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Patent Searching and Data


Title:
MOULD, MOULD SYSTEM, AND METHOD FOR PRODUCING PARTICLE-FOAM PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/073924
Kind Code:
A1
Abstract:
A mould for producing particle-foam parts by welding foam particles by means of electromagnetic waves comprises two half-shells which delimit a cavity. At least one of the two half-shells is made of a material that is transparent to electromagnetic waves, and comprises a delimiting wall, which delimits the cavity, and one or more supports, which are used to support the delimiting wall on a condenser plate on the side facing away from the cavity and form one or more hollow spaces. A mould system for producing particle-foam parts comprises the mould and at least one trim body which is designed to be inserted into the or at least one of the hollow spaces. The invention also specifies a method for producing a particle-foam part using the mould or mould system.

Inventors:
ROMANOV VICTOR (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/077858
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
KURTZ GMBH (DE)
International Classes:
B29C33/06; B29C35/08; B29C44/44; B29C67/20; C08J9/232
Domestic Patent References:
WO2001064414A12001-09-07
WO2013050581A12013-04-11
WO2013050181A12013-04-11
WO2017127310A12017-07-27
WO2017127312A12017-07-27
WO2018100173A12018-06-07
Foreign References:
DE102016123214A12018-06-07
US20140243442A12014-08-28
DE102017128895A12019-06-06
US3079723A1963-03-05
US3242238A1966-03-22
GB1403326A1975-08-28
Attorney, Agent or Firm:
HGF EUROPE LLP (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Werkzeug zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen durch Verschweißen von Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen, umfassend zwei Formhälften, welche ein Formnest begrenzen, wobei wenigstens eine der beiden Formhälften aus ei nem für elektromagnetische Wellen transparenten Material ausgebildet ist und eine das Formnest begrenzende Begrenzungswandung und eine oder mehrerer Stützen aufweist, welche zum Abstützen der Begrenzungswandung an einer Kondensatorplatte auf der vom Formnest weg weisenden Seite dienen und einen oder mehrere Hohlräume ausbil den.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswandung mit im Wesentlichen konstanter Dicke ausgebildet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen etwa parallel zu einer Pressrichtung verlaufen, in welcher die Formhälf ten im Betrieb mit einer Presse zusammengedrückt werden.

4. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Anschlüsse für ein Temperiermedium aufweist, das den einen oder die mehreren Hohlräume durchströmen kann.

5. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass die wenigstens eine beiden Formhälften zum Trimmen der Formhälfte mittels der einen oder der mehreren der Stützen und/oder des oder der mehreren Hohlräume aus gebildet ist, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest zu beeinflussen.

6. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der mehreren Hohlräume eine Öffnung aufweist, durch welche ein Trimmkörper in den Hohlraum einsetzbar ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung zu der vom Formnest abgewandten Seite weist.

8. Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens einer der mehreren Hohlräume ein Form- oder Rastelement zum Positionieren und/oder Fixieren eines Tri mm körpers in den Hohl raum aufweist.

9. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Formhälfte wenigstens einen Anschluss für ein insbesondere flüssiges oder öliges oder viskoses Trimmfluid aufweist, der mit wenigstens einem des einen oder der mehreren Hohlräume verbunden ist, wobei vorzugsweise mehrere Hohl räume untereinander fluidkommunizierend verbunden sind oder wenigstens Teilvolumina mehrerer Hohlräume voneinander fluiddicht abgetrennt sind.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Formhälfte wenigstens einen Anschluss für Druckluft und/oder Vakuum aufweist, der mit wenigstens einem des einen oder der mehreren Hohlräume verbunden ist, wobei vorzugsweise der wenigstens eine Anschluss für Druckluft und/oder Vakuum auf einer höheren Ebene angeordnet als der wenigstens eine An schluss für ein Trimmfluid.

11. Werkzeug nach Anspruch 4, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume durch Verbindungsöffnungen in den Stützen verbunden sind, wobei die Verbindungsöffnungen oder eine Gruppe von Verbindungsöffnungen vorzugsweise mit wenigstens einem von in einer Seitenwandung ausgebildeten Anschlüssen für Tem periermedium, Trimmfluid, Druckluft oder Vakuum fluchten/fluchtet.

12. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Formhälften aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Ma terial ausgebildet ist und die Begrenzungswandung und die Stütze/n aufweist.

13. Werkzeugsystem zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen; dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugsystem ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst und zumindest einen Trimmkörper, der zum Einbringen in den oder wenigstens einen der Hohlräume ausgebildet ist, und/oder eine Trimmfluid-Bereitstellungseinrichtung, die zum Versorgen der wenigstens einen Formhälfte mit einem Trimmfluid ausgebildet ist, aufweist.

14. Werkzeugsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmkörper aus einem Material mit einer relativen Permittivität (er) von zu mindest 2 ausgebildet ist.

15. Werkzeugsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmkörper aus einem Festkörper ausgebildet ist oder durch Ausgießen eines oder mehrerer der Hohlräume mittels eines aushärtenden Materials hergestellt ist.

16. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmkörper als Steckkörper zum Einstecken in den oder wenigstens einen der Hohlräume ausgebildet ist.

17. Werkzeugsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmkörper ein Formelement oder ein Rastelement zum Positionieren und/oder Fixieren in dem oder wenigstens einem der Hohlräume aufweist oder mittels Reibschluss in dem oder wenigstens einem der Hohlräume fixierbar ist.

18. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Trimmkörper so ausgebildet ist, dass er nur einen Teilbereich des oder eines der Hohlräume ausfüllt wobei der Teilbereich vorzugsweise ein entfernt vom Formnest angeordneter Teilbereich ist.

19. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Trimmkörper in unterschiedlicher Größe und/oder aus unterschiedli chen Materialen, welche eine unterschiedliche relative Permittivität (er) aufweisen, um fasst.

20. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anschlussplatte aufweist, die zwischen eine Kondensatorplatte und einer Formhälfte des Werkzeugs oder auf einer von einer Formhälfte des Werkzeugs abge wandten Seite einer Kondensatorplatte anzuordnen ist und die Medienanschlüsse und/oder Medienkanäle und/oder Medienöffnungen zur Zuführung und/oder Ableitung von Medien zu den Flohlräumen der Formhälfte von bzw. nach außen aufweist, wobei die Anschlussplatte vorzugsweise Rohrstücke aufweist, die bei bestimmungsge mäßer Montage der Anschlussplatte in die Flohlräumen der Formhälfte ragen.

21. Verfahren zum Flerstellen eines oder mehrerer Partikelschaumstoffteile durch Ver schweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen, wobei ein Werkzeug mit ein Formnest bildenden Formhälften zwischen zwei Kondensatorplatten angeordnet wird, das Formnest mit Schaumstoffpartikeln gefüllt wird, das Werkzeug durch Annähern der beiden Formhälften geschlossen wird und das Werkzeug mit den Schaumstoffpartikeln in dem Formnest über die Kondensatorplatten eingebrachten elekt romagnetischen Wellen, insbesondere Radio- oder Mikrowellen, ausgesetzt werden, wo bei die Schaumstoffpartikel durch die elektromagnetischen Wellen sich erwärmen und wenigstens teilweise miteinander verschmelzen oder verbacken, wobei das Verfahren unter Verwendung eines Werkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eines Werkzeugsystems nach einem der Ansprüche 12 bis 20 durchgeführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Trimmkörper oder ein Trimmfluid in dem oder wenigstens einem der Flohlräume angeordnet wird bzw. werden, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest zu beeinflussen.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Qualität der Verschweißung der Schaum Stoffpartikel die Anordnung eines oder mehrerer Trimmkörper oder eines Trimmfluids im Werkzeug ver- ändert wird, um die Beeinflussung des elektromagnetischen Felds im Formnest zu justie ren.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eines oder mehrerer Trimmkörper oder eines Trimmfluids im Werk zeug während eines Schäumvorgangs verändert wird, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest dynamisch zu beeinflussen.

Description:
Werkzeug, Werkzeuasvstem und Verfahren zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug, ein Werkzeugsystem und ein Verfahren zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen.

Das Werkzeug und das Werkzeugsystem zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen sind zum Herstellen der Partikelschaumstoffteile unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen vorgesehen, wobei mittels der elektromagnetischen Wellen Schaumstoffpartikel zu einem Partikelschaumstoffteil verschweißt werden. Die zum Verschweißen notwendige Ener gie wird mittels der elektromagnetischen Wellen an die Schaumstoffpartikel angelegt.

Seit langem wird versucht, Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen zu Parti kelschaumstoffteilen zu verschweißen. So gehen entsprechende Verfahren beispielsweise aus der US 3,079,723, der US 3,242,238 und der GB 1,403,326 hervor.

In der US 3,079,723 ist ein Verfahren zum Sintern von feuchten thermoplastischen Schaum stoffpartikeln beschrieben. Die Partikel werden dielektrisch erhitzt und gleichzeitig in der Form komprimiert. Es werden elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von etwa 2 bis 1000 MHz angelegt.

Ein ähnliches Verfahren geht aus der US 3,242,238 hervor, bei welchem Schaumstoffpartikel mit einer wässrigen Lösung befeuchtet werden und einem elektromagnetischen Feld mit ei ner Frequenz von etwa 5 bis 100 MHz ausgesetzt sind.

In der GB 1,403,326 ist ein Verfahren zum Verschweißen von expandierbaren Polystyrol schaumstoffpartikeln beschrieben, bei welchem die Partikel mit einer wässrigen Lösung be feuchtet werden und einem elektromagnetischen Feld von 5 bis 2000 MHz ausgesetzt wer den.

Auch in den letzten Jahrzehnten gab es erhebliche Anstrengungen, Schaumstoffpartikel mit tels elektromagnetischer Wellen zu verschweißen. So sind entsprechende Verfahren in der WO 01/064414 Al und der WO 2013/050581 Al beschrieben.

Aus der WO 01/064414 Al geht ein Verfahren hervor, bei dem Polymerpartikel aus Polyole finen, die mit einem flüssigen Medium benetzt sind, mit elektromagnetischen Wellen, insbe- sondere Mikrowellen, erhitzt werden. Hierbei wird die Temperatur im Formwerkzeug mittels Steuern des darin befindlichen Druckes geregelt.

In der WO 2013/050181 Al ist ein Verfahren zur Herstellung von Partikelschaumstoffteilen beschrieben, bei welchen eine Mischung aus Schaumstoffpartikeln und dielektrischer Trans ferflüssigkeit mittels elektromagnetischer Wellen erhitzt wird, um die Schaumstoffpartikel zu einem Partikelschaumstoffteil zu verschmelzen. Als elektromagnetische Wellen werden Ra diowellen oder Mikrowellen verwendet. Das Material der Schaumstoffpartikel ist aus Polypro pylen (PP) ausgebildet.

Trotz dieser seit langem anhaltenden erheblichen Anstrengungen gibt es am Markt keine Maschinen, mit welchen Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen verschweißt werden. In der kommerziellen Benutzung sind ausschließlich Maschinen, welche die Schaum stoffpartikel mittels Dampf verschweißen.

Es gibt keine serienreifen Maschinen zum Verschweißen von Schaumstoffpartikeln, obwohl die hiermit verbunden Vorteile seit langem bekannt sind. Dies sind vor allem

- ein effizienterer Energieeintrag,

- nach dem Verschweißen sind die Partikelschaumstoffteile trocken und können sofort weiter verarbeitet werden,

- das Erhitzen erfolgt von innen nach außen, so dass der Innenbereich der Schaumstoff partikel wesentlich besser verschweißt werden kann, und

- die Geräte zur Erzeugung von Dampf entfallen, welche im Vergleich zu einem Generator für elektromagnetische Wellen wesentlich aufwändiger sind.

Die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung hat die Vorrichtungen zum Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen und die entsprechenden Ver fahren derart weiterentwickelt, dass sie in der Lage ist, größere Stückzahlen von Schaum stoffpartikeln mittels seriennaher Prototypen durch Verschweißen der Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen herzustellen. Diese Vorrichtungen und Verfahren beruhen auf der in der WO 2017/127310 Al, WO 2017/127312 Al und WO 2018/100173 A2 be schriebenen Technologie, die insoweit in ihrem Offenbarungsgehalt auch im Zusammenhang mit der nachstehend beschriebenen Erfindung vollumfänglich, und insbesondere die Vorrich tungen und Verfahren sowie Materialien betreffend, ergänzend, aber nicht ausschließlich, in Bezug genommen werden.

Hiermit ist es gelungen, eine gleichmäßige Verschweißung in Partikelschaumstoffteilen mit unterschiedlicher Form zu erzielen. Je komplexer die Form des Partikelschaumstoffteils ist, desto schwieriger ist es, die Schaumstoffpartikel gleichmäßig zu verschweißen. Seit Jahr zehnten ist es bekannt, dass man derartige Schaumstoffpartikel in einem Plastikbecher mit etwas Wasser in ein herkömmliches Haushaltsmikrowellengerät stellen kann und man damit eine gute, gleichmäßige Verschweißung erzielt. Sind die herzustellenden Partikelschaumstoff teile jedoch größer oder komplexer geformt oder stark konturiert oder mit unregelmäßiger Dicke (gemessen in einer Richtung senkrecht zu den Kondensatorplatten, d.h., in Ausbrei tungsrichtung des elektromagnetischen Feldes), dann ist es schwierig, an allen Stellen eine gleichmäßige Verteilung des elektromagnetischen Feldes zu erzielen. Die Probleme haben unterschiedlichste Ursachen. Einerseits haben elektromagnetische Wellen prinzipbedingt nicht überall die gleiche Energiedichte. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto größer sind die lokalen Schwankungen. Andererseits werden die elektromagnetischen Wellen durch das Ma terial des Werkzeuges, das das Formnest begrenzt, beeinflusst. Hier gibt es unterschiedliche Effekte. Einerseits kann ein Teil der Energie der elektromagnetischen Wellen durch das Mate rial des Formwerkzeugs absorbiert werden. Andererseits fungiert dieses Material als Dielekt rikum, das derart polarisiert wird, dass es ein zu den elektromagnetischen Wellen entgegen gesetztes elektromagnetisches Feld erzeugt. Flierdurch wird die Energiedichte der elektro magnetischen Wellen verschoben und kann lokal im Formnest konzentriert werden. Dies haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung erstmals bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt.

Weiterhin kann auch das Material, aus dem die Schaumstoffpartikel ausgebildet sind, einen Einfluss auf das elektromagnetische Feld haben, so dass bei Verwendung von unterschiedli chen Materialien dasselbe Werkzeug unterschiedlich wirkt.

Beim RF-Schäumen von komplexen Geometrien ist es daher erstrebenswert, wenn das elekt rische Feld in allen Bereichen des Formteils möglichst konstant oder gleichmäßig ist. Es gibt Ansätze, dies beispielsweise mit Verformung von Elektroden und Variation von Werkzeug wandstärken zu erreichen. Das ist aber mit der Anwendung von sehr komplexen Simulati onsprogrammen verbunden. Die Schwierigkeit liegt dabei daran, dass sich die relative Per- mittivität von Werkzeugmaterial und Partikel schäum stark unterscheiden, beispielsweise um einen Faktor 2 bis 5.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass es praktisch unmöglich ist, die Werkzeuge zum RF- Schäumen nachträglich zu optimieren, wenn beispielsweise das elektrische Feld in manchen Bereichen verstärkt werden soll.

Da die Erwärmung mit einem RF-Feld von innen nach außen geht, wird die Verschweißung von äußeren Partikelschichten schlechter als im Kern, und die Oberfläche kann rau bleiben. Um dieses zu verbessern wurden bisher Heiz- und Kühlkanäle im Werkzeug vorgesehen.

Aus verfahrenstechnischen Gründen kann es sinnvoll sein, wenn die Schaumpartikel mit Wasser als Wärmeübertragungsmedium versetzt in das Formnest eingebracht werden. Beim Verschweißen kann das Wasser dann aus dem Formnest gedrückt werden. Dadurch kann sich die mittlere relative Permittivität im Formnest ändern und damit auch die lokale elektri sche Feldstärke. Die Steuerung eines solchen Prozesses ist schwierig.

In einer Vorrichtung zum Fierstellen von Partikelschaumstoffteilen will man unterschiedliche Partikelschaumstoffteile hersteilen. Flierzu muss man die entsprechenden Werkzeuge, welche ein Formnest definieren, in dem die Partikelschaumstoffteile ausgeformt werden, austau- schen. Dies ist bereits von herkömmlichen Vorrichtungen zum Fierstellen von Partikel schaumstoffteilen, welche die Schaumstoffpartikel mittels Dampf verschweißen, hinlänglich bekannt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch erkannt, dass anders als beim Verschweißen von Schaumstoffpartikel mittels Dampf beim Verschweißen mittels elekt romagnetischer Wellen die Funktion eines Werkzeuges von der Form abhängt, welche durch die Form des herzustellenden Partikelschaumstoffteils vorgegeben ist. Dies ist auch eine der Flauptursachen, wieso es trotz intensivster Versuche und Entwicklungsanstrengungen seit Jahrzehnten nie gelungen ist, Vorrichtungen zum Verschweißen von Partikelschaumstofftei len, insbesondere solcher mit einer unregelmäßigen Form oder Dicke oder starker Konturie rung, mittels elektromagnetischer Wellen zu entwickeln, die für eine Serienproduktion geeig net sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Fierstellen von Parti kelschaumstoffteilen, sowie ein entsprechendes Werkzeugsystem zu schaffen, mit welchen auf einfache Art und Weise Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen zuverläs sig in hoher Qualität verschweißt werden können.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, ein Werkzeug, ein Werkzeug system und ein Verfahren anzugeben, das die oben genannten Nachteile und Probleme ver meidet oder zumindest verbessert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur nachträglichen Optimierung eines solchen Werkzeuges zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug, ein Werkzeugsystem und ein Verfahren im FHinblick auf eine gleichmäßige Qualität der Verschweißung im Quer schnitt des Partikelschaumstoffteils zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Änderung der relativen Permittivität im Formnest während des Schäumvorgangs auszuglei chen und/oder das im Formnest vorherrschende elektromagnetische Feld, insbesondere im FHinblick auf die elektrische Feldstärke, während des Schäumvorgangs zu beeinflussen. Eine oder mehrere der genannten Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängi gen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteran sprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen durch Ver schweißen von Schaumstoffpartikel mittels elektromagnetischer Wellen umfasst zwei Form hälften, welche ein Formnest begrenzen. Wenigstens eine der beiden Formhälften ist aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Material ausgebildet und weist eine das Formnest begrenzende Begrenzungswandung und eine oder mehrere Stützen auf, welche zum Abstützen der Begrenzungswandung an einer Kondensatorplatte auf der vom Formnest weg weisenden Seite dienen und einen oder mehrere Hohlräume der Formhälfte ausbilden.

Durch die Ausbildung der Hohlräume auf der von dem Formnest abgewandten Seite der Be grenzungswandung können Formhälften beliebiger Formen mit einem Minimum an Material verwirklicht werden. Daher kann die Beeinflussung des elektromagnetischen Feldes im Formnest durch das Material der Formhälfte begrenzt werden. Überraschenderweise hat sich bei Simulationen wie Versuchen herausgestellt, dass die Stützen kaum bis keine Diskontinui täten oder Inhomogenitäten der Feldstärke im Formnest bewirken. Vielmehr mittelt sich die Feldstärke zwischen Bereichen, die den Stützen entsprechen, und Bereichen, die den Hohl räumen entsprechen, aus, und diese Mittelung oder Gleichmäßigkeit setzt sich in das Formnest fort. Mit anderen Worten liegt eine Mittelung der Permittivitäten des Materials der Formhälften und der in den Hohlräumen enthaltenen Luft vor, die überraschend homogen ist, selbst wenn das Material der Formhälfte in die darin befindlichen Hohlräume nicht homo gen verteilt sind. Die Formhälften werden daher vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine mittlere Permittivität aufweisen, die etwa der Permittivität der zu verschweißenden Schaum stoffpartikel entspricht. Dies ergibt ein sehr homogenes elektrisches Feld, selbst, wenn das Formnest komplex konturiert ist.

Daher lassen sich auf einfache Weise Formhälften mit ähnlichen dielektrischen Eigenschaften wie der herzustellende Gegenstand verwirklichen. Insbesondere ist eine Abstimmung der dielektrischen Eigenschaften der Formhälfte an das Partikelschaumstoffteil in überraschend einfacher Weise möglich. Wenn die dielektrischen Eigenschaften der Formhälfte in etwa de nen des Partikelschaumstoffteils entsprechen, hat das auch den Vorteil, dass das elektro magnetische Feld im gesamten Bereich zwischen den Kondensatorplatten annähernd homo gen ist, unabhängig von der Formgestaltung der Formhälfte bzw. des Partikelschaumstoff teils.

Das Abstützen der Kondensatorplatte durch die Stützen kann unmittelbar oder mittelbar (al so mit einer Zwischenlage) erfolgen. Die Stützen können durch Seitenwände und/oder Zwi schenwände realisiert sein. Die Begrenzungswandung und die Stützen können einteilig, ins besondere monolithisch ausgebildet sein. Bei manchen Formen bildet eine Kondensatorplatte bereits eine Begrenzung des Formnests. Natürlich ist es ebenso möglich, dass jede der bei den Formhälften aus dem für elektromagnetische Wellen transparenten Material ausgebildet ist und die Begrenzungswandung und die Stütze/n aufweist.

Vorzugsweise ist die Begrenzungswandung der wenigstens einen Formhälfte mit im Wesent lichen konstanter Dicke ausgebildet.

Die Stützen der wenigstens einen Formhälfte verlaufen vorzugsweise parallel zu einer Press richtung, mit welcher die Formhälften im Betrieb mit einer Presse zusammengedrückt wer den.

Die Formhälften können Anschlüsse für ein Temperiermedium aufweisen, das durch den ei nen oder die mehreren Flohlräume strömen kann.

Die wenigstens eine der beiden Formhälften kann zum Trimmen der Formhälfte mittels der einen oder der mehreren Stützen und/oder des oder der mehreren Flohlräume ausgebildet sein, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest zu beeinflussen. Damit ist es möglich, ein solches Werkzeug nachträglich, also nach dessen Herstellung, zu trimmen bzw. zu justie ren. Hierdurch kann das Werkzeug individuell eingestellt werden. Das Werkzeug kann somit einerseits an das von einer Vorrichtung zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen bereit gestellte elektrische Feld angepasst werden. Andererseits kann die Verteilung des elektri schen Feldes innerhalb des Formnestes individuell angepasst werden, d.h., dass in gewissen Bereichen das elektrische Feld gegenüber anderen Bereichen verstärkt wird, wenn benach bart zu diesen Bereichen ein Trimmkörper in den Hohlraum der Formhälfte eingesetzt wird. Hierdurch kann das elektrische Feld im Werkzeug an die Geometrie des Formnestes ange passt werden.

Weiterhin kann das elektrische Feld an das Material, aus dem die Schaumstoffpartikel ausge bildet sind, welche zu einem Partikelschaumstoffteil verschweißt werden sollen, angepasst werden. Unterschiedliche Materialien, aus welchen die Schaumstoffpartikel ausgebildet sind, wirken unterschiedlich auf ein angelegtes elektrisches Feld. Hierdurch kann es sein, dass das Werkzeug in einer bestimmten Einstellung mit einem ersten Material sehr gut funktioniert, jedoch mit einem zweiten Material nicht. Durch Austauschen bzw. Verändern der Anordnung von Trimmkörpern im Werkzeug kann dieses an das zweite Material angepasst werden.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das im Formnest anliegende elektrische Feld durch die Vorrichtung, welche das elektromagnetische Feld erzeugt, wie zum Beispiel der Sig nalgenerator und die Kondensatorplatten bei einem RF-Feld, durch die Form und das Material der Formhälften des Formwerkzeuges, als auch durch das zu verschweißende Material beeinflusst wird.

Es besteht zwar grundsätzlich die Möglichkeit, das elektrische Feld in einem Formnest zu simulieren, wenn jedoch das Werkzeug in einer anderen Vorrichtung zur Erzeugung eines Partikelschaumstoffteils verwendet wird oder ein anderes Material damit verschweißt werden soll, dann passt die Simulation unter Umständen nicht mehr. Das erfindungsgemäße Werk zeug kann nachträglich getrimmt bzw. justiert werden, und kann dadurch auch an entspre chend veränderte Umstände (z.B. andere Vorrichtung zum Fierstellen eines Partikelschaum stoffteils oder anderes zu verschweißendes Material) nachträglich angepasst werden.

Zur Trimmung ist es beispielsweise möglich, in die Formhälfte ein dielektrisches Material ein zubringen. Dieses dielektrische Material wird beim Anlegen eines elektrischen Feldes polari siert, so dass im dielektrischen Material ein dem elektrischen Feld entgegenwirkendes elekt risches Feld erzeugt wird. Flierdurch wird das elektrische Feld im Bereich des Formnestes konzentriert und erhöht, wodurch die Schweißwirkung zum Verschweißen von Schaumstoff partikel zu einem Partikelschaumstoffteil erhöht wird.

Vorzugsweise weist zumindest die wenigstens eine Formhälfte zumindest eine in den Hohl- raum mündende Öffnung auf, so dass ein Trimmkörper in den Hohlraum einsetzbar ist. Die das Formnest begrenzende Wandung ist selbstverständlich ohne Öffnung ausgebildet. Die Öffnung kann vorzugsweise zu der vom Formnest abgewandten Seite weisen, kann aber ebenso bevorzugt zur Seite weisen.

Der oder wenigstens einer der mehreren Hohlräume kann ein Form- oder Rastelement zum Positionieren und/oder Fixieren eines Trimmkörpers in den Hohlraum aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Formhälfte wenigstens einen Anschluss für ein Trimmfluid aufweisen, der mit wenigstens einem des einen oder der mehreren Hohlräume verbunden ist. Damit kann ein Trimmfluid durch den wenigstens einen Hohlraum hindurch oder in den Hohlraum hinein oder aus dem Hohlraum heraus geleitet werden. Vorzugsweise sind die Hohlräume untereinander fluidkommunizierend verbunden, sodass die Hohlräume über eine einzige oder wenige, insbesondere zwei, Anschlüsse für Trimmfluid gemeinsam beschickt werden können. Andererseits können wenigstens Teilvolumina mehrerer Hohlräume vonei nander fluiddicht abgetrennt sein, sodass die Hohlräume oder Teilvolumina davon individuell mit Trimmfluid beschickt werden können. Ein Teilvolumen kann beispielsweise durch einen in dem Hohlraum angeordneten Deckel abgegrenzt werden. Der Deckel kann innerhalb des Hohlraums höhenveränderlich gelagert sein und kann in einer Richtung vorgespannt und/oder höhenverstellbar sein.

Zusätzlich kann wenigstens ein Anschluss für Druckluft und/oder Vakuum vorgesehen sein, der mit wenigstens einem des einen oder der mehreren Hohlräume verbunden ist. Damit kann der wenigstens eine Hohlraum mit Druckluft oder Vakuum beaufschlagt werden, um beispielsweise das Trimmfluid aus dem wenigstens einen Hohlraum auszudrücken oder in den wenigstens einen Hohlraum einzusaugen. Vorzugsweise ist der wenigstens eine An schluss für Druckluft und/oder Vakuum auf einer höheren Ebene angeordnet als der wenigs tens eine Anschluss für ein Trimmfluid, sodass sich das Trimmfluid im unteren Bereich der Hohlräume sammeln kann und der Druckluft- oder Vakuumanschluss frei bleibt. Vorzugswei se sind die Hohlräume durch Verbindungsöffnungen in den Stützen verbunden, wobei die Verbindungsöffnungen oder eine Gruppe von Verbindungsöffnungen mit wenigstens einem von Anschlüssen für Temperiermedium, Trimmfluid, Druckluft oder Vakuum fluchten/fluchtet. Der/die Anschlüsse für Temperiermedium, Trimmfluid, Druckluft oder Vakuum kann/können in einer Seitenwandung, welche die Formhälfte seitlich abschließt und als Stütze wirkt, aus gebildet sein. Die Verbindungsöffnungen können in Stegen, die zwischen Seitenwandungen verlaufen und als Stütze wirken, ausgebildet sein.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem zum Herstellen von Partikelschaumstoffteilen, das ein oben erläutertes Werkzeug umfasst und zumindest einen Trimmkörper, der zum Einbringen in den oder wenigstens einen der Hohlräume aus gebildet ist, und/oder eine Trimmfluid-Bereitstellungseinrichtung, die zum Versorgen der wenigstens einen Formhälfte mit einem Trimmfluid ausgebildet ist, aufweisen.

Der Trimmkörper ist vorzugsweise aus einem Material mit einer relativen Permittivität (er) von zumindest 2 ausgebildet. Je größer die relative Permittivität des Materials des Trimmkör pers ist, desto stärker ist seine Wirkung als Trimmkörper. Daher können auch Materialien mit einer relativen Permittivität von zumindest 3 oder von zumindest 4 zweckmäßig sein. Je klei ner die relative Permittivität des Materials des Trimmkörpers ist, desto genauer und feiner lassen sich die elektrischen Felder im Formnest einstellen. Daher können auch Materialien mit einer kleinen Permittivität, von zum Beispiel weniger als 2, sinnvoll sein.

Der Trimmkörper kann als Steckkörper ausgebildet sein, welcher beispielsweise mittels eines Rastelements oder mittels Reibschluss in der Formhälfte fixierbar ist. Der Trimmkörper kann somit einfach an der Formhälfte ausgetauscht werden, so dass die Formhälfte an unter schiedliche Produktionsbedingungen angepasst werden kann.

Der Trimmkörper kann so ausgebildet sein, dass er nur einen Teil des oder der Hohlräume ausfüllt. Insbesondere ist der Trimmkörper in dem jeweiligen Hohlraum so angeordnet, dass er sich vorzugsweise entfernt vom Formnest befindet. Hierdurch ist der Hohlraum benach bart zum Formnest nach wie vor frei und kann zum Durchleiten eines Temperiermediums genutzt werden.

Der Trimmkörper kann aus einem Festkörper ausgebildet sein. Insbesondere kann der Trimmkörper aus einem Kunststoffkörper ausgebildet sein. Der Trimmkörper kann jedoch auch durch Ausgießen eines oder mehrere der Hohlräume mitels eines Aushärtematerials hergestellt sein.

Das Werkzeugsystem kann auch mehrere Trimmkörper aufweisen, die in unterschiedlicher Größe und/oder aus unterschiedlichen Materialien, welche eine unterschiedliche relative Permitivität aufweisen, umfassen.

Das Werkzeugsystem kann auch eine Anschlussplate aufweisen, die zwischen eine Konden satorplate und einer Formhälfte des Werkzeugs oder auf einer von einer Formhälfte des Werkzeugs abgewandten Seite einer Kondensatorplate anzuordnen ist und die Medienan schlüsse und/oder Medienkanäle und/oder Medienöffnungen zur Zuführung und/oder Ablei tung von Medien zu den Hohlräumen der Formhälfte von bzw. nach außen aufweist. Die An schlussplate kann Rohrstücke aufweisen, die bei bestimmungsgemäßer Montage der An schlussplate in die Hohlräumen der Formhälfte ragen. Mit der Anschlussplate können Medi en, insbesondere Trimmfluid, in die Hohlräume eingebracht werden. Je nach Ausgestaltung kann die Einbringung der Medien gemeinsam in alle Hohlräume oder individuell in einzelne oder Gruppen der Hohlräume erfolgen.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines oder mehrerer Partikelschaumstoffteile durch Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mitels elektromagnetischer Wellen vorgesehen, wobei ein Werkzeug mit ein Formnest bil denden Formhälften zwischen zwei Kondensatorplaten angeordnet wird, das Formnest mit Schaumstoffpartikeln gefüllt wird, das Werkzeug durch Annähern der beiden Formhälften geschlossen wird und das Werkzeug mit den Schaumstoffpartikeln in dem Formnest über die Kondensatorplaten eingebrachten elektromagnetischen Wellen, insbesondere Radio- oder Mikrowellen, ausgesetzt werden, wobei die Schaumstoffpartikel durch die elektromagneti schen Wellen sich erwärmen und wenigstens teilweise miteinander verschmelzen oder ver backen, wobei das Verfahren unter Verwendung des oben beschriebenen Werkzeugs oder Werkzeugsystems durchgeführt wird.

Dabei können ein oder mehrere Trimmkörper oder ein Trimmfluid in dem oder wenigstens einem der Hohlräume angeordnet werden, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest zu beeinflussen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der Qualität der Verschweißung der Schaum Stoffpartikel die Anordnung eines oder mehrerer Trimmkörper oder des Trimmfluids im Werkzeug verändert wird, um die Beeinflussung des elektromagnetischen Felds im Formnest zu justieren.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Anordnung eines oder mehrerer Trimmkörper oder des Trimmfluids im Werkzeug während eines Schäumvorgangs verändert wird, um ein elekt- romagnetisches Feld im Formnest dynamisch zu beeinflussen. Dadurch kann insbesondere auf eine veränderliche Permittivität des Formlings während des Schäumvorgangs reagiert werden.

Wird zum Beispiel festgestellt, dass ein Partikelschaumstoffteil in einem bestimmten Bereich nur unvollständig verschweißt ist, dann kann benachbart zu diesem Bereich ein Trimmkörper eingesetzt werden, wodurch das elektrische Feld im Formnest, in dem dieser Bereich herge stellt wird, erhöht wird. Ist hingegen das Partikelschaumstoffteil an einer Stelle zu stark auf geschmolzen, dann können an der Trimmwandformhälfte an den anderen Bereichen, die zu dieser Stelle nicht benachbart sind, Trimmkörper eingesetzt und die Heizleistung insgesamt herabgesetzt werden, indem das elektrische Feld entweder nur für eine kürzere Zeitspanne angelegt wird und/oder die elektrische Feldstärke (bzw. die elektrische Spannung bei einem mittels Kondensatorplatten angelegten RF-Feld) herabgesetzt wird.

In Verbindung mit der Einstellung der gesamten elektrischen Leistung bzw. Wärmeleistung können mit diesem Verfahren sowohl Bereiche mit zu starker Erhitzung als auch Bereiche mit zu geringer Erhitzung korrigiert werden.

Beim Trimmen können die Trimmkörper auch spanend bearbeitet werden, um deren Form zur Anpassung des elektrischen Feldes zu verändern.

Grundsätzlich ist es auch möglich, durch geteilte und in den einzelnen Teilen höhenverstell bare Kondensatorplatten lokal angepasste Felder zu erzeugen. Durch die vorliegende Erfin dung ist es möglich, in einem Formnest eines Werkzeugs zur Fierstellung eines Partikel schaumteils eine lokale Anpassung des elektromagnetischen Feldes auch für ebenflächige Kondensatorplatten vorzunehmen, was in Fertigung und Flandhabung erheblich einfacher ist.

Zusammenfassend ist in dem oben beschriebenen Werkzeug die formgebende Werkzeughälf te so ausgelegt, dass die resultierende relative Permittivität des Werkzeugs gut mit der rela tiven Permittivität des Partikelschaums übereinstimmt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Werkzeug hälfte freie Flächen bzw. Volumina (einen oder mehrere Flohlräume) jenseits der Begrenzungswandung und Stützen wie etwa Wände oder Stege, ggf. auch Rippen, Pfosten, Waben, Zickzack-Labyrinthe etc. aufweist. Die Relation eines Volumens von stützendem Ma terial und Luft bestimmt die gewünschte relative Permittivität und kann beispielsweise we nigstens 0,05 oder 0,1 und/oder bis zu 0,3 oder 0,5 oder 0,7 oder 0,9 betragen. Falls das elektromagnetische Feld lokal verstärkt werden soll, um das Werkzeug nachträglich zu opti mieren, können Trimmkörper in die Flohlräume eingebracht werden. Wenn die Stützen als Labyrinth ausgebildet sind, können sie bereits dadurch und ohne weiteren Aufwand als Kühl oder Fleizkanal verwendet werden. Dadurch ist auch eine Vario-Temperierung mit Luft oder C02 oder einem anderen Temperiermedium möglich. Das erfindungsgemäße Werkzeug er möglicht die Auslegung ohne Simulation, und Design-Rules sind einfach definiert. Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges mit zwei Formhälften in Schnittansicht in einer geschlossenen Stellung,

Figur 2A eine entlang einer durch eine Linie II-II in Fig. 1 angedeutete Ebene geschnittene Ansicht von oben einer oberen Formhälfte von Fig. 1;

Figuren 2B - 2E je eine Ansicht gemäß Fig. 2A von Abwandlungen einer Formhälfte;

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugsystems mit dem Werkzeug von Fig. 1 und Trimmkörpern;

Figuren 4A und 4B Ausführungsvarianten einer Formhälfte mit Trimmkörpern in einer ver größerten Darstellung einer Einzelheit IV in Fig. 3;

Figur 5 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Werkzeugsystems mit dem Werk zeug von Fig. 1 und anderen Trimmkörpern;

Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges mit zwei Formhälf ten in einer Ansicht gemäß Fig. 1;

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Fierstellen von Partikel schaumkörpern mit einem Werkzeug bzw. Werkzeugsystem einer der vorherigen Darstellungen in einer schematischen Seitenansicht;

Figur 8 ein Ersatzbild eines Werkzeugs mit zwei Formhälften, das vergleichen den Simulationen zur Ermittlung eines Feldverlaufs im Werkzeug zu grunde lag;

Figur 9 ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs mit zwei Formhälften, das ei ner Simulation zur Ermittlung eines Feldstärkenverlaufs im Werkzeug zugrunde lag;

Figur 10 einen Feldstärkenverlauf bei einer Simulation mit dem Werkzeug von

Fig. 8 ohne Trimmkörper;

Figur 11 einen Feldstärkenverlauf bei einer Simulation mit dem Werkzeug gemäß

Fig. 12 mit Trimmkörpern; Figur 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges mit zwei Formhälf ten in Schnittansicht in einer geschlossenen Stellung;

Figur 13 eine Formhälfte eines Werkzeugs nach einem weiteren Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Figur 14 eine Formhälfte eines Werkzeugs nach einem noch weiteren Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Figur 15 eine Anschlussplatte zur Verwendung an einem Werkzeug nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 16 eine Formhälfte eines Werkzeugs nach einem noch weiteren Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Figur 17 eine Formhälfte eines Werkzeugs nach einem noch weiteren Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Figur 18A eine Formhälfte eines Werkzeugs mit Trimmkörper nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt;

Figur 18B die Formhälfte mit Trimmkörper von Fig. 18A in Draufsicht; Figur 18C die Formhälfte mit Trimmkörper von Fig. 18A in einer Ausführungsvari ante.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 1 zum Fierstellen eines Partikelschaumstoffteils weist zwei Formhälften 2, 3 auf (Fig. 1). Eine erste (in der Figur un tere) Formhälfte 2 ist aus einer Bodenwandung 7 und einer umlaufenden Seitenwandung 8 ausgebildet. An der Außenseite der Bodenwandung 7 ist eine erste Kondensatorplatte 4 an geordnet. Die andere, nämlich eine zweite (in der Figur obere) Formhälfte 3 ist mit einer Begrenzungswandung 10 und einer umlaufenden Seitenwandung 11 und ist als eine Art Stempel ausgebildet, welcher mit geringem Spiel in den durch die umlaufende Seitenwan dung 8 begrenzten Bereich eingeführt werden kann, sodass zwischen den beiden Formhälf ten 2, 3 ein Formnest 13 begrenzt ist, wobei die Seitenwandung 11 der zweiten Formhälfte 3 von dem Formnest 13 weg weist. Die zweite Formhälfte 3 wird somit als Stempel-Formhälfte 3 und die erste Formhälfte 2 als Matrizen-Formhälfte 2 bezeichnet. Auf der gleichen Seite wie die Seitenwandung 11 ragen mehrere Stege 12 von der Begrenzungswandung 10 ab. Die Stege 12 sind an die Seitenwandung 11 angeschlossen und enden auf einer Ebene, auf der eine zweite Kondensatorplatte 5 aufliegt. Die Stege 12 und die Seitenwandung 11 der Stern- pel-Formhälfte 3 sind somit Stützen im Sinne der Erfindung, welche zum Abstützen der Be grenzungswandung 10 an der zweiten Kondensatorplatte 5 dienen. Die zweite Kondensator platte 5weist einen Wellenleiteranschluss 6 zum Anschluss eines Wellenleiters auf. Die Sei tenwandungen 11 und Stege 12 der Stempel-Formhälfte 3 bilden miteinander und mit der Begrenzungswandung 10 jeweils Flohlräumen 15 aus, die an der Oberseite jeweils eine Öff nung 14 aufweisen. Es ist somit festzustellen, dass die Flohlräume 15 von dem Formnest 13 weg weisen. Die zweite Kondensatorplatte 5 ist mit einer Kolbenstange einer Presse verbun den oder verbindbar, um die Stempel-Formhälfte 3 bezüglich der Matrizen-Formhälfte 2 zu bewegen und insbesondere die Stempel-Formhälfte 3 in die Matrizen-Formhälfte 2 einzufüh ren (Richtung eines umrandeten Pfeils in Fig. 1).

An der Seitenwandung 8 der Matrizen-Formhälfte 2 ist eine Einfüllöffnung 9 zum Zuführen von Schaumstoffpartikeln in das Formnest 13 ausgebildet (Fig. 1). Weiterhin kann noch eine Entlüftungsöffnung (nicht dargestellt) an der Seitenwandung 8 vorgesehen sein, aus welcher beim Befüllen des Formnests 13 die Luft entweichen kann.

Das Werkzeug 1 ist vorgesehen, um Partikelschaumstoffteile durch Verschweißen von in das Formnest 13 eingebrachten Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen herzu stellen. Zu diesem Zweck ist die erste Kondensatorplatte 4mit Masse bzw. Erde verbindbar und ist die zweite Kondensatorplatte 5 über den Wellenleiteranschluss 6 mit einem Wellen generator verbindbar. Bei Anschluss eines Wellengenerators wie etwa eines RF- oder Mikro wellengenerators wird im Formnest 13 ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt. Durch die Energie des elektromagnetischen Feldes werden die Schaumstoffpartikel an- oder aufgeschmolzen und miteinander verschweißt.

Die Stärke des in dem Formnest 13 vorherrschenden elektromagnetischen Feldes hängt von den Eigenschaften der zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 vorhandenen Stoffe ab, insbe sondere von deren relativer Permittivität er . Die relative Permittivität er ist als das Verhältnis der Permittivität eines Materials oder Mediums zur Permittivität des Vakuums, der elektri schen Feldkonstante eq, definiert. Die relative Permittivität er ist materialabhängig und kann als ein Maß für die feldschwächenden Effekte einer dielektrischen Polarisation des Materials verstanden werden. Je größer die relative Permittivität er eines Materials, umso größer die Feldschwächung.

Für Luft liegt beispielsweise die relative Permittivität er nahe an der elektrischen Feldkon stante eq, genau bei cr= 1,00059. Als weitere Beispiele liegt die relative Permittivität

- für Teflon bei cr= 2

- für Paraffin bei cr=2,2

- für darrtrockenes Holz bei cr=2..3,5

- für PE und PET bei cr=3,5

- für PEEK bei cr=4 - für ABS bei cr=4,3

- für Porzellan bei cr=2..6

- für Glas bei cr=6..8

- für Tantalpentoxid bei cr=27

- für Bariumtitanat bei cr= 15.000 (nach Helmut Benkert, Einführung in die Technische Keramik, http://www.keramverband.de/keramik/pdf/02/sem02_03.pdf)

(jeweils in etwa, bei 18°C und 50 Hz, nach https://de.wikipedia.org/wiki/Permittivität, soweit nicht anders angegeben). Die vorstehenden Beispiele sind nur als Überblick gedacht und schränken die mögliche Auswahl an Werkstoffen für in dieser Anmeldung genannte Elemente wie etwa die Formhälften 2, 3 oder die später beschriebenen Trimmkörper 30, 50 in keiner Weise ein.

Die Formhälften 2, 3 sind für elektromagnetische Wellen, insbesondere solche mit einer Wel lenlänge der durch den Wellengenerator erzeugten Wellen, transparent (d.h., grundsätzlich durchlässig). D.h., wenigstens die Bodenwandung 7 der Matrizen-Formhälfte 2 und die Be- grenzungswandung 10 der Stempel-Formhälfte 3 sind aus einem Dielektrikum, welches bei spielsweise Kunststoff, Holz, Keramik, Glas oder dergleichen aufweist, hergestellt. Die in das Formnest 13 eingebrachten Schaumpartikel weisen ebenfalls dielektrische Eigenschaften auf. Nicht nur bei unregelmäßiger Geometrie des Formnests 13, sondern auch bei lokal unter schiedlichen Werkstoffen der Schaumstoffpartikel sowie Einflüssen durch die Formhälften 2,

3 selbst kommt es dazu, dass im Formnest 13 bzw. im zu bildenden Partikelschaumteil lokal unterschiedliche Feldstärken des elektromagnetischen Feldes vorherrschen können und/oder die Energie des elektromagnetischen Feldes durch die Schaumpartikel im Formnest 13 lokal unterschiedlich stark absorbiert wird. Solche unregelmäßigen Feldstärken und/oder Absorpti onsgrade können erwünscht sein, beispielsweise weil auch das Schmelzvermögen unter schiedlicher Schaummaterialen verschieden sein kann, sie können aber auch unerwünscht sein. Dies kann zu unzureichender oder übermäßiger Erwärmung und damit zu unerwünsch ten Verschmelzungsergebnissen der Schaumpartikel führen. Um diesem Problem abzuhelfen, sind die Hohlräume 15 der Stempel-Formhälfte 3 vorgesehen, die die Masse des Materials in der Stempel-Formhälfte 3 beträchtlich reduzieren. Dies wiederum führt zu einer vorteilhaften Reduzierung des Einflusses auf die elektromagnetische Feldstärke im Formnest 13, was die Flexibilität im Einsatz und in der Formgebung des Formnests 13 wie auch der Stempel- Formhälfte 3 beträchtlich verbessert. Dieser und andere Vorteile sind bereits eingangs dieser Anmeldung beschrieben worden, sodass an dieser Stelle nur darauf verwiesen wird.

Ferner können die Hohlräume 15 dem Trimmen der Stempel-Formhälfte 3 dienen, um das elektromagnetische Feld im Formnest 13 zu beeinflussen. Durch geeignetes Trimmen kann das elektromagnetische Feld im Formnest 13 so beeinflusst werden, dass im Formnest 13 eine gleichmäßige oder sonstwie wünschenswerte Verteilung der Feldstärke vorherrscht. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, bei lokal unterschiedlichen Partikel Werkstoffen mit unterschiedlichen relativen Permittivitäten, bei lokal unterschiedlichen Materialstärken und lokal unterschiedlichen Materialdichten lokal unterschiedliche Feldstärken zu haben. Bei spielsweise hat sich gezeigt, dass an Stellen einer geringen Materialstärke (d.h., einer gerin gen Höhe des Formnests 13) aufgrund des Zufahrens des Werkzeugs sich höhere Material dichten einstellen. Da verdichtete Schaumpartikel die Energie des angelegten elektromagne tischen Feldes stärker absorbieren, kann es an solchen Stellen zu einer intensiverer Erwär mung als an benachbarten Stellen kommen. Daher kann beobachtet werden, dass an den Stellen höherer Verdichtung die Schau mpartikel zu stark aufgeschmolzen oder gar verbrannt bzw. verkohlt werden und/oder an den benachbarten Stellen die Verschweißung der Schau mpartikel nicht ausreichend ist. Daher kann es wünschenswert sein, die Feldstärke an den Stellen höherer Verdichtung der Schau mpartikel geringer zu haben als an den benach barten Stellen. Ähnliches gilt bei Materialmixen mit Abschnitten stärker absorbierender Schau mpartikel und Abschnitten weniger stark absorbierender Schaumpartikel. Auch kann es Vorkommen, dass das Werkzeug 1 und die Schaumauswahl vorab anhand von Modellen oder Versuchen aufeinander abgestimmt wurden, aber später in der Serienfertigung Abweichun gen im Verschmelzungsverhalten auftreten, beispielsweise durch Verwendung einer verän derten Rezeptur oder auch nur einer anderen Charge an Schaum parti kein. In allen diesen Fällen kann es wünschenswert sein, das elektromagnetische Feld im Formnest 13 zu beein flussen.

Zu diesem Zweck können beispielsweise durch die Öffnungen 14 Trimmkörper 30 in die Hohlräume 15 eingesetzt werden (Fig. 3). Die Trimmkörper 30 sind aus einem dielektrischen Material hergestellt. Aufgrund der polarisierenden Eigenschaften eines Dielektrikums wird das elektromagnetische Wechselfeld durch das im Weg der Feldlinien liegende Dielektrikum abgeschwächt. In Bereichen auf dem Weg derselben Feldlinien, die von dem Dielektrikum frei gehalten werden, wird dagegen das Feld nicht geschwächt bzw. sogar verstärkt. Durch Trimmkörper 30 unterschiedlicher Größe, Form und Permittivität kann somit das elektrische Feld auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden.

Um die Lage der Trimmkörper 30 in den Hohlräumen 15 zu fixieren, können die Seitenwan dungen 3 und Stege 12 der Stempel-Formhälfte 3 im Bereich der Öffnungen 14 Absätze 41 aufweisen und können die Trimmkörper 30 an der Oberseite Kränze 42 oder ähnliche Form merkmale aufweisen, die sich bei Einführen der Trimmkörper 30 an den Absätzen 41 abstüt zen (Fig. 4A). Alternativ können die Seitenwandungen 3 und Stege 12 der Stempel- Formhälfte 3 im Bereich der Öffnungen 14 oder durchgehend oder in anderen Bereichen Rastelemente 43 aufweisen und können die Trimmkörper 30 an der Seite korrespondierende Formmerkmale aufweisen, die bei Einführen der Trimmkörper 30 an den Rastelementen 43 einrasten (Fig. 4B). Alternativ können die Trimmkörper 30 so ausgelegt sein, dass sie durch bloße Reibung in den Hohlräumen 15 halten.

Anstelle von als Steckkörper vorgeformten Trimmkörpern 30 wie zuvor beschrieben können auch Trimmkörper 50 durch Einbringen eines formbaren dielektrischen Materials in die Hohl- räume 15 ausgebildet werden (Fig. 5). In diesem Fall sind die Trimmkörper 50 besonders leicht an der Innenseite der Begrenzungswandung 10 anbringbar. Das dielektrische Material der Trimmkörper 50 kann nach dem Einbringen aushärtbar sein oder hochzäh und vorzugs weise an dem Material der zweiten Formhälfte 3 anhaftend sein.

Die Trimmkörper 30, 50 sind vorzugsweise aus einem Material mit einer relativen Permittivi- tät (er) von zumindest 2 ausgebildet. Je größer die relative Permittivität er des Materials der Trimmkörper 30, 50 ist, desto stärker ist ihre Wirkung zur Trimmung der Formhälfte 3, um ein elektromagnetisches Feld im Formnest 13 zu beeinflussen. Daher können auch Materia lien mit einer relativen Permittivität er von zumindest 3 oder von zumindest 4 zweckmäßig sein. Je kleiner die relative Permittivität er des Materials des Trimmkörpers ist, desto genauer und feiner lassen sich die elektrischen Felder im Formnest einstellen. Daher können auch Materialien mit einer kleinen relativer Permittivität er, von zum Beispiel weniger als 2, sinnvoll sein.

Selbstverständlich ist es je nach Erfordernis denkbar, dass nicht alle Flohlräume 15 mit einem Trimmkörper 30, 50 gefüllt sind. Ferner ist es denkbar, dass die zweiten Formhälfte 3 in Ab hängigkeit von Vorversuchen oder Simulationen mit Primär-Tri mm körpern 30, 50 präpariert wird und später anhand tatsächlicher, ggf. veränderlicher Gegebenheiten in der Serienferti gung, die sich im Schäumergebnis zeigen, mit Sekundär-Trimmkörpern 30, 50 feingetrimmt wird. Dabei können die Primär-Trimmkörper als Trimmkörper 50 aus einer formbaren Masse (Fig. 5) ausgestaltet sein, während die Sekundär-Trimmkörper als Trimmkörper 30 fester Geometrie (Fig. 3) ausgestaltet sind, oder umgekehrt oder jeweils eines von beiden. Es ist auch denkbar, dass ein Primär-Trimmkörper 30 fester Geometrie einen weiteren Flohlraum aufweist, in den ein Sekundär-Trimmkörper 30, 50 fester Geometrie oder aus formbarer Masse einbringbar ist.

In den beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Flohlräume 15 nur zum Teil mit einem Trimmkörper 30, 50 gefüllt. Dadurch ist es möglich, dass der verbleibende Raum zur Temperierung mit einem Temperiermedium nutzbar ist. In einem weiteren Ausfüh rungsbeispiel kann die Seitenwandung 11 der Stempel-Formhälfte 3 eine Fluidzuflussöffnung 61 und eine Fluidabflussöffnung 62 aufweisen und können die Stege 12 Fluiddurchströ- mungsöffnungen 63 aufweisen (Fig. 6). An der Fluidzuflussöffnung 61 ist ein Fluidvorlaufan- schluss 64 vorgesehen, der über ein Ventil 66 mit einer Fluidquelle 67 verbunden ist. An der Fluidabflussöffnung 62 ist ein Fluidrücklaufanschluss 65 vorgesehen, der - je nach verwen detem Fluid und je nach Prozessführung - ins Freie, die Umgebung oder, ggf. über eine Auf bereitungsvorrichtung, zurück zu der Fluidquelle 67 führt. Somit kann ein Temperierfluid durch die Flohlräume 15 der Stempel-Formhälfte 3 geleitet werden, um beispielsweise das Werkzeug 1 vorzuwärmen, das Formnest 13 bzw. einen darin befindlichen Partikelschaum körper zu kühlen, oder ganz allgemein eine gewünschte Temperaturführung zu verwirkli chen. Die Fluiddurchströmungsöffnungen 63 können je nach Art und Anordnung der verwendeten Trimmkörper 30, 50 (vgl. Fign. 3, 5) im oberen Bereich der Flohlräume 15 oder im unteren Bereich der Flohlräume 15 angeordnet sein, sodass eine Durchströmung durch das Tempe rierfluid nicht durch die Trimmkörper 30, 50 behindert wird. Wenn die Fluiddurchströmungs öffnungen 63 wie im dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl im oberen Bereich als auch im unteren Bereich der Flohlräume 15 angeordnet sind, können verschiedenartige Trimmkörper 30, 50 alternativ verwendet werden. Die Fluidzufluss- und -abflussöffnungen 61, 62 sind vorzugsweise auf der Flöhe der Fluiddurchströmungsöffnungen 63 oder, wenn die Flu iddurchströmungsöffnungen 63 sowohl im oberen Bereich als auch im unteren Bereich der Flohlräume 15 angeordnet sind, auf einer Flöhe, die zwischen den Flöhen der Fluiddurch strömungsöffnungen 63 liegt. Sofern ein Trimmkörper 30 fester Geometrie so groß ist, dass er in den Bereich der Fluiddurchflussöffnungen 63 ragt, können Querbohrungen in einem solchen Trimmkörper 30 auf der Flöhe der Fluiddurchflussöffnungen 63 vorgesehen sein.

Falls es möglich sein soll, einen Trimmkörper 50 aus einer formbaren Masse über die Flöhe der Fluiddurchflussöffnungen 63 hinaus in die Flohlräume zu füllen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Fluidzufluss- und -abflussöffnungen 61, 62 und die Fluiddurchströmungsöffnungen 63 durch Röhrchen oder dergleichen verbunden sind. Auch wenn die Fluidzufluss- und -abflussöffnungen 61, 62 im dargestellten Ausführungsbeispiel auf gegenüberliegenden Sei ten der Stempel-Formhälfte 3 vorgesehen sind, können sie je nach Fluidführung im Inneren der Stempel-Formhälfte 3 auch auf der gleichen Seite oder auf aneinandergrenzenden Seiten angeordnet sein. Um zu vermeiden, dass Temperierfluid aus der Öffnung 14 der Flohlräume 15 austritt, kann an der Anlagefläche der zweiten Kondensatorplatte 5 eine Dichtung vorge sehen sein, wobei die Dichtung als Randdichtung auf der Seite der zweiten Formhälfte 3 o- der als Flächendichtung auf der Seite der zweiten Kondensatorplatte 5 ausgestaltet sein kann. Gegebenenfalls kann auch die Materialpaarung zwischen der zweiten Formhälfte 3 und der zweiten Kondensatorplatte 5 im Betrieb (d.h. unter Druck) eine ausreichende Dichtwir kung aufweisen.

Vorzugsweise sind die Formhälften 2, 3 jeweils aus einem einzigen Formteil hergestellt. Al ternativ kann die Seitenwandung 8 der ersten Formhälfte 2 an die Bodenwandung 7 ange setzt sein. Als weitere Alternative kann die Bodenwandung 7 der ersten Formhälfte 2 wegge lassen werden, wenn eine ausreichende Abdichtung zwischen der Seitenwandung 8 und der ersten Kondensatorplatte 4 im Betrieb (d.h. unter Druck) sichergestellt ist. Dies kann durch eine eigens vorgesehene Dichtung oder durch die Materialpaarung zwischen der ersten Formhälfte 2 und der ersten Kondensatorplatte 4 bewerkstelligt werden.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Kondensatorplatten 4, 5 kein Bestandteil des Werkzeugs 1. In einer Ausführungsvariante kann eine oder können bei de der Kondensatorplatten 4, 5 Teil des Werkzeugs 1 sein. Beispielsweise kann die Boden wandung 7 der Matrizen-Formhälfte 2 die erste Kondensatorplatte 4 aufweisen oder kann die erste Kondensatorplatte 4 die Bodenwandung 7 der Matrizen-Form hälfte 2 bilden. Beispiels weise kann die erste Kondensatorplatte 4 an die Seitenwandung 8 der Matrizen-Formhälfte 2 angesetzt (etwa geschraubt, geklebt, angegossen, etc.) sein oder in die Bodenwandung 7 der Matrizen-Formhälfte 2 integriert (etwa eingegossen, in eine Tasche eingesetzt, etc.) sein.

Auch wenn die in die Flohlräume 15 mündenden Öffnungen 14 in den gezeigten Ausfüh rungsbeispielen am oberen Rand der Stempel-Formhälfte 3 vorgesehen sind, ist die Erfin dung nicht hierauf beschränkt. Vielmehr können in Ausführungsvarianten die Öffnungen 14 auch in einer Seitenwandung 11 der Stempel-Formhälfte 3 vorgesehen sein, während die Oberseite der Stempel-Formhälfte 3 geschlossen ausgebildet ist. Um von einer Seite in wei ter innen liegende Bereiche der Stempel-Formhälfte 3 zu gelangen, können auch Öffnungen 14 in den Stegen 12 vorgesehen sein. Bei einer solchen Ausführungsvariante kann die zweite Kondensatorplatte 5 mit der Stempel-Formhälfte 3 verbunden sein oder mit dieser ein Bauteil bilden. Beispielsweise kann die zweite Kondensatorplatte 5 an die Seitenwandung 11 der Stempel-Formhälfte 3 angesetzt (etwa geschraubt, geklebt, angegossen, etc.) sein oder in eine Deckelwandung (sofern vorhanden) der Stempel-Formhälfte 3 integriert (etwa einge gossen, in eine Tasche eingesetzt, etc.) sein.

In weiteren Ausführungsvarianten ist es auch denkbar, dass die Seitenwandungen 8, 11 der Formhälften 2, 3 aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sind, und dass sie mit den Kondensatorplatten 4, 5 leitend verbunden oder einstückig ausgebildet sind. Falls die Seitenwandungen 8, 11 beider Formhälften 2, 3 elektrisch leitend ausgebildet sind, sind sie jedoch zumindest in den Bereichen, in welchen sie sich berühren, mit einer elektrisch isolie renden Schicht, insbesondere Kunststoffschicht, beschichtet. Vorzugsweise ist bei einer sol chen Ausführungsvariante die umlaufende Seitenwandung 8 nicht elektrisch leitend, z.B. aus Kunststoff ausgebildet, sodass am Randbereich keine sehr kleinen Abstände zwischen den Kondensatorplatten entstehen, welche zu lokal sehr starken elektrischen Feldern führen wür den.

Es ist festzuhalten, dass die Darstellung der Geometrie der Formhälften 2, 3, des Formnests 13 und der Flohlräume 15 rein beispielhaft ist und völlig von der Art und Form eines herzu stellenden Partikelschaumkörpers abhängig ist. Wenn das Formnest 13 und damit die Stem pel-Formhälfte 3 in der Draufsicht beispielsweise rechteckig ist, können die Flohlräume 15 ebenfalls rechteckig oder quadratisch sein und in der Art einer Matrix von beispielsweise zwei Reihen ä vier Flohlräumen 15 angeordnet sein (Fig. 2A). Je nach Bedarf können die Flohl räume 15 mehr oder weniger dicht sein und können die Flohlräume 15 auch unterschiedliche Querschnittsformen und Größen aufweisen. Beispielsweise können die Flohlräume im Quer schnitt auch hexagonal (Fig. 2B) oder kreisförmig (Fig. 2C oder dichter gepackt Fig. 2D) oder auch anders geformt sein. Wenn das Formnest 13 und damit die Stempel-Formhälfte 3 in der Draufsicht beispielsweise kreisförmig oder oval ist, können die Flohlräume 15 beispielsweise kuchenstückartig (Fig. 2E), oder ringsegmentartig einen kreisförmigen Flohlraum 15 umge- bend (Fig. 2F) angeordnet sein. Die in den Figuren gezeigten Querschnittsformen der Form hälfte 3 sind völlig beispielhaft. Die Formhälfte 3 kann mit den Flohlräumen 15 einstückig und in einem Arbeitsgang hergestellt sein, beispielsweise durch ein Gussverfahren. Alternativ können die Flohlräume 15 auch nachträglich in die Formhälfte 3 eingearbeitet sein, bei spielsweise durch Bohren aus einem vollen Block. Ferner ist es auch möglich, die Formhälf ten 2, 3 durch ein additives Fierstellungsverfahren wie etwa dreidimensionalen Druck auszu bilden, wodurch auch komplexe Formen sehr variabel und ohne oder mit einem Minimum an Nachbearbeitung verwirklicht werden können.

Auch wenn in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Flohlräume 15 in der Stempel- Formhälfte 3 vorgesehen sind, kann auch die Matrizen-Formhälfte (erste Formhälfte) 2 in entsprechender Weise mit Flohlräumen ausgebildet sein, zusätzlich oder alternativ zur Stem pel-Formhälfte 3.

Ferner ist in einigen gezeigten Ausführungsbeispielen die obere Kondensatorplatte 5 mit ei nem umlaufenden Randsteg versehen, der die Seitenwandung 11 der Stempel-Formhälfte 3 umgibt. Dieser Randsteg kann der Zentrierung und Stabilisierung der Seitenwandung 11 die nen, ist aber völlig optional und kann auch weggelassen werden.

Auch wenn die Seitenwandungen 8, 11 jeweils als eine einzige, umlaufende Seitenwandung beschrieben sind, können einzelne in Umfangsrichtung aneinandergrenzende Abschnitte der Seitenwandungen 8, 11 auch jeweils als Seitenwandung angesprochen werden.

Das Werkzeug 1 kann als Crackspalt- Werkzeug ausgebildet sein und als solches im Betrieb in grundsätzlich in drei unterschiedlichen Stellungen eingesetzt, eine offene Stellung (nicht dar gestellt), in welcher die beiden Formhälften 2, 3 vollständig voneinander getrennt sind, so- dass ein mit dem Formwerkzeug hergestelltes Partikelschaumstoffteil entformt werden kann, eine Zwischenstellung (nicht dargestellt), in welcher die Stempel-Formhälfte 3 so weit in die Matrizen-Formhälfte 2 eingeführt ist, dass das Formnest 13 geschlossen ist, jedoch das Formnest 13 noch nicht auf sein endgültiges Volumen in der geschlossenen Stellung (Fign. 1, 3, 5, 6) verringert ist.

In der Zwischenstellung sind die Einfüllöffnung 9 und die allfällige Entlüftungsöffnung nicht von der Stempel-Formhälfte 3 abgedeckt, sodass diese Durchgangsöffnungen mit dem Formnest 13 kommunizieren und Schaumstoffpartikel eingefüllt bzw. Luft abgeführt werden können. In der Zwischenstellung wird das Formnest 13 mit Schaumstoffpartikeln gefüllt. Da nach wird die Stempel -Form hälfte 3 ein Stück weiter in die Matrizen-Formhälfte 2 einge drückt, wobei die darin befindlichen Schaumstoffpartikel komprimiert werden.

Das Werkzeug 1 kann in einer Vorrichtung 70 zum Erzeugen von Partikelschaumstoffteilen eingesetzt werden (Fig. 7). Eine solche Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter 71 auf, der mit dem Einfüllschlauch 72 mit dem Werkzeug 1 verbunden ist. Das Werkzeug 1 wird in ei ner Presse 73 angeordnet, welche einen Pressentisch 74, einen Press-Stempel 75, eine Zy linder-Kolbeneinheit 76 zum Bewegen des Press-Stempel s 75 und einen stabilen Rahmen 77 aufweist, an welchem die Zylinder-Kolbeneinheit 76 und der Pressentisch 74 befestigt sind. Der Press-Stempel 75 ist aus einer elektrisch leitenden Metallplatte ausgebildet. In Abwand lung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1, bei dem die zweite Formplatte 5 einen Wellenlei teranschluss 6 aufweist, ist hier der Press-Stempel 75 über eine Wellenleitung 78, z.B. in Form eines Koaxialkabels, mit einem Wellengenerator 79 verbunden. Der Pressentisch 74 weist eine elektrisch leitende Tischplatte aus Metall auf, welche über eine elektrisch leitende Grundplatte mit Masse verbunden ist.

Nachfolgend wird die Verwendung des Werkzeuges 1 zum Fierstellen eines Partikelschaum stoffteils in der Vorrichtung 70 erläutert.

Das Werkzeug 1 befindet sich zunächst in einer Zwischenstellung. FHierbei ist die Stempel- Formhälfte 3 so weit in die Matrizen-Formhälfte 2 eingesetzt, dass das Formnest 13 im We sentlichen geschlossen ist. In dieser Zwischenstellung wird das Werkzeug 1 in die Presse 73 eingesetzt. Der Einfüllschlauch 72 wird an die Einfüllöffnung 9 des Werkzeuges 1 ange schlossen.

Aus dem Vorratsbehälter 71 werden Schaumstoffpartikel dem Formnest 13 zugeführt. Ist das Formnest 13 vollständig mit Schaumstoffpartikel gefüllt, dann wird die Zylinder- /Kolbeneinheit 76 betätigt, um die beiden Aufspannplatten 13, 16 und damit die beiden Formhälften 2, 3 zusammenzudrücken. Das Werkzeug 1 wird so in die geschlossene Stellung gebracht. Flierdurch werden die im Formnest 13 befindlichen Schaumstoffpartikel kompri miert.

Beim Zusammendrücken der beiden Formhälften 2, 3 wird von der Stempel-Formhälfte 3 die Einfüllöffnung 9 der Matrizen-Formhälfte 2 abgedeckt und damit verschlossen. Danach kann der Einfüllschlauch 72 vom Werkzeug 1 abgezogen werden. Es kann dann ein Stöpsel in die Einfüllöffnung 9 eingesteckt werden, der eine ähnliche Dielektrizitätskonstante wie die Sei tenwandung 8 aufweist.

Im zusammengedrückten bzw. geschlossenen Zustand des Werkzeuges 1 wird mit dem Wel lengenerator 79 ein elektromagnetisches Flochfrequenzsignal (RF- oder Mikrowellensignal) erzeugt, das über den Wellenleiter 78, den Press-Stempel 75 an die obere Kondensatorplatte 5 der Stempel-Formhälfte 3 angelegt wird. Der Wellenleiter 78 kann hohl sein und kann eine Seele aufweisen. Die untere Kondensatorplatte 4 der Matrizen-Formhälfte 2 ist über den Pressentisch 74 mit Masse verbunden. Die Kondensatorplatten 4, 5 sind durch die elektrisch nicht leitenden Grundkörper der Formhälften 2, 3 voneinander elektrisch isoliert, so dass sie einen Plattenkondensator bilden, der das Formnest 13 umgibt. Durch das so erzeugte elekt- romagnetische Feld werden die Schaumstoffpartikel erhitzt und miteinander zu einem Parti kelschaumstoffteil verschweißt.

Die Presse 73 kann geöffnet werden, sodass das Werkzeug 1 entnommen werden kann. Falls das Werkzeug Verriegelungseinrichtungen aufweise, kann es im geschlossenen Zustand ent nommen werden. Es kann dann mittels einer geeigneten Kühleinrichtung, wie zum Beispiel eines Gebläses, gekühlt werden. Während das Werkzeug 1, in dem bereits ein Partikel schaumstoffteil ausgeformt ist, gekühlt wird, kann ein weiteres Werkzeug 1 in die Presse 73 eingesetzt werden.

Ist das Partikelschaumstoffteil ausreichend gekühlt, werden die beiden Formhälften 2, 3 ggf. gelöst, wird die Stempel-Formhälfte 3 abgehoben, und das Partikelschaumstoffteil kann ent sprechend entformt werden.

Die Kondensatorplatten 4, 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Vorrichtung 70 und können für eine Vielzahl von Werkzeugen 1 verwendet werden. Sie dienen insbesondere auch als Pressplatten in der Vorrichtung 70. Es ist in dem Zusammenhang auch unerheblich, ob das Werkzeug 1 in der in Fig. 1 etc. gezeigten Orientierung von oben und unten oder umgekehrt zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann auf vielfältige Weise abgewandelt werden. Bei einem Werkzeug 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel sind beide Formhälften 2, 3 mit Hohl- räumen 15 zum Trimmen der jeweiligen Formhälften ausgebildet, um ein elektromagneti sches Feld innerhalb des Formnests 13 zu beeinflussen (Fig. 12). Die erste Formhälfte 2 ist also bei diesem Ausführungsbeispiel grundsätzlich in dieser Hinsicht analog der zweiten Formhälfte 3 aufgebaut, sodass die Stege 12 und die Seitenwandung 8 der ersten Formhälfte 2 Stützen für die erste Kondensatorplatte 4 bilden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Stege 12 auch nicht einstückig mit den Formhälften 2, 3 ausgebildet wie bei vorherigen Ausführungsbeispielen, sondern als eigenständige Bau teile in entsprechenden Nuten auf der von dem Formnest 13 abgewandten Seite der Begren zungswandungen 10 eingesetzt. Gegebenenfalls können entsprechende, vertikal verlaufende Nuten auch in den Innenflächen der Seitenwandungen 8, 11 der Formhälften 2, 3 vorgese hen sein, um den Stegen 12 Halt zu geben. Alternativ oder ergänzend können die Stege 12 auch angeklebt, angeschweißt, oder zwischen den Seitenwandungen 8, 11 verklemmt sein.

Die Erfindung ist auch nicht auf das Crackspalt-Verfahren beschränkt. Bei dem Werkzeug 1 dieses Ausführungsbeispiels sind die Formhälften 2, 3 nicht als Stempel und Matrize ausge bildet, sondern stoßen stirnseitig mit ihren Seitenwandungen 8, 11 aneinander. Flierzu wei sen die Seitenwandungen 8, 11 zueinander passende Stufungen 120 auf, um das Formnest 13 bei aufbauendem Prozessdruck abzudichten. Ferner weist das Werkzeug 1 dieses Ausfüh- rungsbeispiels eine Einfüllöffnung 121 auf, die bei geschlossenem Werkzeug 1 frei bleibt und an die ein Füllinjektor 122 anschließbar ist, mit welchem die Schaumpartikel in das Formnest 13 eingebracht werden.

Von den vorstehenden Abwandlungen abgesehen, gilt das zuvor für alle anderen Ausfüh rungsbeispiele und deren Varianten und Abwandlungen Gesagte sinngemäß, soweit grund sätzlich anwendbar. Auch sind die vorstehenden Abwandlungen nicht nur in ihrer Gesamt heit, sondern auch einzeln für sich genommen Abwandlungen jedes anderen Ausführungs beispiels und dessen Varianten und Abwandlungen weitere eigenständige Ausführungsvari anten, soweit grundsätzlich anwendbar.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben Simulationen zur Wirkung der vorliegenden Erfindung gemacht. Zunächst wurde ein vereinfachtes Modell anhand eines Ersatzbildes be trachtet (Fig. 8). Dabei sind die Kondensatorplatten 4, 5 mit einer Spannungsquelle 80 ver bunden, die einem Polarisierungszustand des Wellengenerators 79 entspricht. Dementspre chend sind die Kondensatorplatten 4, 5 entgegengesetzt geladen. Zwischen den Kondensa torplatten 4, 5 befinden sich mehrere Bereiche 81, 82, 83 mit jeweils unterschiedlichen, ggf. auch lokal verteilten dielektrischen Eigenschaften. Für die Simulation sind mindestens drei Bereiche erforderlich, von denen ein erster Bereich 81 dem Formnest 13 entspricht, ein zwei ter Bereich 82 der Begrenzungswandung 10 entspricht und ein dritter Bereich 83 einem Flohlraum 15 des Werkzeugs 1 entspricht. Zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 bildet sich unter dieser Vorgabe ein elektromagnetisches Feld E aus, dessen Stärke von den jeweiligen Permittivitäten der Bereiche 81, 82, 83 abhängt. Mit diesem Modell können Feldstärkenver- läufe des elektromagnetischen Felds E zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 berechnet werden. Bei Bedarf bzw. zur weiteren Annäherung an konkrete Formen des Werkzeugs 1 bzw. eines Werkzeugsystems mit Trimmkörpern können weitere Bereiche definiert werden.

Beispielsweise sieht ein Modell im Schnitt zwei zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 sich erstreckende Seitenwandungen 8 der ersten Formhälfte 2 vor (Fig. 9). Eine Bodenwandung (Bz. 7 in Fign. 1, 3, 5, 6) ist in diesem Modell nicht vorgesehen. Die Kondensatorplatten 4, 5 ragen bei diesem Modell seitlich über die Seitenwandung 8 der ersten Formhälfte 2 hinaus. Die erste Kondensatorplatte 4 ist geerdet, die zweite Kondensatorplatte 5 ist mit einem Wel lengenerator 79 verbunden. Zwischen den Seitenwandungen 8 erstreckt sich eine Begren zungswandung 10 der zweiten Formhälfte 3 in einer schrägen geraden Linie. Von der Be grenzungswandung 10 führen Seitenwandungen 11 und Stege 12 (d.h., Stützen 11, 12 im Sinne der Erfindung) zu der zweiten Kondensatorplatte 5, um zwischen sich Flohlräume 15 zu belassen (im Schnitt sechs Flohlräume 15, ohne Beschränkung der Allgemeinheit). Zwischen der ersten Kondensatorplatte 4, den Seitenwänden 8 der ersten Formhälfte 2 und der Be grenzungswandung 10 ist ein Formnest 13 definiert, das in diesem Modell keilförmig ist. Die Seitenwandungen 8, 11, Begrenzungswandung 10 und Stege 12 sind in etwa gleich stark, weisen eine relative Permittivität von etwa cr=3,2 auf und stoßen winklig aneinander. Das Formnest 13 und die Hohlräume 15 sind zunächst leer (d.h., mit Luft gefüllt, cr=l).

Dieses Modell wurde einer Simulation der Feldstärkenverteilung unterworfen (Fig. 10). Dabei wurde mittels des Wellengenerators 79 ein elektromagnetisches Feld E zwischen den Kon densatorplatten 5, 6 erzeugt, das ohne Störungen eine Feldstärke von | E | = 1,5 E5 V/m aufweist. In der Figur sind Isolinien in Abstufungen von etwa 0,25 E5 V/m eingezeichnet. Es versteht sich, dass die Übergänge der Feldstärke nicht stufig, sondern fließend sind. Es zeigt sich, dass die Feldstärke innerhalb der Begrenzungswandung 10 bis auf etwa 0,75 E5 V/m abfällt, wobei die geringste Feldstärke an den Teilen der Begrenzungswandung 10 vor kommt, die die Hohlräume 15 begrenzen, während die Feldstärke in Teilen der Begren zungswandung 10, die an Stützen 11, 12 grenzen, etwas höher ist. Innerhalb der Stützen 11, 12 wie auch der Seitenwandung 8 der ersten Formhälfte 2 abgesehen von Stellen, in denen sie auf die Begrenzungswandung 10 stoßen, ist die Feldschwächung vernachlässigbar. In nerhalb des Formraums 13 stellt sich an den Stellen, die der Stützen 11, 12 gegenüberlie gen, eine lokal eng begrenzte Erhöhung der Feldstärke ein, ebenso wie am Grund der Hohl räume 15. Allerdings ist dieser Effekt äußerst gering. Dies hängt damit zusammen, dass die Feldschwächung innerhalb der Stützen 11, 12, wie zuvor gesagt, vernachlässigbar ist.

Die praktisch verschwindende Feldschwächung in den Stützen 11, 12 ist zunächst überra schend, wäre doch zunächst aufgrund der dielektrischen Eigenschaften eine Feldschwächung in der Größenordnung der Begrenzungswandung 10 zu erwarten. Eine derartige Feldschwä chung in den Stützen 11, 12 würde auch zu einer deutlichen Inhomogenität des Feldes im Formnest 13 gegenüber den Stützen 11, 12 führen und wäre schwer zu handhaben. Die Er finder der vorliegenden Anmeldung haben aber durch theoretische Überlegungen, Simulatio nen und Versuche festgestellt, dass eine solche Auswirkung nicht vorliegt, was die Ausfüh rung der Erfindung erst praktikabel macht. Eine theoretische Erklärung für dieses Verhalten wird möglich, wenn man die Anordnung zwischen den Kondensatorplatten 4, 5 in Breiten richtung in schmale Elemente unterteilt und die Elemente zunächst einzeln betrachtet und dann überlagert. Enthält ein solches Element eine Stütze 11, 12 aus einem Dielektrikum, würde sich dort tatsächlich eine Feldschwächung einstellen. Diese wird allerdings durch eine Feldverstärkung, die sich im Randbereich eines benachbarten Elements (also seitlich über das benachbarte Element hinausragend) einstellt, überlagert und ausgelöscht.

Auf der Basis des gleichen Modells wurde eine weitere Simulation durchgeführt, bei der die Hohlräume 15 mit einem Dielektrikum einer relativen Permittivität von etwa cr=3,2 vollstän dig gefüllten waren und das Formnest mit einem Dielektrikum einer relativen Permittivität von etwa cr=l,3 vollständig gefüllten war (Fig. 11). Es zeigt in Fall sich diesem eine deutli che Abschwächung des Feldes im gesamten Bereich der zweiten Formhälfte 3 (genauer, im linken, höheren Bereich eine geringere Abschwächung auf etwa 1 bis 1,25 E5 V/m und im rechten, weniger hohen Bereich die größte Abschwächung auf etwa 0,75 E5 V/m) und eine deutliche Verstärkung des Feldes im gesamten Bereich des Formnests 13 (genauer, im lin ken, weniger hohen Bereich die größte Verstärkung auf über 2,5 E5 V/m und im rechten, höheren Bereich eine geringere Verstärkung auf etwa 1,75 bis 2 E5 V/m).

Es wurde vorstehend gezeigt, dass in einem Werkzeug zum Fierstellen von Partikelschaum stoffteilen durch Verschweißen von Schaumstoffpartikeln mittels elektromagnetischer Wellen eine Struktur einer Formhälfte aus einem dielektrischen Material mit einer Begrenzungswan dung 10 zum Formnest 13 und Stützen 11, 12, welche Flohlräume 15 auf der von dem Formnest abgewandten Seite ausbilden, es ermöglicht, im Formnest 13 ein elektromagneti sches Feld mit einer guten Flomogenität herzustellen. Durch die optionale, gezielte und se lektive Einbringung von Trimmkörpern 30, 50 in den Flohlräumen 15 wird die Formhälfte und damit das Werkzeug trimmbar in dem Sinn, dass ein elektromagnetisches Feld im Formnest 13 gezielt beeinflusst werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht als weiteres Ausführungsbeispiel vor, dass die Trim mung der Formhälfte während eines Schäumvorgangs veränderbar ist. Der Schäumvorgang umfasst hierbei einen Zeitraum vom Einbringen der Schaumpartikel bis zum Entnehmen des Partikelschaumkörpers. Natürlich schließt das nicht aus, dass die Trimmung auch vor und/oder nach dem Schäumvorgang verändert wird. Zu diesem Zweck wird ein Trimmkörper in Form eines Fluids verwendet und dieses Fluid über Trimmfluidleitungen dem Flohlraum oder den Flohlräumen zugeführt und/oder aus dem Flohlraum oder den Flohlräumen entfernt. Die Formhälfte und/oder die zugehörige Kondensatorplatte ist/sind so ausgebildet, dass dies auch während eines Schäumvorgangs, also insbesondere bei zwischen den Kondensatorplat ten montiertem Werkzeug und/oder bei geschlossenem Formnest geschehen kann. Alternativ oder ergänzend kann die Zuführung/Abführung des Trimmfluids auch über eine Trimmfluid- Versorgungseinheit, die zwischen der Formhälfte und der Kondensatorplatte angeordnet wird, erfolgen. Als Trimmfluid kann beispielsweise Wasser, ein Öl oder eine viskose Flüssig keit (z.B. Gel) verwendet werden. Vorzugsweise wird als Trimmfluid ein Fluid mit einer ge ringen relativen Permittivität ausgewählt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine Veränderung in der relativen Permittivität, die durch Entweichen von Wasser(dampf) aus dem Formnest 10 im Verlauf des Schäumvorgangs verursacht wird, durch gezieltes Einbrin gen oder Entfernen des Trimmfluids in den Flohlräumen 15 auszugleichen.

In einem Ausführungsbeispiel sind Bohrungen 130 in den Seitenwandungen 11 und den Ste gen 12 vorgesehen, welche die Flohlräume 15 in der zweiten Formhälfte 3 kommunizierend verbinden (Fig. 13). Die Bohrungen 130 sind in der dargestellten Variante jeweils von einer Seite durch eine Seitenwandung 11 durchgehend über die gesamte Länge bzw. Breite der Formhälfte 3 durch alle in einer Linie liegenden Stege 12 hindurch bis zum letzten auf der Linie liegenden Flohlraum 15 ausgebildet und bilden jeweils wenigstens eine Öffnung 131 in einer Seitenwandung 11 aus. An einer der Öffnungen 131 ist ein Trimmfluid- Zuführungsanschluss 132 mit Ventil angebracht, der über eine Speisepumpe 133 mit einem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 verbunden ist. An einer anderen der Öffnungen 131 ist ein Trimmfluid-Abführungsanschluss 135 mit Ventil angebracht, der über eine Trimmfluid- Entleerungspumpe 136 mit dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 133 verbunden ist. An einer wei teren der Öffnungen 131 ist ein Zuluftanschluss 137 mit Ventil angebracht, und an einer letz ten der Öffnungen 131 ist ein Entlüftungsanschluss 138 mit Ventil angebracht. Der Zuluftan schluss 137 und der Entlüftungsanschluss können jeweils mit einer Fluidsperre ausgestattet sein. Der Zuluftanschluss 137 kann mit einem Druckluftbehälter oder einer Zuluftpumpe ver bunden sein, und der Entlüftungsanschluss 138 kann mit einem Vakuumbehälter oder einer Vakuumpumpe verbunden sein.

Zur Füllung der Flohlräume 15 mit dem Trimmfluid werden der Trimmfluid- Zuführungsanschluss 132 und der Entlüftungsanschluss 138 geöffnet und wird die Speise pumpe 133 in Betrieb gesetzt, um Trimmfluid aus dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 den Flohlräumen 15 zuzuführen. Durch die kommunizierende Verbindung über die Bohrungen 130 werden alle Flohlräume 15 erreicht. Über den Entlüftungsanschluss 138 kann überschüs sige Luft entweichen. Wenn die Flohlräume 15 mit einer vorbestimmten Menge an Trimmflu id gefüllt sind, werden der Trimmfluid-Zuführungsanschluss 132 und der Entlüftungsan schluss 138 geschlossen und wird die Speisepumpe 133 abgeschaltet. Die Menge an Trimm fluid kann vorab festgelegt werden. Das Erreichen der vorbestimmten Menge kann beispiels weise durch eine Durchflussmessung an der Speisepumpe 133 festgestellt oder durch Ausle gung derselben als Dosierpumpe sichergestellt werden. Alternativ kann ein vollständiges Fül len der Flohlräume 15 durch Auslösen einer Fluidsperre des Entlüftungsanschlusses 138 er kannt werden.

Zur Entleerung der Flohlräume 15 werden der Trimmfluid-Abführungsanschluss 135 und der Zuluftanschluss 137 geöffnet und wird die Trimmfluid-Entleerungspumpe 136 in Betrieb ge setzt, um Trimmfluid aus der Formhälfte 3 abzuziehen und dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 wieder zuzuführen. Somit kann das Trimmfluid auch im Kreislauf geführt werden. Durch die kommunizierende Verbindung über die Bohrungen 130 werden alle Flohlräume 15 er reicht. Über den Zuluftanschluss 137 können die Flohlräume 15 drucklos gehalten werden oder kann über Druckluft das Abführen von Trimmfluid unterstützt werden. Wenn die Flohl räume 15 entleert sind, werden der Trimmfluid-Abführungsanschluss 135 und der Zuluftan schluss 137 geschlossen und wird die Trimmfluid-Entleerungspumpe 136 abgeschaltet.

Der Trimmfluid-Zuführungsanschluss 132 und/oder der Trimmfluid-Abführungsanschluss 135 können jeweils optional ohne Ventil ausgebildet sein, wenn die jeweilige Pumpe 133, 136 über entsprechende Sperrvorrichtungen verfügt. Optional können die Pumpen 133, 136 in den jeweiligen Trimmfluid-Anschlüssen 132, 135 integriert oder an diesen angebracht sein oder können die Ventile der Trimmfluid-Anschlüsse 132, 135 in den jeweiligen Pumpen 133, 136 integriert oder an diesen angebracht sein. In der dargestellten Ausführungsvariante enden die Bohrungen 130 jeweils in dem letzten auf der Bohrlinie liegenden Hohlraum 15. Alternativ können die Bohrungen 130 auch über den letzten Hohlraum 15 hinaus durch die dort angrenzende Seitenwandung 11 durchgehen. Dies erhöht die Anschlussmöglichkeiten und ermöglicht dadurch auch eine Anpassung an die Gegebenheiten auf Anlagenseite. Nicht benötigte Öffnungen in den Seitenwandungen 11 können durch Blindstopfen verschlossen werden.

In einer Ausführungsvariante können die Bohrungen 130 auf einer ersten Ebene in Bezug auf eine Höhe der Formhälfte 3 ausgebildet sein und können weitere Bohrungen (nicht explizit dargestellt) auf einer zweiten, höheren Ebene ausgebildet sein, wobei die Trimmfluid- Anschlüsse 132, 135 an den Öffnungen 131 auf der ersten Ebene angeschlossen sind und der Zuluftanschluss 137 und der Entlüftungsanschluss 138 auf der zweiten Ebene ange schlossen sind. Nicht benötigte Öffnungen in den Seitenwandungen 11 sind dann durch Blindstopfen verschlossen.

Anstelle von Bohrungen können bei Ausbildung der Formhälfte 3 durch ein additives Herstel lungsverfahren auch durch Durchlässe in den Seitenwandungen 11 und den Stegen 12 er setzt werden. Dabei können auch zusätzliche Verbindungen in den Stegen 12 geschaffen werden, ohne eine Bohrung von außen zu benötigen. Auch kann dabei die Bildung nicht be nötigter Öffnungen in den Seitenwandungen 11 vermieden werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind in den Hohlräumen 15 der oberen Formhälfte 3 jeweilige Deckel 140 angeordnet, die den jeweiligen Hohlraum in einen Trimmraum 142 un terhalb des Deckels 140 und einen Druckraum 141 oberhalb des Deckels 140 unterteilen (Fig. 14). Die Deckel 140 werden durch jeweilige in dem Trimmraum 142 angeordnete Druckfedern 148 nach oben gedrängt. Durch jeweilige Bohrungen in den Deckeln 140 und in dem an die obere Formhälfte 3 angrenzenden Kondensatorplatte 5 ragen Trimmfluidleitun gen 143 in den Trimmraum 142 jedes Hohlraums 15. Die Trimmfluidleitungen 143 laufen außerhalb des Werkzeugs zusammen und sind an einem Trimmfluidventil 144 angeschlossen, das hier als Wegeventil ausgestaltet ist. Über das Trimmfluidventil 144 kann in einer ersten Schaltstellung über eine Trimmfluid-Speisepumpe 133 Trimmfluid aus einem Trimmfluid- Vorratsbehälter 134 in die Trimmfluidleitung 143 eingespeist werden. In einer zweiten Schaltstellung steht die Trimmfluidleitung 143 mit einer Rücklaufleitung in den Trimmfluid- Vorratsbehälter 134 in Verbindung. In einer dritten Schaltstellung (Neutralstellung) sind alle Anschlüsse des Trimmfluidventils 144 gesperrt. Durch weitere Bohrungen in der Kondensa torplatte 5 ragen Druckluftleitungen 145 in den Druckraum 141 jedes Hohlraums 15. Die Druckluftleitungen 145 laufen außerhalb des Werkzeugs zusammen und sind mit einem Druckluftventil 146 verbunden, das hier als Wegeventil ausgestaltet ist. In einer ersten Schaltstellung (Neutralstellung) ist die Druckluftleitung 145 mit der Atmosphäre verbunden.

In einer zweiten Schaltstellung ist die Druckluftleitung 145 mit einem Druckluftbehälter 147 verbunden. Zur Füllung der Hohlräume 15 mit dem Trimmfluid wird das Trimmfluidventil 144 von der Neutral Stellung in die erste Schaltstellung geschaltet, wobei das Druckluftventil 146 in der ersten Schaltstellung mit Atmosphäre verbunden ist, und wird die Speisepumpe 133 in Be trieb gesetzt, um Trimmfluid aus dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 über die Trimmfluidlei tungen 143 den Trimmräumen in den Hohlräumen 15 zuzuführen. Durch die individuelle Verbindung über die Trimmfluidleitungen 143 mit der Trimmfluid-Speisepumpe 133 werden alle Hohlräume 15 gleichzeitig und rasch mit Trimmfluid gefüllt. Über das Druckluftventil 146 kann überschüssige Luft entweichen, wenn die Deckel 140 in den Hohlräumen 15 hochge drückt werden. Wenn die Hohlräume 15 mit einer vorbestimmten Menge an Trimmfluid ge füllt sind, wird das Trimmfluidventil 144 in die Neutralstellung geschaltet und damit ein Fluss von Trimmfluid blockiert und wird die Speisepumpe 133 abgeschaltet. Durch die Wirkung der Druckfeder 148, welche die Deckel 140 nach oben drückt, kann sich die Menge an Trimmflu id zwischen den einzelnen Hohlräumen 15 aneinander angleichen. Das Erreichen der vorbe stimmten Menge kann beispielsweise durch eine Durchflussmessung an der Speisepumpe 133 festgestellt oder durch Auslegung derselben als Dosierpumpe sichergestellt werden.

Zur Entleerung der Hohlräume 15 wird das Trimmfluidventil 144 in die zweite Schaltstellung geschaltet und wird das Druckluftventil in die zweite Schaltstellung geschaltet, um die Druck räume 141 der Hohlräume 15 mit Druckluft zu beaufschlagen. Die Druckluft in den Druck räumen 141 drückt die Deckel 140 nach unten, wodurch das in den Trimmräumen 142 be findliche Trimmfluid in die Trimmfluidleitungen 143 und aus der Formhälfte 3 gedrückt wird und dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 wieder zugeführt wird. Somit kann das Trimmfluid auch im Kreislauf geführt werden. Durch die individuelle Verbindung über die Druckluftlei tungen 145 mit dem Druckluftbehälter 147 werden alle Hohlräume 15 gleichzeitig und rasch geleert. Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird das Trimmfluidventil 144 in die Neut ralstellung geschaltet und wird das Druckluftventil 146 wieder mit Atmosphäre.

In einer Abwandlung (nicht näher dargestellt) können die Trimmfluidleitungen 143 individuell mit jeweiligen Trimmfluidventilen für jeden Hohlraum 15 verbunden sein. Die Trimmfluidven tile können an der Kondensatorplatte 5 angebracht oder in einer separaten Steuereinheit untergebracht oder zusammengefasst sein. Die Trimmfluidventile können dabei wie das Trimmfluidventil 144 aufgebaut sein und mit den jeweils anderen Wegen über eine gemein same Trimmfluid-Speiseleitung mit der Trimmfluid-Speisepumpe 133 bzw. über eine gemein same Trimmfluid-Rücklaufleitung mit dem Trimmfluid-Vorratsbehälter 134 verbunden sein.

In einer weiteren Abwandlung (nicht näher dargestellt) können die Druckluftleitungen 145 individuell mit jeweiligen Druckluftventilen für jeden Hohlraum 15 verbunden sein. Die Druckluftventile können an der Kondensatorplatte 5 angebracht oder in einer separaten Steuereinheit untergebracht oder zusammengefasst sein. Die Druckluftventile können dabei wie das Druckluftventil 146 aufgebaut sein und mit den jeweils anderen Wegen über eine gemeinsame Druckluftsammelleitung mit Druckluftbehälter 147 bzw., gegebenenfalls über eine gemeinsame Entlüftungsleitung, mit Atmosphäre verbunden sein.

In einer weiteren Abwandlung (nicht näher dargestellt) sind Abschnitte der Trimmfluidleitun gen 143 und/oder der Druckluftleitungen 145 an einer Innenseite und/oder an einer Außen seite der Kondensatorplatte 5 separat anbringbar. Dabei können die Bohrungen in der Kon densatorplatte 5 beispielsweise mit Gewinden versehen sein, sodass ein innerer Teil der Trimmfluidleitungen 143 und/oder der Druckluftleitungen 145 an der Innenseite der Konden satorplatte 5 anschraubbar ist und ein äußerer Teil der Trimmfluidleitungen 143 und/oder der Druckluftleitungen 145 an der Außenseite der Kondensatorplatte 5 anschraubbar ist. Bei spielsweise kann ein innerer Teil der Trimmfluidleitungen 143 ein Rohrstück mit einem Ge windeende sein. Ferner kann ein innerer Teil der Trimmfluidleitungen 143 in unterschiedli chen Längen je nach Tiefe des zu versorgenden Hohlraums 15 sein.

In einer Weiterbildung der letztgenannten Abwandlung kann eine Anschlussplatte (nicht nä her dargestellt) vorgesehen sein, welche in die Hohlräume 15 weisenden Abschnitte der Trimmfluidleitungen 143 und/oder der Druckluftleitungen 145 trägt. Die Abschnitte der Trimmfluidleitungen 143 können dabei beispielsweise als Rohrstücke ausgebildet sein, die mit der Anschlussplatte fest verbunden oder an ihr anbringbar sein können, etwa durch Schrauben, Stecken und/oder Kleben in entsprechenden Bohrungen. Die Abschnitte der Druckluftleitungen 145 können in gleicher Weise ausgebildet und angebracht sein oder bloße Öffnungen von entsprechenden Bohrungen sein, denn die Druckluftleitungen 145 müssen nicht in die Hohlräume 15 ragen. Dabei können Bohrungen in der Kondensatorplatte 5 mit Bohrungen in der Zwischenplatte fluchten, sodass die Abschnitte der Trimmfluidleitungen 143 und/oder der Druckluftleitungen 145, die an der Anschlussplatte angebracht sind, von außen durch die Bohrungen in der Kondensatorplatte 5 steckbar sind, sodass auch eine zu verlässige Ausrichtung der Anschlussplatte und der Kondensatorplatte gegeben ist. Die au ßen liegenden Teile der Trimmfluidleitungen 143 und der Druckluftleitungen 145 sind dann auf der Außenseite der Anschlussplatte anzubringen. Die Anschlussplatte kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein. Die Anschlussplatte kann konventionell durch Bereitstellung einer Platte und von Rohrstücken, ggf. entsprechender spanender Bearbeitung und Montage hergestellt werden. Alternativ kann die Anschlussplatte samt eventuellen Rohr stücken der Leitungen 143, 145 durch ein additives Herstellungsverfahren in einem Stück ausgebildet sein.

In einer Variante kann die Anschlussplatte zwischen der Formhälfte 3 und der Kondensator platte 5 angeordnet/a norden bar sein. Auch in diesem Fall können Bohrungen in der Konden satorplatte 5 mit Bohrungen in der Zwischenplatte fluchten, allerdings sind dann die außen liegenden Teile der Trimmfluidleitungen 143 und der Druckluftleitungen 145 sind auf der Außenseite der Kondensatorplatte 5 anzubringen. Ferner können bei dieser Variante kurze Rohrstücke als Abschnitte der Druckluftleitungen 145 auf der Außenseite der Anschlussplatte angeordnet sein und in die entsprechenden Bohrungen der Kondensatorplatte steckbar sein, sodass auch in diesem Fall eine zuverlässige Ausrichtung der Anschlussplatte und der Kon densatorplatte gegeben ist. Wenn die Anschlussplatte bei dieser Variante aus Metall herge stellt ist, kann sie in Bezug auf die Erzeugung des elektromagnetischen Feldes als funktiona ler Teil der Kondensatorplatte 5 wirken. Wenn die Anschlussplatte bei dieser Variante aus Kunststoff hergestellt ist, kann sie zur dielektrischen Wirkung der Formhälfte 3 beitragen.

In einer weiteren Abwandlung kann eine Anschlussplatte 150 vorgesehen sein (Fig. 15), wel che Abschnitte der Trimmfluidleitungen 143 und der Druckluftleitungen 145 aufnimmt oder aufweist, wobei sich die zur Formhälfte weisenden Abschnitte der Leitungen 143, 145 in der Fläche der Anschlussplatte 150 öffnen und die nach außen weisenden Abschnitte der Leitun gen 143, 145 an einer Seitenkante oder mehreren Seitenkanten der Anschlussplatte 150 öff nen. Dort kann auch eine Schalteinheit mit Ventilen angeordnet sein. Konkret kann die An schlussplatte 150 die Form eines Quaders aufweisen mit einer Innenfläche 151, einer dieser gegenüberliegenden Außenfläche 152, einer ersten Seitenfläche 153, welche die Innenfläche 151 und die Außenfläche 152 verbindet, einer zweiten Seitenfläche 154, welche an die ersten Seitenfläche 153 anschließt, und weiteren Seitenflächen, die der ersten Seitenfläche 153 und der zweiten Seitenfläche 154 jeweils gegenüberliegen. Die Innenfläche 151 weist eine erste Gruppe von Bohrungen 155 auf, die jeweils ein Rohrstück 156 tragen, und eine zweite Grup pe von Bohrungen 157 auf. Die erste Seitenfläche 153 trägt in einer der Außenfläche 152 nahen Ebene eine Gruppe von dritten Bohrungen 158, die jeweils auf eine Reihe der ersten Gruppe von Bohrungen 155 treffen. Die zweite Seitenfläche 154 trägt in einer der Innenflä che 151 nahen Ebene eine Gruppe von vierten Bohrungen 159, die jeweils auf eine Reihe der zweiten Gruppe von Bohrungen 157 treffen. Die erste Gruppe von Bohrungen 155 ist gegen über der zweiten Gruppe von Bohrungen 157 diagonal versetzt angeordnet und die dritte Gruppe von Bohrungen 158 ist gegenüber der vierten Gruppe von Bohrungen 159 in der Höhe versetzt angeordnet, sodass die Bohrungen 155 der ersten Gruppe nur mit Bohrungen 158 der dritten Gruppe kommunizieren und umgekehrt und die Bohrungen 157 der zweiten Gruppe nur mit Bohrungen 159 der vierten Gruppe kommunizieren und umgekehrt. Somit bilden die Bohrungen 155 der ersten Gruppe mit Rohrstücken 156 und die Bohrungen 158 der dritten Gruppe jeweils Abschnitte der Trimmfluidleitung 143 und bilden die Bohrungen 157 der zweiten Gruppe und die Bohrungen 159 der vierten Gruppe jeweils Abschnitte der Druckluftleitung 145 (vgl. Fig. 14), und die Trimmfluidleitung 143 weist keine Überschnei dungen mit der Druckluftleitung 145 auf.

Die Öffnungen der Bohrungen 158, 159 können durch jeweilige Leitungsstücke oder An schlusseinheiten miteinander verbunden sein. Alle Bohrungen 155, 157, 158, 159 sind vor zugsweise als Sackbohrungen ausgeführt. Wenn sie als Durchgangsbohrungen ausgeführt sind, sollte eine Seite jeweils mit Blindstopfen verschlossen werden. Obschon nicht näher dargestellt, können die Bohrungen 158 der dritten Gruppe durch eine erste Sammelbohrung in der zweiten Seitenfläche 154 oder der dieser gegenüberliegenden Seitenfläche miteinander verbunden werden und können die Bohrungen 159 der vierten Gruppe durch eine zweite Sammelbohrung in der ersten Seitenfläche 153 oder der dieser gegenüberliegenden Seitenfläche miteinander verbunden werden. Dann können die Bohrun gen 158, 159 der dritten und vierten Gruppe durch Blindstopfen verschlossen werden, und es braucht nur noch die erste Sammelbohrung mit dem Trimmfluidventil 144 und die zweite Sammelbohrung mit dem Druckluftventil 146 verbunden werden.

Es versteht sich, dass die konkrete Anordnung der Bohrungen 155, 157, 158, 159 in Fig. 15 völlig beispielhaft zu verstehen ist. Insbesondere können die Bohrungen 158, 159 der dritten und vierten Gruppe auch auf einer einzigen Seitenfläche 153 oder 154 ausgebildet sein, in dem Fall sogar auf einer einzigen Ebene, ohne dass es zu Überschneidungen zwischen der Trimmfluidleitung 143 und der Druckluftleitung 145 kommt. Die in Fig. 15 gezeigte Anord nung hat jedoch den Vorteil, dass die Medien Trimmfluid und Druckluft anschlusstechnisch voneinander separiert sind.

Im Übrigen sind die Erläuterungen hinsichtlich der zuvor beschriebenen Anschlussplatte hin sichtlich Anordnung, Werkstoff und Fierstellungsverfahren gleichermaßen auf die hier be schriebene Anschlussplatte 150 übertragbar.

In einer weiteren Abwandlung kann ferner eine Deckplatte 160 vorgesehen sein, welche zwi schen der Formhälfte 3 und der Kondensatorplatte 5 angeordnet ist und welche mehrere Vorsprünge aufweist, die in die Flohlräume 15 ragen und deren Volumen begrenzen (Fig.

16). Analog zu der in Fig. 13 gezeigten Anordnung kann eine oder mehrere Bohrungen 130 in der oberen Formhälfte 3 vorgesehen sein, welche in wenigstens einer Seitenwandung 11 eine Anschlussöffnung für Trimmfluid bildet und wenigstens einen der Stege 12 durchtrennt, um mehrere Flohlräume 15 der Formhälfte 3 fluidkommunizierend zu verbinden. Die Anord nung der Bohrungen ist grundsätzlich beliebig, solange allen Flohlräumen Trimmfluid zu- und abgeführt oder durchgeleitet werden kann. Die Vorsprünge 161 sind vorzugsweise so be messen, dass die in den Flohlräumen 15 verbleibenden Volumina im Wesentlichen eine glei che Flöhe aufweisen, doch auch dies ist optional und kann an die Anforderungen angepasst werden. In Varianten können die Vorsprünge 161 austauschbare Elemente unterschiedlicher Flöhen sein, die an der Deckplatte anbringbar sind. Die Bohrung(en) 130 ist/sind so ausge bildet, dass sie im Bereich der von den Vorsprüngen 161 belassenen Volumina liegen, und ferner so, dass alle in den Flohlräumen 15 verbleibenden Volumina mit Trimmfluid befüllbar und möglichst vollständig wieder entleerbar sind. So kann beispielsweise in Fig. 16 eine durch die Bohrung 130 in der rechten Seitenwandung 11 oben ausgebildete Öffnung als Zu fuhranschluss für Trimmfluid dienen und kann eine durch die Bohrung 130 in der linken Sei tenwandung 11 unten ausgebildete Öffnung als Abzugsanschluss für Trimmfluid dienen, so- dass sowohl bei Einleiten als auch beim Abziehen des Trimmfluids die Gravitation ausgenutzt werden kann. Die Deckplate 160 kann grundsätzlich durch ein Gießverfahren, durch Tiefzie hen einer Plate, durch Ausfräsen und/oder Bohren aus dem Vollen oder durch ein additives Verfahren hergestellt werden. Bei additiver Herstellung (3-D-Druck) sind keine Bohrungen erforderlich, sondern können alle Anschluss- und Verbindungsöffnungen in einem Zug mit dem additiven Aufbau der Deckplate 160 ausgebildet werden.

In einer weiteren Abwandlung können Deckel 170 vorgesehen sein, die jeweils in einem der Hohlräume 15 höhenbeweglich angeordnet sind und über einen Stößel 171 und einen an der oberen Kondensatorplatte 5 angebrachten Hubantrieb 172 individuell höhenverstellbar sind (Fig. 17). Die Stößel 171 sind in Bohrungen 173 in der oberen Kondensatorplatte gelagert.

Die Stößel 171 können als Gewindestange ausgebildet sein, die in mit Innengewinde ausge bildeten Bohrungen 173 eingedreht sind, und können über eine Mitnehmernut (nicht näher dargestellt) durch den als Drehantrieb ausgebildeten Hubantrieb 172 gedreht werden, sodass durch das Drehen in den (Gewinde-)Bohrungen 173 eine Höhenverstellung bewirkt werden kann. Andere Einrichtungen zur Höhenverstellung sind in der Technik wohlbekannt und kön nen alternativ je nach Anforderungen eingesetzt werden. Wie in Fig. 17 ist wenigstens eine Bohrung 130 zur Versorgung der Hohlräume 15 mit Trimmfluid vorgesehen; diesbezüglich gelten die vorstehenden Erläuterungen. Durch die Höhenverstellung können die Deckel ein Volumen der Hohlräume 15 individuell begrenzen (Fig. 16). Damit kann die relative Permiti- vität der Formhälfte nicht nur lokal angepasst werden, sondern kann auch im Lauf des Schäumvorgangs verändert werden. Außerdem kann auch ein Austreiben des Trimmfluids über die Bohrung 130 durch Zufahren der Deckel unterstützt werden.

Es versteht sich auch, dass alles, was vorstehend zur oberen Formhälfte 3 beschrieben wur de, sinngemäß und analog auf die untere Formhälfte 2 anwendbar ist.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine der Formhälften 2, 3 auch eine seitliche Öffnung oder mehrere seitliche Öffnungen 14 aufweisen, in die ein Formkörper 30 von der Seite einschiebbar und entfernbar ist (Fig. 18A, Bewegungsrichtung 180). Der Formkörper 30 kann kammförmig mit einer Basis 181 und mehreren quaderförmigen Zinken 182 ausgebildet sein (Fig. 18B). Alternativ können auch mehrere einzelne quaderförmige Formkörper 30 ver wendet werden, die ggf. individuell gesteuert in die Hohlräume 15 ein- und ausfahrbar sind. Ein Werkzeugsystem mit solchen Formhälften 2, 3 und Formkörper 30 ist besonders, aber nicht nur, zur Herstellung von Partikelschaumplaten mit Hilfe von elektromagnetischen Wel len geeignet. In einer Weiterbildung können mehrere Formkörper 30 in Form von Platten von gleicher Form wie oben beschriebenen, aber geringerer Höhe, vorgesehen sein, die gemein sam die Hohlräume 15 ausfüllen und individuell gesteuert in die Hohlräume 15 ein- und aus fahrbar sind (Fig. 18C).

Pumpen 133, 136, Anschlüsse 132, 135, 137, 138, Ventile 144, 146, Behälter 134, 147, Lei tungen 143, 145 und weitere Verrohrungen können individuell und in jedweder Anordnung und/oder Unterkombination Bestandteil einer Trimmfluid-Bereitstellungseinrichtung sein. Eine Steuerung zum Steuern aller beschriebener Prozessvorgänge einschließlich der Ansteuerung von Motoren, Pumpen, Ventile sowie das Vorsehen geeigneter Sensorik zur Bereitstellung von Prozess- und Zustandsdaten für die Steuerung nach Bedarf ist selbstverständlich und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen vollständig beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nur durch die beigefügten unabhängigen Ansprüche definiert und wird durch die abhängigen Ansprüche weiter entwickelt. Soweit die Ausführungsbeispiele Einzelmerkmale enthalten, die über die unabhängigen Ansprüche hinausgehen, sind diese lediglich zur Illustration, aber nicht zur Beschränkung der Erfindung gedacht, wenngleich sie weitergehende erfinderische Ideen enthalten können. Alle Merkmale, die in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel, einer Variante, Alternative oder Option beschrieben sind, sind auch auf alle anderen Ausführungsbeispiele, Varianten, Alternativen und Optionen zu beziehen, soweit es nicht ersichtlich ausgeschlossen ist. Ferner können alle Merkmale, die in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel, einer Variante, Alternative oder Option beschrieben sind, auch einzeln und/oder in beliebigen Unterkombinationen untereinander und/oder mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele, Varianten, Alternativen und Optionen jeweils eigenständige Erfin dungsgegenstände definieren.

Liste der Bezuaszeichen

1 Werkzeug 79 Wellengenerator

2 erste (untere) Form hälfte 80 Spannungsquelle (Matrizen-Formhälfte) 81-83 Bereiche

3 zweite (obere) Formhälfte 130 Bohrung (Stempel -Form hälfte) 131 Öffnung

4 erste Kondensatorplatte 132 Trimmfluid-Zuführungsanschluss (untere Kondensatorplatte) (Ventil)

5 zweite Kondensatorplatte 133 Trimmfluid-Speisepumpe (obere Kondensatorplatte) 134 Trimmfluid-Vorratsbehälter

6 Wellenleiter-Anschluss 135 Trimmfluid-Abführungsanschluss

7 Bodenwandung (Ventil)

8 Seitenwandung 136 Trimmfluid-Entleerungspumpe

9 Einfüllöffnung 137 Zuluftanschluss (Ventil)

10 Begrenzungswandung 138 Entlüftungsanschluss (Ventil)

11 Seitenwandung (Stütze) 140 Deckel

12 Steg (Stütze) 141 Druckraum

13 Formnest 142 Trimmraum

14 Öffnung 143 Trimmfluidleitung

15 Flohlraum 144 Trimmfluidventil

30 Trimmkörper 145 Druckluftleitung

41 Absatz 146 Druckluftventil

42 Kranz 147 Druckluftbehälter

42 Rastung 148 Druckfeder

50 Trimmkörper 150 Anschlussplatte

61 Fluidzuflussöffnung 151 Innenfläche (zum Werkzeug)

62 Fluidabflussöffnung 152 Außenfläche (zur Kondensatorplatte)

63 Fluiddurchströmungsöffnung 153, 154 Seitenflächen

64 Fluidvorlaufanschluss 155 Bohrung (erste Gruppe)

65 Fluidrücklaufanschluss 156 Rohrstück

66 Ventil 157 Bohrung (zweite Gruppe)

67 Fluidquelle 158 Bohrung (dritte Gruppe)

70 Vorrichtung 159 Bohrung (vierte Gruppe)

71 Vorratsbehälter 160 Deckplatte

72 Einfüllschlauch 161 Vorsprung

73 Presse 170 Deckel

74 Pressentisch 171 Stößel

75 Press-Stempel 172 Flubantrieb

76 Zylinder-Kolbeneinheit 173 Bohrung

77 Rahmen

78 Wellenleiter

Die vorstehende Liste ist integraler Bestandteil der Beschreibung.