JOHANN, Michael (Konradweg 4, Landshut, 84034, DE)
PROKOP, Jürgen (Queichheimer Haupstr. 99, Landau, 76829, DE)
JOHANN, Michael (Konradweg 4, Landshut, 84034, DE)
Patentansprüche
1. Werkzeug (1) zur Durchführung von Rotationssinterverfahren mit einer Werkzeugform (2) und einer Temperiereinrichtung (5) mit einer Heizeinrichtung zum Aufheizen der Werkzeugform (2) , da- durch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine rückseitig und nahe der Werkzeugform (2) flächig angeordnete Mehrzahl von Brennern (3) aufweist, so dass die Werkzeugform (2) direkt durch eine Flamme der Brenner (3) und/oder indi- rekt durch die von den Brennern (3) beim Brennen abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest bereichs- weise heizbar ist und die Werkzeugform (2) von der Temperiereinrichtung (5) trennbar ist zum Beschichten der zumindest bereichsweise geheiz- ten und/oder gekühlten Werkzeugform (2) in einem
Rotationssinterverfahren.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) Brenner sind, die mit flüssigem und/oder gasförmigen Brennstoff betreibbar sind.
3. Werkzeug nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) Ventile aufweisen, mittels denen die Zufuhr von Brennstoff steuerbar ist.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (5) eine Kühlvorrichtung aufweist, die zumindest einen Teil der Brenner (3) der Heizvor- richtung umfasst, mittels der ein Kühlmittel durch die Brenner (3) zum Kühlen zumindest eines Bereichs der Werkzeugform (2) leitbar ist.
5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine für alle Brenner (3) gemeinsame Medienleitung (4) aufweist, durch die Brennstoff zu den Brennern (3) leitbar ist.
6. Werkzeug nach den Ansprüchen 4 und 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Teil der Medienleitung (4) der Heizeinrichtung umfasst zum Leiten von Kühlmittel zu zumindest einem Teil der Brenner.
7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Stützstruktur aufweist, durch die die Brenner (3) an der Werkzeugform (2) abgestützt werden.
8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugform (2) eine Wandstärke von 2 mm bis 4 mm aufweist .
9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) in einem Abstand von höchstens 50 mm, bevorzugt höchstens 30 mm, besonders bevorzugt höchstens 20 mm von der Rückseite der Werkzeugform (2) angeordnet sind.
10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugform (2) eine Galvanoform ist.
11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) zu der Werkzeugform (2) hin jeweils eine Brennplatte mit einer Vielzahl von Düsen zum Ausströmen von Gas aufweisen.
12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) derart ausgestaltet sind, dass Brenngas im Bereich der Düsen verbrennbar ist.
13. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) derart gestaltet sind, dass als Gas Kühlgas, insbesondere Druckluft oder Stickstoff, zur Kühlung der Werkzeugform (2) an die Werkzeugform (2) heranführbar ist.
14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (3) modulartig ausgestaltet sind, so dass ein Temperaturfeld mit einer hohen Flächenauflösung auf der Werkzeugform (2) darstellbar ist.
15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Module derart ausgeführt sowie aneinander gestellt sind, dass innerhalb eines Zentimeters Abstand auf der Brennplattenoberfläche eine Temperaturdifferenz von 30° C erreich- bar ist.
16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennplatten einzelner modulartig dargestellter Brenner (3) zusammenhängend sind.
17. Verfahren zum Betrieb des in einem der vorhergehenden Patentansprüche beanspruchten Werkzeugs (1) , dadurch gekennzeichnet, dass a) die Werkzeugfortn (2) in der Temperiereinrichtung (5) in bestimmten Bereichen unterschiedlich geheizt und/oder gekühlt wird zur Erreichung unterschiedlicher Temperaturen an der den Brennern abgewandten Seite der Werkzeugform (2) , b) die Werkzeugform (2) aus der Temperiereinrichtung (5) entnommen wird und anschließend c) die Werkzeugform (2) mit einem mit Pulver gefüllten Kasten verbunden und zusammen mit diesem Kasten so bewegt wird, dass das Pulver zumindest bereichsweise an Bereichen des Formwerkzeugs, die auf der den Brennern abgewandten Seite des Formwerkzeugs (2) angeordnet sind, aufschmilzt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich- net, dass zunächst ein erster Kasten mit Pulver aus einer ersten Farbe partiell an dem Formwerkzeug (2) aufschmilzt und anschließend das Formwerkzeug (2) entnommen wird, anschließend erneut partiell in der Temperatureinrichtung (5) aufge- heizt und/oder gekühlt wird und dann mit einem zweiten Kasten, der mit einem Pulver aus einer zweiten Farbe befüllt ist, verbunden wird zum Anschmelzen des Pulvers zweiter Farbe an Innenbereichen des Formwerkzeugs .
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer bestimmten Farbe eine bestimmte Maske auf der den Brennern abgewandten Seite des Formwerkzeuges (2) verwendet wird, wobei diese Maske Bereiche des Formwerk- zeuges (2) abdeckt, an denen Pulver dieser Farbe nicht anhaften soll.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstellung in bestimmten Bereichen des Formwerkzeugs (2) bei dem je- weiligen Aufheizvorgang in der Temperiereinrichtung (5) so erfolgt, dass aufgrund des Schmelzpunktes des jeweiligen Pulvers Pulver nur an bestimmten Bereichen gezielt anhaftet.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander mehrere Kästen mit Pulver von unterschiedlicher Farbe, vorzugsweise zwei oder drei verschieden farbige Pulver, nach jeweiligen AufheizVorgängen an bestimmte Innenbereiche der Werkzeugform (2) angeschmolzen werden.
22. Temperatureinrichtung wie beschrieben in einem der Ansprüche 1 bis 16. |
Werkzeug mit Temperiereinrichtung
Gegenstand der Erfindung ist ein Werkzeug mit einer Temperiereinrichtung und eine Temperiereinrichtung.
Werkzeuge mit einer Temperiereinrichtung sind grundsätzlich bekannt.
So sind beispielsweise Werkzeuge zum Rotationssintern (Slush-Prozess) bekannt, welche eine Werkzeugform mit Kanälen aufweisen, in denen heißes öl zum Temperieren der Werkzeugform geführt werden kann.
Des Weiteren ist es bekannt, Werkzeuge in eine Wärme- kammer einzubringen, und in dieser Wärmekammer die Werkzeuge zu erwärmen.
Die Druckschrift US 4 621 995 offenbart ein Formwerkzeug mit einer Werkzeugform und einer Temperierein- richtung, wobei die Temperiereinrichtung mehrere
rückseitig der Werkzeugform angeordnete Ausströmer aufweist, durch die zum Erwärmen der Werkzeugform heißes oder zum Kühlen der Werkzeugform kaltes Gas an die Rückseite der Werkzeugform geleitet werden kann.
Nachteil dieser Werkzeuge ist, dass die vorgesehenen Temperiereinrichtungen dadurch, dass nur mittelbar die Werkzeugform geheizt wird, beispielsweise durch heißes Gas oder öl, welches zuvor erwärmt werden muss, und/oder Bauteile erwärmt werden, die nicht unmittelbar zur Werkzeugform gehören, einen niedrigen Wirkungsgrad haben und/oder mit nicht zu vernachlässigenden Verlustmechanismen verbunden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Werkzeug mit einer Temperiereinrichtung zu schaffen, welche geringe Verlustmechanismen und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Werkzeug mit einer Temperiereinrichtung nach dem unabhängigen Anspruch .
Die Erfindung schafft ein Werkzeug mit einer Werk- zeugform und einer Temperiereinrichtung mit einer
Heizeinrichtung zum Aufheizen der Werkzeugform, wobei die Heizeinrichtung eine rückseitig und nahe der Werkzeugform flächig angeordnete Mehrzahl von Brennern aufweist, so dass die Werkzeugform direkt durch eine Flamme der Brenner und/oder indirekt durch die von den Brennern beim Brennen abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest bereichsweise heizbar ist. Dieses Werkzeug eignet sich insbesondere zur Durchführung des Rotationssinterverfahrens (Slush-Verfahren) . Die Werkzeugform ist von der Temperiereinrichtung zum Beschichten der zumindest bereichsweise geheizten
und/oder gekühlten Werkzeugform in einem Rotations- sintereverfahren ausgelegt.
Aufgrund dessen, dass die Werkzeugform direkt durch eine Flamme der Brenner und/oder indirekt durch die von den Brennern beim Brennen abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest bereichsweise heizbar ist, ist ein hoher Wirkungsgrad möglich und die Verlustmechanismen sind reduziert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Brenner Brenner sind, die mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff betreibbar sind.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind die Brenner mit Gas betreibbar, beispielsweise mit Propan.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Brenner Ventile aufweisen, mittels denen die Zufuhr von Brennstoff steuerbar ist.
über die Ventile ist die Größe und die Hitze des durch die Brenner erzeugten Flammenteppichs an die geforderte Wärmeleistung anpassbar. Im einfachsten Fall weisen die Ventile zwei Stellungen maximale/minimale öffnung auf. Selbstverständlich sind auch Ventile mit mehreren Stellungen einsetzbar.
Alternativ oder zusätzlich kann über die Variation der Flächendichte der Brenner die Heizleistung bereichsweise angepasst werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, dass die Temperiereinrichtung eine Kühlvorrichtung aufweist, die zumindest einen Teil der Brenner der Heizvorrichtung umfasst, mittels der ein Kühlmittel durch die Brenner zum Kühlen zumindest ei- nes Bereichs der Werkzeugform leitbar ist.
Beispielsweise könnte kaltes Gas zum Kühlen der Werkzeugform durch die Brenner geleitet werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Heizeinrichtung eine für alle Brenner gemeinsame Medienleitung aufweist, durch die Brennstoff zu den Brennern leitbar ist.
Die Medienleitung kann insbesondere netzartig ausgebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kühlvorrichtung zumindest einen Teil der Medienleitung der Heizeinrichtung umfasst zum Leiten von Kühlmittel zu zumindest einem Teil der Brenner .
Vorteil ist, dass hierdurch die Komponenten der Kühl- einrichtung erheblich reduziert werden.
Beispielsweise kann durch Ventile an geeigneten Schnittstellen die Medienleitung jeweils für die Heizeinrichtung oder für die Kühleinrichtung nutzbar gemacht werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeug eine Stützstruktur aufweist, durch die die Brenner an der Werkzeugform ab- gestützt werden.
Die direkte Abstützung der Brenner an der Werkzeugform sichert eine genaue Anordnung der Brenner relativ zur Werkzeugform.
Für die Stützstruktur bevorzugt wird eine Rippenstruktur, um die Flammenausbreitung und/oder die Wärmestrahlung, sowie die Gaszu- bzw. -abfuhr nicht zu behindern.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Brenner in einem Abstand von höchstens 50 mm, bevorzugt höchsten 30 mm, besonders bevorzugt höchstens 20 mm von der Rückseite der Werkzeugform angeordnet sind.
Die Brenner 3 sind spaltfrei nebeneinander angeordnet, um eine flächige Heizwirkung mit hinreichend kleinen Variationen erzeugen zu können.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeug ein Formwerkzeug für ein Rotationssinterverfahren ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist in diesem Falle die Werkzeugform eine Galvanoform mit einer Wandstärke von 2 mm bis 4 mm.
Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug sind insbesondere Formhäute mit Bereichen mit unterschiedlichen Eigen- schatten, insbesondere mehrfarbige Häute, herstellbar.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Brenner jeweils eine Brennplatte mit einer Vielzahl von Düsen zum Ausströmen von Gas aufweisen. Diese Düsen sind vorzugsweise senkrecht bzw. radial
zur Formwerkzeugoberfläche (auf der dem Innenbereich des Formwerkzeug abgewandten Seite) gerichtet.
Diese Konstruktion ermöglicht die Zuführung von Gas für verschiedene Zwecke. Zunächst einmal ist die Zuführung von Gas als Brenngas möglich, das im Bereich der Düsen verbrennt. Hierdurch ist ein direktes Heizen durch die Flammen bei der Gasverbrennung möglich, außerdem wird eine besonders homogene Wärmevermitt- lung durch die zusätzliche Strahlungswärme der Brennplattenoberfläche erreicht.
Alternativ ist es möglich, dass ein Kühlgas, zum Beispiel Stickstoff oder Druckluft, zugeleitet wird. Hiermit sind erstmals Kühlvorgänge auf der den "Brennern" abgewandten Seite des Formwerkzeugs induzierbar, beispielsweise zum schnellen Verfestigen angeschmolzenen Pulvers bzw. zum Vermeiden von "Tropfna- senbildung" .
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Brenner modulartig angeordnet sind, so dass auf der den Brennern abgewandten Seite des Formwerkzeugs (also den "Innenbereichen", an denen später das Pulver anschmelzen soll) ein Temperaturfeld mit hoher Flächenauflösung exakt einstellbar ist. Hierbei sind die Module derart angeordnet, dass innerhalb eines Zentimeters Abstand auf der Brennplatte Temperaturunterschiede (in Richtung der Brennplattenoberfläche) von 30° C erreichbar sind.
Dies zeigt, dass die Module derart zusammengestellt werden können, dass selbst benachbarte Module mit unterschiedlichen Gasen versorgt werden können, bei- spielsweise ein Modul mit Kühlgas und ein benachbartes Modul mit Verbrennungsgas, das auch tatsächlich
verbrannt wird.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die Module so eng zusammengestellt sind, dass sich eine zusammenhängen- de (durchgehende) Brennplatte ergibt, auf der lediglich kleinste Düsen zur Gasdurchleitung vorgesehen sind.
Das erfindungsgemäße Werkzeug ist besonders geeignet zum Durchführen von Herstellverfahren für mehrfarbige Häute, die insbesondere bei höherwertigen Automobilen im Innenraum zum Einsatz kommen.
Hierzu wird die Werkzeugform in der Temperiereinrich- tung in bestimmten Bereichen unterschiedlich beheizt und/oder gekühlt, anschließend wird die Werkzeugform aus der Temperiereinrichtung entnommen und anschließend die Werkzeugform mit einem mit Pulver gefüllten Kasten verbunden und zusammen mit diesem Kasten so bewegt, dass das Pulver zumindest bereichsweise an
Innenbereichen des Formwerkzeuges (diese Innenbereiche sind auf der den Brennern abgewandten Seite des Formwerkzeugs angeordnet) aufschmilzt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zunächst ein erster Kasten mit Pulver einer ersten Farbe an die Werkzeugform angedockt wird und dieses erste Pulver partiell anschmilzt (also in bestimmten Bereichen) und anschließend das Formwerkzeug entnommen wird und erneut partiell aufgeheizt und/oder gekühlt wird und dann mit einem zweiten Kasten mit einem Pulver einer zweiten Farbe verbunden wird zum Anschmelzen an andere Innenbereichen des Formwerkzeugs .
Für eine hochwertige zweifarbige Oberfläche sind sau-
bere Trennlinien von größter Wichtigkeit. Die Erzielung unterschiedlicher Farbbereiche ist prinzipiell auf verschiedene Arten möglich. So ist es einerseits möglich, bei Verwendung einer bestimmten Farbe (das heißt eines Pulvers einer bestimmten Farbe) eine Maske zu verwenden, wobei die Bereiche des Formwerkzeuges abgedeckt werden, an denen dieses Pulver nicht anschmelzen soll. In einem weiteren Arbeitsgang kann dann die Maske entnommen werden und ein anderes PuI- ver (nach gegebenenfalls erneuten Aufheizen der Werkzeugform) aufgebracht werden auf die nunmehr nicht maskierten Bereiche . Dies kann auch in noch mehr Schritten erfolgen (hierzu müssten jeweils Masken nacheinander verwendet werden, die jeweils immer kleinere Flächen abdecken, so dass auf der Sichtseite des späteren Innenverkleidungsteils die verschiedenen Farbtöne tatsächlich sichtbar sind) .
Mit dieser Maskentechnologie sind sehr saubere Trenn- linien möglich. Es ist prinzipiell auch möglich, dass durch Temperatureinstellung allein bestimmte Bereiche des Formwerkzeugs bei dem jeweiligen AufheizVorgang unterschiedlich aufgeheizt werden, so dass aufgrund des Schmelzpunktes später aufgebrachter Pulver be- stimmte Pulver nur an bestimmten Bereichen gezielt anhaften. Beispielsweise kann hier zunächst die Werkzeugform an bestimmten Stellen sehr hoch aufgeheizt werden und zuerst ein Pulver einer bestimmten Farbe und mit einem sehr hohen Schmelzpunkt aufgebracht werden, so dass das Pulver lediglich an diesen Stellen verbleibt. Anschließend kann an anderen Stellen eine Aufheizung erfolgen auf eine etwas weniger hohe Temperatur, die dennoch zum Anschmelzen eines bestimmten (andersfarbigen) Pulvers dient. Hierdurch wird zum einen das vorher aufgebrachte Pulver nicht erneut aufgeschmolzen, andererseits wird ein An-
schmelzen des "neuen" Pulvers erreicht.
Insgesamt sind auf mehrere Weisen Mehrfarb-Slush- Häute herstellbar. Vorzugsweise sind hier zumindest zwei, aber auch mitunter drei unterschiedliche auf der späteren Sichtseite erkennbar. Dies ist nach dem Stand der Technik heute praktisch nicht möglich, da Aufheizvorgänge zwischen den einzelnen Bepulverungs- stufen nicht üblich sind bzw. bei einem Wiederaufhei- zen ein Verlaufen der Farbbereiche auftritt.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, welches durch zwei Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen
Werkzeugs, hier ein Werkzeug für das Rotationssinterverfahren, in einer Querschnittsansicht ,
Fig. 2 eine Detailansicht des Werkzeugs,
Fig. 3a Durchführung des Rotationssinterverfahrens mit einer Werkzeugform 2, an die eine erste Maske 6 angebracht ist und
Fig. 3b Durchführung des Rotationssinterverfahrens mit einer Werkzeugform 2, an die eine zweite Maske 7 angebracht ist.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug, hier ein Werkzeug für ein Rotationssinterverfahren, in einer Querschnittsansicht. Ein Ausschnitt des Werkzeugs 1 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt.
Das Werkzeug 1 weist eine Werkzeugform 2 und eine
Temperiereinrichtung 5 mit einer Heizeinrichtung zum Aufheizen der Werkzeugform 2 und einer Kühlvorrichtung zum Kühlen der Werkzeugform 2 auf .
Die Heizeinrichtung weist rückseitig und nahe der
Werkzeugform 2 eine flächig angeordnete Mehrzahl von Brennern 3 auf, so dass die Werkzeugform 2 direkt durch eine Flamme der Brenner und indirekt durch die von den Brennern 3 beim Brennen abgestrahlte Wärme- Strahlung zumindest bereichsweise heizbar ist. Die Brenner sind spaltfrei nebeneinander angeordnet, um eine flächige Heizwirkung mit hinreichend kleinen Variationen erzeugen zu können.
Die hier verwendeten Brenner sind mit Propangas betreibbar. Jeder Brenner 3 weist ein Ventil auf, mit dem die Zufuhr von Brennstoff steuerbar ist.
Des Weiteren weist die Heizeinrichtung eine für alle Brenner 3 gemeinsame Medienleitung 4 auf, durch die
Brennstoff zu den Brennern 3 leitbar ist.
Als Brenner für die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung eignen sich insbesondere modulare Mikro- o- der auch Porenbrenner mit Brennplatten mit Flächen zwischen 1-50 qcm mit gleichmäßig verteilten Brenndüsen und Leistungsbereiche zwischen 150 kW/m 2 - 3000 kW/m 2 . Derartige modulare Brenner zeichnen sich durch einen sehr hohen und konstanten Wirkungsgrad aus, ei- ner großen Modulation der Wärmeleistung sowie der
Möglichkeit, beliebige Brennergeometrien zu bilden.
Die Anordnung der Brenner kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein. Je nach Einsatzgebiet können einzel- ne würfelförmige Brennerelemente durch die Medienleitung 4 verbunden werden. Eine Alternative ist der
Aufbau eines flächigen Elements durch das Zusammenfügen von modulartig miteinander verbindbaren Brennerelementen, wobei die Medienleitung zumindest teilweise in den Brennern integriert ist.
Die Brenner 3 sind mit konstantem Abstand der Flammen rückseitige der Werkzeugform angeordnet, wodurch sich der Wirkungsgrad des Systems erhöht. Erfindungsgemäß bevorzugt bewegt sich der Abstand der Brenner von der Rückseite der Werkzeugform 2 im Bereich bis zu 50 mm, bevorzugt nur bis zu 30 mm, besonders bevorzugt bis 20 mm. In diesem Falle beträgt der Abstand konstant 15 mm.
Die einzelnen Brenner 3 sind über Ventile direkt ansteuerbar, so dass die Größe und Hitze des Flammenteppichs an die geforderte Wärmeleistung anpassbar ist. Die Medienleitung verbindet dabei die einzelnen Brenner 3 so, dass der Brennstoff mit gleichem Druck und Volumenstrom an jedem Brenner 3 zur Verfügung steht.
In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Brenner 3 mit Medienleitungen auf einem selbständigen Ge- stell, welches die Kontur der Werkzeugform 2 nachstellt (nicht dargestellt). Dies ermöglicht es, zumindest Brenner und Medienelemente auf dem Werkzeug zu entfernen. Dies ist vorteilhaft beispielsweise um das Werkzeug für das Rotationsverfahren aufzuheizen.
Alternativ ist es ebenso möglich, die Brenner 3 mit der Medienleitung direkt auf der Rückseite des dünnwandigen Formwerkzeugs anzubringen.
Von dem Gestell, welches Brenner 3 und Medienleitung 4 trägt, wird ebenfalls eine rippenförmige Stütz-
struktur gebildet, durch die die Brenner an der Werkzeugform abgestützt werden.
Brenner 3 und Medienleitung 4 sind neben der Heizvor- richtung gleichfalls Teil der Kühlvorrichtung. Mittels der Kühlvorrichtung ist ein Kühlmittel, in diesem Ausführungsbeispiel kaltes Gas, durch die Medienleitung und durch die Brenner 3 zum Kühlen der Werkzeugform leitbar. Durch die Ventile der Brenner 3 lässt sich die Kühlung bereichsweise regeln.
Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Werkzeugform beispielsweise durch eine extra Kühlmittelleitung, einem Ventilator oder einer Wasserdusche zu kühlen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung 5 Teil eines Werkzeugs für ein Rotationssinterverfahren. Zum Heizen der Werkzeugform 2, in diesem Ausführungsbeispiel eine Galva- noform aus Nickel mit einer Wandstärke von hier 3 mm, wird dabei direkt durch eine Flamme und indirekt durch Abstrahlen der von Flammen erzeugten Wärmestrahlung der flächig angeordneten Brenner 3. Die Abkühlung der Werkzeugform 2 erfolgt ebenfalls durch die flächige Anordnung der Brenner 3, wobei die Medienleitungen 4 der Brenner 3 als Transportleitungen des gasförmigen Kühlmittels fungieren.
Die zum Aufschmelzen und gegebenenfalls Gelieren des in die Werkzeugform zum Formen eines Kunststoffteils eingebrachten Materials benötigte Energie wird über die Werkzeugform 2 übertragen. Diese Energie wird direkt durch Beflammung und/oder Bestrahlung des Werkzeugs eingebracht, so dass letzteres entweder als Wärmespeicher und/oder als Wärmeleiter fungiert. Zwischen Verbrennungswärme und Werkzeug findet keine
Zwischenform der Wärmeübertragung statt, so dass ein hoher Wirkungsgrad für die Aufheizleistung erreicht wird. Die erfindungsgemäße Temperiereinrichtung erzeugt dabei entweder einen definierten Flammentep- pich, der unmittelbar und direkt auf die Werkzeugform einwirkt, oder mittelbar durch Glühen der Porenbren- nerstruktur (die Brenner können durch geeignete Luft- /Gasmischungen glühen anstatt mit der Flamme zu brennen) .
Vorteile des Systems sind: Potential zur Energieeinsparung, homogene/variable Aufheizung über die ganze Hautoberfläche, Unterdrückung der Defekte durch Ver- wirbelungen, Gewichtseinsparung, Platzeinsparung, Wiederverwendung der Temperiereinrichtung bzw. Bestandteile der Temperiereinrichtung für ein neues Werkzeug, schnelle Aufheizung und schnelle Abkühlung durch lokal aufgebrachte Aufheizung bzw. Abkühlung, Zugriffszeitverkürzung, Qualitätssteigerung, da Ge- lierdicke über lokale Werkzeugtemperatur beeinfluss- bar ist; Kostenersparnis durch Energieeinsparung und Materialeinsparung; Kunststoffformteile mit variierenden Wandstärken können hergestellt werden, Potential zur Herstellung von dreifarbigen Häuten.
Durch Aufteilen der Temperiereinrichtung in getrennt regelbare Temperierkreisläufe ist es möglich, das Werkzeug bereichsweise zeitlich unabhängig zu temperieren. Auf diese Weise lassen sich zwei- oder mehr- farbige Häute erstellen. Eine drei- oder höherfarbige
Slush-Haut kann durch die Verfahren nach dem Stand der Technik nicht erstellt werden.
Entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Werk- zeugs ist es, dass zwischen einem Wechsel der Pulverkästen weitere Wärme in Bereiche der Werkzeugform
eingebracht werden kann, ohne dass es zu einer Schädigung der Haut an der bereits bedeckten Werkzeugfläche kommt. Dadurch lassen sich ideale Prozessbedingungen zum Erstellen der verschiedenen Farbflächen einstellen.
Neben der beschriebenen Temperiervorrichtung 5 kann eine weitere Temperiervorrichtung vorgesehen sein, die wie eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung aufgebaut ist, und die derart ausgebildet ist, dass sie in die Werkzeugform eingebracht werden kann. Dadurch ist es möglich, eine zweiseitige Wärmeeinbringung zu realisieren. Beispielsweise kann durch diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkzeugs die nicht mit der Oberfläche der Werkzeugform in Kontakt stehende Seite einer Haut bzw. eines Formteils zum Gelieren gebracht werden.
Die Temperiereinrichtung mit matrixartig aneinander angrenzenden Brennern 3 bildet zu dem Formwerkzeug 2 hin eine durchgehende "Brennplatte" . Jeder der einzelnen Brenner 3 verfügt über eine Einzelbrennplatte mit einer Vielzahl von Düsen zum Ausströmen von Gas zu der Werkzeugform 2 hin. Als Gas wird bei gewünsch- ten Heizvorgängen Brenngas verwendet, das im Bereich der Düse verbrennt und somit unmittelbar die Werkzeugform anheizt. Alternativ ist durch dieselben Düsen auch Gas leitbar, zum Beispiel Druckluft oder Stickstoff zur Kühlung eines entsprechenden Abschnit- tes der Werkzeugform. Die Fläche der einzelnen Brenner ist hierbei so klein, dass ein Temperaturfeld mit höchster Flächenauflösung exakt einstellbar ist. Aufgrund der guten Temperaturleiteigenschaften der Werkzeugform 2 ist also oberhalb der in Fig. 2 gezeigten Werkzeugform 2 eine bestimmte Temperatur an der Oberfläche der Werkzeugform 2 einstellbar. Es ist sogar
möglich, dass benachbarte Brenner 3 einerseits mit Kühlungsgas und andererseits mit Verbrennungsgas versorgt werden, um auf diese Weise eine sehr klare Trennlinie und hohe Temperaturgradienten entlang der Brennplattenoberfläche zu erreichen.
Abschließend wird nun noch anhand von Fig. 3a und 3b ein Zweifarben-Slush-Verfahren gezeigt.
Hierzu wird zunächst die Werkzeugform 2 partiell aufgeheizt in einer nicht dargestellten Temperiereinrichtung. Hierbei wird an den Stellen, an denen das Pulver später anschmelzen soll, eine erhöhte Temperatur eingestellt durch Vorheizen. An Stellen, an denen sich später eine besonders dicke Schicht ergeben soll bzw. an anderen exponierten Stellen (beispielsweise Hinterschnitten) können spezielle Temperaturen eingestellt werden, um dort eine besonders hohe Fließfähigkeit bzw. hohe Wanddicken zu erreichen. Entspre- chend kann auch gezielt gekühlt werden, um beispielsweise Tropfnasenbildung bzw. ein Herausfließen angeschmolzenen Materials zu verhindern. Nach Entnahme des Formwerkzeugs 2 aus der Temperiereinrichtung wird dann eine erste Maske 6 (diese ist einteilig mit ei- nem entsprechenden Kasten) aufgesetzt. Hierbei wird um eine in der Blattebene liegende Horizontalachse eine Drehung der Gesamtanordnung durchgeführt, so dass das Pulver mit einer ersten Farbe an den vorgeheizten Bereichen der Werkzeugform 2 haften bleibt. Nach einer bestimmten Zeit, bei der eine Folie beispielsweise empirisch ermittelte Wanddicke durch Anschmelzen erreicht wurde, wird die erste Maske 6 (einschließlich Pulverkasten) abgenommen. Es erfolgt dann ein weiterer Heizvorgang des Formwerkzeugs 2 in der Temperiereinrichtung und anschließend das Aufsetzen eines zweiten Pulverkastens bzw. einer zweiten
Maske 7. Diese versieht vorgeheizte Bereiche mit andersfarbigem Pulver und der oben genannte Rotations- Vorgang wird so lange durchgeführt, bis auch hier die Wanddicke wie beabsichtigt eingestellt ist. Nach Ent- nähme der zweiten Maske 7 bzw. Entnahme der fertig gestellten zweifarbigen und durchgehenden Haut aus dem Formwerkzeug 2 kann dieses beispielsweise in einem Hinterspritz- bzw. einem Hinterschäumvorgang zu einem fertigen Kraftfahrzeuginnenverkleidungsteil weiter verarbeitet werden.
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