DE102013108053A1

DE102013108053A1 - Method and device for producing a particle foam part

Info

Publication number: DE102013108053A1
Application number: DE102013108053.7A
Authority: DE
Inventors: Harald Sommer
Original assignee: Kurtz GmbH
Current assignee: Kurtz GmbH
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: – Zuführen von Schaumstoffpartikel von einem Materialbehälter mittels einer Leitung zu einem Formwerkzeug, – thermoplastisches Verschweißen der Schaumstoffpartikel im Formwerkzeug zum Partikelschaumstoffteil unter Zuführung von Wärme, wobei den zuzuführenden Schaumstoffpartikeln Wasserdampf hinzugegeben wird.The invention relates to a method and an apparatus for producing a particle foam part. The method comprises the following steps: supplying foam particles from a material container by means of a line to a molding tool, thermoplastic welding of the foam particles in the molding tool to the particle foam part while supplying heat, wherein water vapor is added to the foam particles to be supplied.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils aus expandierbaren Partikeln auf Basis von thermoplastischem Polyurethan. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a particle foam part. In particular, the present invention relates to a method and an apparatus for producing a particle foam part from expandable particles based on thermoplastic polyurethane.

Partikelschaumstoffteile auf Basis thermoplastischer Polyurethane sind aus der WO 94/20568 bekannt. Diese Partikelschaumstoffteile werden aus expandierbaren, partikelförmigen, thermoplastischen Polyurethanen hergestellt. Zur Formteilherstellung werden die vorgeschäumten, gegebenenfalls druckbeladenen thermoplastischen Polyurethanpartikel in eine beheizbare Form gegeben und soweit erhitzt, dass die Partikel miteinander verschweißt werden. Das Erhitzen erfolgt durch Beaufschlagen mit Wasserdampf. Wenn nötig, kann vor der Formteilherstellung eine Druckbeladung der Partikel erfolgen. Nach dem Entformen soll das Formteil bis zur Gewichtskonstanz getempert werden. Die Temperung erfolgt bei Temperaturen von 20–120°C. Die thermoplastischen Polyurethanpartikel können mit einem Treibmittel, wie zum Beispiel Butan oder CO₂ versehen sein. Als Treibmittel können auch feste Treibmittel verwendet werden, die beim Erwärmen Gas abspalten, wie Azolcarbonamid oder p-Toluolsulfonsäurehydracit. Particle foam parts based on thermoplastic polyurethanes are from WO 94/20568 known. These particle foam parts are produced from expandable, particulate, thermoplastic polyurethanes. For preform production, the prefoamed, optionally pressure-loaded thermoplastic polyurethane particles are placed in a heatable mold and heated to the extent that the particles are welded together. The heating is carried out by applying steam. If necessary, a pressure loading of the particles can take place before the molding production. After demoulding, the molding is to be tempered to constant weight. The tempering takes place at temperatures of 20-120 ° C. The thermoplastic polyurethane particles may be provided with a blowing agent such as butane or CO ₂ . As propellants it is also possible to use solid propellants which split off gas on heating, such as azole carbonamide or p-toluenesulfonic acid hydrocrackite.

Der Vorteil von Partikelschaumstoffteilen aus Partikeln auf Basis von thermoplastischem Polyurethan (TPU-Partikel) liegt in der hohen Elastizität im Vergleich zu Partikelschaumstoffteilen auf Basis von anderen Kunststoffen, insbesondere Polystyrol und Polypropylen. The advantage of particle foam parts made of particles based on thermoplastic polyurethane (TPU particles) lies in the high elasticity in comparison to particle foam parts based on other plastics, in particular polystyrene and polypropylene.

Es wurden deshalb große Anstrengungen unternommen, derartige Partikelschaumstoffteile auf Basis von Polyurethan der Massenfertigung zugänglich zu machen. Insbesondere sind derartige Partikel Schaumstoffe auf Basis von Polyurethan aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften für Schuhsohlen von größtem Interesse. Therefore, great efforts have been made to make such polyurethane foam particle foam parts available for mass production. In particular, such particles polyurethane based foams due to their mechanical properties for soles are of great interest.

Geschäumte Schuhsohlen auf Basis thermoplastischen Polyurethans gehen aus der DE 10 2005 050 411 A1 hervor. Weiterhin ist es aus der WO 00/44821 bekannt, geschäumtes thermoplastisches Polyurethan für Schuhwerk („footwear“) zu verwenden. Foamed shoe soles based on thermoplastic polyurethane go out of the DE 10 2005 050 411 A1 out. Furthermore, it is from the WO 00/44821 known to use foamed thermoplastic polyurethane for footwear ("footwear").

Die Herstellung von Schuhsohlen aus geschäumten Partikeln aus thermoplastischem Polyurethan geht auch aus der WO 2012/065926 A1 hervor. Die geschäumten Polyurethanpartikel werden hierbei in ein Matrixmaterial eingebettet, das aus einem Polyurethanschaum besteht. Hier wird somit ein Hybridmaterial ausgebildet. Aufgrund der Eigenschaften der geschäumten Polyurethanpartikel weisen die Schuhsohlen gute Dämpfungseigenschaften auf, können mit geringer Kraft gebogen werden und besitzen hohe Rückstellkräfte („higher rebound resilience“). The production of shoe soles made of foamed particles of thermoplastic polyurethane is also from the WO 2012/065926 A1 out. The foamed polyurethane particles are in this case embedded in a matrix material which consists of a polyurethane foam. Here, therefore, a hybrid material is formed. Due to the properties of the foamed polyurethane particles, the shoe soles have good damping properties, can be bent with little force and have high restoring forces ("higher rebound resilience").

Aus der WO 2008/087078 A1 geht ein weiteres Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus Polyurethan und darin enthaltenen geschäumten Partikeln aus thermoplastischem Polyurethan, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Hybridmaterialien hervor. Diese Hybridmaterialien werden als Fahrradsattel, Polsterungen und Schuhsohlen verwendet. From the WO 2008/087078 A1 discloses another hybrid material containing a matrix of polyurethane and foamed thermoplastic polyurethane particles contained therein, and a method of making such hybrid materials. These hybrid materials are used as bicycle saddles, padding and soles.

In der WO 2013/013784 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Sohle oder eines Sohlenteiles eines Schuhes beschrieben, bei dem die Sohle aus geschäumtem, thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU, E-TPU, TPE-U) und/oder auf der Basis von Polyether-Block-Amid (PEBA) ausgebildet ist. Die Schaumstoffpartikel werden vorzugsweise mit einem Bindemittel verbunden. Als Bindemittel wird ein Zwei-Komponenten-Polyurethan-System verwendet. In the WO 2013/013784 A1 another method for making a sole or a sole portion of a shoe is described in which the sole of foamed, thermoplastic urethane-based elastomer (TPU, E-TPU, TPE-U) and / or on the basis of polyether block amide ( PEBA) is formed. The foam particles are preferably bonded to a binder. The binder used is a two-component polyurethane system.

Weiterhin gehen aus der DE 10 2009 029 286 A1 Polyurethanschuhsohlen hervor, die aus einem Polyurethanintegralschaumstoff ausgebildet sind. Continue to go out of the DE 10 2009 029 286 A1 Polyurethane shoe soles, which are formed of a polyurethane integral foam.

In der WO 2010/010010 A1 sind expandierbare, treibmittelhaltige thermoplastische Polymer-Blends offenbart, die thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Styrolpolymerisat enthalten. Die bevorzugten Gewichtsanteile von thermoplastischem Polyurethan liegen zwischen 5 und 95 und die Gewichtsanteile von Styrolpolymerisat zwischen 5 und 95, wobei sich die Gewichtsanteile von thermoplastischem Polyurethan und Styrolpolymerisat zu 100 Teilen addieren. Der Polymer-Blend kann ein weiteres thermoplastisches Polymer enthalten. In the WO 2010/010010 A1 are disclosed expandable, blowing agent-containing thermoplastic polymer blends containing thermoplastic polyurethane (TPU) and styrene polymer. The preferred weight percentages of thermoplastic polyurethane are between 5 and 95 and the weight percent of styrene polymer is between 5 and 95, with the proportions by weight of thermoplastic polyurethane and styrene polymer adding up to 100 parts. The polymer blend may contain another thermoplastic polymer.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass es seit langem intensive Bestrebungen gibt, Partikelschaumstoffteile auf Basis thermoplastischer Polyurethane ( WO 94/20568 A1 ) herzustellen, da derartige Kunststoffe besondere mechanische Eigenschaften bezüglich Elastizität, Rückstellkräfte und Biegsamkeit besitzen. Es gibt unterschiedliche Lösungen zum Herstellen derartiger Kunststoffkörper. Es wurde auch vorgeschlagen, die Polyurethanpartikel in ein Hybridmaterial einzubetten ( WO 2008/087078 A1 , WO 2012/065926 A1 , WO 2013/013784 A1 ). In summary, it can be stated that there has long been intensive efforts to produce particle foam parts based on thermoplastic polyurethanes ( WO 94/20568 A1 ), since such plastics have special mechanical properties in terms of elasticity, restoring forces and flexibility. There are different solutions for producing such plastic body. It has also been proposed to embed the polyurethane particles in a hybrid material ( WO 2008/087078 A1 . WO 2012/065926 A1 . WO 2013/013784 A1 ).

Grundsätzlich wäre es einfacher und kostengünstiger die Schaumstoffpartikel ohne eine zusätzliche Matrix miteinander zu verschweißen, wie es bei den Hybridmaterialein der Fall ist. Partikelschaumstoffteilen aus Polypropylen oder Polystyrol werden seit langem in großindustriellen Umfang durch Verschweißen der Schaumstoffpartikel ohne zusätzliche Matrix hergestellt. Es sind bereits Sportschuhe auf dem Markt, bei denen ein Teil der Sohle aus einem Partikelschaumstoffteile auf Polyurethanbasis ausgebildet ist, ohne dass ein Matrixmarterial zum Binden der Partikel verwendet wird. Diese Sportschuhe sind jedoch sehr teuer. Dies liegt zum einem an ihren außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften und andererseits an der begrenzten verfügbaren Menge, da die Herstellung von Partikelschaumstoffteilen aus expandierbaren thermoplastischen Polyurethanpartikeln (eTPU-Partikel) nach wie vor erhebliche Probleme bereitet. Da eTPU-Partikel hohe gegenseitige Adhäsionskräfte aufweisen, kleben einzelne Partikel in einer lockeren Schüttung aneinander und verklumpen. Dies beeinträchtigt die Dosierung und den Füllvorgang. Mit den bisher bekannten Verfahren ist eine Massenproduktion von Partikelschaumstoffteilen auf Basis von eTPU-Partikeln nicht stabil durchführbar. Der Ausschuss ist im Vergleich zur Produktion von Partikelschaumstoffteilen auf Grundlage anderer Materialien erheblich größer. Der Durchsatz ist gering. Basically, it would be easier and less expensive to weld the foam particles together without an additional matrix, as is the case with the hybrid materials. Particle foam parts made of polypropylene or polystyrene have long been produced on a large industrial scale by welding the foam particles without additional matrix. There are already sports shoes on the market, in which a part of the sole is formed of a polyurethane-based particle foam parts, without a Matrixmarterial is used to bind the particles. These sports shoes are very expensive. This is partly because of their exceptional mechanical properties and partly because of the limited amount available, since the production of particle foam parts from expandable thermoplastic polyurethane particles (eTPU particles) still poses considerable problems. Since eTPU particles have high mutual adhesion forces, individual particles stick together in a loose bed and clump together. This affects the dosage and the filling process. With the previously known methods, a mass production of particle foam parts based on eTPU particles is not stable feasible. The rejects are considerably larger compared to the production of particle foam parts based on other materials. The throughput is low.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils zu schaffen, mit welchen ein Formwerkzeug zuverlässig und vollständig mit Schaumstoffpartikeln gefüllt wird, selbst wenn die Schaumstoffpartikel hohe gegenseitige Adhäsionskräfte aufweisen, wie es beispielsweise bei Schaumstoffpartikeln auf Polyurethanbasis der Fall ist. The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for producing a particle foam part with which a mold is reliably and completely filled with foam particles, even if the foam particles have high mutual adhesion forces, as is the case for example with polyurethane-based foam particles is.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a method and a device according to the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the respective subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils umfasst folgende Schritte:

– Zuführen von Schaumstoffpartikel von einem Materialbehälter mittels einer Leitung zu einem Formwerkzeug, und
– thermoplastisches Verschweißen der Schaumstoffpartikel im Formwerkzeug zum Partikelschaumstoffteil unter Zuführung von Wärme.

The method according to the invention for producing a particle foam part comprises the following steps:

- Supplying foam particles from a material container by means of a conduit to a mold, and
- Thermoplastic welding of the foam particles in the mold to the particle foam part under the application of heat.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zu den zuzuführenden Schaumstoffpartikeln Wasserdampf hinzugegeben wird. The method is characterized in that water vapor is added to the foam particles to be supplied.

Durch das Zugeben von Wasserdampf zu den Schaumstoffpartikeln werden diese mit Wasserdampf benetzt, wodurch sich deren Gleiteigenschaften verbessern. Die Benetzung der Oberfläche der Schaumstoffpartikel führt zu einer Verminderung der Adhäsionskräfte, so dass die Gefahr einer Verklumpung der Schaumstoffpartikel gering ist. By adding water vapor to the foam particles, they are wetted with water vapor, which improves their sliding properties. The wetting of the surface of the foam particles leads to a reduction of the adhesion forces, so that the risk of clumping of the foam particles is low.

Die Zugabe von Wasserdampf bewirkt zudem eine Erwärmung der Schaumstoffpartikel, so dass die Schaumstoffpartikel bereits vorgewärmt sind, wenn sie in das Formwerkzeug gelangen. Das thermoplastische Verschweißen der Schaumstoffpartikel erfolgt hierdurch schneller und zuverlässiger. The addition of water vapor also causes heating of the foam particles, so that the foam particles are already preheated when they get into the mold. The thermoplastic welding of the foam particles is thereby faster and more reliable.

Die Schaumstoffpartikel werden von dem Materialbehälter entlang eines Transportweges dem Formwerkzeug zugeführt, wobei vorzugsweise an mehreren Stellen entlang des Transportweges den Schaumstoffpartikeln Wasserdampf hinzugegeben wird. Die mit dem Wasserdampf zugeführte Wärmemenge muss so bemessen sein, dass die Schaumstoffpartikel nicht vor dem Erreichen des Formwerkzeuges vollständig aktiviert werden und bereits auf dem Transportweg miteinander verschweißt werden. Daher muss die Menge an Wasserdampf exakt dosiert werden. Die Menge des zuzführenden Wasserdampfes hängt von unterschiedlichen Parametern ab, wie z.B. die Strömungsmenge der zuzführenden Schaumstoffpartikel, die Querschnittsfläche und die Geometrie der Leitungen, dem Material der Schaumstoffpartikel, etc. Die Einstellung der zugeführten Menge an Wasserdampf erfolgt durch Einstellen des Druckes, mit welchen der Wasserdampf einer Düse zugeführt wird, mit welcher er in die Leitung des Transportweges eingespeist wird. Hierbei ist auch die Querschnittsfläche der Öffnung der Düse zu berücksichtigen. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Wasserdampf durch Verändern der Größe der Öffnung der Düse einzustellen. The foam particles are supplied from the material container along a transport path to the mold, preferably at several points along the transport path the foam particles water vapor is added. The amount of heat supplied with the steam must be such that the foam particles are not fully activated before reaching the mold and already welded together in the transport path. Therefore, the amount of water vapor must be exactly metered. The amount of water vapor to be supplied depends on different parameters, e.g. the flow rate of the foam particles to be supplied, the cross-sectional area and the geometry of the lines, the material of the foam particles, etc. The adjustment of the amount of water vapor supplied by adjusting the pressure at which the steam is supplied to a nozzle, with which he in the line of the Transport path is fed. In this case, the cross-sectional area of the opening of the nozzle is taken into account. In principle, it is also possible to adjust the water vapor by changing the size of the opening of the nozzle.

Es gibt Materialzusammensetzungen auf Polyurethanbasis, die bereits bei 50° C klebrig werden. Schaumstoffpartikel, die aus solchem eTPU ausgebildet sind, sollten daher nicht über 50°C im Bereich des Transprortweges erwärmt werden. Mit anderen Materialzusammensetzungen auf Polyurethanbasis sind höhere Temperaturen möglich. There are polyurethane-based material compositions which become tacky even at 50 ° C. Foam particles formed from such eTPU should therefore not be heated above 50 ° C. in the region of the transfort path. With other polyurethane-based material compositions, higher temperatures are possible.

Da einerseits die Schaumstoffpartikel nicht über eine bestimmte Temperatur im Transportweg erwärmt werden sollen und andererseits während des gesamten Transportweges Wasserdampf vorhanden sein sollte, ist es vorteilhaft, an mehreren Stellen entlang des Transportweges Wasserdampf zuzuführen. Hierdurch kann auch bereits kondensierter Wasserdampf ersetzt werden, so dass entlang des Transportweges eine in etwa gleichmäßige Wasserdampfbeaufschlagung erzielt wird. Since on the one hand the foam particles should not be heated above a certain temperature in the transport path and on the other hand water vapor should be present during the entire transport path, it is advantageous to supply water vapor at several points along the transport path. As a result, already condensed water vapor can be replaced, so that along the transport path an approximately even Wasserdampfbeaufschlagung is achieved.

Vorzugsweise wird die Menge an Wasserdampf derart eingestellt, dass an der Oberfläche aller Schaumstoffpartikel sich ein dünner Film aus kondensiertem Wasser bildet, der die Adhäsionswirkung der Wasserstoffpartikel herabsetzt. Je mehr Wasserdampf zugegeben wird, desto stärker werden die Oberflächen der Schaumstoffpartikel benetzt. Durch die Zugabe von Wasserdampf wird jedoch auch Wärme zugeführt, wobei die Wärmemenge nicht so groß sein darf, dass die Oberflächen der Schaumstoffpartikel aktiviert werden. Daher müssen bei der Bestimmung der Menge an Wasserdampf die entegegngesetzten Anforderungen aufgrund der Benetzung und der Vermeidung einer Aktivierung ausgeglichen werden. Preferably, the amount of water vapor is adjusted so that forms on the surface of all foam particles, a thin film of condensed water, which reduces the adhesion of the hydrogen particles. The more Water vapor is added, the more the surfaces of the foam particles are wetted. However, the addition of water vapor also heat is supplied, the amount of heat must not be so large that the surfaces of the foam particles are activated. Therefore, in determining the amount of water vapor, the adverse requirements due to wetting and avoidance of activation must be compensated.

Durch das Zugeben an mehreren Stellen entlang des Transportweges wird der Film immer wieder aufgefrischt, so dass möglichst über den gesamten Transportweg eine zuverlässige Förderung der Schaumstoffpartikel möglich ist. By adding at several points along the transport path of the film is refreshed again and again, so that as possible over the entire transport a reliable promotion of the foam particles is possible.

Der Wasserdampf wird den Schaumstoffpartikeln vorzugsweise im Materialbehälter und/oder an einer in Transportrichtung dem Materialbehälter nachgeordneten Treibdüse und/oder an einem in Transportrichtung dem Formwerkzeug vorgeordneten Füllinjektor und/oder an einem oder mehreren Abschnitten der Leitung zugegeben. Insbesondere erfolgt die Zugabe an Stellen oder Bereichen vor Kurven und/oder Engstellen der Leitung vom Materialbehälter zum Formwerkzeug. The water vapor is preferably added to the foam particles in the material container and / or on a drive nozzle arranged downstream of the material container in the transport direction and / or on a filling injector upstream of the mold and / or on one or more sections of the line. In particular, the addition to locations or areas before curves and / or bottlenecks of the line from the material container to the mold.

Der Wasserdampf wird vorzugsweise mit einer Temperatur von 100 bis 140 °C zugegeben. The steam is preferably added at a temperature of 100 to 140 ° C.

Der Wasserdampf steht bei der Zugabe zu den Schaumstoffpartikeln vorzugsweise unter einem Druck, der dem Druck in dem Gefäß (Materialbehälter oder Förderleitung) entspricht, in dem sich die Schaumstoffpartikel befinden. When added to the foam particles, the water vapor is preferably under a pressure which corresponds to the pressure in the vessel (material container or delivery line) in which the foam particles are located.

Die Menge des zugegebenen Wasserdampfes (bei 100°C und 1 bar) beträgt etwa das 20- bis 500-fache des Volumens des Formraums des Formwerkzeuges. Vorzugsweise werden die Schaumstoffpartikel unter Druckerhöhung konditioniert, wobei die konditionierten Schaumstoffpartikel dem Materialbehälter zugegeben werden und dort unter einem bestimmten Druck vorgehalten werden. Der Druck im Materialbehälter liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 bar. Durch das Konditionieren der Schaumstoffpartikel werden sie mit Luft beladen, die als Treibmittel wirkt. Da das Konditionieren allmählich erfolgt, beispielsweise über einen Zeitraum von 2 bis 24 Stunden, behalten die komprimierten Schaumstoffpartikel eine glatte Oberfläche. The amount of added water vapor (at 100 ° C and 1 bar) is about 20 to 500 times the volume of the mold cavity of the mold. Preferably, the foam particles are conditioned under pressure increase, wherein the conditioned foam particles are added to the material container and held there under a certain pressure. The pressure in the material container is preferably in the range of 2 to 5 bar. By conditioning the foam particles, they are charged with air which acts as a blowing agent. Since the conditioning takes place gradually, for example over a period of 2 to 24 hours, the compressed foam particles maintain a smooth surface.

Während des Zuführens von Schaumstoffpartikel vom Materialbehälter zum Formwerkzeug wird der Druck in der Leitung in dem Formwerkzeug derart eingestellt, dass er etwas geringer als im Materialbehälter ist. Hierdurch entsteht einerseits eine Strömung vom Materialbehälter zum Formwerkzeug und andererseits werden durch den Druck die Schaumstoffpartikel klein gehalten, so dass sie möglichst wenig miteinander kollidieren und die Gefahr, dass sie aneinander haften und verklumpen, gering gehalten wird. Im Formwerkzeug beträgt der Druck vorzugsweise etwa 0 bis 3 bar und insbesondere etwa 0,2 bis 1 bar weniger als im Materialbehälter. Bei Verwendung von Treibluft können die Schaumstoffpartikel auch gegen einen Gegendruck gefördert werden. So kann der Druck im Materialbehälter etwa 0,05 bis 0,15 bar kleiner als Formwerkzeug sein. During the delivery of foam particles from the material container to the mold, the pressure in the conduit in the mold is adjusted to be slightly less than in the material container. On the one hand, this creates a flow from the material container to the mold and, on the other hand, the foam particles are kept small by the pressure, so that they collide with each other as little as possible and the risk that they adhere and clump together is kept low. In the mold, the pressure is preferably about 0 to 3 bar and in particular about 0.2 to 1 bar less than in the material container. When using blowing air, the foam particles can also be promoted against back pressure. Thus, the pressure in the material container may be about 0.05 to 0.15 bar smaller than a mold.

Die Schaumstoffpartikel können im Materialbehälter vereinzelt werden. Die Vereinzelung erfolgt beispielsweise durch Zuführen eines Gas- bzw. Luft- und/oder Dampfstroms, der die Schaumstoffpartikel im Materialbehälter verwirbelt. Dieser Gasstrom wird im Folgenden als Fluidisierungsstrom bezeichnet. Anstelle oder in Kombination mit einer Verwirbelung können zum Vereinzeln der Schaumstoffpartikel auch Vereinzelungswalzen, eine Zellenradschleuse, eine Revolverkammer, ein Siebboden (Zwischenboden) durch den die Partikel aufgrund einer Druckdifferenz oder (Rüttel-)Bewegung hindurchgepresst werden und/oder eine Schneckenfüllung vorgesehen sein. The foam particles can be separated in the material container. The separation takes place for example by supplying a gas or air and / or vapor stream which swirls the foam particles in the material container. This gas stream is referred to below as the fluidizing stream. Instead of or in combination with turbulence, separating rollers, a rotary valve, a turret chamber, a sieve bottom (intermediate bottom) through which the particles are pressed due to a pressure difference or (shaking) movement and / or a screw filling can be provided for separating the foam particles.

Die Schaumstoffpartikel werden vorzugsweise zunächst vereinzelt der Förderleitung zugeführt und in der Förderleitung in einem Gasstrom, insbesondere Luftstrom, der mit dem Wasserdampf angereichert ist, möglichst mit Abstand zueinander transportiert, so dass die einzelnen Schaumstoffpartikel zuverlässig den Transportweg passieren und in das Formwerkzeug gelangen. The foam particles are preferably initially supplied individually to the delivery line and transported in the delivery line in a gas stream, in particular air stream, which is enriched with water vapor, as far as possible at a distance, so that the individual foam particles reliably pass through the transport path and get into the mold.

Der Verklumpung während des Transportes entgegenwirkende Mittel und Effekte sind nachfolgend aufgeführt, die einzeln oder in Kombination angewandt werden können:

– Hinzugeben von Wasserdampf zu den Schaumstoffpartikeln, wodurch die Adhäsionsfähigkeit der Schaumstoffpartikel herabgesetzt wird und deren Gleitvermögen erhöht wird.
– Fördern der Schaumstoffpartikel in einem erhöhten Druckniveau, wodurch deren Größe klein gehalten wird, wodurch die Packungsdichte in der Leitung gering gehalten werden kann und gleichzeitig ein hoher Strom von expandierenden Schaumstoffpartikeln pro Zeiteinheit erzielt wird. Die Schaumstoffpartikel können vor dem Fördern konditioniert werden oder auch unkonditioniert unter Druckbeaufschlagung gefördert werden.
– Vereinzeln der Schaumstoffpartikel im Materialbehälter, so dass die Schaumstoffpartikel mit möglichst wenig Kontakt mit anderen Schaumstoffpartikeln durch die Leitung transportiert werden.
– Beschichten der Schaumstoffpartikel mit einem Gleitmittel, wie z.B. Wachs.
– Einblasen eines Pulvers/Staubs als Gleitmittel zu den zu transpordierenden Schaumstoffpartikeln. Dies wird vorzugsweise in Kombination mit einem Crackspaltwerkzeug angewandt, bei dem es möglich ist, das Pulver/den Staub vor dem Verschweißen durch den Spalt abzublasen.
– Bewegen, insbesondere Rütteln, der Leitung und/oder des Formwerkzeugs während des Befüllens. Die Leitung ist hierzu vorzugsweise als biegsamer Schlauch ausgebildet.

The clumping during transport counteracting agents and effects are listed below, which can be applied individually or in combination:

- Adding water vapor to the foam particles, whereby the adhesion of the foam particles is reduced and their lubricity is increased.
- Promote the foam particles in an elevated pressure level, whereby the size is kept small, whereby the packing density can be kept low in the line and at the same time a high flow of expanding foam particles per unit time is achieved. The foam particles can be conditioned before conveying or also be conveyed unconditioned under pressure.
- Separating the foam particles in the material container, so that the foam particles are transported through the line with as little contact with other foam particles.
- Coat the foam particles with a lubricant, such as wax.
- Blowing a powder / dust as a lubricant to the foam particles to be transposed. This is preferably used in combination with a crack-splitting tool in which it is possible to blow off the powder / dust before welding through the gap.
- Move, in particular shaking, the line and / or the mold during filling. The line is preferably designed as a flexible hose for this purpose.

Da der Transport der Schaumstoffpartikel ein stochastisches System ist, kann nicht vollständig vermieden werden, dass einzelne Schaumstoffpartikel miteinander in Kontakt treten. Durch das Hinzugeben von Wasserdampf zu den Schaumstoffpartikeln wird verhindert, dass die miteinander in Berührung tretenden Schaumstoffpartikel nicht auf Dauer aneinander haften bleiben, verklumpen und die Leitung oder Bereiche des Formwerkzeuges versperren. Since the transport of the foam particles is a stochastic system, it can not be completely avoided that individual foam particles come into contact with each other. The addition of water vapor to the foam particles prevents the foam particles, which come into contact with each other, from adhering to each other permanently, clumping together and obstructing the line or areas of the molding tool.

Grundsätzlich ist es auch möglich, nicht konditionierte Schaumstoffpartikel zu verwenden und/oder die Befüllung des Formwerkzeuges nicht unter Druck durchzuführen. Dann ist es zweckmäßig, wenn das Formwerkzeug aus zumindest zwei zueinander beweglichen Teilen besteht, so dass der Formraum nach dem Befüllen desselben durch Zusammenfahren der beiden Teile verringert werden kann, um die darin befindlichen Schaumstoffpartikel zu verdichten. Ein solches Formwerkzeug wird auch als Crack-Spalt-Formwerkzeug bezeichnet. Ein Crack-Spalt-Formwerkzeug kann auch grundsätzlich in Kombination mit einer Druckbefüllung vorgesehen sein, wobei dann jedoch die Verdichtung durch das Zusammenführen der beiden Teile des Formwerkzeuges nur um einen kleinen Weg ausgeführt wird, da durch die Druckbefüllung bereits eine hohe Befüllungsdichte erzielt wird. Bei manchen Kunststoffkörpern ist eine hohe Verdichtung mittels eines Crack-Spalt-Werkzeuges nachteilig. Dies gilt insbesondere bei Kunststoffkörpern mit unterschiedlicher Dicke, da dünnere Abschnitte wesentlich stärker als die dickere Abschnitte verdichtet werden. Eine solche ungleichmäßige Verdichtung ist normalerweise nicht erwünscht. Weiterhin entsteht ein anisotropes Schrumpfverhalten mit in Schließrichtung des Crackspaltes geringerem Schrumpf. In principle, it is also possible to use non-conditioned foam particles and / or to perform the filling of the mold under pressure. Then it is expedient if the mold consists of at least two mutually movable parts, so that the mold space can be reduced after filling the same by moving the two parts together to compress the foam particles therein. Such a mold is also referred to as a crack-gap mold. A crack-gap-forming tool can also be provided in principle in combination with a pressure filling, in which case, however, the compression is carried out by merging the two parts of the mold only a small way, as already achieved by the pressure filling a high filling density. In some plastic bodies high compression by means of a crack-gap tool is disadvantageous. This is especially true for plastic bodies with different thickness, since thinner sections are much more compacted than the thicker sections. Such uneven compression is normally undesirable. Furthermore, there is an anisotropic shrinkage behavior in the closing direction of the cracking gap less shrinkage.

Für ein Druckbefüllen ist das Formwerkzeug mit einem dichten Formraum ausgebildet, wobei an den Formraum Druckventile angeschlossen sind, aus welchen die Treib- bzw. Füllluft beim Befüllen des Formwerkzeuges bei Erreichen eines bestimmten Druckes austritt. For a pressure filling the mold is formed with a dense mold space, wherein the mold cavity pressure valves are connected, from which the blowing or filling air exits when filling the mold when it reaches a certain pressure.

Der zum Transport der Schaumstoffpartikel zugeführte Wasserdampf ist vorzugweise ein Sattdampf, d.h. ein gesättigter, trockener Dampf. An kalten Oberflächen, wie den noch nicht erwärmten Schaumstoffpartikeln, kondensiert der Wasserdampf zu Wasser. Da der Wasserdampf beim Kondensieren zu Wasser erheblich sein Volumen reduziert, entstehen durch das Zuführen von Wasserdampf keine Druck- bzw. Volumenprobleme. The water vapor supplied to transport the foam particles is preferably saturated steam, i. a saturated, dry steam. On cold surfaces, such as the not yet heated foam particles, the water vapor condenses to water. Since the steam considerably reduces its volume when condensing to water, the supply of steam does not cause any pressure or volume problems.

Die Schaumstoffpartikel sind vorzugsweise aus expandierbarem, thermoplastischem Polyurethan (eTPU) ausgebildet. Das thermoplastische Polyurethan kann ein Polymer-Blend sein, der einen vorbestimmten Anteil an Polyurethan enthält. Ein solcher thermoplastischer Polymer-Blend ist aus der WO 2010/010010 A1 bekannt. Der Polymer-Blend enthält vorzugsweise einen Gewichtsanteil von zumindest 5% an Polyurethan und insbesondere vorzugsweise zumindest 50% an Polyurethan. Die Schaumstoffpartikel können auch aus einem Polymer-Blend mit einem Gewichtsanteil von zumindest 80% bzw. 90% Polyurethan ausgebildet sein. Auf die WO 2010/010010 A1 wird bezüglich der Ausbildung des Polymer-Blends vollinhaltlich Bezug genommen. The foam particles are preferably formed from expandable, thermoplastic polyurethane (eTPU). The thermoplastic polyurethane may be a polymer blend containing a predetermined level of polyurethane. Such a thermoplastic polymer blend is known from WO 2010/010010 A1 known. The polymer blend preferably contains at least 5% by weight of polyurethane and more preferably at least 50% by weight of polyurethane. The foam particles may also be formed from a polymer blend with a weight fraction of at least 80% or 90% polyurethane. On the WO 2010/010010 A1 is incorporated by reference for the formation of the polymer blend.

Die Schaumstoffpartikel können mit einem Treibmittel versehen sein. Geeignete Treibmittel sind bspw. Pentan, Butan oder CO₂ oder Gemische davon. Als Treibmittel können auch feste Treibmittel, wie Azolcarbonamid oder p-Toluolsulfonsäurehydracit, verwendet werden. Es können auch Schaumstoffpartikel verwendet werden, die keine Treibmittel aufweisen. The foam particles may be provided with a blowing agent. Suitable propellants are, for example, pentane, butane or CO ₂ or mixtures thereof. As blowing agents also solid blowing agents, such as Azolcarbonamid or p-Toluolsulfonsäurehydracit, can be used. It is also possible to use foam particles which have no blowing agent.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beispielhaft näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in: The invention will now be described by way of example with reference to the embodiments illustrated in the drawings. The drawings show in:

1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils in einem Blockschaltbild, und 1 schematically a device for producing a particle foam part in a block diagram, and

2 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils mit einer Gegendruckbefüllung eines Formwerkzeuges in einem Blockschaltbild. 2 schematically a device for producing a particle foam part with a counter-pressure filling of a mold in a block diagram.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils ist in 1 dargestellt. A first embodiment of a device according to the invention 1 for producing a particle foam part is in 1 shown.

Diese Vorrichtung 1 umfasst einen Materialbehälter 2, ein Formwerkzeug 3 und eine Leitung 4, die vom Materialbehälter 2 zum Formwerkzeug 3 führt. This device 1 includes a material container 2 , a mold 3 and a line 4 coming from the material container 2 to the mold 3 leads.

Der Materialbehälter 2 dient zur Aufnahme loser Schaumstoffpartikel. Der Materialbehälter 2 weist einen Boden 5 auf, wobei er im Bodenbereich über eine Druckluftleitung 6 mit einer Druckluftquelle 7 verbunden ist. Die Druckluftleitung 6 ist mit mehreren im Boden 5 angeordneten Düsen (nicht dargestellt) verbunden, so dass in dem Materialbehälter 2 mehrere Luftströme eingeleitet werden können, die die darin befindlichen Schaumstoffpartikel verwirbeln und dadurch vereinzeln. The material container 2 serves to hold loose foam particles. The material container 2 has a floor 5 on, in the bottom area via a compressed air line 6 with a compressed air source 7 connected is. The compressed air line 6 is with several in the ground 5 arranged nozzles (not shown) connected so that in the material container 2 several air streams can be introduced, which swirl the foam particles contained therein and thereby singulate.

Im Bereich des Bodens 5 des Materialbehälters 2 ist die Förderleitung 4 an dem Materialbehälter 2 angeschlossen. Benachbart zum Materialbehälter 2 befindet sich in der Förderleitung 4 eine Treibdüse 8. Die Treibdüse 8 ist mit einer weiteren Druckluftleitung 9 mit der Druckluftquelle 7 verbunden. Die der Treibdüse 8 zugeführte Druckluft dient als Treibluft, da sie durch die Treibdüse 8 in die Förderleitung 4 eintritt und in Richtung zum Formwerkzeug 3 strömt. Hierdurch wird an der Treibdüse 8 an der zum Materialbehälter 2 weisenden Seite ein Unterdruck erzeugt, der aus dem Materialbehälter Schaumstoffpartikel ansaugt. In the area of the soil 5 of the material container 2 is the support line 4 on the material container 2 connected. Adjacent to the material container 2 is in the delivery line 4 a motive nozzle 8th , The motive nozzle 8th is with another compressed air line 9 with the compressed air source 7 connected. The driving nozzle 8th supplied compressed air serves as blowing air, as it passes through the motive nozzle 8th in the promotion line 4 enters and towards the mold 3 flows. This will be at the motive nozzle 8th at the to the material container 2 pointing side creates a negative pressure, which sucks foam particles from the material container.

Die Förderleidung 4 mündet in einen Füllinjektor 10, der an das Formwerkzeug 3 gekoppelt ist. Der Füllinjektor 10 ist mit einer weiteren Druckluftleitung 11 mit der Druckluftquelle 7 verbunden. Die dem Füllinjektor 10 zugeführte Druckluft wird einerseits zum Füllen des Formwerkzeuges 3 verwendet, indem der Strom von Schaumstoffpartikeln mittels der Druckluft in Richtung zum Formwerkzeug 3 beaufschlagt wird. Andererseits kann die dem Füllinjektor 10 zugeführte Druckluft auch zum Zurückblasen der Schaumstoffpartikel aus der Förderleitung 4 in den Materialbehälter 2 verwendet werden, wenn der Füllvorgang am Formwerkzeug 3 abgeschlossen ist. The conveyor clothing 4 flows into a filling injector 10 that is attached to the mold 3 is coupled. The filling injector 10 is with another compressed air line 11 with the compressed air source 7 connected. The filling injector 10 supplied compressed air is on the one hand to fill the mold 3 Used by the flow of foam particles by means of the compressed air in the direction of the mold 3 is charged. On the other hand, the filling injector 10 supplied compressed air also for blowing back the foam particles from the delivery line 4 in the material container 2 used when filling the mold 3 is completed.

Das Formwerkzeug 3 ist aus zwei Formhälften 12, 13 ausgebildet. Zwischen den beiden Formhälften ist ein Formraum 14 begrenzt, in den der Füllinjektor 10 zum Einbringen der Schaumstoffpartikel mündet. Das Volumen des Formraums 14 kann durch Zusammenfahren der beiden Formhälften 12, 13 verringert werden. Bei auseinandergefahrenen Formhälften 12, 13 ist ein Spalt zwischen den Formhälften 12, 13 ausgebildet, der als Crack-Spalt bezeichnet wird. Deshalb wird ein solches Formwerkzeug 3 auch als Crack-Spalt-Formwerkzeug bezeichnet. The mold 3 is made of two mold halves 12 . 13 educated. Between the two mold halves is a form space 14 limited, in the filling injector 10 for introducing the foam particles opens. The volume of the mold space 14 can by moving together the two mold halves 12 . 13 be reduced. When the mold halves are separated 12 . 13 is a gap between the mold halves 12 . 13 formed, which is referred to as cracking gap. Therefore, such a mold 3 also referred to as crack-gap molding tool.

Die beiden Formhälften 12, 13 sind über Dampfleitungen 15, 16 mit einem Dampfgenerator 17 verbunden, um in den Formraum 14 Dampf zum Verschweißen der darin eingebrachten Schaumstoffpartikel zuzuführen. The two mold halves 12 . 13 are over steam pipes 15 . 16 with a steam generator 17 connected to the mold space 14 Supplying steam for welding the foamed particles introduced therein.

Der Dampfgenerator 17 ist mit einer Dampfleitung 18 mit dem Materialbehälter 2 verbunden, um diesem Wasserdampf zuzuführen. Eine weitere Dampfleitung 19 führt vom Dampfgenerator 17 zur Treibdüse 8, so dass dem Strom von Schaumstoffpartikeln Wasserdampf zugeführt werden kann. The steam generator 17 is with a steam pipe 18 with the material container 2 connected to supply this water vapor. Another steam line 19 leads from the steam generator 17 to the motive nozzle 8th so that water vapor can be supplied to the flow of foam particles.

Mit einer Dampfleitung 20 ist der Dampfgenerator 17 mit dem Füllinjektor 10 verbunden, so dass dem durch den Füllinjektor 10 strömenden Strom an Schaumstoffpartikeln Wasserdampf zugeführt werden kann. With a steam pipe 20 is the steam generator 17 with the filling injector 10 connected, so that through the filling injector 10 flowing stream of foam particles steam can be supplied.

Es ist eine Dampfleitung 21 vorgesehen, die vom Dampfgenerator 17 zur Förderleitung 4 führt, wobei an einer entsprechenden Anschlussstelle 22 in der Förderleitung 4 eine Injektionsdüse (nicht dargestellt) vorgesehen ist, um Wasserdampf in die Förderleitung 4 einzubringen. It is a steam pipe 21 provided by the steam generator 17 to the support line 4 leads, where at a corresponding junction 22 in the promotion line 4 an injection nozzle (not shown) is provided to introduce water vapor into the delivery line 4 contribute.

In den Dampfleitungen und Druckluftleitungen sind pneumatisch oder elektrisch ansteuerbare Ventile (nicht dargestellt) vorgesehen, so dass die zugeführte Druckluftmenge oder zugeführte Dampfmenge von einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) exakt gesteuert werden kann. In the steam lines and compressed air lines pneumatically or electrically controllable valves (not shown) are provided so that the supplied amount of compressed air or supplied amount of steam from a control device (not shown) can be controlled exactly.

Nachfolgend wir die Funktionsweise der in 1 gezeigten Vorrichtung 1 erläutert:
Zum Befüllen des Formwerkzeuges wird über die Druckluftleitung 6 im Bereich des Bodens 5 des Materialbehälters 2 Luft eingeblasen, um die darin befindlichen Schaumstoffpartikel zu verwirbeln und zu vereinzeln. Gleichzeitig wird der Treibdüse 8 Treibluft zugeführt, so dass aus dem Materialbehälter 2 Schaumstoffpartikel in die Förderleitung 4 gesaugt und mit der Treibluft in Richtung zum Formwerkzeug 3 transportiert werden. Über die Dampfleitung 18 wird vom Dampfgenerator 17 dem Materialbehälter 2 Wasserdampf zugeführt. Der Wasserdampf ist trockener Sattdampf, der mit dem im Materialbehälter 2 befindlichen Druck (ca. 1 bar) dem Materialbehälter 2 zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Wasserdampf im Materialbehälter 2 benachbart zur Anschlussstelle der Förderleitung 4 in den Materialbehälter 2 eingedüst, so dass die in die Förderleitung 4 gesaugten Schaumstoffpartikel vom Wasserdampf benetzt werden. Below we will see how the in 1 shown device 1 explains:
To fill the mold is via the compressed air line 6 in the area of the soil 5 of the material container 2 Blown air to fluidize the foam particles contained therein and to separate. At the same time, the motive nozzle 8th Supplied with blowing air, so that from the material container 2 Foam particles in the delivery line 4 sucked and with the blowing air in the direction of the mold 3 be transported. About the steam line 18 is from the steam generator 17 the material container 2 Steam supplied. The water vapor is dry saturated steam, which is in the material container 2 located pressure (about 1 bar) the material container 2 is supplied. Preferably, the water vapor in the material container 2 adjacent to the connection point of the conveyor line 4 in the material container 2 injected, so that in the delivery line 4 sucked foam particles are wetted by water vapor.

Eine weitere Zufuhr von Wasserdampf zu dem Strom von Schaumstoffpartikeln erfolgt an der Treibdüse 8, an der Anschlussstelle 22 und am Füllinjektor 10. A further supply of water vapor to the flow of foam particles takes place at the motive nozzle 8th , at the junction 22 and at the filling injector 10 ,

Die Temperatur des trockenen Sattdampfes ist durch die Siedepunktkurve vom Wasserdampf festgelegt und somit durch den vorliegenden Druck vorgegeben. Bei einem Druck von etwa 1 bar in der Förderleitung 4 beträgt die Temperatur des Sattdampfes etwa 100°C. The temperature of the dry saturated steam is determined by the boiling point curve of the water vapor and thus given by the present pressure. At a pressure of about 1 bar in the delivery line 4 the temperature of the saturated steam is about 100 ° C.

Die Menge des Wasserdampfes muss so bemessen sein, dass die Schaumstoffpartikel an ihren Oberflächen nicht aktiviert werden und nicht in der Förderleitung 4 miteinander verschweißen. Bei Schaumstoffpartikeln auf Basis von Polyurethan liegt die Temperatur zum Verschweißen derselben bei etwa 80°C bis 130°C, wobei dies von der jeweils verwendeten Materialzusammensetzung abhängt. Die Menge des Wasserdampfes muss somit derart bemessen sein, dass die Schaumstoffpartikel nicht entlang des Transportweges vom Materialbehälter 2 zum Formwerkzeug 3 eine Temperatur von 90°C oder mehr erreichen. The amount of water vapor must be such that the foam particles are not activated on their surfaces and not in the delivery line 4 weld together. For polyurethane-based foam particles, the temperature for welding them is about 80 ° C to 130 ° C, depending on the material composition used. The The amount of water vapor must therefore be such that the foam particles are not along the transport path from the material container 2 to the mold 3 reach a temperature of 90 ° C or more.

Kommt der Wasserdampf mit den Schaumstoffpartikeln in Kontakt, dann kondensiert der Wasserdampf an der Oberfläche der Schaumstoffpartikel, da diese kälter sind und bildet einen dünnen Flüssigkeitsfilm. Dieser Flüssigkeitsfilm vermindert die Adhäsionskräfte zwischen den Schaumstoffpartikeln und erhöht deren Gleitfähigkeit. Hierdurch wird die Gefahr des Zusammenhaftens bzw. Verklumpens von Schaumstoffpartikeln erheblich reduziert und ein zuverlässiger Transport derselben durch die Förderleitung 4 sichergestellt. When the water vapor comes into contact with the foam particles, the water vapor condenses on the surface of the foam particles as they are colder and forms a thin liquid film. This liquid film reduces the adhesive forces between the foam particles and increases their lubricity. As a result, the risk of clumping or lumping of foam particles is significantly reduced and a reliable transport of the same through the delivery line 4 ensured.

Durch das Zuführen von Wasserdampf an mehreren Stellen entlang des Transportweges kann einerseits die lokale Wärmezufuhr an die jeweilige Zufuhrstelle von Wasserdampf ausreichend gering gehalten werden, um ein Aktivieren der Schaumstoffpartikel zu vermeiden, und andererseits sichergestellt werden, dass entlang des gesamten Transportweges die Schaumstoffpartikel ausreichend mit Feuchtigkeit benetzt sind. Hierdurch können die Schaumstoffpartikel zuverlässig dem Formraum 14 des Formwerkzeuges 3 zugeführt werden. By supplying water vapor at several points along the transport path on the one hand, the local supply of heat to the respective supply point of water vapor can be kept sufficiently low to avoid activation of the foam particles, and on the other hand ensure that along the entire transport path, the foam particles sufficiently with moisture are wetted. This allows the foam particles reliably the mold space 14 of the mold 3 be supplied.

Nach dem Befüllen des Formraumes 14 mit Schaumstoffpartikeln wird der Füllinjektor 10 geschlossen. Die dem Füllinjektor 10 zugeführte Druckluft wird zum Zurückblasen der in der Förderleitung 4 befindlichen Schaumstoffpartikel in den Materialbehälter 2 verwendet. Während des Rückblasens wird vorzugsweise ein Fuidisierstrom dem Materialbehälter 2 zugeführt. Hierdurch wurde eine deutliche Reduzierung von Verstopfungen im Transportweg erzielt. After filling the mold space 14 with foam particles becomes the filling injector 10 closed. The filling injector 10 supplied compressed air is used to blow back in the delivery line 4 located foam particles in the material container 2 used. During the reflow, a fluidizing stream is preferably added to the material container 2 fed. As a result, a significant reduction of blockages in the transport was achieved.

Durch Zusammenfahren der beiden Formhälften 12, 13 wird das Volumen des Formraums 14 verringert und werden die darin befindlichen Schaumstoffpartikel verdichtet. By moving the two mold halves together 12 . 13 becomes the volume of the mold space 14 reduces and the foam particles are compacted therein.

Danach wird dem Formraum 14 Wasserdampf über die Leitung 15, 16 zugeführt, um die darin befindlichen Schaumstoffpartikel miteinander zu verschweißen. Die Zuführung von Wasserdampf kann auch bereits während des Zusammenfahrens und Verdichtens der Schaumstoffpartikel erfolgen. Das Zuführen von Wasserdampf erfolgt vorzugsweise zunächst bei geöffnetem Formraum (Crack-Spalt oder geöffnetes Ventil), so dass die in den Zwickelräumen befindliche Luft verdrängt und vollständig durch Wasserdampf ersetzt wird. Beim Spaltbedampfen wird das Material je nach Einstellung bereits teilweise bis vollständig verschweißt. Beim Spaltbedampfen wird vorzugsweise ein abgedichtetes, teleskopartig zusammenfahrendes Crackspaltwerkzeug verwendet. Wasserdampf leitet Wärme wesentlich besser als Luft, so dass dies zu einem schnelleren und gleichmäßigeren Verschweißen der Schaumstoffpartikel führt. After that, the mold space 14 Steam over the line 15 . 16 fed to weld the foam particles contained therein together. The supply of water vapor can also already take place during the collapse and compression of the foam particles. The feeding of water vapor preferably takes place initially with the mold cavity open (crack gap or opened valve), so that the air in the interstices is displaced and completely replaced by water vapor. Depending on the setting, the material is partially or completely welded in fission vaporization. In the case of fission vaporization, a sealed, telescopically contracting crack-splitting tool is preferably used. Water vapor conducts heat much better than air, which results in faster and more uniform welding of the foam particles.

Als weitere vorteilhafte Bedampfungsvariante hat sich das Bedampfen mit Unterdruck (< 0,5 bar Absolutdruck) im Formwerkzeug herausgestellt. Dazu wird vor dem ersten Bedampfungsschritt der Unterdruck im Formwerkzeug aufgebaut und anschließend ein Querdampfschritt ausgeführt. Die reduzierte Luftmenge zwischen den Partikeln sorgt für einen guten Wärmeübergang. Durch das zusätzliche Druckgefälle von ca. 0,5 bar kann auch schon mechanisch komprimiertes eTPU (z.B. durch Crackspaltfüllen oder Gegendruckfüllen) vom Dampf durchströmt und verschweißt werden. Außerdem bleibt die Dampftemperatur ausreichend niedrig, sodass die Außenhaut des Formteils nicht vorzeitig gasdicht verschweißt wird, bevor die Innenbereiche verschweißt sind. As a further advantageous evaporation variant, the evaporation with negative pressure (<0.5 bar absolute pressure) has been found in the mold. For this purpose, the negative pressure in the mold is built up before the first steaming step and then a transverse steam step is carried out. The reduced amount of air between the particles ensures good heat transfer. Due to the additional pressure gradient of about 0.5 bar, even mechanically compressed eTPU (for example by cracking gap filling or counter-pressure filling) can be flowed through and welded by the steam. In addition, the steam temperature remains sufficiently low, so that the outer skin of the molded part is not prematurely gas-tight welded, before the inner areas are welded.

Bei einer hohen Verdichtung der Schaumstoffpartikel im Formwerkzeug kann es auch zweckmäßig sein, während des Bedampfens zumindest an einer Seite des Formwerkzeuges einen Unterdruck anzulegen. Vorzugsweise wird der Unterdruck an der Seite angelegt, die der Seite gegenüberliegt, an welcher der Wasserdampf dem Formwerkzeug zugeführt wird. With a high compression of the foam particles in the mold, it may also be expedient to apply a negative pressure at least on one side of the mold during vapor deposition. Preferably, the negative pressure is applied to the side opposite to the side where the steam is supplied to the mold.

Nach dem Verschweißen der Schaumstoffpartikel zu einem Partikelschaumstoffteil wird die Zuführung von Wasserdampf abgestellt, das Formwerkzeug abgekühlt und zur Entnahme des Partikelschaumstoffteils geöffnet. After welding the foam particles to a particle foam part, the supply of water vapor is turned off, the mold cooled and opened to remove the particle foam part.

Danach beginnt das Verfahren erneut mit dem Befüllen des Formraumes 14 mit Schaumstoffpartikel. Thereafter, the process begins again with the filling of the mold space 14 with foam particles.

Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel weist vier Stellen auf, an welchen Wasserdampf den Schaumstoffpartikeln hinzugegeben wird. Dies sind der Materialbehälter 2, die Treibdüse 8, die Anschlussstelle 22 und der Füllinjektor 10. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, die Anzahl und den Ort der Stellen, an welchen entlang dem Transportweg der Schaumstoffpartikel Wasserdampf zugegeben wird, zu variieren. Dies hängt vor allem von den individuellen Transportparametern (Durchmesser der Förderleitung 4, chemische Zusammensetzung der Schaumstoffpartikel, Fördergeschwindigkeit, Druck des Treibgases, Anzahl der Kurven von Engstellen in der Förderleitung 4, etc.) ab. So kann es zweckmäßig sein, lediglich an einer einzigen Stelle, insbesondere dem Materialbehälter 2 oder an der Treibdüse 8 Wasserdampf zuzugeben. Andererseits kann es auch zweckmäßig sein, mehrere Anschlussstellen an der Förderleitung 4 vorzusehen, an welchen jeweils eine Dampfleitung angeschlossen ist. The embodiment explained above has four points at which water vapor is added to the foam particles. These are the material container 2 , the motive nozzle 8th , the connection point 22 and the filling injector 10 , In the context of the invention, it is of course also possible to vary the number and location of the locations at which water vapor is added along the transport path of the foam particles. This depends above all on the individual transport parameters (diameter of the delivery line 4 , chemical composition of the foam particles, conveying speed, pressure of the propellant gas, number of curves of bottlenecks in the delivery line 4 , etc.). So it may be appropriate, only at a single point, especially the material container 2 or at the motive nozzle 8th Add steam. On the other hand, it may also be appropriate to have several connection points on the delivery line 4 to provide, to each of which a steam line is connected.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils. Gleiche Teile wie im ersten Ausführungsbeispiel sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals im Detail erläutert. 2 shows a second embodiment of a device 1 for producing a particle foam part. The same parts as in the first embodiment are provided with the same reference numerals and will not be explained again in detail.

Diese Vorrichtung weist einen Silobehälter 23 zum Lagern der Schaumstoffpartikel, einen Konditionierdruckbehälter 24 und einen Zwischenspeicherdruckbehälter 25 auf. Zwischen dem Silobehälter 23 und dem Konditionierdruckbehälter 24 ist eine erste Transportleitung 26 zum Befördern der Schaumstoffpartikel aus dem Silobehälter 23 in den Konditionierdruckbehälter 24 angeordnet. Eine zweite Transportleitung 27 führt vom Konditionierdruckbehälter 24 zum Zwischenspeicherdruckbehälter 25, um im Konditionierdruckbehälter konditionierte Schaumstoffpartikel vom Konditionierdruckbehälter 24 zum Zwischenspeicherdruckbehälter 25 zu befördern. Vom Zwischenspeicherdruckbehälter 25 führt eine Förderleitung 4 zu einem Formwerkzeug 3. Der Zwischenspeicherdruckbehälter 25 fungiert somit als Materialbehlter, aus dem die Schaumstoffpartikel mittels der Förderleitung 4 abgefördert werden. This device has a silo container 23 for storing the foam particles, a conditioning pressure vessel 24 and a buffer reservoir 25 on. Between the silo container 23 and the conditioning pressure vessel 24 is a first transport line 26 for conveying the foam particles from the silo container 23 in the conditioning pressure vessel 24 arranged. A second transport line 27 leads from the conditioning pressure vessel 24 to the intermediate pressure tank 25 to foam particles conditioned in the conditioning pressure vessel from the conditioning pressure vessel 24 to the intermediate pressure tank 25 to transport. From the intermediate pressure tank 25 leads a promotion line 4 to a mold 3 , The intermediate pressure tank 25 thus acts as a material container from which the foam particles by means of the delivery line 4 be carried away.

In der Förderleitung 4 sind wiederum eine Treibdüse 8, eine Anschlussstelle 22 und ein Füllinjektor 10 vorgesehen und genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet und angeordnet. Das Formwerkzeug 3 besteht wiederum aus zwei Formhälften 12, 13, wobei das Formwerkzeug 3 nicht notwendigerweise ein Crack-Spalt-Formwerkzeug sein muss. Vorzugsweise ist es als Formwerkzeug mit einem statischen Formraum 14 ausgebildet, dessen Volumen im geschlossenen Zustand des Formwerkzeuges nicht veränderbar ist. Die beiden Formhälften 12, 13 weisen jeweils Druckventile 28, 29 auf, welche den Druck im Formraum 14 auf einen bestimmten Wert begrenzen, d.h., dass Gas aus den Druckventilen 28, 29 austritt, wenn im Formraum ein bestimmter Druck überschritten wird. Ein solches Formwerkzeug erlaubt das Befüllen des Formraums 14 mit einem Gegendruck, wie es unten näher erläutert wird. In the promotion line 4 are again a motive nozzle 8th , a connection point 22 and a filling injector 10 provided and configured and arranged as in the first embodiment. The mold 3 again consists of two mold halves 12 . 13 , wherein the mold 3 does not necessarily have to be a crack-gap mold. Preferably, it is a mold with a static mold cavity 14 formed, whose volume is not changeable in the closed state of the mold. The two mold halves 12 . 13 each have pressure valves 28 . 29 on which the pressure in the mold space 14 limit to a certain value, ie, that gas from the pressure valves 28 . 29 exits if a certain pressure is exceeded in the mold space. Such a mold allows the filling of the mold space 14 with a back pressure, as explained in more detail below.

Die Vorrichtung 1 weist wiederum einen Dampfgenerator 17 auf, der genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel mittels Dampfleitungen 15, 16, 18–21 mit dem Formwerkzeug 3 bzw. dem Zwischenspeicherdruckbehälter 25, der Treibdüse 8, der Anschlussstelle 22 und dem Füllinjektor 10 verbunden ist. The device 1 again has a steam generator 17 on, the same as in the first embodiment by means of steam pipes 15 . 16 . 18 - 21 with the mold 3 or the intermediate pressure vessel 25 , the blowing nozzle 8th , the connection point 22 and the filling injector 10 connected is.

Weiterhin ist eine Druckluftquelle 7 vorgesehen, welche mittels einer Druckluftleitungen 6 dem Zwischenspeicherdruckbehälter 25 Druckluft zum Verwirbeln der Schaumstoffpartikel, einer Druckluftleitung 9 der Treibdüse 8 Treibluft und einer Druckluftleitung 11 dem Füllinjektor 10 Treib- bzw. Füllluft zuführen. Furthermore, a compressed air source 7 provided, which by means of a compressed air lines 6 the intermediate pressure vessel 25 Compressed air for swirling the foam particles, a compressed air line 9 the motive nozzle 8th Blowing air and a compressed air line 11 the filling injector 10 Supply motive or filling air.

Weiterhin sind der Konditionierdruckbehälter 24 und der Zwischenspeicherdruckbehälter 25 über Druckluftleitungen 30, 31 mit der Druckluftquelle 7 verbunden, um in den beiden Behältern 24, 25 jeweils einen vorbestimmten Druck einzustellen. Furthermore, the conditioning pressure vessel 24 and the intermediate pressure vessel 25 via compressed air lines 30 . 31 with the compressed air source 7 connected to in the two containers 24 . 25 each set a predetermined pressure.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Partikelschaumstoffteils erläutert:
Die Schaumstoffpartikel werden im Silobehälter 23 vorgehalten. Vom Silobehälter 23 werden die Schaumstoffpartikel über die erste Transportleitung 26 zum Konditionierdruckbehälter 24 befördert. Im Konditionierdruckbehälter 24 werden die Schaumstoffpartikel unter Druck gesetzt, wobei der endgültige Druck etwa 2–5 bar beträgt. Hier wird der Druck über einen Zeitraum von beispielsweise 2–6 Stunden allmählich erhöht und dann über einen Zeitraum von 2–24 Stunden gehalten. Durch einen langsamen Druckaufbau im Konditionierbehälter diffundiert Luft/Gas in die Schaumstoffpartikel. Der Druckanstieg wird so klein gewählt, dass die Schaumstoffpartikel nicht so schnell bzw. so stark komprimiert werden, dass sie eine „rosinenähnliche“ faltige Oberfläche erhalten und schlecht zu befördern sind. Mit der Konditionierung wird ein Innendruck in den Partikeln aufgebaut, der später beim Verschweißen im Werkzeug wie ein Treibmittel wirkt und die Schaumstoffpartikel aufbläht. Durch das Konditionieren können die Schaumstoffpartikel auf ein kleiner Volumen zusammengedrückt werden. Durch die allmähliche Druckerhöhung und durch das Halten des Druckes über einen längeren Zeitraum nehmen die Schaumstoffpartikel im zusammengedrückten bzw. konditionieren Zustand eine glatte Oberfläche ein. The following is the operation of the device 1 for producing a particle foam part explained:
The foam particles are in the silo container 23 maintained. From the silo container 23 The foam particles are transferred via the first transport line 26 to the conditioning pressure vessel 24 promoted. In the conditioning pressure vessel 24 The foam particles are pressurized, the final pressure is about 2-5 bar. Here, the pressure is gradually increased over a period of, for example, 2-6 hours and then held for a period of 2-24 hours. Due to a slow build-up of pressure in the conditioning tank, air / gas diffuses into the foam particles. The pressure increase is chosen so small that the foam particles are not compressed so fast or so strong that they receive a "raisin-like" wrinkled surface and are difficult to transport. With the conditioning, an internal pressure is built up in the particles, which later acts as a blowing agent during welding in the tool and inflates the foam particles. By conditioning, the foam particles can be compressed to a small volume. Due to the gradual pressure increase and the holding of the pressure over a longer period, the foam particles take on a smooth surface in the compressed or conditioned state.

Die konditionierten Schaumstoffpartikel werden in den Zwischenspeicherdruckbehälter 25 über die zweite Transportleitung 27 befördert. Am Boden 5 des Zwischenspeicherdruckbehälters 25 ist die Förderleitung 4 angeschlossen. Benachbart zu dieser Anschlussstelle sind Düsen vorgesehen, welche über die Druckluftleitung 6 mit Druckluft beaufschlagt werden, um mehrere Druckluftströme im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 vorzusehen. Hierdurch werden die konditionierten Schaumstoffpartikel verwirbelt und vereinzelt. The conditioned foam particles are placed in the intermediate pressure vessel 25 over the second transport line 27 promoted. On the ground 5 of the intermediate storage pressure vessel 25 is the support line 4 connected. Adjacent to this connection point nozzles are provided, which via the compressed air line 6 be subjected to compressed air to several compressed air streams in the intermediate storage pressure vessel 25 provided. As a result, the conditioned foam particles are swirled and separated.

Aus dem Zwischenspeicherdruckbehälter 25 werden die konditionierten Schaumstoffpartikel genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel über die Förderleitung 4 abgefördert und dem Formwerkzeug 3 zugeführt. Hierbei wird genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel an der Treibdüse 8 und am Füllinjektor 10 Treibluft zugeführt. From the intermediate pressure tank 25 The conditioned foam particles are the same as in the first embodiment via the delivery line 4 carried away and the mold 3 fed. Here, just as in the first embodiment of the drive nozzle 8th and at the filling injector 10 Supplied with blowing air.

Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel werden den konditionierten Schaumstoffpartikeln im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 an der Treibluftdüse 8, an der Anschlussstelle 22 und an dem Füllinjektor 10 Wasserdampf zugegeben. Similar to the first embodiment, the conditioned foam particles in the intermediate storage pressure vessel 25 at the blowing air nozzle 8th , at the junction 22 and at the filling injector 10 Steam added.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass der Formraum 14 des Formwerkzeuges 3 während des Befüllens mit Schaumstoffpartikeln bereits seine endgültige Form bzw. sein endgültiges Volumen eingenommen hat. Weiterhin unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Druckventile 28, 29 nur Luft bzw. Gas aus dem Formraum 14 entweichen lassen, wenn es einen Druck aufweist, der über einen vorbestimmten Schwellendruck liegt. Dieser Schwellendruck ist vorzugsweise so eingestellt, dass er etwa 0,2 bar bis 2 bar geringer als der Druck im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 ist. Insbesondere ist dieser Schwellendruck etwa 0,5 bis 1 bar geringer als der Druck im Zwischenspeicherdruckbehälter 25. Hierdurch wird ein Druckgefälle zwischen dem Zwischendruckspeicherbehälter 25 und dem Formraum 14 des Formwerkzeuges 3 erzeugt und exakt festgelegt und es liegt ein Druckabfall entlang der Förderleitung 4 vor, der den Transport der Schaumstoffpartikel bewirkt. Der Druck im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 liegt vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 bar. Daher ergibt sich in der Förderleitung 4 ein Druck von etwa 1,5 bis 4,5 bar. Der Druck in der Druckleitung hängt zum einen vom Ort in der Druckleitung ab. Je weiter entfernt ein Abschnitt der Druckleitung vom Zwischenspeicherdruckbehälter 25 ist, desto geringer ist der Druck. Zum anderen hängt der Druck in der Druckleitung von dem im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 eingestellten Druck ab. The second embodiment differs from the first embodiment in that the mold space 14 of the mold 3 has already taken its final form or final volume during filling with foam particles. Furthermore, the second embodiment differs from the first embodiment in that the pressure valves 28 . 29 only air or gas from the mold cavity 14 let escape if it has a pressure that is above a predetermined threshold pressure. This threshold pressure is preferably adjusted so that it is about 0.2 bar to 2 bar lower than the pressure in the intermediate storage pressure vessel 25 is. In particular, this threshold pressure is about 0.5 to 1 bar lower than the pressure in the intermediate storage pressure vessel 25 , As a result, a pressure gradient between the intermediate pressure storage tank 25 and the shape space 14 of the mold 3 generated and precisely defined and there is a pressure drop along the delivery line 4 before, which causes the transport of the foam particles. The pressure in the intermediate pressure tank 25 is preferably in the range of 3 to 5 bar. Therefore results in the delivery line 4 a pressure of about 1.5 to 4.5 bar. The pressure in the pressure line depends on the one hand from the location in the pressure line. The farther away a portion of the pressure line from the intermediate pressure reservoir 25 is, the lower the pressure. On the other hand, the pressure in the pressure line depends on that in the intermediate storage pressure vessel 25 set pressure off.

Da die Schaumstoffpartikel unter Druck befördert werden, behalten sie ihre kleine, zusammengedrückte Form bzw. ihr kleines Volumen. Dies führt dazu, dass die Anzahl der Zusammenstöße der Schaumstoffpartikel während des Transportes in der Förderleitung 4 geringer als bei einer im Wesentlichen druckfreien Förderung der gleichen Anzahl von Schaumstoffpartikeln pro Zeiteinheit ist. Da die Anzahl der Zusammenstöße durch diese Art der Druckbefüllung, die auch als Gegendruckbefüllung bezeichnet wird, reduziert wird, wird die Gefahr eines Verklumpens oder Zusammenklebens mehrerer Schaumstoffpartikel reduziert. Je höher der Druck in der Förderleitung 4 ist, desto geringer ist die Gefahr, dass die konditionierten Schaumstoffpartikel miteinander verklumpen und den Transportweg in den Formraum 14 verstopfen. Because the foam particles are conveyed under pressure, they retain their small, compressed form or small volume. This causes the number of collisions of the foam particles during transport in the delivery line 4 less than in a substantially pressure-free promotion of the same number of foam particles per unit time. Since the number of collisions is reduced by this type of pressure filling, which is also referred to as backpressure filling, the risk of lumping or sticking together of multiple foam particles is reduced. The higher the pressure in the delivery line 4 is, the lower the risk that the conditioned foam particles clump together and the transport path into the mold cavity 14 clog.

Ist der Formraum 14 vollständig mit Schaumstoffpartikeln gefüllt, dann wird der Füllinjektor 10 geschlossen. Die in der Förderleitung 4 befindlichen Schaumstoffpartikel werden genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel zurück in den Zwischenspeicherdruckbehälter 25 gefördert. Is the form space 14 completely filled with foam particles, then the filling injector 10 closed. The in the promotion line 4 located foam particles are just as in the first embodiment back into the intermediate storage pressure vessel 25 promoted.

Die Druckventile 28, 29 oder weitere Ventile (nicht dargestellt in 2) werden geöffnet, so dass der Druck im Formraum 14 auf den Umgebungsdruck abfällt. Hierdurch expandieren die unter Druck stehenden Schaumstoffpartikel und dehnen sich aus. Dies bewirkt eine gleichmäßige Verdichtung der Schaumstoffpartikel im Formraum 14. Gleichzeitig oder danach kann dann der Formraum 14 mit Wasserdampf beaufschlagt werden, um die Schaumstoffpartikel zu einem Partikelschaumstoffteil zusammenzuschweißen. The pressure valves 28 . 29 or other valves (not shown in FIG 2 ) are opened so that the pressure in the mold cavity 14 drops to the ambient pressure. As a result, the pressurized foam particles expand and expand. This causes a uniform compression of the foam particles in the mold cavity 14 , At the same time or afterwards, the shape space can 14 be subjected to steam to weld together the foam particles to a particle foam part.

Da die einzelnen Schaumstoffpartikel bereits während des Transports durch die Förderleitung 4 durch die Zugabe des Wasserdampfes vorerwärmt worden sind, kann die notwendige Zeit zum Verschweißen des Partikelschaumstoffteils im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen verringert werden. Hierdurch verkürzt sich die Taktzeit der gesamten Vorrichtung erheblich. Since the individual foam particles already during transport through the delivery line 4 has been preheated by the addition of the water vapor, the time necessary for welding the particle foam part can be reduced compared to conventional devices. This considerably shortens the cycle time of the entire device.

Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Schaumstoffpartikel zunächst vereinzelt, mit Wasserdampf versetzt, um die Haftung zu verringern und um deren Gleitfähigkeit zu verbessern. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel werden sie zusätzlich unter Druck zum Formwerkzeug 3 gefördert, so dass während des Transportes die Größe der Schaumstoffpartikel klein gehalten wird. Also in the second embodiment, the foam particles are first separated, added with steam to reduce the adhesion and to improve their lubricity. In comparison to the first embodiment, they are additionally under pressure to the mold 3 promoted so that the size of the foam particles is kept small during transport.

Der Wasserdampf ist an den einzelnen Stellen entlang dem Transportweg jeweils mit dem Druck zuzuführen, der an dem jeweiligen Abschnitt im Zwischenspeicherdruckbehälter 25 bzw. im Transportweg besteht. Da der Wasserdampf ein trockener Sattdampf ist, ist die Temperatur des Wasserdampfes entsprechend dem durch die Siedepunktkurve vom Wasserdampf vorgegebenen Druck einzustellen. Die Temperatur des Wasserdampfes liegt etwa im Bereich von etwa 115 bis 140°C. Aufgrund der hohen Temperatur des Wasserdampfes ist die Menge des zuzuführenden Wasserdampfes exakt zu dosieren, damit die Schaumstoffpartikel nicht im Zwischenspeicherdruckbehälter oder entlang dem Transportweg aktiviert werden und miteinander verschweißen. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Wasserdampf an mehreren Stellen entlang dem Transportweg den konditionierten Schaumstoffpartikeln hinzugegeben wird. The water vapor is to be supplied at the individual points along the transport path in each case with the pressure at the respective section in the intermediate storage pressure vessel 25 or in the transport path. Since the steam is a dry saturated steam, the temperature of the water vapor is adjusted according to the predetermined by the boiling point curve of water vapor pressure. The temperature of the steam is approximately in the range of about 115 to 140 ° C. Due to the high temperature of the steam, the amount of water vapor to be supplied is precisely metered, so that the foam particles are not activated in the intermediate storage pressure vessel or along the transport path and welded together. Therefore, it is advantageous if the steam is added to the conditioned foam particles at several points along the transport path.

Bei einem kurzen Transportweg und/oder bei Transportleitungen mit großem Durchmesser und/oder wenigen Kurven bzw. Engstellen kann selbstverständlich die Zugabe des Wasserdampfes lediglich an einer einzigen Stelle genügen. With a short transport path and / or transport lines with a large diameter and / or a few curves or bottlenecks, it goes without saying that the addition of the water vapor can only be sufficient at a single point.

Nach dem Verschweißen der Schaumstoffpartikel zum Partikelschaumstoffteil wird das Formwerkzeug 3 abgekühlt, und werden die beiden Formhälften 12, 13 zur Freigabe des Partikelschaumstoffteils getrennt. After welding the foam particles to the particle foam part is the mold 3 cooled, and become the two mold halves 12 . 13 separated to release the particle foam part.

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird ein Formwerkzeug 3 mit statischem Formraum 14 verwendet, dessen Volumen während des Befüllens mit Schaumstoffpartikeln und des Verschweißens derselben zu einem Partikelschaumstoffteil nicht verändert wird. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, ein Crack-Spalt-Formwerkzeug zu verwenden, dessen Formraum ein variables Volumen aufweist. Zur Erzeugung eines Gegendruckes sind die Formhälften dieses Formwerkzeuges vorzugsweise abgedichtet. Da der Formraum mit konditionierten Schaumstoffpartikeln gefüllt wird, ist es nicht notwendigdie beiden Formhälften 13, 14 über einen langen Weg zusammen zu fahren, da aufgrund der Druckbefüllung bereits eine hohe Dichte an Schaumstoffpartikel im Formraum enthalten ist. In the embodiment explained above, a molding tool 3 with static shape space 14 used, the volume of which is not changed during the filling with foam particles and the welding thereof to a particle foam part. In the context of the invention, it is also possible to use a crack-gap forming tool whose mold space has a variable volume. To generate a counter-pressure, the mold halves of this mold are preferably sealed. Since the mold cavity is filled with conditioned foam particles, it is not necessary to mold the two mold halves 13 . 14 to travel together over a long distance, as due to the pressure filling already a high density of foam particles in the mold cavity is included.

Da bei dieser Vorrichtung die Gefahr des Verklumpens der Schaumstoffpartikel und Verstopfen der Förderleitung gering ist, können zuverlässig Partikelschaumstoffteil aus Schaumstoffpartikeln auf Basis von Polyurethan hergestellt werden. Der Ausschuss ist gering, die Taktrate der Vorrichtung ist hoch. Dadurch können Partikelschaumstoffteil aus Schaumstoffpartikeln auf Basis von Polyurethan kostengünstig als Massenprodukt hergestellt werden. Since in this device the risk of clogging of the foam particles and clogging of the delivery line is low, particle foam part can be made of foam particles based on polyurethane reliable. The reject rate is low, the clock rate of the device is high. As a result, particle foam part made of foam particles based on polyurethane can be inexpensively mass-produced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Vorrichtung contraption
2 2: Materialbehälter material containers
3 3: Formwerkzeug mold
4 4: Förderleidung Förderleidung
5 5: Boden ground
6 6: Druckluftleitung Compressed air line
7 7: Druckluftquelle Compressed air source
8 8th: Treibdüse propelling nozzle
9 9: Druckluftleitung Compressed air line
10 10: Füllinjektor filling injector
11 11: Druckluftleitung Compressed air line
12 12: Formhälfte mold
13 13: Formhälfte mold
14 14: Formraum cavity
15 15: Dampfleitung steam line
16 16: Dampfleitung steam line
17 17: Dampfgenerator steam generator
18 18: Dampfleitung steam line
19 19: Dampfleitung steam line
20 20: Dampfleitung steam line
21 21: Dampfleitung steam line
22 22: Anschlussstelle junction
23 23: Silobehälter silo
24 24: Konditionierdruckbehälter Konditionierdruckbehälter
25 25: Zwischenspeicherdruckbehälter Intermediate storage pressure vessel
26 26: erste Transportleitung first transport line
27 27: zweite Transportleitung second transport line
28 28: Druckventil pressure valve
29 29: Druckventil pressure valve
30 30: Luftdruckleitung Air pressure line
31 31: Luftdruckleitung Air pressure line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 94/20568 [0002]
DE 102005050411 A1 [0005]
WO 00/44821 [0005]
WO 2012/065926 A1 [0006, 0011]
WO 2008/087078 A1 [0007, 0011]
WO 2013/013784 A1 [0008, 0011]
DE 102009029286 A1 [0009]
WO 2010/010010 A1 [0010, 0036, 0036]
WO 94/20568 A1 [0011]

Claims

A method for producing a particle foam part, comprising the following steps Feeding foam particles from a material container by means of a line to a molding tool, Thermoplastic welding of the foam particles in the mold to the particle foam part under the application of heat, wherein the foam particles to be supplied water vapor is added.

A method according to claim 1, characterized in that the foam particles are supplied from the material container along a transport path to the mold, wherein at several points along the transport path of the foam particles water vapor is added.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the water vapor the foam particles in the material container and / or on a downstream in the direction of transport the material container motive nozzle and / or on a in the transport direction of the mold upstream Füllinjektor and / or on a portion of the line, in particular Area in front of a curve and / or bottleneck is added.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that water vapor is added for transporting at a temperature of 100 to 140 ° C and / or at a pressure of 1 to 5 bar.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the foam particles are conditioned under pressure increase and the conditioned foam particles are added to the material container and held there at a predetermined pressure, which is preferably in the range of 2 to 5 bar.

A method according to claim 5, characterized in that the pressure in the conduit and the mold is adjusted so that it is slightly lower during the feeding of foam particles into the mold than in the material container, and in particular in the mold about 0.2 to 2 bar and in particular about 0.2 to 1 bar lower than in the material container.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the foam particles are separated in the material container, wherein the singling is preferably carried out by supplying a gas or air and / or vapor stream.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that foam particles are used which are formed from expandable thermoplastic polyurethane (eTPU).

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the foam particles contain a blowing agent, such as pentane, butane or CO2 or a mixture of these gases.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that foam particles are used, which are coated with a lubricant, or that the foam particles are coated before being supplied to the mold with a lubricant.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the conduit and / or the molding tool is moved during filling.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that powder or dust is injected as a lubricant to be transposed to the foam particles.

Device for producing a particle foam part, comprising - a material container ( 2 . 25 ), - a support line ( 4 ) connected to the material container ( 2 . 25 ) is connected to dissipate from these Partkelschaumstoffe, - a mold ( 3 ) with a molding space ( 14 ), to which the 4 ) by means of a filling injector ( 10 ) is connected, so that foam particles can be conveyed from the material container eintlang a transport path to the mold, - a steam generator ( 17 ) for supplying water vapor into the mold space ( 14 ) for the thermoplastic welding of the foam particles in the mold space ( 14 ) to a particle foam part, characterized in that the steam generator ( 17 ) with at least one steam line ( 18 . 19 . 20 . 21 ) with the material container ( 2 . 25 ) and / or a device along the transport path is connected to apply the mold to be supplied foam particles with water vapor.