DE69812996T2

DE69812996T2 - Entgasungsvorrichtung, entlüftete form und verfahren zum herstellen eines geformten gegenstands

Info

Publication number: DE69812996T2
Application number: DE69812996T
Authority: DE
Inventors: A. Craig HUNTER; Hassan Etobicoke BALBAA
Original assignee: Woodbridge Foam Corp
Current assignee: Proprietect LP
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: US5997783A; EP1027198B1; AU9730998A; WO1999022924A1; EP1027198A1; CA2276622A1; DE69812996D1; CA2276622C

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entgasungsvorrichtung, ein Formwerkzeug mit Entgasungsöffnung und ein Verfahren für die Herstellung von Formgegenständen.
Stand der Technik
Viele Gegenstände werden durch das Einbringen eines Rohmaterials in einen Hohlraum in einem Formwerkzeug hergestellt, in welchem dieses Rohmaterial eine physikalische Veränderung erfährt (z. B. expandiert es oder schäumt auf) und der so hergestellte Gegenstand nimmt die Gestalt des Hohlraumes an. Insbesondere wird diese Technik üblicherweise für die Herstellung von geschäumten Gegenständen angewandt, die aus Polymerschaumstoften wie beispielsweise Polyurethanschaum, Latexschaum (z. B. Naturgummi und Styrol-Butadien-Gummi) und Ähnlichem hergestellt werden.
Zum Beispiel werden Automobilsitze üblicherweise aus Polyurethan-Polstern hergestellt, welche durch Formgießen in die entsprechende Form gebracht werden und danach mit einem Fertigbezug aus Vinylmaterial, Stoff oder Leder überzogen werden (auch als "Ausstattungsbezug" bekannt). Polyurethan-Schaumstoffe sind dahingehend etwas einzigartig, als das Aufschäumen und zumindest ein Teil des Polymerisationsprozesses gleichzeitig ablaufen. Folglich enthält bei der Herstellung von Polyurethanschaum, wo beispielsweise eine herkömmliche Kaltschäumtechnik Anwendung findet, ein typischer Ansatz:

1. Polyol
2. Wasser
3. Tetramethylethandiamin
4. Dimethylethanolamin
5. Polyisocyanat

Die Mischung wird unter Verwendung eines geeigneten Mischkopfes in ein Formwerkzeug eingebracht, wonach das Formwerkzeug geschlossen wird, um der darin befindlichen aufquellenden Masse zu ermöglichen, dessen Form anzunehmen. Dementsprechend ist es zweckmäßig, die zu Beginn in das Formwerkzeug eingebrachte Mischung ganz allgemein als "eine flüssige aufschäumbare Polymersubstanz" oder, wie in diesem Fall, als "eine flüssige aufschäumbare Polyurethansubstanz" zu bezeichnen. Während die Substanz in dem Formwerkzeug aufquillt, erfolgt die Polymerisierung, und das so ausgeformte Polymer verfestigt sich.
Wenn eine flüssige aufschäumbare Polymersubstanz gegossen wird, um Gegenstände wie beispielsweise Polyurethanschaum-Gegenstände zu formen, ist es herkömmlicherweise üblich, ein Klappschalen-Formwerkzeug zu verwenden, welches aus einem unteren Formwerkzeug und einem oberen Formwerkzeug besteht, welche, wenn sie geschlossen sind, einen Formwerkzeughohlraum festlegen. Das Formwerkzeug wird geöffnet, die flüssige aufschäumbare Polyurethansubstanz wird in den Formwerkzeughohlraum eingebracht, und das Formwerkzeug wird geschlossen, da ja eine chemische Reaktion bewirkt, dass die Substanz aufquillt. Nachdem das Formwerkzeug geschlossen worden ist, quillt die Substanz auf, um das Innere des Hohlraumes des Formwerkzeuges auszufüllen. Als Alternative kann die Substanz in ein geschlossenes Formwerkzeug eingebracht werden. In dem Maße, wie die Polymerisationsreaktion zum Abschluss kommt, härtet in beiden Fällen der Schaum aus und nimmt für immer die Gestalt des Formwerkzeughohlraumes an.
Wie den Sachkundigen auf diesem Gebiet bekannt ist, kommt es darauf an, dass das Formwerkzeug während dieses Prozesses ausreichend entgast wird, um der in dem Formwerkzeug enthaltenen Luft zu ermöglichen, dass diese austritt, während die aufschäumbare Substanz aufquillt. Weiterhin ist es wichtig, einem Teil der während der Polymerisation gebildeten Gase (typischerweise CO₂ bei der Erzeugung von Polyurethan) zu ermöglichen, aus dem Formwerkzeug auszutreten.
Wenn es nicht gelingt, das Formwerkzeug ausreichend zu entgasen, führt dies zu fehlerhaften Formgegenständen, welche sichtbare Anzeichen eines nicht sachgerechten Aufschäumens wie beispielsweise eine Oberflächenverfestigung (oder Schaumverdichtung) und/oder die Ausbildung von Hohlräumen in dem fertigen Gegenstand aufweisen, die auf eingeschlossene Gas- oder Luftblasen zurückzuführen sind. Im anderen Extremfall führt eine übermäßige Entgasung des Formwerkzeuges zu fehlerhaften Formgegenständen infolge des Schrumpfens des Schaumes vor der Aushärtung; ein Phänomen, das häufig als 'Soufflé'-Effekt bezeichnet wird. Daher ist das ordnungsgemäße Entgasen eines Formwerkzeuges ein wichtiger Faktor, wenn Formgegenstände von zufriedenstellender Qualität hergestellt werden sollen.
Typischerweise wurden die Klappschalen-Formwerkzeuge der ersten Generation mit gebohrten oder gefrästen Kanälen im Kopfteil des Formwerkzeuges konstruiert, um Entgasungsöffnungen vorzusehen. Die örtliche Anordnung, die Dimensionierung und die Entscheidung über die Anzahl dieser Entgasungsöffnungen sind eine Angelegenheit von einiger Erfahrung seitens der Konstrukteure der Formwerkzeuge und der Herstellungsingenieure, und häufig handelt es sich dabei um ein wiederkehrendes Verfahren, wo an verschiedenen Stellen einige Entgasungsöffnungen zugefügt werden oder andere Entgasungsöffnungen verschlossen werden, nachdem Versuchsreihen durchgeführt worden sind.
Während der Formvorgänge geht etwas flüssige aufschäumbare Polymersubstanz, welche in die Entgasungsöffnung gelangt, verloren. Im Allgemeinen ist es erwünscht, die Menge an verlorengegangenem Material (auch bekannt als "Grat", "Pilze", "Knospen", "Pfannkuchen" und dergl.) aus zwei Gründen zu minimieren, nämlich (1) erhöht das verlorengegangene Material die Gesamtkosten der zur Herstellung des fertigen Gegenstands erforderlichen Chemikalien, und (2) muss das verlorengegangene Material von dem Formgegenstand vor dem Aufbringen des Fertigbezuges entfernt werden, wodurch zusätzlicher Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Kosten erforderlich werden.
Wie weiter unten noch ausführlich dargelegt wird, haben Verbesserungen bei der Entgasung während derartiger Formvorgängen diese Technik beträchtlich vorangebracht. Die Konstrukteure von Formwerkzeugen und die Herstellungsingenieure sind jedoch ständig bestrebt, den Kompromiss zwischen einer ausreichenden Entgasung an den geeigneten Stellen bei gleichzeitiger Vermeidung einer übermäßigen Entgasung einerseits und der Minimierung des Materialverlustes während der Entgasung und der Minimierung der Anzahl der für eine ausreichende Entgasung des Formwerkzeughohlraumes notwendigen Entgasungsöffnungen andererseits zu optimieren.
EP-0 855 260 A2 offenbart die Merkmale von Anspruch 1, ohne im Detail die Kanäle zum Formwerkzeughohlraum anzusprechen. Das besagte Dokument wurde nach dem Prioritätsdatum des vorliegenden Patentes (Anmeldung) veröffentlicht und muss daher lediglich unter dem Aspekt der Neuheit betrachtet werden.
DE-A-36 22 598 offenbart ein Formwerkzeug, aber wiederum ohne eine Entgasungsvorrichtung mit einer Öffnung zum Formwerkzeughohlraum anzusprechen.
Das japanische Dokument über Patentzusammenfassungen, Bd. 011, Nr. 078 (M- 570), offenbart ein Formwerkzeug zur Herstellung von formgeschäumten Gegenständen, durch welches die Positionierung einer Gasableitrille zur Verhinderung des Eindringens von Gießmaterial aus einem Hohlraum in die besagte Rille aufgezeigt wird.
Die Absicht der Erfindung besteht darin, ein Formwerkzeug für die Herstellung von formgeschäumten Gegenständen bzw. eine Entgasungsvorrichtung für ein derartiges Formwerkzeug bzw. ein Verfahren zur Herstellung von formgeschäumten Gegenständen zur Verfügung zu stellen, welche sich für die Herstellung von formgeschäumten Gegenständen, die frei von den oben bezeichneten Unzulänglichkeiten sind, eignen.
Diese Ziele werden durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 bzw. 11 erreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszahlen die gleichen Teile bezeichnen. Bei den Fig. handelt es sich um:
1 – 2 veranschaulichen den Querschnitt eines Klappschalen-Formwerkzeuges nach dem Stand der Technik, welches eine Entgasungsöffnung der ersten Generation nach dem Stand der Technik enthält;
3 – 4 veranschaulichen eine von unten betrachtete vergrößerte Perspektivdarstellung eines Teils einer Entgasungsöffnung der zweiten Generation nach dem Stand der Technik;
5 veranschaulicht eine von unten aus betrachtete Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Entgasungsöffnung
6 veranschaulicht einen Querschnitt eines Formwerkzeuges, welches zwei Entgasungsöffnungen in Übereinstimmung mit 5 enthält;
7 – 8 sind vergrößerte Darstellungen, welche die Wirkungsweise der Entgasungsöffnung von 5 im Formwerkzeug von 6 veranschaulichen;
9 veranschaulicht einen Gegenstand, welcher in dem in 6 dargestellten Formwerkzeug hergestellt wurde;
10 – 12 veranschaulichen jeweils einen Querschnitt einer abweichenden erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Entgasungsöffnung; und
13 – 14 veranschaulichen eine von unten betrachtete perspektivische Darstellung noch einer anderen abweichenden erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Entgasungsöftnung.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die am stärksten bevorzugte flüssige aufschäumbare Polymersubstanz basiert auf Polyurethan, auf welche in diesen Patentbeschreibung durchweg Bezug genommen werden soll. Dem Sachkundigen auf diesem Gebiet wird jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung auf weitere Arten von Formverfahren anwendbar ist, zu denen Latexschaum, Neoprenschaum, PVC-Schäume und dergl. gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Zunächst soll mit Bezug auf die 1 und 2 ein Formwerkzeug der ersten Generation nach dem Stand der Technik diskutiert werden, und anschließend soll mit Bezug auf die 3 und 4 ein Formwerkzeug der zweiten Generation nach dem Stand der Technik diskutiert werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein typisches Klappschalen-Formwerkzeug, welches demjenigen ähnlich ist, das für das Formen eines Polsters für einen Automobilsitz aus Polyurethanschaum verwendet wird, im Allgemeinen mit 20 in der 1 bezeichnet. Dieses Formwerkzeug 20 umfasst ein unteres Formwerkzeug 24 (auf dem Fachgebiet auch als "Schüssel" bekannt) und ein oberes Formwerkzeug 28 (auf dem Fachgebiet auch als "Deckel" bekannt), welche mittels eines (nicht dargestellten) herkömmlichen Gelenkes oder andere Mittel verbunden sind. Wenn das untere Formwerkzeug 24 und das obere Formwerkzeug 28 geschlossen sind, legen sie einen Hohlraum 32 fest, welcher der Form des Polsters des Automobilsitzes entspricht.
Bei der Anwendung wird das obere Formwerkzeug 28 vom unteren Formwerkzeug 24 gelöst, und es wird eine vorherbestimmte Menge einer flüssigen aufschäumbaren Polyurethansubstanz in das untere Formwerkzeug 24 eingebracht. Das obere Formwerkzeug 28 und das untere Formwerkzeug 24 werden geschlossen und so in Kontakt gebracht, dass das Formwerkzeug abgedichtet wird, und die flüssige aufschäumbare Polyurethansubstanz quillt auf, wobei sie die im Hohlraum 32 befindliche Luft verdrängt. Diese verdrängte Luft tritt aus dem Hohlraum 32 durch eine relativ große Trennebenen- Entgasungsöffnung 36 und durch einen oder mehrere kopfseitige Entgasungskanäle 38 in dem oberen Formwerkzeug 28 aus. Während die Polyurethansubstanz aufquillt, findet zudem in dem Hohlraum 32 die Polymerisation der Substanz statt, die von der Entwicklung von gasförmigem CO₂ begleitet wird. Dieses gasförmige CO₂ kann auch aus dem Hohlraum 32 durch die Trennebenen-Entgasungsöffnung 36 und durch die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 austreten. Wie den Sachkundigen auf diesem Gebiet gut bekannt ist (und nicht in den Rahmen dieser Diskussion fällt), polymerisiert die flüssige aufschäumbare Polymersubstanz und härtet schließlich vollständig aus, wobei sie die Gestalt des Hohlraumes 32 annimmt.
Wie dem Sachkundigen auf diesem Gebiet auch bekannt ist, muss die Menge der flüssigen aufschäumbaren Polyurethansubstanz, die in den Hohlraum 32 eingebracht wird, so ausgewählt werden, dass gewährleistet wird, dass der Hohlraum 32 grundsätzlich vollständig gefüllt wird, um das Auftreten von Blasen und anderen Schäumfehlern des Formgegenstandes zu vermeiden. Während die Bestimmung der richtigen Menge an flüssiger aufschäumbarer Polyurethansubstanz für ein spezielles Formwerkzeug im Allgemeinen berechnet werden kann, wenn man ein Formwerkzeug der ersten Generation wie beispielsweise das Formwerkzeug 20 benutzt, so ist es bislang erforderlich gewesen, eine Überschussmenge an Polymersubstanz in das Formwerkzeug einzubringen, um das Material auszugleichen, welches sich durch die Trennebenen-Entgasungsöffnung 36 und die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 hindurch bewegt und aus diesen austritt. Während diese Überschussmenge dazu beiträgt zu gewährleisten, dass der Hohlraum 32 so gefüllt wird, dass das Auftreten von Blasen und anderen Schäumfehlern in den Formgegenständen vermieden wird, ist diese Überschussmenge in der Tat einfach ein Verlust von wertvollem Rohmaterial, welcher in einer weiteren, der Herstellung nachfolgenden Stufe, auf eine aufwendige Art und Weise entfernt werden muss.
In diesen Formwerkzeugen der ersten Generation treten während des Formprozesses die von der aufquellenden Substanz erzeugte Luft und Reaktionsgase aus dem Hohlraum 32 durch die Trennebenen-Entgasungsöffnung 36 und durch die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 aus, bis der Schaum die Höhe von deren jeweiligen Eingängen erreicht.
An diesem Punkt führt jedes weitere Aufquellen des Schaumes zu einer Bewegung des Schaumes in die Trennebenen-Entgasungsöffnung 36 und/oder die kopfseitigen Entgasungskanäle 38. In dem einfachsten Fall eines Hohlraumes ohne Unregelmäßigkeiten erreicht der Schaum das Niveau der Trennebenen-Entgasungsöffnung und/oder der Entgasungskanäle ungefähr zur gleichen Zeit, was gewöhnlich zum Zeitpunkt des maximalen-Aufquellen des Schaums oder in der Nähe dieses Zeitpunkts der Fall ist. Unter der Voraussetzung, dass die richtige Menge an flüssiger aufschäumbarer Polyurethansubstanz in den Hohlraum eingebracht worden ist, tritt somit nur eine geringe Menge des Schaumes in die Trennebenen-Entgasungsöffnung und/oder die Entgasungskanäle, während der Hohlraum 32 vollständig ausgefüllt wird.
Wie in 1 dargestellt ist, weisen jedoch in der Praxis die meisten Formwerkzeuge Unregelmäßigkeiten in ihren Hohlräumen wegen verschiedener Merkmale, die vom Formgegenstand verlangt werden, auf. In einem derartigen Fall verändern sich typischerweise die Stärke und die Gestalt des Hohlraumes 32 quer über den Hohlraum, und so kann es vorkommen, dass der Eingang zu der Trennebenen-Entgasungsöffnung 36 und zu den kopfseitigen Entgasungskanälen 38 in dem Formwerkzeug daher in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, was davon abhängt, wo sie mit dem Hohlraum 32 in Verbindung stehen. Weiterhin können innerhalb des Hohlraumes 32 auch örtliche Bereiche mit veränderlichem Druck auftreten, welche auf die Art und Weise zurückzuführen sind, wie sich der Schaum und die erzeugten Gase darin sammeln und sich zwischen den darin befindlichen Unregelmäßigkeiten bewegen; und demzufolge kann sich das Niveau der aufquellenden Schaummasse in den verschiedenen Teilen des Hohlraumes 32 zu unterschiedlichen Zeiten verändern.
Infolge der oben erwähnten Faktoren erreicht der Schaum in dem Hohlraum typischerweise das Niveau der Trennebenen-Entgasungsöffnungen und/oder verschiedenen Entgasungskanäle zu unterschiedlichen Zeiten, während sich der Schaum noch im Aufquellen befindet. Beispielsweise in einem Bereich, in welchem der Kopf des Hohlraumes 32 niedriger als die ihn umgebenden Bereiche ist, wie das in 1 mit 40 bezeichnet ist, kann der Schaum schnell die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 erreichen. Während der Schaum in dem Rest des Hohlraumes 32 noch ansteigt und noch nicht ausgehärtet ist, kann eine relativ beträchtliche Menge an Schaum in die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 in diesem Bereich eintreten.
Da die Menge an Schaum, welche in die Trennebenen-Entgasungsöffnungen 36 und die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 eintritt, die im Hohlraum 32 verbleibende Menge an Schaum um die gleiche Menge verringert, ist es erforderlich, dass die Menge an flüssiger aufschäumbarer Polyurethansubstanz, die in den Hohlraum 32 eingebracht wird, eine Menge umfasst, die über diejenige hinausgeht, die für das Füllen des Hohlraumes 32 erforderlich ist, um den Schaum auszugleichen, der in die Trennebene und Entgasungsöffnungen eingetreten ist. Während diese Überschussmenge für den einwandfreien Betrieb des Formwerkzeuges nach dem Stand der Technik notwendig ist, stellt sie im Wesentlichen verlorengegangenes Material dar, welches auf eine aufwendige Art und Weise in einer der Herstellung nachfolgenden Stufe entfernt werden muss und demzufolge die Kosten für die Formgebung des Gegenstands erhöht.
Wie in der 2 dargestellt ist, bildet ferner der Schaum, welcher in die kopfseitigen Entgasungskanäle 38 eintritt, "Pilze" 54 (dargestellt mit einer gestrichelten Linie) aus verlorengegangenem Material auf dem Formgegenstand 50. Ferner bildet das Material, welches in die Trennebenen-Entgasungsöffnungen 36 eintritt, "Pfannkuchen" 55 aus verlorengegangenem Material auf dem geformten Gegenstand 50. Typischerweise müssen die Pilze 54 und die Pfannkuchen 55 von dem Gegenstand 50 abgetrennt und von dem Formwerkzeug 20 entfernt werden, und zwar vor dem Aufbringen des Fertigbezuges, um einen fertig bezogenen Gegenstand mit einem akzeptablen Aussehen und einer akzeptablen Struktur zu gewährleisten und um das Formwerkzeug 20 für. eine Wiederbenutzung herzurichten. Die Notwendigkeit, die Pilze 54 und die Pfannkuchen 55 zu entfernen, führt zu einem erhöhten Arbeitsaufwand und zu damit verbundenen Kosten bei der Herstellung des geformten Produktes.
Zusätzlich zu der Überschussmenge an flüssiger aufschäumbarer Polyurethansubstanz, welche hinzugefügt wird, um das in die Entgasungsöffnungen eingedrungene Material auszugleichen, wird außerdem eine Überschussmenge an flüssiger aufschäumbarer Polyurethansubstanz hinzugefügt, um Prozessveränderungen zu kompensieren, welche auf Veränderungen der Temperatur, der Feuchtigkeit, des Umgebungsdruckes und geringfügiger Abweichungen in der Zusammensetzung der flüssigen aufschäumbaren Polyurethansubstanz zurückzuführen sind. Demzufolge ist bei diesen Formwerkzeugen der ersten Generation nach dem Stand der Technik der Verlust von Material, welches aus den Entgasungsöffnungen austritt, unvermeidlich.
In den US-Patenten 5.356.580, 5.482.721 und 5.587.183 (zusammen als "Patente von Clark et. al." bezeichnet) wird ein Formwerkzeug einer zweiten Generation offenbart. Dieses Formwerkzeug der zweiten Generation, wie es von den Patenten von Clark et. al. aufgezeigt wird, ersetzt die in der 1 weiter oben beschriebenen Trennebenen-Entgasungsöftnungen 36 durch die verbesserte Trennebenen-Entgasungsöffnungen. Diese verbesserten Trennebenen-Entgasungsöffnungen sind hochwirksame Entgasungsöffnungen, welche den Hauptumfang der Entgasung des Formwerkzeughohlraumes übernehmen. Dieses von den Patenten von Clark et al. aufgezeigte Formwerkzeug der zweiten Generation ersetzt die weiter oben beschriebenen kopfseitigen Entgasungskanäle 38 der 1 durch ein verbessertes System von kopfseitigen Entgasungsöffnungen. Wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, werden Systeme von kopfseitigen Entgasungsöffnungen benötigt, um begrenzte Bereiche (d.h. solche Bereiche, die von den Trennebenen-Entgasungsöftnungen abgetrennt sind) des Formwerkzeughohlraumes zu entgasen. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 soll eine Diskussion der Wirkungsweise dieses verbesserten Systems der kopfseitigen Entgasungsöffnungen der zweiten Generation folgen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 wird ein System von kopfseitigen Entgasungsöffnungen 60 dargestellt. Dieses System von kopfseitigen Entgasungsöffnungen 60 umfasst eine zylindrische Bohrung 62 und einen Austragsstift 64, welcher innerhalb der zylindrischen Bohrung 62 angeordnet ist. Die Außenseite der zylindrischen Bohrung 62 enthält einen Gewindeabschnitt 66, welcher in einen (nicht dargestellten) komplementären, mit Gewinde versehenen Abschnitt des Formwerkzeuges eingreift. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Abschnitt des Austragsstiftes 64, welcher der Öffnung der zylindrischen Bohrung 62 am nächsten ist, einen hexagonalen Querschnitt. Die sechs Stellen auf dem hexagonalen Querschnitt des Austragsstiftes 64 befinden sich in Kontakt mit der zylindrischen Bohrung 62 und legen sechs segmentförmige Entgasungskanäle 68 fest. Das (nicht dargestellte) nächstgelegene Ende des Austragsstiftes 64 hat einen zu der zylindrischen Bohrung 62 komplementären Querschnitt. Eine (nicht dargestellte) Öffnung befindet sich zwischen dem weiter entfernt gelegenen Endstück und dem (nicht dargestellten) nahe gelegenen Ende des Austragsstiftes 64, um den Gasen das Eintreten in die Entgasungskanäle 68 und das Austreten aus dem System der kopfseitigen Entgasungsöffnungen 60 zu ermöglichen.
Das System der kopfseitigen Entgasungsöffnungen 60 ist in ein Formwerkzeug wie beispielsweise in das Formwerkzeug 20 (1) eingebaut, wo es gewöhnlich jeden der Entgasungskanäle 38 ersetzt. Bei der Anwendung wird die flüssige aufschäumbare Polyurethansubstanz in den Hohlraum 32 eingebracht, und das untere Formwerkzeug 24 und das obere Formwerkzeug 28 werden abdichtend miteinander in Kontakt gebracht. Die Luft im Hohlraum 32 und die Gase, die durch die chemische Reaktion entstehen, welche in der aufquellenden Substanz abläuft, werden durch die Entgasungskanäle 68 abgeleitet. Die Viskosität dieser Gase ist dergestalt, dass sie relativ leicht durch die Entgasungskanäle 68 abströmen. Sobald das Niveau des Schaumes indem Formwerkzeug 20 den Eingang zu den Entgasungskanälen 68 erreicht hat, tritt Schaum in die Entgasungskanäle 68 ein. Auf Grund des Vorhandenseins einer durch die Entgasungskanäle 68 bedingten Drosselung für die aufquellende Substanz kann sich Letztere nur langsam durch die Entgasungskanäle 68 bewegen. Unter der Voraussetzung, dass die Dicke der Entgasungskanäle 68 richtig ausgewählt wurde, wird die flüssige aufschäumbare Polymersubstanz darin zum Stillstand kommen, bevor sie eine merkliche Entfernung längs der Entgasungsöffnungen zurückgelegt hat und bevor sie die (nicht dargestellte) Austrittsöffnung des Systems der kopfseitigen Entgasungskanäle 60 erreicht.
Sobald die Expansion der Formmasse vollständig erfolgt ist, wird der Formgegenstand aus dem Formwerkzeug 20 herausgenommen. Dies erfolgt dadurch, dass man das untere Formwerkzeug 24 und das obere Formwerkzeug 28 öffnet und den Schaumgegenstand aus dem unteren Formwerkzeug 24 heraus nimmt. Während des Öffnens des Formwerkzeuges wird jegliches Schaummaterial, welches in die Entgasungskanäle 68 eingedrungen ist, von dem Schaumgegenstand abgerissen. Derartiges abgerissenes Material führt zu einer Verstopfung der Entgasungskanäle 68 und muss daher vor der Wiederverwendung des Formwerkzeugs 20 entfernt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass man den Austragsstift 64 in Richtung auf das weiter weg gelegene Ende der zylindrischen Bohrung 62 (4) und über dieses Ende hinaus schiebt. Wie in den Patenten von Clark et. al. beschrieben wird, führt diese Schiebebewegung dazu, dass das (nicht dargestellte) nahe gelegene Ende des Austragsstiftes 64 (d. h. dasjenige Stück, welches einen zu der zylindrischen Bohrung 62 komplementären Querschnitt hat) jegliches Schaummaterial, welches die Entgasungskanäle 68 verstopft, aus der zylindrischen Bohrung 62 hinausbefördert.
Während die von den Patenten von Clark et al. aufgezeigten kopfseitigen Entgasungsöffnungen bei dem Formwerkzeug der zweiten Generation des Standes der Technik einen wesentlichen Fortschritt der Technik darstellen, gibt es dennoch Raum für Verbesserungen. Im speziellen Fall geht es darum, dass, während das die Entgasungskanäle 68 verstopfende Schaummaterial, wie oben beschrieben, sauber entfernt werden kann, dieses Entfernen die Formbeständigkeit der Entgasungsöffnung vermindert. Der Hauptgrund dafür liegt darin, dass die sechs Stellen des hexagonalen Querschnittes des Austragsstiftes 64 sich in ständigem Kontakt mit der Oberfläche der zylindrischen Bohrung 62 befinden und gegen die Oberfläche der zylindrischen Bohrung 62 reiben, während der Austragsstift 64 aus der zylindrischen Bohrung 62 herausgefahren und wieder hineingefahren wird. Außerdem wird während des Reinigungsschritts lediglich das Schaummaterial, das die Entgasungskanäle 68 verstopft, aus der zylindrischen Bohrung 62 entfernt. In der Praxis wurde jedoch für notwendig befunden, das herausbeförderte Material vom Austragsstift 64 zu entfernen, um zu gewährleisten, dass die Entgasungsöffnung für eine Wiederverwendung bereit ist. Bei einem kommerziellen Betrieb führt dies zu einem erhöhten Arbeitsaufwand und dem Erfordernis einer hohen Zeitgenauigkeit bei einem sich bewegenden Karussell. In der Praxis ist es nicht möglich, mit diesen Problemen durch die Verwendung eines Formtrennmittels fertig zu werden, da die Entgasungskanäle 68 notwendigerweise zu klein sind, um den Gegenstand der Patente von Clark et. al. zu bilden, und sie könnten leicht durch das Formtrennmittel verstopft werden. Diese Probleme machen die Systeme der kopfseitigen Entgasungsöffnungen der Patente von Clark et. al. weniger wirksam als Trennebenen-Entgasungsöffnungen der Patente von Clark et. al.
Wie weiter unten ausführlich dargelegt wird, liegt der Hauptvorteil der vorliegenden Entgasungsvorrichtung darin, dass sie einer nicht in einer Trennebene befindlichen Entgasungsöffnung eine verbesserte Wirksamkeit verleiht, welche derjenigen einer Trennebenen-Entgasungsöffnung nahe kommt. Dieser Vorteil vermindert die Gesamtinvestitionskosten des Formverfahrens. Weiterhin hat die vorliegende Entgasungsvorrichtung ein verbessertes Selbstreinigungsvermögen, welches das Einreißen des Schaummaterials während der Herausnahme des Schaumgegenstandes aus der Form vermindert, indem Schaumschwänze erzeugt werden, welche relativ wenig abstehen und nicht notwendigerweise von dem Schaumgegenstand entfernt werden brauchen. Dies führt zu einer Reduzierung und in einigen Fällen sogar zu einer Vermeidung derjenigen Arbeitskosten, die mit einer Reinigung der von den Patenten von Clark et al. aufgezeigten kopfseitigen Entgasungsöffnungen verbunden sind.
Das vorliegende Formwerkzeug enthält das, was als eine nicht in einer Trennebene befindliche Entgasungsöffnung betrachtet werden kann, die in der Schüssel und/oder dem Deckel des Formwerkzeuges, vorzugsweise im Deckel, angeordnet ist. Die Entgasungsvorrichtung enthält eine Drossel, die in einem Gehäuse angeordnet ist, welche zwischen einer eingefahrenen Drosselstellung und einer ausgefahrenen Drosselstellung gegeneinander gleitend beweglich sind. In der eingefahrenen Drosselstellung befinden sich das Gehäuse und die Drossel im Kontakt, um in Kombination mindestens eine Öffnung festzulegen, welche dem Gas ermöglicht, in die Entgasungsöffnung einzutreten und aus Ihr auszutreten. In der ausgefahrenen Drosselstellung wird ein Abstand (z. B. ein Spalt wie beispielsweise ein Ringspalt) zwischen dem Gehäuse und der Drossel dergestalt festgelegt, dass jegliches Schaummaterial, welches in die Öffnung eingetreten ist, leicht aus der Entgasungsöffnung ohne Einreißen entfernt werden kann, wodurch das Selbstreinigungsvermögen der Entgasungsöffnung erhöht wird.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 7 – 8 ist dort eine perspektivische Ansicht einer Entgasungsvorrichtung 100 von unten dargestellt. Die Entgasungsvorrichtung 100 umfasst ein Gehäuse 105. Dieses Gehäuse 105 enthält einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 110, einen Mehrflächen Abschnitt 105 und einen Druckzylinder 120. Wie in den 7 – 8 dargestellt ist, befindet sich der Druckzylinder 120 in Gewindepassung mit dem Restteil des Gehäuses 105. An den entgegengesetzten Enden des Druckzylinders 120 ist ein Paar von mit Gewinde versehenen Öffnungen 145, 150 angeordnet.
Der sich an das Ende des Gehäuses 105 anschließende und mit Gewinde versehene Abschnitt 110 enthält ein Aufnahmegefäß 125. In der Wandung des Aufnahmegefäßes 125 befindet sich eine Anzahl von Rillen 130. In dem Gehäuse 105 ist ein Bolzen 135 angeordnet, welcher einen mit seinem Ende verbundenen Kopf 140 hat. An dem anderen Ende des Bolzens 135 ist eine (nicht dargestellte) Scheibe in dem Druckzylinder 120 zwischen den mit Gewinde versehenen Öffnungen 145; 150 angeordnet. Das Aufnahmegefäß 125 ist so dimensioniert, dass es den Kopf 140 in komplementärer Weise aufnimmt, um eine Anzahl von Entgasungskanälen festzulegen. Bei der in 5, und 7 – 8 dargestellten Ausführungsform ist der Kopf 140 so ausgebildet, dass er eine Querschnittsgestalt in der Form eines zweiseitig symmetrischen Trapezes hat. Wie dargestellt ist, hat der Kopf 140 auf der an den Bolzen 135 angrenzenden Seite eine Fläche 141 mit kleinerem Durchmesser und auf der dem Bolzen 135 gegenüberliegenden Seite eine Fläche mit größerem Durchmesser.
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform ist der Bolzen 135 in die Druckkammer 120 derart hineingefahren, dass der Kopf 140 eingepasst angeordnet ist und Berührung zu den Wandungen des Aufnahmegefäßes 125 hat.
Dies ist die ideale Stellung des Kopfes 140 während der Herstellung eines Schaumgegenstandes. Die Kombination des Kopfes 140 und der Rillen 130 in dem Aufnahmegefäß 125 legt in dieser Stellung eine entsprechende Anzahl von Entgasungskanälen fest, welche mit einer Kammer 152 in Verbindung stehen, die ihrerseits mit einem Paar von Kanälen 154 in Verbindung steht, welche in dem Gehäuse 105 angeordnet sind. Diese Anordnung legt demzufolge eine Öffnung fest, durch welche die Gase in das Gehäuse 105 der Entgasungsvorrichtung 100 eintreten und aus ihm austreten können.
In der in 8 dargestellten Ausführungsform ist der Bolzen 135 dergestalt aus der Druckkammer 120 ausgefahren, dass sich der Kopf 140 entsprechend weit weg von dem Aufnahmegefäß 125 befindet. Dies ist die bevorzugte Stellung des Kopfes 140 nach der Herstellung eines Schaumgegenstandes, wenn es gewünscht wird, den Schaumgegenstand aus der Form zu nehmen. Dieser Arbeitsgang wird weiter unten ausführlicher beschrieben.
Das Ausfahren und das Einfahren des Bolzens 135 zwischen den Ausführungsformen der 7 und 8 kann dadurch erreicht werden, dass man die mit Gewinde versehenen Öffnungen 145, 150 mit einer Druckquelle (z. B. einer pneumatischen, hydraulischen und dergl.) verbindet. Daher führt die Druckbeaufschlagung des Druckzylinders 120 über die mit Gewinde versehene Öffnung 145 zu einem Einfahren des Bolzens 135 in Richtung des Aufnahmegefäßes 125, wie das in 7 dargestellt ist, während die Druckbeaufschlagung des Druckzylinders 120 über die mit Gewinde versehene Öffnung 150 zu einem Ausfahren des Bolzens 135 aus dem Aufnahmegefäß 125 führt.
Wie dargestellt ist, sind die Rillen 130 auf eine schneckenförmige Art und Weise auf der Fläche des Aufnahmegefäßes 125 angeordnet. Dies ist ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung und ermöglicht die Minimierung der Höhe des Aufnahmegefäßes 125, während die Gesamtlänge der Rillen 130 maximiert wird.
Dieses Merkmal verbessert außerdem die Robustheit des in den Rillen 130 produzierten Schaummaterials dergestalt, dass es nicht ohne weiteres nach der Herausnahme des Gegenstandes aus der Form einreißt - dies lässt ein Formwerkzeug mit relativ hoher Selbstreinigung zu. Vorzugsweise haben die Rillen 130 eine Querschnittsgestalt in der Form eines Segmentes. Vorzugsweise haben die Rillen 130 eine Dicke in dem Bereich von ungefähr 0,127 bis etwa 1,016 mm (0,005 bis etwa 0,040 Zoll), jedoch stärker vorzuziehen ist der Bereich von ungefähr 0,178 bis, etwa 0,889 mm (0,007 bis etwa 0,035 Zoll). Als Alternative können die Rillen 130 eine Querschnittsgestalt in der Form eines Quadrats, eines Rechtecks, eines Halbkreises und dergl. haben. Hinsichtlich der genauen Querschnittsgestalt und der Abmessungen der Rillen gibt es keine besonderen Einschränkungen, und sie sollten so ausgewählt werden, dass sie das Entfernen von Schaummaterial, welches in die Entgasungsvorrichtung 100 eingedrungen ist, erleichtert.
Unter Bezugnahme auf die 6, in welcher ein Formwerkzeug 160 dargestellt ist, welches aus einer Schüssel 162 und einem Deckel 164 besteht, die auf lösbare Weise koppelbar sind, um einen Hohlraum 166 festzulegen. In dem Deckel 164 des Formwerkzeuges 160 ist ein Paar (?) Entgasungsvorrichtungen 100 eingebaut. In der geschlossenen Stellung enthält das Formwerkzeug 160 eine Trennebene 168, welche in einer bevorzugten Ausführungsform außerdem eine (nicht dargestellte) Trennebenen-Entgasungsöffnung enthält wie beispielsweise diejenige, die in den Patenten von Clark et. al. oder den mit diesen unter S. N. 60/048,133 (Clark et. al.) eingereichten Patentanmeldungen der Vereinigten Staaten, angemeldet am 30. Mai 1997, aufgezeigt wird und die weiter oben bereits diskutiert wurde.
Bei der Anwendung arbeiten das Formwerkzeug 160 und die darin angeordneten Entgasungsvorrichtungen 100 auf die folgende Art und Weise.
Der Kopf 140 jeder Entgasungsvorrichtung 100 ist in komplementärer Verbindung mit dem Aufnahmegefäß 125 angeordnet, wie das in der 7 dargestellt ist. Die flüssige aufschäumbare Polymersubstanz (z. B. eine flüssige aufschäumbare Polyurethansubstanz) wird in den Formwerkzeughohlraum 166 eingebracht, und die Schüssel 162 und der Deckel 164 werden abdichtend miteinander verbunden. Die Luft in dem Formwerkzeughohlraum 166 und die erzeugten Gase, welche durch die chemische Reaktion entstehen, die in der aufquellenden Substanz abläuft, werden anfänglich in Richtung der Entgasungsvorrichtungen 100 abgeführt, d. h. in der durch die Pfeile A in 6 markierten Richtung. Die Gase sind von der Art, dass sie leicht in die Entgasungsvorrichtungen 100 strömen. Daher treten die Gase durch die Öffnungen, welche durch die Kombination von Aufnahmegefäß 125 und Kopf 140 festgelegt wird, gelangen danach zur Kammer 142 und treten schließlich aus der Entgasungsvorrichtung 100 über die Kanäle 154 in dem Gehäuse 105 aus. Weil die durch das Aufnahmegefäß 125 und den Kopf 140 festgelegten Öffnungen unversperrt bleiben, strömen die Gase relativ frei vom Formwerkzeughohlraum 166 durch die Entgasungsvorrichtungen 100 verlassen schließlich das Formwerkzeug 160, und über die Öffnungen in den Entgasungsvorrichtungen 100 herrscht ein vernachlässigbares Druckgefälle. Vorzugsweise werden die Abmessungen der durch das Aufnahmegefäß 125 und den Kopf 140 festgelegten Öffnungen derart ausgewählt, dass die aufquellende aufschäumbare Polymersubstanz erst dann in diese Öffnungen eintritt, wenn der Druckunterschied über die Entgasungsvorrichtung 100 ausreichend hoch ist, damit die viskoelastische Energie der aufquellenden Mischung überschritten wird. In der Praxis tritt dies erst dann auf, wenn die Öffnungen durch die aufquellende Mischung verstopft worden sind, d. h. zu einer Zeit, zu der der Formwerkzeughohlraum grundsätzlich vollständig gefüllt sein sollte. Unter so gut wie allen Umständen dringt die aufquellende Mischung nicht in die Kammer 152 in dem Gehäuse 105 ein.
Sobald die aufschäumbare Polymersubstanz den Hohlraum 166 ausgefüllt hat, ist ein Schaumgegenstand 170 in dem Formwerkzeug 160 hergestellt worden. Die aufschäumbare Polymersubstanz, welche in die durch das Aufnahmegefäß 125 und den, Kopf 140 festgelegten Öffnungen eingetreten ist, führt zur Erzeugung von einem oder mehreren Schaumschwänzen 171, welche in den Rillen 130 geformt wurden. An diesem Punkt ist es wünschenswert, den Schaumgegenstand 170 zu entfernen oder aus dem Formwerkzeug herauszunehmen. Unter Bezugnahme auf die 8 wird der Bolzen 135 dergestalt ausgefahren, dass der Kopf 140 in gewissem Maße in den Schaumgegenstand 170 eingedrückt wird. Wie dargestellt ist, führt diese Handlung zu einem gleichzeitigen Zurückziehen der Schaumschwänze 171 aus dem Aufnahmegefäß 125, während das Einreißen vom vorhergehenden abgemindert wird. Als Nächstes wird der Deckel 164 schwungvoll geöffnet, was zu einem Entfernen des Kopfes 140 von dem Schaumgegenstand 170 resultiert. Der Schaumgegenstand 170 wird dann aus der Schüssel 162 Eierausgenommen und wird in 9 dargestellt. Wie dort dargestellt ist, hat der Schaumgegenstand zwei Dreiergruppen von an ihm anhängenden Schaumschwänzen 171 (anfänglich werden die Schaumschwänze 171 eine schneckenförmige Gestalt annehmen) – die gestrichelten Kreise in der 9 kennzeichnen die Lage auf dem Schaumgegenstand 170, welche der Lage des Kopfes 140 der Entgasungsvorrichtungen 100 entspricht, als der Schaumgegenstand 170 geformt wurde. In 8 ist der maximale Hubweg des Bolzens 135 dargestellt für den Fall, wo der Kopf 140 weit weg vom Aufnahmegefäß 125 gebracht wird. Hinsichtlich des Ausmaßes, mit welchem der Bolzen 135 von dem Aufnahmegefäß 125 weggebracht wird, gibt es keine besonderen Einschränkungen, aber es sollte hinreichend groß sein, um einen Abstand zwischen dem Aufnahmegefäß 125 und dem Kopf 140 zu schaffen (z. B. einen ringförmigen Abstand), welcher von ausreichender Größe ist, um die Schaumschwänze 171 ohne Einreißen abzutrennen. Daher kann ein minimaler Abstand (der z. B. kleiner als der in 8 dargestellte Abstand ist) verwendet werden, der in einigen Fällen z. B. bis auf 3,175 mm (1/8 Zoll) herunter gehen kann was zu einem ringförmigen Spalt führt. In der Praxis erreicht man dies dadurch, dass man einen Nenndruck (z. B. 0,34 Bar bzw. 5 psi)) an die Druckkammer 120 anlegt, um den Bolzen 135 während des Öffnens des Deckels 164 dergestalt auszufahren, dass, während sich der Deckel 164 öffnet, der Bolzen 135 weiter bis zu seinem maximalen Hubweg ausgefahren wird, was das Herausnehmen der Schaumschwänze 171 aus den Rillen 130 ohne Einreißen der letzteren erleichtert.
Unter Bezugnahme auf die 10 – 12 sind dort Anordnungen von Kopf und Aufnahmegefäß dargestellt, die anderweitig gestaltet sind als die in den 5 und 7 – 8 dargestellten Anordnungen von Kopf und Aufnahmegefäß.
Daher ist in 10 ein Kopf 140a dargestellt, welcher einen Querschnitt in der Form eines auf dem Kopf stehenden T hat. Der Kopf 140a findet Aufnahme in einem Aufnahmegefäß 125a. In 11 sind ein Kopf 140b und ein Aufnahmegefäß 125b dargestellt, die beide einen von einem abgestumpften Ellipsoid abgeleiteten Querschnitt haben. Bei den in den 10 und 11 dargestellten Ausführungsformen wird während der Herausnahme des Schaumgegenstandes aus der Form der Bolzen 135 in Richtung des Pfeiles B von der Entgasungsvorrichtung weg ausgefahren.
In 12 sind ein Kopf 140c und ein Aufnahmegefäß 125c dargestellt. Diese Anordnung ist ähnlich derjenigen, die in den 5 und 7 – 8 dargestellt ist, jedoch mit der Ausnahme, dass in 12 die Fläche 141c mit dem kleineren Durchmesser an der dem Bolzen 135 gegenüberliegenden Seite des Kopfes 140c liegt und die Fläche 142c mit dem größeren Durchmesser an der an den Bolzen 135 angrenzenden Seite des Kopfes 140c vorhanden ist – d. h. dies ist gerade das Umgekehrte der in den 5 und 7 – 8 dargestellten Flächen mit unterschiedlichen Durchmessern. Die Folge davon ist, dass sich während der Herstellung des Schaumgegenstandes der Bolzen 135 in der ausgefahrenen Stellung befindet und während der Herausnahme des Schaumgegenstandes aus der Form der Bolzen 135 in der Richtung des Pfeiles C in die Entgasungsvorrichtung hineingefahren wird. Die Sachkundigen auf diesem Gebiet werden gleich erkennen, dass eine Umkehrung der Durchmesser der Flächen, wie sie in der 12 ausgeführt ist, bei einem Kopf mit unterschiedlichem Querschnitt verwendet werden kann - z. B. einem Kopf 140b, welcher in 11 dargestellt ist und dergl.
Unter Bezugnahme auf die 13 – 14 wird dort eine abweichende Ausführungsform der vorliegenden Entgasungsöffnung dargestellt. Daher wird dort eine Entgasungsvorrichtung 200 dargestellt, welche ein Gehäuse 205 umfasst. Dieses Gehäuse 205 enthält einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 210, einen (nicht dargestellten) Mehrflächen-Abschnitt und einen Druckzylinder (der nicht dargestellt ist, jedoch demjenigen ähnlich ist, der in den 5 und 7 – 8 dargestellt ist und weiter oben bereits diskutiert wurde).
Der an das Ende des Gehäuses 205 angrenzende und mit Gewinde versehene Abschnitt 210 enthält ein Aufnahmegefäß 225. In dem Gehäuse 205 ist ein Bolzen 235 angeordnet, mit dessen Ende ein Kopf 240 verbunden ist. An diesem Kopf 240 ist ein schneckenförmiger Abstandskalter 243 angebracht, welcher dazu dient, den Kopf 240 in einem gewissen Abstand von dem Aufnahmegefäß 225 zu halten. Wie dargestellt, ist das Aufnahmegefäß 225 so dimensioniert, dass es den Kopf 240 auf komplementäre Weise aufnimmt, welche in der Kombination mit dem schneckenförmigen Abstandskalter 243 dazu dienen, einen schneckenförmigen Entgasungskanal 244 festzulegen. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kopf 240 so ausgebildet, dass er eine Querschnittsgestalt in der Form eines zweiseitig symmetrischen Trapezes hat. Wie dargestellt ist, hat der Kopf 240 auf der dem Bolzen 235 angrenzenden Seite eine Fläche 241 mit kleinerem Durchmesser und auf der dem Bolzen 235 entgegengesetzten Seite eine Fläche 242 mit größerem Durchmesser. Die Wirkungsweise der Entgasungsvorrichtung 200 und ihre Anwendung in einem Formwerkzeug zur Herstellung eines Schaumgegenstandes ähneln denen der Entgasungsvorrichtung 100, welche weiter oben mit Bezug auf die 5 – 9 beschrieben wurde: Die Vorteile, welche aus der vorliegerden Entgasungsöffnung und dem vorliegenden Formwerkzeug erwachsen, sind zahlreich. Wie weiter unten noch ausführlich dargelegt werden soll, liegt der Hauptvorteil der vorliegenden Entgasungsvorrichtung darin, dass sie einer kopfseitigen Entgasungsöftnung eine höhere Wirksamkeit verleiht, welche derjenigen einer Entgasungsöftnung mit Trennebene nahe kommt. Dieser Vorteil vermindert die Gesamtinvestitionskosten des Formverfahrens. Außerdem hat die vorliegende Entgasungsöffnung ein verbessertes Selbstreinigungsvermögen, welches das Einreißen des Schaummaterials während der Herausnahme des Schaumgegenstandes aus der Form vermindert. Dies führt zur Verminderung oder in einigen Fällen gar zum Wegfall von Arbeitskosten, welche mit einer Reinigung der in den Patenten von Clark et al. aufgezeigten kopfseitigen Entgasungsöffnungen verbunden sind. Diese verbesserten Merkmale der Selbstreinigung der vorliegenden Entgasungsöffnung ermöglichen die Benutzung größerer Entgasungsöffnungen, was zu einer Verbesserung der Entgasungswirksamkeit der Vorrichtung führt. Es wurde in der Tat festgestellt, dass eine vierfache Verbesserung der Entgasungsfläche (d. h. die Fläche, die für die Aufnahme von Schaummaterial zur Verfügung steht) mit der vorliegenden Entgasungsöftnung erreicht werden kann, wenn man sie mit den in den Patenten von Clark et al. aufgezeigten kopfseitigen Entgasungsöffnungen vergleicht. Außerdem führt die vorliegende Entgasungsöffnung zur Erzeugung von Schaumschwänzen, welche relativ wenig abstehen und an dem Gegenstand für eine weitere Verarbeitung (z. B. als Anbringen eines Ausstattungsbezugs) verbleiben können.
Man kann sich vorstellen, dass es unter vielen Umständen wünschenswert ist, die vorliegende Entgasungsöffnung mit den Trennebenen-Entgasungsöftnungen, wie sie in den Patenten von Clark et. al. und in den mit diesen eingereichten Patentanmeldungen der Vereinigten Staaten unter S.N. 60/048,133 (Clark et. al.), angemeldet am 30. Mai 1997, aufgezeigt werden, in einem einzigen Formwerkzeug zu kombinieren. Die Konstruktion eines derartigen Formwerkzeugs wird von den Sachkundigen auf diesem Gebiet angesichts der oben gegebenen Beschreibung und der Darlegungen der Patente von Clark et. al. und der mit diesen eingereichten Patentanmeldung von Clark et. al. klar erkannt.
Ebenso werden die Sachkundigen auf diesem Gebiet erkennen, dass weitere Veränderungen möglich sind, ohne von dem Rahmen der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen offenbart wird, abzuweichen. Somit ist es bei einer derartigen Ausführungsform möglich, die dargestellten Entgasungsöffnungen so abzuändern, dass sie einen Unterdruck aufweisen, wenn sie zur Umgebungsluft geöffnet werden, um die Menge an Reaktionsstoffen zu verringern, die für die Herstellung des Schaumgegenstandes notwendig ist. Bei einer anderen derartigen Ausführungsform können die in den dargestellten Ausführungsformen gezeigten Rillen und/oder Abstandshalter durch geradlinige, gekrümmte oder auf eine andere Weise gestaltete Rillen und/oder Abstandshalter ersetzt werden. Bei noch einer anderen derartigen Ausführungsform ist es möglich, dass sich diese sowohl am Kopf als auch am Aufnahmegefäß der Entgasungsvorrichtung befinden (diese Rillen können zueinander ausgerichtet sein oder nicht). Bei einer noch anderen derartigen Ausführungsform ist es möglich, die Ausführungsform der 13 – 14 dergestalt zu modifizieren, dass der schneckenförmige Abstandshalter 243 an dem Aufnahmegefäß 225 angeordnet wird. Bei einer noch weiteren Ausführungsform ist es möglich, den in den dargestellten Ausführungsformen an dem Bolzen befestigten Kopf stationär zu halten und das Aufnahmegefäß bezüglich des Kopfes zu bewegen. Weitere Veränderungen werden den Sachkundigen auf diesem Gebiet bekannt sein.

Claims

Formwerkzeug (160) für die Herstellung von geschäumten Gegenständen, welches aus einem ersten Formwerkzeug (162) und einem zweiten Formwerkzeug (164) besteht, welche auf lösbare Weise in einer geschlossenen Stellung dergestalt koppelbar sind, dass ein Hohlraum (166) des Formwerkzeuges festgelegt wird, wobei eines von beiden, dem ersten Formwerkzeug (162) und dem zweiten Formwerkzeug (164), eine Entgasungsöffnung (100) aufweist, wobei diese Entgasungsöffnung (100) einen Durchgang (125,225) und eine in diesem Durchgang (125,225) befindliche Drossel (140,240) aufweist, wobei dieser Durchgang (125,225) und diese Drossel (140,240) in einer ersten Richtung gegeneinander gleitend verschiebbar sind und eine Öffnung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Formwerkzeughohlraumes (166) festlegen, wobei die Drossel (140,240) in einer Richtung parallel zur ersten Richtung einen veränderlichen Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung mindestens einen schneckenförmig angeordneten Kanal (130, 244) aufweist, von welchem ein Ende an den formwerkzeughohlraum (166) angrenzt, um zu ermöglichen, dass Schaumstoff (171) in die Öffnung eintritt.
Formwerkzeug, nach Anspruch 1, bei welchem die Drossel (140,240) einen Kopf aufweist, an dessen an den Formwerkzeughohlraum (166) angrenzenden Ende der Kopf eine erste Querschnittsform aufweist.
Formwerkzeug nach Anspruch 2, bei welchem der Kopf einen veränderlichen Durchmesser in einer Richtung parallel zur ersten Richtung aufweist.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–3, bei welchem die erste Richtung im Wesentlichen in Richtung auf den Formwerkzeughohlraum hin zeigt.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–4, bei welchem die Drossel (140,240) beweglich und der Durchgang (125,225) unbeweglich sind.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–5, bei welchem der Durchgang (125,225) und die Drossel (140,240) zwischen einer Stellung mit Sitz und einer Stellung ohne Sitz gegeneinander gleitend beweglich sind.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–6, bei welchem der mindestens eine schneckenförmig angeordnete Kanal (130, 244) in der Drossel (140) angelegt ist.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–7, bei welchem der Kanal eine Anzahl von schneckenförmig angeordneten Rillen (130) aufweist.
Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1–6, bei welchem die Öffnung durch ein zwischen dem Durchgang (225) und der Drossel (240) angeordnetes Abstandsstück (243) bestimmt ist, um den Kanal (244) festzulegen.
Entgasungsvorrichtung (100), welche ein Gehäuse (105, 205) aufweist, wobei dieses Gehäuse (105, 205) verbindende Mittel (110,210), einen Durchgang (125, 225) und eine in diesem Durchgang (125, 225) angeordnete Drossel (140, 240) enthält, wobei der Durchgang (125, 225) und die Drossel (140, 240) in einer ersten Richtung gleitend gegeneinander beweglich sind und eine Öffnung zwischen dem inneren und dem Äußeren des Gehäuses festlegen und die Drossel (140, 240) einen veränderlichen Durchmesser in einer zur ersten Richtung parallelen Richtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung mindestens einen schneckenförmig angeordneten Kanal (130,244) aufweist, von welchem ein Ende dergestalt angeordnet ist, dass es das Eintreten von Schaumstoff (171) in die Öffnung ermöglicht.
Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes in dem von einem der Ansprüche 1–9 festgelegten Formwerkzeug, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verteilen einer flüssigen aufschäumbaren Polymersubstanz im Innern des Hohlraumes (166) des Formwerkzeugs; – Schließen der ersten Formwerkzeughälfte (162) und der zweiten Formwerkzeughälfte (164); – Aufschäumen der flüssigen aufschäumbaren Polymersubstanz, um den Formwerkzeughohlraum (166) vollständig auszufüllen; – Schaffung der Möglichkeit, dass die flüssige aufschäumbare Polymersubstanz in die Öffnung in dem Kanal (130, 244) eintreten kann; – zumindest teilweises Aushärten der flüssigen aufschäumbaren Polymersubstanz im Formwerkzeughohlraum, um den Gegenstand herzustellen; – zumindest teilweises Aushärten der flüssigen aufschäumbaren Polymersubstanz im Kanal (130, 244), um mindestens ein flexibles Schaumpressteil (171) herzustellen; – Bewegen des Durchganges (125, 225) bezüglich der Drossel (140, 240), um einen Abstand dazwischen festzulegen; und – Herausnehmen des Schaumgegenstandes aus dem Formwerkzeug (160).