Fall eines Figurspielzeugs soll normalerweise eine gleichförmige Dichte erzielt werden. Mit dem Verfahren, das in US-A-3 354 578 offenbart wird, kann eine ziemlich gleichförmige Dichte erzielt werden, wenn die Form eine einfache und relativ kleine Form ist, die nur einen Hauptformhohlraum umfasst, aber bei komplexeren Formhohlräumen, wenn beispielsweise der Körper und die Arme und Beine des Figurspielzeugs in einer Form geformt würden, kann eine gleichförmige Schaumdichte nicht immer erzielt werden.
Ein Verfahren, in dem ein Gemisch aus Schaumpartikeln und Bindemittel zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum in eine geschlossene Form geblasen wird, ist auch in JP-A-2000 246 743 und in EP-B-0 657 266 offenbart. In dem Verfahren, das in EP-B-0 657 266 offenbart ist, wird das Gemisch aus Partikeln und Bindemittel durch ein Zufuhrrohr geblasen, das über eine relativ kleine Einlassöffnung, die in einer Seitenwand der Form in dem Formhohlraum bereitgestellt ist, so endet, dass die Partikel im wesentlichen horizontal in diesen Formhohlraum geblasen werden. Um der Transportluft ein Entweichen zu ermöglichen, sind die Wände der Form mit einer Anzahl kleiner Auslassöftnungen versehen. Nachdem das Gemisch in den Formhohlraum eingeblasen wurde, wird das Volumen diesem Formhohlraum durch bewegliche Wandabschnitte so reduziert, dass das Gemisch aus Partikeln und Bindemittel in dem Formhohlraum komprimiert wird. In einem nächsten Schritt wird das Bindemittel durch Einblasen von Dampf durch das komprimierte Gemisch ausgehärtet.
Der Zweck des in EP-B-0 657 266 offenbarten Verfahrens ist, Teile aus geformtem und gebundenem Schaum herzustellen, die eine gleichförmige Dichte aufweisen. Um eine solche gleichförmige Schaumdichte zu erzielen, werden die Partikel so durch die Einlassöffnung in den Formhohlraum geblasen, dass sie durch den Luftstrom in die Form getragen werden, bis der Formhohlraum vollkommen gefüllt ist, wobei jedes weitere Komprimieren der verformbaren Schaumflocken vermieden wird. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist jedoch, dass insbesondere bei komplexeren Formhohlräumen die gewünschte gleichförmige Schaumdichte nicht immer dadurch erzielt werden kann, dass die Schaumpartikel einfach durch eine relativ kleine Einlassöffnung, die in einer Seitenwand vorgesehen ist, in den Formhohlraum geblasen werden. In dem Beispiel, das in den Figuren von EP-B-0 657 266 dargestellt ist, fließen zum Beginn des Befüllens der Form die Luft und Schaumpartikel beispielsweise nicht in einer Hauptrichtung durch den Formhohlraum, sondern es wird darin normalerweise eine Luftzirkulation geschaffen. Tatsächlich werden die Schaumpartikel und die Luft mittig durch eine der Endwände in den Formhohlraum in Richtung auf die gegenüberliegende Endwand geblasen, wo der Fluss aus Luft und Schaumpartikeln in einem hohen Maße abgelenkt wird, um entlang der Seitenwände in Richtung auf die Endwand zurückzukehren, durch die sie injiziert wurden. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Zirkulation wird der Formhohlraum nicht gleichförmig von der Rückseite zur Vorderseite hin befüllt, da die Schaumpartikel zu Beginn durch den Luftstrom von der gegenüberliegenden Endwand weggeblasen werden, anstatt darauf abgelegt zu werden. Infolgedessen, wenn die Form fast gefüllt ist, drängt der Fluss von Luft und Partikeln in den Formhohlraum die Schaumpartikel hauptsächlich in Richtung auf die gegenüberliegende Endwand, so dass in dieser Richtung eine größere Kraft auf das Gemisch ausgeübt wird, was zu einem unerwünschten Dichtegradienten führt. Wenn kleinere Seitenhohlräume, die in dem Haupthohlraum enden, in der Form vorgesehen sind, ist es des weiteren schwierig, eine ausreichende Menge von Schaumpartikeln in diesen Seitenhohlräumen bereitzustellen, insbesondere, wenn sie in der oberen Wand der Form vorgesehen sind. Im Allgemeinen ist es tatsächlich schwieriger, die Oberseite als die Unterseite der Form zu füllen. Um die gewünschte gleichförmige Dichte zu erzielen, ist es daher beispielsweise notwendig, eine zusätzliche mechanische Komprimierung der Schaumpartikel in den Seitenhohlräumen und/oder in dem oberen Teil der Form bereitzustellen.
Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren für die Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum vorzuschlagen, das eine bessere Kontrolle der Dichteverteilung des Gemisches in dem Formhohlraum ermöglicht, insbesondere im Fall von komplexeren Formhohlräumen, und das ebenso das Erzielen eines Dichtegradienten ermöglicht, falls gewünscht, ohne dass dazu eine mechanische Komprimierung ausgeführt werden muss, sobald das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt wird.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird der Gasfluss durch den Formhohlraum kontrolliert, wenn das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt wird, um für eine vorher festgelegte Zeitspanne eine Mindestfließgeschwindigkeit zu erzielen, die in normalen m³ Gas pro Minute angegeben wird, von mindestens 500 mal, vorzugsweise mindestens 1000 mal und am Bevorzugtesten 2000 mal das in m³ ausgedrückte innere Volumen V, das der Formhohlraum aufweist, wenn die Einlassöffnung geschlossen ist, um das Gemisch so zu komprimieren, dass es sich beim Schließen der Einlassöffnung in einem ersten komprimierten Zustand befindet.
Wenn so hohe Fließgeschwindigkeiten verwendet werden, kann die Form zuallererst mit einer relativ großen Einlassöffnung versehen werden, da das in den Formhohlraum eingeführte Gemisch darin in ausreichendem Maß durch den Gasfluss komprimiert werden kann, selbst wenn die Form eine große Einlassöffnung aufweist. Ein Vorteil des Vorhandenseins einer solch großen Einlassöffnung ist, dass unkontrollierte Luftzirkulationen innerhalb des Formhohlraums einfacher zu vermeiden sind, so dass die Schaumpartikel auf der inneren Fläche der Form oder übereinander direkt abgelegt werden können, ohne zuerst in dem Formhohlraum umherzuwirbeln. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine solch große Einlassöffnung eine bessere Kontrolle darüber ermöglicht, wo die Partikel in den Formhohlraum eingeführt und abgelegt werden. Die hohen Fließgeschwindigkeiten, die in Übereinstimmung mit dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung erzeugt werden, ermöglichen es des weiteren, den Gasfluss über einen größeren Oberflächenbereich aufzuteilen, insbesondere über verschiedene Zonen, in denen das Gas aus dem Formhohlraum herausfließt, während ein immer noch ausreichender Gasfluss in jeder Zone aufrechterhalten wird, um das Gemisch in allen dieser Zonen gegen die Wand des Formhohlraums gepresst zu halten. Auf diese Weise kann nicht nur das Gemisch in verschiedene Bereiche in dem Formhohlraum geleitet werden, sondern auch die Verdichtung des Gemischs in den verschiedenen Zonen des Formhohlraums kontrolliert werden, um die Menge von Partikeln in den verschiedenen Formbereichen bereitzustellen, die zum Erzielen der gewünschten Dichteverteilung innerhalb des Artikels aus geformten und gebundenem Schaum erforderlich sind. Die Mengen von Partikeln können insbesondere kontrolliert werden, um eine gleichförmige Dichte zu erzielen, aber das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch die Herstellung von Teilen aus gebundenem Schaum mit einem gewünschten Dichtegradienten, beispielsweise Teilen, die dichtere oder starrere hervorspringende Kanten aufweisen. In den Verfahren nach dem bekannten Stand der Technik, bei denen ein Luftstrom verwendet wird, um die Schaumpartikel in den Formhohlraum zu blasen, werden viel niedrigere Fließgeschwindigkeiten verwendet, weil nur eine niedrige Fließgeschwindigkeit erforderlich ist, um das Gemisch durch das relative kleine Transportrohr und die Einlassöffnung in den Formhohlraum zu blasen, selbst wenn der Formhohlraum fast gefüllt ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Form verwendet, deren Einlassöffnung, gemessen entlang einer flachen, zur Einlassöffnung parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, und deren Formhohlraum, parallel zu der flachen Ebene gemessen, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert liegt, wobei der vorab festgelegte Oberflächenbereich mindestens gleich 30%, vorzugsweise 45% und am Bevorzugtesten 60% des maximalen Querschnitts-Oberflächenbereichs ist.
Wie bereits oben erläutert wurde, bietet der Einsatz einer großen Einlassöffnung zwei Hauptvorteile. Zuerst ermöglicht er eine bessere Kontrolle, insbesondere eine mechanische Kontrolle dessen, wo die Partikel in dem Formhohlraum abgelegt werden. Zweitens können unkontrollierte Luftzirkulationen leichter vermieden werden, indem Luft oder Gas in den Formhohlraum in einem Hauptstrom über die gesamte Oberfläche der Einlassöffnung eintreten können. Aufgrund der relativ großen Größe dieser Öffnung im Vergleich mit dem Formhohlraum bleibt nicht viel Raum neben dem Hauptgasfluss in den Formhohlraum übrig, um eine Gaszirkulation innerhalb des Formhohlraums zu ermöglichen. Verglichen mit anderen vorhandenen Verfahren zum Herstellen eine Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum in einer offenen Form ermöglicht das Verfahrens gemäß diesem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung eine bessere Kontrolle der Menge von Partikeln in den verschiedenen Formbereichen dank der Tatsache, dass die in die Form eingeführten Partikel nicht lose aufeinander gestapelt sind, sondern durch den Gasfluss komprimiert werden. Aufgrund der Verdichtung der Partikel kann die erforderliche Menge an Partikeln in den verschiedenen Bereichen einfacher bereitgestellt werden. In gewissen Bereichen, in denen mehr Partikel erforderlich sind, ist es sogar möglich, sie in höherem Maß zu verdichten. Wenn das lose Gemisch aus Partikeln und Bindemittel eine sichtliche Dichte von d kg/m³ besitzt, wird der Gasfluss beispielsweise in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so kontrolliert, dass dieses Gemisch in einem ersten komprimierten Zustand, d. h. wenn die Form geschlossen ist, eine durchschnittliche Dichte von mindestens 1,5 × d kg/m³ und bevorzugt von mindestens 2,0 × d kg/m³ besitzt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Form eingesetzt, deren Einlassöffnung, gemessen entlang einer flachen, zur Einlassöffnung parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, wobei das in den Formhohlraum in mindestens einem Strom eingeführte Gemisch, ebenfalls gemessen entlang der flachen Ebene, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der kleiner als der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung ist. Beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum wird der Gasfluss durch den Formhohlraum so gelenkt, dass er in diesen Formhohlraum mindestens teilweise durch den Bereich der Einlassöffnung neben dem Gemischstrom eintritt, und wird kontrolliert, um das Gemisch in dem Formhohlraum so zu komprimieren, dass es sich beim Schließen der Einlassöffnung in einem ersten komprimierten Zustand befindet.
Da der Strom des Gemischs in den Formhohlraum in diesem Ausführungsbeispiel nur einen Abschnitt der Einlassöffnung belegt, ist es möglich, das Gemisch mechanisch in gewisse Bereiche in dem Formhohlraum zu lenken, um die erforderliche Menge an Partikeln in diesen Bereichen bereitzustellen. Durch das Komprimieren des Gemischs in dem Formhohlraum mittels des Gasflusses durch die Einlassöffnung kann diese Einlassöffnung nicht nur größer als der Strom des Gemischs gemacht werden, das in den Formhohlraum eintritt, sondern das Gemisch wird außerdem so gegen die innere Fläche des Formhohlraums gepresst gehalten, dass die erforderliche Menge an Gemisch in den verschiedenen Bereichen des Formhohlraums abgelegt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt worden ist, wird die Erzeugung des Gasflusses durch den Formhohlraum im wesentlichen fortgesetzt, bis die Einlassöffnung geschlossen wird, wobei der Gasfluss durch den Formhohlraum sowohl beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum als auch nach dem Einführen des Gemischs in diesen so kontrolliert wird, dass das Gemisch durch den Gasfluss komprimiert wird und sich nach dem Schließen der Einlassöffnung in einem ersten komprimierten Zustand befindet.
Ein Vorteil der Fortsetzung des Gasflusses durch den Formhohlraum, bis die Einlassöffnung im wesentlichen geschlossen ist, besteht darin, dass eine größere Einlassöffnung in der Form bereitgestellt werden kann, ohne dass eine stärkere Komprimierung des Gemischs erforderlich ist, wenn es in den Formhohlraum eingeführt wird. Durch den fortgesetzten Gasfluss wird das Gemisch tatsächlich daran gehindert, sich wieder auszudehnen, wenn die Einlassöffnung geschlossen wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Gasfluss durch den Formhohlraum während der Einführung des Gemischs zumindest teilweise durch Ansaugen von Gas aus dem Formhohlraum erzeugt, wobei insbesondere mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 90% und am Bevorzugtesten im wesentlichen 100% des Gasflusses aus dem Formhohlraum herausgesaugt werden.
Durch Heraussaugen mindestens eines Anteils des durch den Formhohlraum fließenden Gases aus diesem Hohlraum kann das in den Formhohlraum eingeführte Gemisch leichter in die gewünschten Bereiche auf der inneren Formfläche gelenkt und dort in einem komprimierten Zustand gehalten werden. Es ist des Weiteren ebenfalls einfacher, ein unkontrolliertes Zirkulieren von Luftströmen innerhalb des Formhohlraums zu vermeiden, wenn die Luft aus dem Formhohlraum herausgesaugt wird, anstatt die Luft unter Druck in den Formhohlraum hineinzublasen. Das Ansaugen von Schaumpartikeln, anstatt sie in eine Form hineinzublasen, ist per se bereits bekannt aus DE-C-28 21 410. Bei diesem bekannten Verfahren werden dehnbare Polystyrol-Partikel in eine Form gesaugt und dort mit Hilfe von Dampf gedehnt und gebunden. Ein wesentlicher Unterschied zum Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass bei diesem bekannten Verfahren kein Bindemittel verwendet werden muss, und dass die Partikel noch nicht ausgedehnt sind, wenn sie in die Form eingeführt werden. Auf diese Weise sind die Partikel leichter in die Form einzuführen und müssen insbesondere nicht komprimiert werden. DE-C-38 21 410 lehrt sogar explizit, jede Komprimierung der Partikel beim Einführen in die Form zu vermeiden, um eine gleichförmige Dichte erzielen zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vor allem eine Form verwendet, deren Formhohlraum, wenn Gemisch darin eingeführt wird, begrenzt ist durch Wände, welche die Einlassöffnung für das Gemisch aufweisen, und die des weiteren mit Gaseinlass- und/oder – auslassöffnungen zum Erzeugen des Gasflusses durch den Formhohlraum versehen sind, wobei die Gaseinlass- und/oder – auslassöffnungen und die Einlassöffnung in mindestens drei verschiedenen Zonen angeordnet sind, wobei der Gasfluss durch die Öffnungen und/oder die Einlassöffnung beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum kontrolliert wird. Der Gasfluss kann insbesondere durch Festlegen der Anzahl und Größe der Öffnungen in den verschiedenen Zonen kontrolliert werden, oder, wenn eine Ansaugeinheit verwendet wird, durch Kontrollieren der Gasmenge, die aus dem Formhohlraum in den jeweiligen Zonen herausgesaugt wird. Durch Kontrollieren des Gasflusses in den verschiedenen Zonen kann eine vorab festgelegte Dichteverteilung, die sich normalerweise von einer gleichförmigen Dichte unterscheidet, nach dem Einführen des Gemischs in die Form erzielt werden. Wenn der Formhohlraum geschlossen ist, kann anschließend ein weiterer Gasfluss durch den Formhohlraum erzeugt werden, insbesondere in eine Richtung, die entgegengesetzt zur Richtung des ersten Gasflusses verläuft, um die gewünschte endgültige Dichteverteilung zu erhalten.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Herstellen von Artikeln aus geformtem und gebundenem Schaum, ausgehend von Partikeln, einschließlich Schaumpartikeln. Die Einrichtung umfasst eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Bindemittels auf die Partikel, um ein Gemisch aus Partikeln und Bindemittel herzustellen, eine Form, die einen Formhohlraum besitzt, der eine Einlassöffnung aufweist und so angeordnet ist, dass die Artikel darin geformt werden, Mittel zum Einführen einer Menge des Gemischs durch die Einlassöffnung in den Formhohlraum, Mittel zum Erzeugen eines Gasflusses durch den Formhohlraum beim Einführen des Gemischs, und Mittel zum Schließen des Einlassöffnung, nachdem das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt worden ist.
Erfindungsgemäß ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen des Gasflusses angeordnet sind, um einen Gasfluss durch den Formhohlraum zu erzeugen, wobei, wenn das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt wird, über eine vorab festgelegte Zeitspanne eine Mindestfließgeschwindigkeit erreicht wird, die in normalen m³ Gas pro Minute ausgedrückt wird, von mindestens 500 mal, vorzugsweise mindestens 1000 mal und am Bevorzugtesten 2000 mal das in m³ ausgedrückte innere Volumen V, das der Formhohlraum aufweist, wenn die Einlassöffnung geschlossen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung in dem Formhohlraum, gemessen entlang einer flachen, zur Einlassöffnung parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, und der Formhohlraum, parallel zu der flachen Ebene gemessen, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert liegt, wobei der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung mindestens gleich 30%, vorzugsweise 45% und bevorzugter 60% des maximalen Querschnittsbereichs beträgt.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einiger besonderer Ausführungsformen des Verfahrens und der Einrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum offenkundig. Diese Beschreibung dient nur zur Veranschaulichung und soll den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Die in dieser Beschreibung verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die folgenden Zeichnungen im Anhang:
1 zeigt eine Perspektivansicht eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum, insbesondere eine Kopfstütze, die mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
2 zeigt schematisch im Querschnitt entlang der Linien II –II in 3 eine Vorderansicht einer Form zum Herstellen des in 1 dargestellten Artikels;
3 zeigt schematisch im Querschnitt entlang der Linien III –III in 2 eine Seitenansicht der Form, die in 2 dargestellt ist;
4 bis 7 sind 3 sehr ähnlich und stellen die verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum dar, der in 1 dargestellt ist;
8 ist eine schematische Zeichnung der Gebläseeinheit und der Rohrleitungen und Ventile, die diese Gebläseeinheit mit der in den vorherigen Figuren dargestellten Form verbinden, um den erforderlichen Gasfluss durch diese Form zu erzeugen, wenn darin der Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum hergestellt wird; und
9 ist eine schematische Ansicht der Einrichtung mit der in den vorherigen Figuren dargestellten Form und den Vorrichtungen zum Mischen der Schaumpartikel mit einem Bindemittel und zum Einführen des Gemischs in den Formhohlraum.
Der in 1 dargestellte Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum ist eine Kopfstütze für einen Autositz, umfassend ein Teil 1 aus geformtem und gebundenem Schaum und eine Metalleinlage 2 zu dessen Befestigung am Autositz. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch zum Herstellen von verschiedenen Arten von Artikeln aus geformtem und gebundenem Schaum verwendet werden, die verschiedene Formen aufweisen und verschiedene Härten und/oder Dichten besitzen. Es kann beispielsweise zum Herstellen von Kissen für Sitze, Elementen zum Isolieren oder Verpacken von verschiedenen Artikeln, starreren Stützelementen usw. verwendet werden.
Die Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum werden normalerweise aus Schaumabfällen hergestellt, insbesondere aus Zuschneideschaum, der als Abfall anfällt, wenn Formen aus größeren Schaumstücken ausgeschnitten werden. Der Schaum kann insbesondere aus verschiedenen Arten von Polyurethanschaum bestehen, einschließlich flexiblem, halbflexiblem und starren Schaumstoffen, offen- und geschlossenzelligen Schaumstoffen, Netzschaumstoffen usw., es können aber auch andere, nicht aus Polyurethan bestehende Schaumstoffarten verwendet werden. Die Schaumstücke werden in Partikel der gewünschten Größe zerkleinert, entweder durch Zermahlen oder Schreddern oder Zerschneiden, wie in EP-B-0 679 168 offenbart. Die erhaltenen Partikel weisen normalerweise für mehr als 80 Volumenanteile, vorzugsweise für mehr als 90 Volumenanteile ein Volumen zwischen 0,15 und 25 cm³ auf, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 cm³. Zusätzlich zu den Schaumpartikeln oder -flocken können andere Partikel zum Herstellen des geformten und gebundenen Schaums verwendet werden, beispielsweise Hartplastik-, Gummi-, Holz- oder Korkpartikel.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Schaumpartikel, die zum Herstellen des Artikels aus verbundenem Schaum verwendet werden, flexible Schaumpartikel, die insbesondere eine Kompressionshärte aufweisen, die in Übereinstimmung mit der Norm DIN 53577 gemessen wird, die kleiner als 15 kPa und insbesondere kleiner als 10 kPa ist. Diese flexiblen Schaumpartikel bilden vorzugsweise mindestens 30 Volumenanteile und insbesondere mindestens 50 Volumenanteile der Partikel, die zum Herstellen des gebundenen Schaums verwendet werden. Diese Partikel umfassen des Weiteren vorzugsweise mindestens 50 Volumenanteile und bevorzugter mindestens 75 Volumenanteile von offenzelligen Schaumpartikeln mit einem offenzelligen Gehalt von mindestens 50%. Das Vorhandensein solcher flexibler, vorzugsweise offenzelliger Schaumpartikel wirkt sich nicht nur auf die Härte des geformten und gebundenen Schaums aus, sondern bestimmt auch die gesamte oder offenkundige Komprimierbarkeit der losen Partikel. Das Vorhandensein von offenzelligen Schaumpartikeln erhöht des weiteren die Luftdurchlässigkeit der losen Flocken in der Form und damit die Fließgeschwindigkeit des Gases, die durch den Formhohlraum erzielt werden kann, und die daraus resultierende Komprimierung des darin eingeführten Gemischs, wie später beschrieben wird.
Um den gebundenen Schaum herstellen zu können, werden die Partikel zuerst mit einem Bindemittel gemischt. Dieses Bindemittel ist beispielsweise ein Elastomer-Bindemittel auf Gummibasis oder ein Polyurethankleber, insbesondere ein Polyurethan-Vorpolymer mit freien NCO-Gruppen, das in Anwesenheit von Feuchtigkeit ausgehärtet werden kann, insbesondere in der Anwesenheit von Dampf. Normalerweise besitzen solche Vorpolymere einen freien NCO-Gehalt von 5 bis 25%, und insbesondere zwischen 5 und 15%. Das Polyurethan-Vorpolymer ist vorzugsweise ein Vorpolymer, das aus TDI und/oder MDI und herkömmlichen Polyolen hergestellt wird, die für die Produktion von weichen Polyurethan-Schaumstoffen verwendet werden. Die Menge des zu den Partikeln zugesetzten Bindemittels umfasst vorzugsweise 3 bis 20% und bevorzugter 5 bis 15% des Gesamtgewichts der Partikel. Das Bindemittel kann beispielsweise auf die Artikel aufgesprüht werden, während sie durchgerührt werden.
Nach dem Aufbringen des Bindemittels auf die Partikel wird eine Menge des Gemisches aus Partikeln und Bindemittel durch eine Einlassöffnung in den Hohlraum einer Form eingeführt, in der das Gemisch aus Partikeln und Bindemittel komprimiert wird. Die Einlassöffnung wird anschließend geschlossen und das Bindemittel kann mit dem Gemisch aushärten oder sich in einem komprimierten Zustand binden, um den Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum zu bilden. Zum Erhöhen der Aushärtungsgeschwindigkeit kann Dampf in die Form injiziert werden.
Ein Problem beim Herstellen von Artikeln aus geformtem und gebundenem Schaum ist, dass die hergestellten Artikel eine vorab festgelegte Dichteverteilung aufweisen sollen. Die hergestellten Artikel sollen beispielsweise eine gleichförmige Dichte aufweisen, so dass der gebundene Schaum eine gleichförmige Härte besitzt und insbesondere keine harten oder weichen Bereiche aufweist. Solche Probleme treten vor allem dann auf, wenn der Formhohlraum engere Seitenhohlräume aufweist, in denen die Schaumdichte normalerweise niedriger ist. In anderen Fällen können starrere Zonen in den Artikeln aus geformtem und gebundenem Schaum erforderlich sein, beispielsweise im Fall von vorspringenden oder nach oben stehenden Kanten. Da solche vorspringenden Teile in Vertiefungen in der Formfläche hergestellt werden, ist es klar, dass die Bereitstellung größerer Mengen von Partikeln in solchen Vertiefungen zusätzliche Probleme verursacht.
2 bis 9 stellen eine besondere Ausführungsform einer Einrichtung und eines Verfahrens gemäß der Erfindung dar, die eine bessere Kontrolle der Dichteverteilung in dem Formhohlraum und damit in dem Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum ermöglichen.
In der Gesamtansicht von 9 umfasst die Einrichtung eine Anzahl von Speichersilos 3 mit verschiedenen Arten von Partikeln, insbesondere mit Schaumpartikeln oder Schaumflocken verschiedener Größen, Dichten oder Härten, oder mit anderen Arten von Partikeln, wie beispielsweise Gummi-, Kork- und/oder Kunststoffpartikeln. Die erforderliche Menge der verschiedenen Arten von Partikeln wird in einen Mischer bzw. eine Mischpumpe 4 eingeführt, die beispielsweise eine mittlere Drehwelle 5 aufweist, die mit Mischpaddeln 6 versehen ist. Wenn die Partikel gemischt werden, wird das Bindemittel mittels einer Bindemittel-Aufsprühvorrichtung 7 auf die Partikel gesprüht. Wenn ein gründlich durchgemischtes Gemisch erreicht ist, wird die erforderliche Menge des Gemischs über einen Trichter 8 mit einer Zufuhrvorrichtung 9 zum Formhohlraum 10 transportiert. Um eine mechanische Verteilung der Partikel in dem Formhohlraum 10 zu ermöglichen, wird eine Anpassungseinrichtung 11 des Weiteren zwischen der Zufuhrvorrichtung 9 und dem Formhohlraum 10 angeordnet.
In 4 sind einige weitere Details eines bevorzugten Trichters 8 mit der Zufuhrvorrichtung 9 dargestellt. Das in den Trichter 8 eingeführte Gemisch wird auf einer vibrierenden Rinne 9 als der Zufuhrvorrichtung abgelegt. Diese vibrierende Rinne 9 umfasst einen Rüttler 12, der unterhalb der Rinne befestigt ist und veranlasst, dass die Rinne in einer solchen Frequenz vibriert, dass die Partikel vorwärts bewegt werden, ungeachtet der Tatsache, dass die Rinne selber im wesentlichen horizontal verläuft. Das freie Ende der vibrierenden Rinne 9 ist über der Einlassöffnung 13 der Form 14 positioniert, in welcher der Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum hergestellt werden soll. Ein Vorteil des Einsatzes einer vibrierenden Rinne 9 mit einem flachen Boden ist, dass die Partikel durch die Vibrationen nicht nur zu dem Ende transportiert werden, das über der Form 14 liegt, sondern dass sie auch ganz gleichmäßig in der Querrichtung der Rinne 9 verteilt werden. Demzufolge können die Partikel homogen über die Breite w der Einlassöffnung 13 aufgeteilt werden, zumindest wenn die Rinne 9 eine Breite aufweist, die mindestens gleich der Breite w dieser Einlassöffnung ist. Der Trichter 8 mit der vibrierenden Rinne 9 kann in senkrechter Richtung zur Breite der Einlassöffnung 13 bewegt werden, insbesondere in eine Richtung, die durch den Doppelpfeil 15 angegeben ist, um das Gemisch auch in dieser Richtung über die Länge I der Einlassöffnung 13 zu verteilen.
In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist eine solche Bewegung zum Verteilen des Gemischs über die Länge I der Einlassöffnung 13 dank der Anpassungsvorrichtung 11 jedoch nicht erforderlich, die zwischen der vibrierenden Rinne 9 und der Einlassöffnung 13 vorgesehen ist. Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst diese Anpassungsvorrichtung 11 einen rechtwinkligen röhrenförmigen Teil 16, der mit zwei nach außen vorspringenden Stützachsen 17 versehen ist, mittels derer er in Halterungen 18 so aufgehängt ist, dass er entlang des Doppelpfeils 19 schwenken kann, um das Gemisch durch die Einlassöffnung 13 in den Formhohlraum 10 zu führen. In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform muss dies manuell ausgeführt werden, aber es ist natürlich möglich, ein automatisches, beispielsweise pneumatisches oder elektrisches Kontrollsystem bereitzustellen.
Um auch den Strom der Partikel über die Breite w der Einlassöffnung 13 modifizieren zu können, sind zunächst Seitenklappen 20 in der Anpassungsvorrichtung 11 vorgesehen, die gemäß den Doppelpfeilen 21 gelenkig verbunden sein können, um die Breite des Stroms an die Breite w der Einlassöffnung 13 anzupassen. Wenn mehr Partikel in bestimmte Bereiche in dem Formhohlraum geleitet werden müssen, können weitere Scharnierklappen 22 innerhalb des röhrenförmigen Anpassungsvorrichtungsteils 16 bereitgestellt werden. Die verschiedenen Klappen können in einer bestimmten Längs- oder Winkelposition (jeweils gemäß den Pfeilen 21, 23 und 24) befestigt werden, oder es ist auch möglich, einen automatischen, beispielsweise einen pneumatischen oder elektrischen Kontrollmechanismus bereitzustellen, der es ermöglicht, die Position der Klappen beim Befüllen des Formhohlraums 10 zu verändern.
Um einen Gasfluss durch den Formhohlraum 10 erzeugen zu können, ist dieser Formhohlraum in der in den Zeichnungen dargestellten Form begrenzt, einerseits durch perforierte Wände 25, die einen unteren Formteil bilden, und andererseits durch einen perforierten Deckel 26, der einen abnehmbaren oberen Formteil bildet, der die Einlassöffnung 13 in dem unteren Formteil schließt. Die Perforationen in den Wänden 25 bilden Gaseinlass- und/oder -auslassöffnungen, durch die der erforderliche Gasfluss durch den Formhohlraum 10 erzeugt werden kann, wenn das Gemisch darin eingeführt wird, insbesondere ein Gasfluss, der das Gemisch in den Formhohlraum presst. Zum Erzeugen dieses Gasflusses umfasst die Einrichtung eine Gaspumpeinheit 27, insbesondere ein Gebläse, das nicht ausgelegt ist, um ein hohes Vakuum oder einen hohen Druck zu erzeugen, sondern als eine Vakuumpumpe, die im Gegenteil zum Erzeugen einer relativ hohen Fließgeschwindigkeit ausgelegt ist. Das Gebläse als solches ermöglicht es beispielsweise, eine Fließgeschwindigkeit zu erzeugen, die größer als 5 m³/min ist, vorzugsweise höher als 10 m³/min, während ein Druckunterschied von 100 mbar erzeugt wird, wobei das Gebläse in der Lage ist, beispielsweise einen Druckunterschied von bis zu 500 mbar zu erzeugen.
Die Perforationen in den Wänden 25 des Formhohlraums 10 können verschiedene Formen aufweisen und können insbesondere kreisförmig, quadratisch, rechtwinklig, länglich, kreuzförmig usw. sein. Die Größe der Pertorationen ist vorzugsweise klein genug, um starre Kugeln mit einem Durchmesser von mehr als 3 mm zurückzuhalten, der vorzugsweise größer als 2 mm und noch bevorzugter größer als 1 mm ist. Die Wände 25, und damit die darin enthaltenen Perforationen, können mit einem luftdurchlässigen Tuch abgedeckt werden, beispielsweise mit einem gewebten oder vorzugsweise mit einem Vliestuchmaterial, das an dem Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum anhaftet. Der Vorteil des Einsatzes eines solchen Abdeckungsmaterials ist, dass die Schaumpartikel daran gehindert werden, die Perforationen zu durchqueren, wenn sie zu groß sind, und dass das Tuchmaterial, das an der Fläche des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum aufgrund des Bindemittels anhaftet, das zur Herstellung des geformten und gebundenen Schaums verwendet wurde, die Oberflächeneigenschaften von mindestens einem Teil der Oberfläche des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum verbessern und es auch erleichtern kann, einen Webstoff oder eine andere Abdeckung über den Artikel zu ziehen. Anstatt perforiert zu sein, können die Wände des Formhohlraums auch zumindest teilweise aus luftdurchlässigen Materialien gefertigt sein, insbesondere aus Sintermaterialien. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Wände des Formhohlraums über die gesamte innere Fläche des Formhohlraums (abgesehen von der Einlassöffnung) eine durchschnittliche Luftdurchlässigkeit auf, die höher oder gleich der Luftdurchlässigkeit einer Metallplatte mit einer Dicke von 1 mm ist, und besitzen zylindrische Perforationen mit einem Durchmesser von 1 mm, die 4 bis 60%, vorzugsweise 8 bis 40% und noch bevorzugter 12 bis 30% der Fläche der Metallplatte bedecken. Mit anderen Worten, wenn ein Druckunterschied auf die Wände des Formhohlraums ausgeübt wird, wird eine gleiche oder höhere Luftfließgeschwindigkeit erhalten, als wenn dieser Druckunterschied über die Metallplatte über einem Flächenbereich ausgeübt wird, der gleich dem Innenflächenbereich der Wände des Formhohlraums ist. Wenn ein Tuchmaterial an die Wände des Formhohlraums angelegt wird, bevor das Gemisch aus Bindemittel und Partikeln darin eingeführt wird, muss die durchschnittliche Luftdurchlässigkeit der abgedeckten Wände in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung berücksichtigt werden.
Wie in 8 dargestellt, weist das Gebläse 27 einen Auslass auf, der an einen Gebläsekollektor 28 angeschlossen ist, und einen Einlass, der über einen Filter 29 an einen Ansaugkollektor 30 angeschlossen ist. Der Gebläsekollektor 28 ist mit einem Auslassventil 31 versehen, das es ermöglicht, Gas an die Umgebung abzugeben, während der Ansaugkollektor 30 mit einem Umgehungsventil 32 versehen ist, das es ermöglicht, zusätzliche Luft aus der Umgebung anzusaugen. Zum Erzeugen des Gasflusses durch den Formhohlraum sind die Öffnungen in den Wänden 25 des unteren Formteils in drei Zonen I, II, III angeordnet, die jeweils durch eine Rohrleitung über Strombegrenzungsventile I_a, II_a und III_a entweder über Sperrventile 1b, 11b und 111b mit dem Gebläsekollektor 28 oder über Sperrventile I_c, II_c und III_c mit dem Ansaugkollektor 30 verbunden sind. In 8 ist eine gleiche Anzahl von Strombegrenzungsventilen und Sperrventilen für den oberen Formteil dargestellt, aber da dieser obere Formteil in den Zeichnungen nur aus dem perforierten Deckel 26 besteht, der nicht in Zonen eingeteilt ist, werden nur das Strombegrenzungsventil IV_a und die Sperrventile IV_b und IV_c verwendet.
In den Zeichnungen sind die vier Zonen der inneren Fläche des Formhohlraums 10 nicht nur auf der Form selbst angegeben, sondern in 1 auch auf dem Artikel 1 aus geformtem und gebundenem Schaum.
In 2 und 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Rohrleitungen, die von Gebläse- 28 und Ansaugkollektor 30 wegführen, in koaxialen Hohlräumen 33, 34, 35 enden, die den unteren Teil der Form umschließen. Hohlraum 33 umgibt Zone I bzw. den Bodenabschnitt der Form, Hohlraum 34 die Zone II, die über dem Bodenabschnitt liegt, und Hohlraum 35 die Zone III bzw. den obersten Abschnitt des unteren Formteils. Für den oberen Formteil könnten ähnliche koaxiale Hohlräume bereitgestellt werden. Da in der Ausführungsform, die in den Zeichnungen dargestellt ist, der obere Teil der Form nur aus dem perforierten Deckel besteht, ist nur eine Rohrleitung mit einem einzigen Hohlraum 36 verbunden, der über der Form vorgesehen ist.
Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf 4 bis 7 beschrieben.
In einem ersten Schritt, der in 4 dargestellt ist, wird der Einsatz 2 in der Form 14 positioniert, und das Gemisch aus Partikeln und Bindemittel wird darin über die Anpassungsvorrichtung 11 und die Einlassöffnung 13 eingeführt. Während dieses Befüllungsschritts können alle Hohlräume 33, 34, und 35 mit dem Ansaugkollektor 30 so verbunden werden, dass Luft über die gesamte innere Fläche 25 des unteren Formteils aus dem Formhohlraum 10 angesaugt werden kann. In jeder Zone I, II und III kann der Luftstrom mittels der Strombegrenzungsventile I_a, II_a und III_a angepasst werden. Beim Befüllen des Formhohlraums wird die Anpassungsvorrichtung entlang des Doppelpfeils 19 geschwenkt, um das Gemisch über den Formhohlraum zu verteilen, wobei mehr Partikel über der linken Seite eingeführt werden angesichts der größeren Tiefe der Form auf dieser Seite. Während des Befüllungsschritts wird der Gasfluss durch den Formhohlraum 10 vorzugsweise so kontrolliert, dass die Partikel direkt auf der inneren Fläche der Form oder übereinander abgelegt werden, wobei sie im wesentlichen nicht im Formhohlraum zirkulieren. Mittels der Anpassungsvorrichtung 11 kann das Gemisch daher in den erforderlichen Bereichen des Formhohlraums abgelegt werden. In Bereichen, in denen eine größere Menge des Gemischs oder eine größere Dichte erforderlich ist, kann die Fließgeschwindigkeit der Luft so erhöht werden, dass eine höhere Verdichtung in diesem Bereich erzielt wird. In gewissen Bereichen, in denen eine geringere Dichte erforderlich ist, könnte man sogar in Betracht ziehen, Luft in den Formhohlraum einzublasen, indem die jeweilige Zone an den Gebläsekollektor angeschlossen wird. Wenn eine höhere Dichte beispielsweise in der unteren Zone des Formhohlraums erforderlich ist, um starrere, nach unten vorspringende Teile zu erzielen, könnten die Ventile II_a und III_a beispielsweise geschlossen werden, während das Ventil I_a zu 100% geöffnet wird, so dass das Gemisch gegen den Boden des Formhohlraums 10 gepresst wird.
Wie aus 4 ersichtlich ist, weist der Gemischstrom, der in den Formhohlraum 10 durch die Einlassöffnung 13 eintritt, einen Querschnitts-Oberflächenbereich auf, der kleiner ist als der Flächenbereich der Einlassöffnung. Auf diese Wiese kann der Gemischstrom innerhalb der Einlassöffnung bewegt werden, um das Gemisch in den erforderlichen Bereichen in dem Formhohlraum abzulegen, wobei das Gemisch daran gehindert wird, durch die Einlassöffnung neben dem Strom des Gemischs zu entweichen, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass entlang des Gemischstroms ein Luftstrom durch die Einlassöffnung in den Formhohlraum erzeugt wird. In 4 werden beide Flächenbereiche in einer horizontalen flachen Ebene durch die Einlassöffnung gemessen. Im Allgemeinen müssen die Flächenbereiche in einer flachen Ebene durch die Einlassöffnung gemessen werden, die sich parallel dazu erstreckt.
In der dargestellten Ausführungsform ist es nicht nur möglich, die Position des Gemischstroms in der Einlassöffnung zu kontrollieren, sondern es ist auch möglich, dessen Richtung und Form zu kontrollieren, insbesondere durch die Schwenkbewegung der Anpassungsvorrichtung 11 und durch die Bewegung der Klappen 20, 22 in der Anpassungsvorrichtung.
Ein vorteilhaftes Merkmal der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist des Weiteren, dass die Einlassöffnung 13 in der oberen Seite des Formhohlraums 10 vorgesehen ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass das Gemisch in den Formhohlraum wenigstens teilweise durch die Schwerkraft eingeführt wird, und dass das Gemisch einfacher und genauer an den gewünschten Stellen am Boden des Formhohlraums abgelegt werden kann. Beim Ansaugen durch die Seitenwände in den Zonen II und III wird ein Anteil des Gemischstroms in den Formhohlraum durch diese Seitenwände so abgelenkt, dass das Gemisch auch allmählich an den Seitenwänden abgelegt wird, wenn es in den Formhohlraum fällt. Wenn das Gemisch durch eine Seitenwand eingeführt wird, muss das Gemisch im Gegensatz dazu durch den Luftstrom über dem Boden des Formhohlraums vorwärts geblasen werden, wodurch es besonders im Fall von längeren Formhohlräumen schwieriger wird, das Gemisch in den gewünschten Bereichen abzulegen, da das Gemisch dazu neigt, sich durch Schwerkraft und Reibung in einer gewissen Entfernung von der Einlassöffnung auf dem Boden des Formhohlraums zu sammeln.
Wenn das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt worden ist, wird der Deckel 26 auf der Einlassöffnung 13 positioniert, um diese Öffnung zu schließen, wie in 5 dargestellt. In diesem Schritt wird der Gasfluss vorzugsweise beibehalten, bis die Form geschlossen ist. Auf diese Weise bleibt das Gemisch komprimiert. Um zu vermeiden, dass wirbelnde Gasbewegungen das Gemisch aus dem Formhohlraum herausblasen, wenn der Deckel geschlossen wird, wird vorzugsweise ein perforierter oder gasdurchlässiger Deckel eingesetzt. Die Fließgeschwindigkeit der Luft durch den Formhohlraum kann auch reduziert werden, sobald das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt worden ist, da für das Beibehalten des komprimierten Gemischs eine geringere Kraft erforderlich ist als für das Komprimieren des Gemischs. Statt den nach unten gerichteten Gasfluss fortzusetzen, bis der Formhohlraum geschlossen ist, ist es ebenfalls möglich, den Luftstrom zu stoppen, sobald der Formhohlraum gefüllt ist. In diesem Fall muss die Öffnung schneller geschlossen werden, weil sich das Gemisch wieder ausdehnt, sobald der Luftstrom gestoppt wird, oder das Gemisch muss stärker komprimiert werden als in 5 dargestellt, in der das Gemisch im wesentlichen nicht aus der Einlassöffnung 13 herausragt.
Im nächsten Schritt wird der Hohlraum 36 an der Oberseite der Form geschlossen, und ein Luftstrom kann in eine andere Richtung durch den Formhohlraum erzeugt werden, insbesondere in eine entgegen gesetzte Richtung, so dass die Luft durch den perforierten Deckel aus dem Formhohlraum herausfließt. Anstatt perforiert zu sein, könnte der Deckel auch aus einem gasdurchlässigen Material gefertigt sein, wie zum Beispiel einem gesinterten Material. Wie in 6 dargestellt, ist der obere Hohlraum 36 in diesem Schritt mit dem Ansaugkollektor 30 verbunden, während eine oder mehrere der unteren Hohlräume 33, 34, 35 mit dem Ansauggebläse verbunden sein können. In diesem Schritt ist das Auslassventil 31 vorzugsweise geöffnet, so dass der Gebläsekollektor unter atmosphärischem Druck steht. In der in 6 dargestellten Ausführungsform ist das Ventil I_a teilweise geschlossen, so dass nur ein kleiner, nach oben gerichteter Luftstrom durch den Boden erzeugt wird, (um zu vermeiden, dass die Dichte des Gemisches in den vertieften Abschnitten des Bodens zu niedrig wird), das Ventil II_a ist vollständig geöffnet, und das Ventil III_a ist geschlossen, so dass in diesem Schritt insbesondere die Dichte in Zone II durch den Ansaugteil des Gemischs in Zone IV, d. h. in dem Deckelabschnitt, reduziert wird. Durch eine entsprechende Einstellung der verschiedenen Ventile und durch Anpassen der Ansaugeinheit kann in diesem Schritt daher eine im wesentlichen gleichförmige Dichte erzielt werden, ungeachtet der Tatsache, dass während des Befüllungsschritts ein Dichtegradient erzeugt wurde. Wenn ein Dichtegradient andererseits gewünscht wird, beispielsweise eine höhere Dichte in der Bodenzone I, könnten die Ventile II_a und III_a geöffnet und das Ventil I_a geschlossen werden, so dass das meiste Gemisch während dieses Schritts zum Optimieren der Dichte in Zone I bleibt.
Nach dem Schritt zum Optimieren der Dichte wird Dampf durch das Gemisch geleitet, um das Bindemittel auszuhärten. Während dieses Bedampfungsschritts können die Ventile I_a und IV_a geöffnet werden, um einen nach oben gerichteten Gasfluss durch den Formhohlraum zu erzeugen. Während dieses Schritts kann in der oberen Zone IV eine weitere Komprimierung der Schaumpartikel erzielt werden, entweder um eine gleichförmige Dichte zu erhalten, oder um eine höhere Dichte in die ser oberen Zone zu erhalten, um einen starreren oberen Abschnitt des Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum herzustellen. Wie in 7 dargestellt ist, wird ein Abschnitt der Form nach dem Bedampfungsschritt entfernt, und der geformte Artikel wird entschalt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Gasfluss durch den Formhohlraum, wenn er mit dem Gemisch befüllt wird, durch Ansaugen von 100% dieses Gasflusses aus dem Formhohlraum erzeugt, wobei das in den Formhohlraum eintretende Gas zu 100% unter atmosphärischem Druck steht oder unter einem Druck, der etwas unter dem atmosphärischen Druck liegt aufgrund der Luftmenge, die in den Formhohlraum gesaugt wird. Anstatt den Gasfluss ausschließlich durch das Ansaugen von Gas aus dem Formhohlraum zu erzeugen, könnte auch in Betracht gezogen werden, eine Umhüllung um den obersten Abschnitt der Form bereitzustellen, in der ein oben genannter Umgebungsdruck geschaffen wird, beispielsweise ein Druck von 1,5 bar oder weniger. In diesem Fall ist kein Ansaugen in dem unteren Teil der Form erforderlich, jedoch werden zur besseren Kontrolle über die Bereiche, in denen die Partikel in dem Formhohlraum abgelegt werden, vorzugsweise mindestens 50% und bevorzugter mindestens 80% des Gasflusses immer noch aus dem Formhohlraum herausgesaugt. Durch das Heraussaugen des Gases aus dem Formhohlraum ist es insbesondere auch einfacher, unerwünschte Gaszirkulationen in dem Formhohlraum zu vermeiden, die eine gute Kontrolle der Stellen behindern, an denen die Partikel abgelegt werden.
Wie oben erläutert, muss nicht die gesamte Luft unter atmosphärischem Druck oder einem etwas niedrigeren Druck in den Formhohlraum eintreten, wenn der Formhohlraum befüllt wird. Es ist auch möglich, Luft unter einem höheren Druck in gewisse Zonen in dem Formhohlraum einzublasen. In einer bevorzugten Ausführungsform treten mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 70% und noch bevorzugter mindestens 90% des Gasflusses in den Formhohlraum unter atmosphärischem oder etwas geringerem als atmosphärischem Druck ein.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das in den Formhohlraum eingeführte Gemisch durch den Gasfluss so komprimiert wird, dass es sich in einem ersten komprimierten Zustand befindet, wenn der Deckel 16 geschlossen wird und ein Dichtegradient in dem Schaum vorhanden ist. In diesem ersten komprimierten Zustand kann das Gemisch in einem solchen Ausmaß aus der Öffnung herausragen, dass es durch den Deckel komprimiert wird, wenn er geschlossen wird. Eine solche Situation. kann insbesondere eintreten, wenn es sich um eine relativ große, aber flache Form handelt, wobei die Einlassöffnung einen großen Abschnitt der breiten Seite der Form einnimmt. Auf diese Weise können hohe Dichten, zumindest in gewissen Bereichen, durch die mechanische Komprimierung des Gemischs erzielt werden. Wie in den Zeichnungen dargestellt, kann das Gemisch auch in einer solchen Weise durch den Gasfluss komprimiert werden, dass es durch den Deckel nicht komprimiert wird, wenn er geschlossen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gemisch eine offenkundige Dichte von d kg/m³ vor dem Einführen in den Formhohlraum auf, und weist in dem ersten komprimierten Zustand eine durchschnittliche Dichte von mindestens 1,5 × d kg/m³ und vorzugsweise von mindestens 2,0 × d kg/m³ auf. In der Praxis liegt die offenkundige Dichte normalerweise zwischen 10 und 50 kg/m³, während das komprimierte Gemisch normalerweise eine Dichte von weniger als 250 kg/m³ besitzt. Die offenkundige Dichte hängt natürlich von der Dichte des Schaums selbst ab, aber auch von der Größe der Schaumpartikel, wobei kleinere Schaumpartikel normalerweise eine höhere Dichte bereitstellen und daher weniger Komprimierung benötigen.
Um das Gemisch über einen großen Abschnitt der inneren Fläche der Form komprimieren zu können, insbesondere im wesentlichen über die gesamte innere Fläche der Form, wird der Gasfluss durch den Formhohlraum kontrolliert, wenn das Gemisch in den Formhohlraum eingeführt wird, um über eine vorab festgelegte Zeitspanne eine Mindest-Fließgeschwindigkeit zu erzielen, die in normalen m³ Gas pro Minute angegeben wird, von mindestens 500 mal, vorzugsweise mindestens 1000 mal und am Bevorzugtesten 2000 mal das in m³ angegebene innere Volumen V, das der Formhohlraum aufweist, wenn die Einlassöff nung geschlossen ist. Beim Bestimmen des Volumens des Formhohlraums muss auch das Volumen des oberen Formteils berücksichtigt werden. Wenn nach dem Befüllen des Formhohlraums eine mechanische Komprimierung des Gemischs vorgenommen wird, beispielsweise mittels Schiebern oder gleitenden Formwänden, muss das Volumen des Formhohlraums vor einer solchen mechanischen Komprimierung bestimmt werden.
Wenn der Gasfluss beim Befüllen des Formhohlraums nicht kontrolliert wird, nimmt die Fließgeschwindigkeit natürlich in Abhängigkeit von der Menge des in den Formhohlraum eingeführten Gemischs ab. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die oben beschriebenen Fließgeschwindigkeiten nicht nur in einer ersten Phase erreicht, wenn der Formhohlraum befällt wird, sondern auch, wenn alle Partikel in den Formhohlraum eingeführt worden sind. Infolgedessen, wie bereits oben erläutert, kann die Fließgeschwindigkeit reduziert werden bzw. kann der Gasfluss sogar vollkommen gestoppt werden, wenn die Form geschlossen wird.
Um unerwünschte Luftzirkulationen in dem Formhohlraum beim Einführen des Gemischs einfacher zu vermeiden, besitzt die Einlassöffnung einen relativ großen Oberflächenbereich, der gemessen wird entlang einer flachen Ebene durch die Einlassöffnung und dazu parallel. Wenn der Formhohlraum, parallel zu der flachen Ebene gemessen, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert liegt, ist der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung insbesondere mindestens gleich 30%, vorzugsweise 45% und bevorzugter 60% des maximalen Querschnitts-Oberflächenbereichs des Formhohlraums.
In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform und unter Bezugnahme insbesondere auf 1 weist die Einlassöffnung einen Oberflächenbereich von etwa 184 cm² (= 23 × 8 cm) auf, während der Formhohlraum einen maximalen Querschnitts-Oberflächenbereich, im Wesentlichen am Übergang von Zone I und II, von etwa 280 cm² aufweist. Der Oberflächenbereich der Einlassöffnung beträgt daher im wesentlichen 65% des maximalen Querschnitts-Oberflächenbereichs des Formhohlraums.
Im Hinblick darauf, eine gute mechanische Verteilung des Gemischs in dem Formhohlraum zu ermöglichen, ist der Oberflächenbereich der Einlassöffnung, gemessen entlang der flachen Ebene, des weiteren relativ groß in Bezug auf den Oberflächenbereich des Artikels aus geformten und gebundenem Schaum. Der Oberflächenbereich der Einlassöffnung umfasst insbesondere mindestens 3%, vorzugsweise mindestens 5% und noch bevorzugter mindestens 8% des Oberflächenbereichs des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum. In dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel weist die Kopfstütze beispielsweise eine Gesamtoberfläche von etwa 1250 cm² auf, so dass der Oberflächenbereich der Einlassöffnung (etwa 184 cm²) etwa 14% dieses Oberflächenbereichs umfasst.
Beispiel I
Mit der in den Zeichnungen dargestellten Einrichtung wurde eine Kopfstütze gefertigt, welche die oben beschriebenen Abmessungen und ein Volumen von 3,8 l aufweist. Verwendet wurde ein Gemisch aus 50% Massenanteil von Flocken eines Polyurethanschaums mit einer Dichte von 25 kg/m³ und einem ILD40-Wert von 150 und aus 50% Massenanteil von Flocken eines Polyurethanschaums mit einer Dichte von 35 kg/m³ und einem ILD40-Wert von 180. Die Flocken wurden durch einen Zerkleinerungsvorgang vorbereitet, in welchem die Flocken mit einer geringeren Größe als 10 mm mittels eines 10-mm-Siebs entfernt wurden. Die Flocken wurden mit einem Polyurethan-Vorpolymer als Bindemittel (100% Massenanteil der Flocken) gemischt, um 270 g des Gemischs herzustellen. Dieses Gemisch wies eine offenkundige Dichte von 25,6 kg/m³ auf. Die hergestellte Kopfstütze wies eine Dichte von 70 kg/m³ auf, so dass das Gemisch letztendlich mit einem Kompressionsfaktor von 2,8 komprimiert wurde.
Das Gemisch wurde mittels der vibrierenden Rinne in den Formhohlraum eingeführt, während ein Luftstrom durch diesen erzeugt wurde, indem die Zonen I, II und III des unteren Formteils an den Ansaugkollektor angeschlossen wurden. Die Gebläseeinheit wurde auf 40% ihrer Höchstkapazität eingestellt, und das Ventil I_a wurde zu 75% geöffnet, während die Ventile II_a und III_a vollständig geöffnet wurden. Das Auslassventil 31 wurde geöffnet und die Umgehung wurde geschlossen.
Der Formhohlraum wurde in etwa 55 Sekunden befällt. Während des Befüllens ging die Fließgeschwindigkeit von etwa 13 m³/min auf etwa 8,5 m³/min zurück, d. h. von etwa 3420 mal das Formvolumen pro Minute auf etwa 2235 mal das Formvolumen pro Minute. Beim Befüllen des Formhohlraums war ersichtlich, dass alle Flocken direkt auf der inneren Fläche der Form und übereinander so abgelegt wurden, dass die Stelle, an der die Flocken abgelegt wurden, durch Schwenken der Anpassungsvorrichtung sehr gut kontrolliert werden konnte.
Nach dem Befüllen wurde das Ventil I_a weiter auf 50% geschlossen, und die Kapazität der Gebläseeinheit wurde um 20% reduziert. Auf diese Weise wurde das Gemisch im wesentlichen auf gleicher Ebene mit der Einlassöffnung gehalten, wenn der Deckel geschlossen wurde. Dieser Schließschritt dauerte etwa 10 Sekunden.
Anschließend wurde der Hohlraum 36 oben an der Form geschlossen und wurde über das Ventil IV_a, das zu 100% geöffnet war, an den Ansaugkollektor angeschlossen. Ventil III_a war jetzt geschlossen, Ventil II_a blieb zu 100% geöffnet und Ventil I_a wurde nur zu 10% offen gehalten. Die Zonen I, II und III des unteren Formteils wurden an den Gebläsekollektor angeschlossen, indem die Ventile I_c, II_c und III_c geschlossen und die Ventile I_b, II_b und III_b geöffnet wurden. Da das Auslassventil 31 geöffnet blieb, war der Druck in dem Gebläsekollektor im Wesentlichen gleich dem atmosphärischen Druck. Die Kapazität der Gebläseeinheit wurde in diesem Schritt auf 25% eingestellt. Dieser Schritt zum Optimieren der Dichte wurde 20 Sekunden lang ausgeführt.
Anschließend wurde das Bindemittel mittels Dampf ausgehärtet, der in den Hohlraum 33 unter der Bodenzone I des Formhohlraums injiziert wurde. Alle Ventile wurden geschlossen, ausgenommen Ventil I_a, (das zu 100% geöffnet und an den Gebläsekollektor angeschlossen wurde, der über das offene Auslassventil unter atmosphärischem Druck stand), und Ventil IV_a, (das zu 40% geöffnet und an den Ansaugkollektor angeschlossen wurde, um den Dampf durch den Formhohlraum anzusaugen). In diesem Bedampfungsschritt wurde die Kapazität der Gebläseeinheit auf 50% eingestellt.
Nach dem Bedampfungsvorgang wurde der Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum entschalt. Dichtemessungen haben gezeigt, dass eine ziemlich gleichförmige Schaumdichte in dem Artikel erzielt wurde. Es wurde insbesondere beobachtet, dass sowohl in den engeren Vertiefungen im Boden des Formhohlraums als auch im oberen Abschnitt der Form eine Dichte erzielt wurde, die im Wesentlichen gleich der Gesamtdichte des Artikels war, den Metalleinsatz natürlich nicht eingeschlossen.
Beispiel II
Beispiel I wurde wiederholt, jedoch wurde der Luftstrom durch den Formhohlraum kontrolliert, um eine höhere Dichte in der Bodenzone I zu erzielen.
Während des Befüllungsschritts wurde die Kapazität der Gebläseeinheit auf 50% eingestellt und nur Ventil I_a, (das an den Ansaugkollektor 30 angeschlossen wurde), wurde vollständig geöffnet, während die anderen Ventile geschlossen wurden. Das Befüllen des Formhohlraums dauerte 20 Sekunden. Beim Schließen des Deckels wurde die Kapazität der Gebläseeinheit auf 20% reduziert, nur Ventil I_a wurde offen gehalten. Während des anschließenden Schritts zum Optimieren der Dichte, der 10 Sekunden lang ausgeführt wurde, wurde Ventil IV_a zu 100% geöffnet und an den Ansaugkollektor 30 angeschlossen, während Ventil I_a zu 100% geöffnet blieb, aber jetzt über Ventil I_b an den Gebläsekollektor 28 angeschlossen wurde, der aufgrund des offenen Auslassventils 31 unter atmosphärischem Druck gehalten wurde. Die Kapazität der Gebläseeinheit wurde in diesem Schritt auf 10% eingestellt.
Der Bedampfungsschritt wurde anschließend wie in Beispiel I ausgeführt. Dichtemessungen ergaben die folgenden durchschnittlichen Dichten (kg/m³) in den verschiedenen Zonen des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum:

Zone I 84,5

Zone II 74,1

Zone III 58,8

Zone IV 61,3
Aus diesem Beispiel geht hervor, dass das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, in einem Bodenabschnitt des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum eine höhere Dichte zu erzielen.
Beispiel II
Beispiel I wurde wiederholt, jedoch wurde der Luftstrom durch den Formhohlraum kontrolliert, um eine höhere Dichte in der oberen Zone IV zu erzielen.
Während des Befüllungsschritts wurde die Kapazität der Gebläseeinheit auf 50% eingestellt und nur Ventil I_a, (das an den Ansaugkollektor 30 angeschlossen wurde), wurde vollständig geöffnet, während die anderen Ventile geschlossen wurden. Das Befüllen des Formhohlraums dauerte 20 Sekunden. Beim Schließen des Deckels wurde die Kapazität der Gebläseeinheit auf 20% reduziert, nur Ventil I_a wurde offen gehalten. Während des anschließenden Schritts zum Optimieren der Dichte, der 10 Sekunden lang ausgeführt wurde, wurde Ventil IV_a zu 100% geöffnet und an den Ansaugkollektor 30 angeschlossen, während Ventil I_a zu 100% geöffnet blieb, aber jetzt über Ventil I_b an den Gebläsekollektor 28 angeschlossen wurde, der aufgrund des offenen Auslassventils 31 unter atmosphärischem Druck gehalten wurde. Die Kapazität der Gebläseeinheit wurde in diesem Schritt auf 40% eingestellt.
Der Bedampfungsschritt wurde anschließend wie in Beispiel I ausgeführt.
Dichtemessungen ergaben die folgenden durchschnittlichen Dichten (kg/m³) in den verschiedenen Zonen des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum:

Zone I 68,1

Zone II 73,5

Zone III 64,2

Zone IV 89,5
Aus diesem Beispiel geht hervor, dass das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, in einem oberen Abschnitt des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum eine höhere Dichte zu erzielen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1), umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen von Partikeln, einschließlich Schaumpartikeln für die Herstellung des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1); – Aufbringen eines Bindemittels auf die Partikel, um ein Gemisch zu erzielen; – Einführen einer Menge des Gemischs in einen Hohlraum (10) einer Form (14) durch mindestens eine Einlassöffnung (13) in dieser Form (14), während ein Gasfluss durch den Formhohlraum (10) erzeugt wird; – Schließen der Einlassöffnung (13), wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt worden ist; – Bindemittel mit den Partikeln in einem komprimierten Zustand abbinden lassen, um den Artikel aus geformtem und gebundenem Schaum (1) zu bilden ; und – Entschalen des aus geformtem und gebundenem Schaum hergestellten Artikels (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss durch den Formhohlraum (10) kontrolliert wird, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird, um für eine vorab festgelegte Zeitspanne eine Mindestfließgeschwindigkeit, die in normalen m³ Gas pro Minute angegeben wird, von mindestens 500 mal, vorzugsweise mindestens 1000 mal und am Bevorzugtesten mindestens 2000 mal das innere Volumen V zu erzielen, das in m³ ausgedrückt wird, das der Formhohlraum (10) aufweist, wenn die Einlassöffnung (13) geschlossen ist, um das Gemisch so zu komprimieren, dass es sich nach dem Schließen der Einlassöffnung (13) in einem ersten komprimierten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss durch den Formhohlraum (10) kontrolliert wird, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird, so dass, wenn alle Partikel in den Formhohlraum (10) eingeführt sind, die Mindestfließgeschwindigkeit immer noch erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form (14) verwendet wird, deren Einlassöffnung (13), gemessen entlang einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, und deren Formhohlraum (10), gemessen parallel zu der flachen Ebene, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert liegt, wobei der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung (13) mindestens gleich 30%, vorzugsweise 45% und am Bevorzugtesten 60% des maximalen Querschnitts-Oberflächenbereichs ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form (14) verwendet wird, deren Einlassöffnung (13), gemessen in einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, wobei das Gemisch in den Formhohlraum (10) in mindestens einem Strom eingeführt wird, der, ebenso entlang der flachen Ebene gemessen, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der kleiner als der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung (13) ist, und der Gasfluss, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird, so geleitet wird, dass er in den Formhohlraum zumindest teilweise durch den Bereich der Einlassöffnung (13) neben dem Gemischstrom eintritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt worden ist, die Erzeugung des Gasflusses durch den Formhohlraum (10) im wesentlichen fortgesetzt wird, bis die Einlassöffnung (13) geschlossen ist, wobei der Gasfluss durch den Formhohlraum (10) sowohl beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum (10) als auch nach dem Einführen des Gemischs darin so kontrolliert wird, dass das Gemisch durch den Gasfluss komprimiert wird und sich nach dem Schließen der Einlassöffnung (13) in dem ersten komprimierten Zustand befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss durch den Formhohlraum (10) so kontrolliert wird, dass, wenn er in den Formhohlraum (10) eingeführt wird, die Partikel direkt auf der inneren Fläche der Form und/oder übereinander abgelegt werden, ohne im wesentlichen in dem Formhohlraum (10) zu zirkulieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1) mit einem vorab festgelegten Oberflächenbereich eine Form (14) verwendet wird, deren Einlassöffnung (13) einen Oberflächenbereich aufweist, gemessen entlang einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, der mindestens 3%, vorzugsweise 5% und am Bevorzugtesten 8% des Oberflächenbereichs des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Partikeln und Bindemittel, das in den Formhohlraum (10) eingeführt werden soll, eine offenkundige Dichte von d kg/m³ besitzt und in einem ersten komprimierten Zustand eine durchschnittliche Dichte von mindestens 1,5 × d kg/m³ und vorzugsweise von mindestens 2,0 × d kg/m³ aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) in einer oberen Seite des Formhohlraums (10) vorgesehen ist, so dass das darin eingeführte Gemisch wenigstens teilweise durch Schwerkraft eingeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch in den Formhohlraum (10) in mindestens einem Strom eingeführt wird, dessen Richtung, Position und/oder Form beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum (10) kontrolliert wird, um das Gemisch in den Formhohlraum (10) zu richten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfluss wenigstens teilweise durch Ansaugen von Gas aus dem Formhohlraum (10) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 80% und am Bevorzugtesten im wesentlichen 100% des Gasflusses aus dem Formhohlraum (10) angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 70% und am Bevorzugtesten mindestens 90% des Gasflusses in den Formhohlraum (10) unter atmosphärischem Druck oder einem unter atmosphärischen Druck liegenden Druck eintreten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einführen des Gemischs in den Formhohlraum (10) die Einlassöffnung (13) durch einen perforieren und/oder gasdurchlässigen Deckel (26) verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form (14) verwendet wird, deren Formhohlraum (10), wenn das Gemisch eingeführt wird, durch Wände (25) begrenzt wird, welche die Einlassöffnung (13) für das Gemisch aufweisen und die des weiteren mit Gaseinlass- und/oder -auslassöffnungen zum Erzeugen des Gasflusses durch den Formhohlraum (10) versehen sind, wobei die Gaseinlass- und/oder -auslassöffnungen und die Einlassöffnung (13) in mindestens drei verschiedenen Zonen (I, II, III, IV) angeordnet sind, in denen der Gasfluss durch die Öffnungen und/oder die Einlassöffnung (13) kontrolliert wird, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schließen der Einlassöffnung (13) ein weiterer Gasfluss durch die geschlossene Form (14) in eine Richtung erzeugt wird, die sich von der Richtung des Gasflusses beim Einführen des Gemischs in den Formhohlraum (10) unterscheidet, um die Dichteverteilung des Gemischs zu verändern, wobei die Einlassöffnung (13) vorzugsweise mittels eines perforierten und/oder gasdurchlässigen Deckels (26) geschlossen wird, und der weitere Gasfluss vorzugsweise wenigstens teilweise durch diesen Deckel (26) geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumpartikel flexible Schaumpartikel umfassen, die insbesondere eine Kompressionshärte besitzen, die in Übereinstimmung mit der Norm DIN 53577 gemessen wird, kleiner als 15 kPa ist und insbesondere kleiner als 10 kPa ist, wobei die flexiblen Schaumpartikel insbesondere mindestens 30 Volumenanteile und noch besser mindestens 50 Volumenanteile der Partikel bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mindestens 50 Volumenanteile, vorzugsweise mindestens 75 Volumenanteile von offenzelligen Schaumpartikeln umfassen, die einen offenzelligen Gehalt von mindestens 50% besitzen.
Einrichtung für die Herstellung von Artikeln aus geformtem und gebundenem Schaum (1), ausgehend von Partikeln, einschließlich Schaumpartikeln, wobei die Einrichtung eine Vorrichtung (4, 7) zum Aufbringen eines Bindemittels auf die Partikel umfasst, um ein Gemisch aus Partikeln und Bindemittel zu erzeugen, eine Form (14) mit einem Formhohlraum (10), der eine Einlassöffnung (13) aufweist und so angeordnet ist, dass darin die Artikel (1) geformt werden können, Mittel (8, 9) zum Einführen einer Menge des Gemischs durch die Einlassöffnung (13) in den Formhohlraum (10), Mittel (27) zum Erzeugen eines Gasflusses durch den Formhohlraum (10), wenn darin das Gemisch eingeführt wird, und Mittel (26) zum Schließen der Einlassöffnung (13), wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (27) zum Erzeugen des Gasflusses so angeordnet sind, dass sie einen Gasfluss durch den Formhohlraum (10) erzeugen, der für eine vorab festgelegte Zeitspanne, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird, eine Mindestfließgeschwindigkeit erreicht, die in normalen m³ Gas pro Minute angegeben wird, von mindestens 500 mal, vorzugsweise mindestens 1000 mal und am Bevorzugtesten mindestens 2000 mal das innere Volumen V, das in m³ ausgedrückt wird, das der Formhohlraum (10) aufweist, wenn die Einlassöffnung (13) geschlossen ist.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) in dem Formhohlraum (10), gemessen entlang einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, und der Formhohlraum (10), gemessen parallel zu der flachen Ebene, einen Querschnitts-Oberflächenbereich besitzt, der zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert liegt, wobei der vorab festgelegte Oberflächenbereich der Einlassöffnung (13) mindestens gleich 30%, vorzugsweise 45% und am Bevorzugtesten 60% des maximalen Querschnitts-Oberflächenbereichs ist.
Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (27) zum Erzeugen des Gasflusses eine Ansaugvorrichtung (27) umfassen, die so angeordnet ist, dass sie mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 80% und Bevorzugtesten im wesentlichen 100% des Gasflusses aus dem Formhohlraum (10) ansaugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (10) zur Herstellung eines Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1) mit einem vorab festgelegten Oberflächenbereich angeordnet ist, wobei die Einlassöffnung (13) in dem Formhohlraum (10), gemessen entlang einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, einen Oberflächenbereich besitzt, der mindestens 3%, vorzugsweise mindestens 5% und am Bevorzugtesten mindestens 8% des Oberflächenbereichs des Artikels aus geformtem und gebundenem Schaum (1) umfasst.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) in einer oberen Seite des Formhohlraums (10) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (13) in dem Formhohlraum (10), gemessen entlang einer flachen, zu der Einlassöffnung (13) parallelen Ebene, einen vorab festgelegten Oberflächenbereich aufweist, und die Mittel (8, 9) zum Einführen des Gemischs durch diese Einlassöffnung (13) in den Formhohlraum (10) angeordnet sind, um das Gemisch in mindestens einem Strom einzuführen, der einen Querschnitts-Oberflächenbereich aufweist, ebenfalls entlang der flachen Ebene gemessen, der kleiner als der vorab festgelegte Oberflächenbereich ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8, 9) zum Einführen des Gemischs in den Formhohlraum (10) angeordnet sind, um das Gemisch in mindestens einem Strom durch die Einlassöffnung (13) des Formhohlraums (10) einzuführen, und dadurch, dass die Einrichtung des weiteren Mittel (119 zum Verändern von Richtung, Position und/oder Form dieses Stroms umfasst, wenn das Gemisch in den Formhohlraum (10) eingeführt wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (10) durch Wände (25) begrenzt ist, die, wenn das Gemisch eingeführt wird, die Einlassöffnung (13) für das Gemisch und Gaseinlass- und/oder – auslassöffnungen aufweisen, wobei die Gaseinlass- und/oder – auslassöffnungen und die Einlassöffnung (13) in mindestens drei verschiedenen Zonen (I, II, III, IV) angeordnet sind, die über Durchflussbegrenzungsmittel mit den Mitteln (27) zum Erzeugen des Gasflusses verbunden sind.
Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (27) zum Erzeugen des Gasflusses eine Gaspumpeneinheit umfassen, insbesondere ein Gebläse, das einen Gaseinlass und einen Gassauslass besitzt, wobei die Mittel (27) zum Erzeugen des Gasflusses des weiteren für jede der verschiedenen Zonen (I, II, III, IV) eine Ansaugleitung für die Verbindung der Zone mit dem Gaseinlass der Gaspumpeneinheit (27), eine Gebläseleitung für die Verbindung der Zone mit dem Gasauslass der Gaspumpeneinheit (27) und Kontrollmittel I_a-c, II_a-c, III_a-c, IV_a-c, V_a-c, VI_a- _c) umfassen, die den Gasfluss für jede der verschiedenen Zonen in den Ansaug- und Gebläseleitungen kontrollieren.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (10) durch die Einlassöffnung (13) und mittels Wänden (25) begrenzt ist, die eine durchschnittliche Luftdurchlässigkeit aufweisen, die höher oder gleich der Luftdurchlässigkeit einer Metallplatte mit einer Dicke von 1 mm ist, und die zylindrische Perforationen mit einem Durchmesser von 1 mm aufweisen, die 4 bis 60%, vorzugsweise 8 bis 40% und am Bevorzugtesten 12 bis 30% der Oberfläche der Metallplatte abdecken.