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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensionalen Fläche.
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Werkzeuge und insbesondere Werkzeuge von Maschinen, wie zum Beispiel von Bearbeitungszentren, müssen in großer Anzahl und in unterschiedlichsten Eigenschaften vorgehalten werden, um sie für unterschiedliche Verwendungszwecke beziehungsweise mit unterschiedlichen Parameter einsetzen zu können. Es ist daher ein Ordnungssystem bei der Lagerung der Werkzeuge notwendig, um einen schnellen und selbsterklärenden Zugriff auf die Werkzeuge zu ermöglichen sowie um die Werkzeuge nach Gebrauch wieder entsprechend einer Systematik selbsterklärend einordnen zu können. Weiterhin besteht insbesondere bei empfindlichen und/oder wertvollen Werkzeugen die Anforderung, diese Werkzeuge sicher zu lagern und gegebenenfalls zu transportieren. Problematisch dabei ist jedoch, dass die Werkzeuge unterschiedliche Formen und/oder Größen aufweisen, die die sichere Lagerung und einen sicheren Transport aufwendig machen und gegebenenfalls die visuelle Erkennung des jeweiligen Werkzeuges mit seinen spezifischen Eigenschaften erschweren.
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Zur Aufbewahrung von Werkzeugen sind Aufnahmebehälter bekannt, die mehrere dreidimensionale Aufnahmemulden aufweisen, die komplementär zur äußeren Form des Werkzeuges oder zumindest eines seiner Abschnitte ausgestaltet sind. Ein einfaches Beispiel dafür sind die Einlagen in Nusskästen zur Aufnahme unterschiedlicher Nüsse sowie der entsprechenden Betätigungswerkzeuge.
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Bisher jedoch ist es sehr aufwendig, für Werkzeuge, die in geringerer Stückzahl vorliegen, geeignete Aufnahmebehälter herzustellen.
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Die Aufnahmebehälter sollen zumindest zu einem Bereich des aufzunehmenden Werkzeuges eine komplementäre Form aufweisen. Dazu ist es nötig, die Form des Werkzeuges beziehungsweise eines seiner Abschnitte zu erfassen und zu übertragen. Zum Problem der Formerfassung ist aus der
DE 28 21 247 A1 eine Abtastvorrichtung zur dreidimensionalen Abtastung der Oberfläche von Gliedmaßen bekannt. Diese Vorrichtung umfasst Anlageelemente, die mittels Federkraft gegen ein Körperteil, wie zum Beispiel eine Fußsohle, gedrückt werden können, wobei mit den Anlageelementen Sensoren zur Erfassung der jeweiligen Höhe des Anlageelementes verbunden sind und derart die Kontur des Körperteils feststellbar ist.
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Aus der
US 2007/0056178 A1 ist eine Einrichtung bekannt, die mittels einer Vielzahl von Abtastelementen die dreidimensionale Form eines Gegenstandes in eine Negativform übertragen kann. Zur Fixierung der Abtastelemente in ihren verschobenen Positionen dienen dabei elastische Elemente, die – je nach Zugbelastung – eine unterschiedliche Dicke aufweisen und dadurch bei Anlage an den Anlageelementen unterschiedliche Reibkräfte auf die Anlageelemente bewirken können, so dass mittels der elastischen Elementen eingestellt werden kann, ob die Anlageelemente verschiebbar sind oder ob sie in jeweils einer Position fixiert sind.
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Nachteilig an den bekannten Einrichtungen zur Übertragung einer dreidimensionalen Form ist jedoch, dass zur Herstellung eines Flächenelementes, welches komplementär zur dreidimensionalen Gestalt des jeweiligen abgetasteten Gegenstandes ist, weitere Einrichtungen zur Verfügung gestellt werden müssen, wobei die erzeugte Negativform auf diese Einrichtung zur Formänderung zu übertragen ist. Dies bedeutet, dass zusätzliche Investitionskosten nötig sind und außerdem ein Verfahren zur Herstellung der dreidimensional geformten Flächen aufgrund der notwendigen weiteren Handhabungsschritte ein erhöhtes Risiko der Fehlerbehaftung aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensional geformten Fläche zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher und kostengünstiger Weise komplementär zur dreidimensionalen Form von Gegenständen beziehungsweise deren Abschnitte geformte Flächen, insbesondere zur Herstellung von Aufnahmebehältern, mit geringem Zeitaufwand herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer dreidimensional geformten Fläche nach Anspruch 1 sowie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensional geformten Fläche nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 12 bis 15 angegeben. Ergänzend wird eine erfindungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Werkzeugaufnahmebehältern nach Anspruch 16 zur Verfügung gestellt.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer dreidimensional geformten Fläche bereitgestellt, bei dem von wenigstens einem dreidimensionalen Abschnitt zumindest eines Gegenstandes eine Kraft auf verschiebbare Anlageelemente ausgeübt wird, die sich dadurch entsprechend der Kontur des dreidimensionales Abschnittes verschieben und somit mit ihren dem Gegenstand zugewandten Oberflächen zumindest punktuell eine Negativform des dreidimensionalen Abschnitts erstellen. Es wird weiterhin ein Flächenelement durch Änderung seiner Form der Negativform angepasst und in der Negativform die geänderte Form des Flächenelementes zur Erstellung der dreidimensional verformten Fläche fixiert. Die negativ geformte Fläche beziehungsweise die Negativform ist zumindest durch mehrere Punkte definiert, die durch die jeweiligen Anlageelemente ausgebildet sind. In der Ausgestaltung, in der die Anlageelemente zur Anlage des Flächenelementes im Wesentlichen glatte Flächen aufweisen, wird eine Negativform erzeugt, die durch wenigstens eine Fläche oder, je nach Ausprägung der dreidimensionalen Form, durch mehrere einzelne Flächen definiert ist. Die Fixierung der Form des verformten Flächenelementes erfolgt durch eine Erhöhung der Biegefestigkeit, so dass das Flächenelement im Wesentlichen erstarrt ist. Dabei wird eine Fixierung des Flächenelementes an der Negativform unterbunden, so dass das umgeformte Flächenelement aus der Negativform entnehmbar ist. Es erfolgt somit keine Fixierung des Flächenelementes an der Negativform, sondern lediglich eine Fixierung der erzeugten Form beziehungsweise des Konturverlaufs des Flächenelementes. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Werkzeugaufnahmebehälter herzustellen, deren dreidimensional verformten Bereiche zumindest Abschnitten von mehreren dreidimensionalen Werkzeugen angepasst sind. Das heißt, dass die erzeugten dreidimensionalen Formen im Flächenelement komplementär zu wenigstens einem dreidimensionalen Abschnitt jeweils eines Werkzeuges ausgestaltet sind. Vorzugsweise werden gleichzeitig mehrere Aufnahmen für mehrere Werkzeuge gefertigt. Dabei ist die Verwendung des erzeugten dreidimensional geformten Flächenelementes nicht auf die Aufnahme von Werkzeugen eingeschränkt, sondern es können die verformten Flächenelemente auch zur Aufnahme anderer Gegenstände, wie zum Beispiel Schmuck, Lebensmittel, Formatteile oder Büroartikel, dienen. Allgemein lassen sich die erzeugten dreidimensional verformten Flächenelemente zur schützende Aufnahme zwecks Transport und Lagerung von Gegenständen verwenden.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Anlageelemente durch anteilige Gewichtskraft des Gegenstandes verschoben werden. Das heißt, dass zur Herstellung der Negativform der Gegenstand beziehungsweise wenigstens ein Abschnitt des Gegenstandes auf die Anlageelemente gelegt wird und seine Gewichtskraft die Verschiebung der Anlageelemente entsprechend dem Konturverlauf in mehreren Dimensionen des Gegenstandes verschoben werden. Der Gegenstand kann ein Werkzeug sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kraft, die die Verschiebung der Anlageelemente bewirkt, nur zum Teil durch das Gewicht des Gegenstandes beziehungsweise seines Abschnittes besteht. Es kann alternativ oder hinzukommend zur Gewichtskraft eine weitere Kraft genutzt werden, um die Verschiebung der Anlageelemente zu bewirken. Das bedeutet, dass die Verschiebung der Anlageelemente nicht nur senkrecht in Richtung des Gewichtkraftvektors erfolgen muss, sondern gegebenenfalls auch von der Senkrechten abweichende Kräfte zur Verschiebung der Anlageelemente genutzt werden können, um zum Beispiel auch einen seitlichen Abdruck eines Gegenstandes beziehungsweise eines seiner Abschnitte und eine entsprechende Negativform-Erzeugung zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise werden die Anlageelemente kraft- und/oder formschlüssig durch wenigstens ein Expansionselement in ihren Positionen fixiert. Bei Betätigung des Expansionselementes greift dieses kraft- und/oder formschlüssig an mehreren Anlageelementen an, so dass diese insbesondere nach ihrer Verschiebung zur Erzeugung der Negativform in ihren Positionen fixiert bleiben, so dass die Negativform selbst unter mechanischer Belastung für weitere Verfahrensschritte genutzt werden kann.
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Dabei kann als Expansionselement ein Schlauch benutzt werden, der bei Innendruckerhöhung, seine Ausdehnung zumindest in einer senkrecht zur Längserstreckungsrichtung verlaufenden Richtung vergrößert. Durch diese Vergrößerung seiner Ausdehnung kann der Schlauch an Anlageelemente seitlich andrücken, so dass aus der jeweiligen Andruckkraft eine Reibkraft resultiert, die die Fixierung eines Anlageelementes in seiner jeweiligen Position bewirkt.
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Um eine automatisierte Herstellung der dreidimensional geformten Flächen zu ermöglichen ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Flächenelement der Negativform unter Druckbeaufschlagung angepasst wird. Diese Druckbeaufschlagung kann insbesondere durch die Erzeugung eines Unterdrucks auf der Seite des Flächenelementes, an der es an den Anlageelementen anliegt, realisiert werden. Die eigentliche Druckkraft auf das Flächenelement zur Anpassung an die Negativform wird somit vom Umgebungsdruck je Fläche realisiert.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Unterdruck durch die Anlageelemente hindurch auf das Flächenelement wirkt. Zu diesem Zweck können die Anlageelemente Längsbohrungen beziehungsweise Kanäle aufweisen, die mit einer Unterdruckquelle verbunden sind, durch die der Unterdruck wirken kann.
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In alternativer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Unterdruck zwischen den Anlageelementen auf das Flächenelement wirkt. Dies kann zum Beispiel durch Hohlräume realisiert werden, die zwischen den Anlageelementen vorhanden sind und die mit der Unterdruckquelle verbunden sind, so dass der Unterdruck zwischen den Anlageelementen auf eine Seite des Flächenelementes wirken kann, so dass der Umgebungsdruck an der anderen Seite das Flächenelement auf die Anlageelemente beziehungsweise in die Negativform drückt und derart das Flächenelement verformt.
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Das Verfahren kann dabei derart ausgeführt sein, dass nach Erzeugung der Negativform der Gegenstand beziehungsweise dessen Abschnitt von den Anlageelementen entfernt wird und das Flächenelement in die Negativform eingelegt wird und der Form der Negativform angepasst wird. Alternativ lässt sich das Verfahren derart durchführen, dass das Flächenelement gleich bei der Erzeugung der Negativform mitverformt wird, gegebenenfalls unter Wärmezufuhr. Eine Aushärtung beziehungsweise eine Fixierung der geänderten Form des Flächenelementes kann erfolgen, wenn der dreidimensionale Abschnitt des Gegenstandes weiterhin auf die Aufnahmeelemente drückt oder wenn der dreidimensionale Abschnitt bereits von den Aufnahmeelementen entfernt wurde.
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Wie bereits erwähnt, kann die Verformung des Flächenelementes zur Anpassung an die Negativform durch Zuführung von Wärme erleichtert werden. Dadurch lässt sich bei Kunststoffen die Biegesteifigkeit von Kunststoffen sowie die Elastizität erheblich mindern, so dass ein aus einem solchen Material hergestelltes Flächenelement relativ leicht verformbar ist.
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Die Fixierung der geänderten Form des Flächenelementes kann, insbesondere wenn Wärme zur Unterstützung der Verformung genutzt wurde, durch Abkühlung des Flächenelementes erfolgen. Diese Abkühlung kann zum Beispiel mittels einer Fluidströmung über das Flächenelement erzeugt werden, wobei als Fluid Luft oder ein Kühlgas oder auch eine Kühlflüssigkeit wie zum Beispiel Wasser genutzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird außerdem eine Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensional geformten Fläche zur Verfügung gestellt, welche mehrere verschiebbare Anlageelemente zur zumindest punktuellen Herstellung einer Negativform wenigstens eines Abschnittes eines dreidimensionalen Gegenstandes aufweist, wobei die Vorrichtung außerdem eine Unterdruckerzeugungseinrichtung aufweist, mit der auf einer Seite eines in die Negativform eingelegten Flächenelementes ein derartiger Unterdruck erzeugbar ist, dass das Flächenelement durch Formänderung der Negativform anpassbar ist. Das Flächenelement, welches mit der Vorrichtung verformt werden soll, ist dabei insbesondere eine Kunststoffplatte oder eine dicke Folie. Als Material für das Flächenelement kommt zum Beispiel PVC, ABS, Polystyrol, Acrylglas in Frage. Die Flächenelemente aus derartigen Materialien können zum Beispiel eine Dicke zwischen 0,5–5 mm haben.
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Vorteilhafterweise sind die Anlageelemente im Wesentlichen als längsverschiebliche Stifte (auch als Nägel bezeichnet) ausgebildet. Diese Stifte sind vorzugsweise matrixartig angeordnet und bilden somit ein so genanntes Nagelbrett aus. Die Anlageelemente weisen an ihren Oberseiten zur Anlage des Flächenelementes vorzugsweise Spitzen auf, die zur mehrfach punktuellen Ausbildung der Negativform beziehungsweise zur negativen Abbildung der dreidimensionalen Außenkontur des Gegenstandes beziehungsweise seines Abschnittes dienen. In alternativer Ausgestaltung können die Seiten der Anlageelemente, die zur Anlage am Flächenelement dienen, auch als ebene Flächen oder gewölbte Flächen ausgeführt sein. Die Anlageelemente sind bei senkrechter Ausrichtung in ihrer Höhe verschiebbar. Dies ermöglicht eine senkrechte Verschiebung der Anlageelemente bei entsprechender Belastung, wie zum Beispiel durch Auflage eines Gegenstandes beziehungsweise eines seiner Abschnitte. Die Anlageelemente können Längsbohrungen beziehungsweise Kanäle aufweisen, die die Strömung von Fluid ermöglichen, so dass der Raum, der einseitig durch das Flächenelement begrenzt wird, durch diese Kanäle evakuiert werden kann und derart Unterdruck auf einer Seite des Flächenelementes erzeugt wird. Alternativ oder hinzukommend können Kanäle zwischen den Anlageelementen vorhanden sein, durch die Fluid zur Erzeugung des Unterdrucks strömen kann.
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In bevorzugter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens ein Expansionselement aufweist, welches durch Änderung wenigstens eines seiner geometrischen Maße eine Druckkraft auf den Schaft von mehreren Stiften aufbringen kann. Dieses Expansionselement ist in bevorzugter Ausführungsform ein Schlauch, wie zum Beispiel ein Silikonschlauch, welcher zwischen mehreren Stiften verläuft. Dieser Schlauch kann mit einem hydraulischen oder pneumatischen Fluid von innen druckbeaufschlagt werden, so dass er seine radiale Ausdehnung bei Druckerhöhung vergrößert. Aus den Andruckkräften des Schlauches an den Anlageelementen resultieren Reibkräfte, die die Fixierung der Anlageelemente in ihren jeweiligen Positionen und insbesondere in ihren verschobenen Positionen zur Herstellung der Negativform bewirken.
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Zur sicheren Fixierung aller Anlageelemente ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere Schlauchabschnitte umfasst, die einander kreuzen. Die Schlauchabschnitte können Abschnitte eines einzelnen Schlauches sein oder es können mehrere Schläuche sein, die sich kreuzen. Der Schlauch beziehungsweise die mehreren Schlauchabschnitte können mäanderförmig zwischen Anlageelementen verlaufen, um den Umschlingungswinkel an den einzelnen Anlageelementen zu vergrößern und somit den Bereich zu vergrößern, in dem Andruckkräfte und damit Reibkräfte die Fixierung des jeweiligen Anlageelementes bewirken. Bei sich kreuzenden Schläuchen oder Schlauchabschnitten werden im Wesentlichen senkrecht zueinander und in unterschiedlichen Ebenen verlaufende Andruckkräfte auf ein jeweiliges Anlageelement erzeugt, so dass die Sicherheit gegen eine unbeabsichtigte Verschiebung des Anlageelementes vergrößert ist. Durch die von den Schlauchabschnitten beziehungsweise vom Schlauch bewirkten Anlagekräfte an den Anlageelementen lässt sich die erzeugte Negativform fixieren. Bei Auswahl geeigneter Oberflächenbeschaffenheiten wie zum Beispiel Rauheit des Schlauches beziehungsweise der Schäfte der Anlageelemente sowie geeigneter Materialien, die in Kombination einen hohen Reibfaktor bedingen, werden die Anlageelemente derart sicher festgehalten, dass sie trotz Aufbringung von Unterdruck und gegebenenfalls vollständiger Wirkung des Umgebungsdrucks die Negativform aufrechterhalten können. Dadurch lässt sich die erzeugte Negativform gleichzeitig zur Aufnahme des Flächenelementes und zur Formänderung des Flächenelementes verwenden. Um die Verformung des Flächenelementes mit geringerem Zeitaufwand realisieren zu können und/oder um festere Materialien umformen zu können und/oder dickere Flächenelemente umformen zu können, kann die Vorrichtung eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Flächenelementes aufweisen, um die Biegefestigkeit sowie die Elastizität des Flächenelementes zu vermindern und somit das Formänderungsvermögen des Flächenelementes zu vergrößern.
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In weiterer Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Kühleinrichtung umfassen, um ein verformtes Flächenelement zu kühlen und derart die umgeformte Form des Flächenelementes zu fixieren.
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Außerdem wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Werkzeugaufnahmebehältern zur Verfügung gestellt, deren dreidimensional verformten Bereiche zumindest Abschnitten von dreidimensionalen Werkzeugen angepasst sind. Das heißt, dass die erzeugten dreidimensionalen Formen im Flächenelement komplementär zu dreidimensionalen Abschnitten von Werkzeugen ausgestaltet sind.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigt die einzige 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensionalen Fläche. Aus der 1 ist ein Rahmen 10 ersichtlich, in dem mehrere Anlageelemente 20 in einem Gitterrost 30 geführt sind. Aus Gründen der verbesserten Übersichtlichkeit ist die Vorrichtung nur zweidimensional dargestellt. In bevorzugter Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch matrixartig angeordnete Anlageelemente 20 auf, die nebeneinander angeordnet eine Fläche ausbilden. Die Anlageelemente 20 weisen an ihrer Oberseite jeweils einen Anlagepunkt 21 auf, auf dem ein Flächenelement 50 im verformten Zustand, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, jeweils zur Anlage kommt. Mit dem Schaft 22 eines jeden Anlageelementes 20 ist dieses in einem Gitterrost 30 geführt. Im Gitterrost 30 ist, wie dargestellt, ein Expansionselement 60 integriert. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Anordnung des Expansionselementes 60 im Gitterrost 30 eingeschränkt, sondern das Expansionselement 60 kann auch oberhalb des Gitterrostes 30 angeordnet sein, so dass es bei Ausdehnung und Aufbringung einer senkrechten Kraft auf den Schaft 22 des Anlageelementes 20 eine Absenkung des Anlageelementes 20 verhindern kann.
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Ebenfalls zur besseren Übersichtlichkeit sind die Expansionselemente 60 nur im Schnitt dar gestellt. Die Erfindung ist aber nicht auf die dargestellte Anordnung der Expansionselemente 60 eingeschränkt, sondern es kann auch vorgesehen sein, das oder die Expansionselemente 60 zusätzlich senkrecht zu den dargestellten Expansionselementen 60 an den Anlageelementen 20 vorbei zu führen und/oder gegebenenfalls mäanderförmig um diese teilweise herum zu führen. Das Expansionselement 60 ist vorzugsweise ein Schlauch, wie er in zusammengedrückter Form in der 1 ersichtlich ist. Bei Erhöhung des Innendruckes im Schlauch ist dieser bestrebt, seine Breite zu vergrößern und bewirkt demzufolge eine Anpresskraft auf den Schaft 22 eines jeweiligen Anlageelementes 20. Je nach Ausgestaltung der Oberfläche des Schaftes 22 beziehungsweise des Expansionselementes 60 und der einander kontaktierenden Materialien wird entsprechend der Andruckkraft eine Reibkraft auf das Anlageelement 20 bewirkt, die eine Verschiebung des Anlageelementes 20 verhindert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 70, mit der ein Unterdruck erzeugbar ist, so dass, bei Auflage eines Flächenelementes an den Anlageelementen 20, lediglich der Umgebungsdruck auf der den Anlageelementen gegenüber liegenden Seite auf das Flächenelement wirkt und das Flächenelement dementsprechend verformt.
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Zur Rückstellung der Anlageelemente 20 in eine Ausgangsposition zur erneuten Aufnahme eines Gegenstandes beziehungsweise eines seiner Abschnitte zwecks Erzeugung einer Negativform umfasst die Vorrichtung einen Schieber 80, der in der dargestellten Pfeilrichtung gegen die Unterseiten der Anlageelemente 20 drücken kann und die Anlageelemente 20 dadurch auf eine gleichmäßige Höhe einstellen kann.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in der 1 dargestellten Vorrichtung beschrieben. Es wird ein Gegenstand beziehungsweise ein dreidimensionaler Abschnitt 1 des Gegenstandes auf im Wesentlichen in einer Höhe angeordnete Anlageelemente 20 aufgelegt, so dass sich die Anlageelemente 20 unter Gewichtskraft des Gegenstandes beziehungsweise seines dreidimensionalen Abschnittes 1 und/oder aufgrund einer weiteren, in Richtung des translatorischen Freiheitsgrades der Verschiebung der Anlageelemente 20 wirkenden Kraft zum Beispiel in Positionen verschieben, die in der 1 ersichtlich sind. Dadurch wird die mit gestrichelter Linie dargestellte Negativform 40 des dreidimensionalen Abschnittes erzeugt. Das heißt, dass die Anlageelemente 20 in mehreren Punkten ein negatives Abbild der dreidimensionalen Form des dreidimensionalen Abschnittes 1 ausbilden. Durch die Betätigung des oder der Expansionselemente 60 werden die Anlageelemente 20 durch Klemm- und/oder Reibkräfte in ihren jeweiligen Positionen fixiert. Dadurch wird die Negativform fixiert. Anschließend kann in die Vorrichtung ein Flächenelement 50 eingelegt werden, welches bei Erzeugung eines Unterdrucks mittels der Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 durch den wirkenden Umgebungsdruck der Form der Negativform 40 angepasst wird, wie es ebenfalls durch die gestrichelte Linie entlang der Anlagepunkte 21 der Anlageelemente 20 verdeutlicht ist. Das heißt, dass die Einrichtung zur Erfassung der dreidimensionalen Kontur eines Gegenstandes beziehungsweise eines seiner Abschnitte gleichzeitig dafür genutzt wird, ein Formelement entsprechend dieser Negativform zu verformen. Gegebenenfalls kann die Verformung unter Zuhilfenahme von Wärmezufuhr erleichtert werden.
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In alternativer Ausgestaltung wird statt der Erzeugung eines Unterdrucks auf der den Anlageelementen 20 gegenüber liegenden Seite des Flächenelementes 50 ein Überdruck erzeugt, der ebenfalls die Anpassung des Flächenelementes 50 an die Negativform 40 realisiert. In besonderer Ausgestaltung wirkt sowohl ein Unterdruck auf der Seite der Anlageelemente als auch ein Überdruck, der größer ist als der Umgebungsdruck, auf der den Anlageelementen 20 gegenüber liegenden Seite des Flächenelementes 50 auf dieses Flächenelement 50.
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Nach Erzeugung der gewünschten dreidimensionalen Formelemente im Flächenelement 50 ist die erzeugte Form zu fixieren, so dass das Flächenelement die erzeugten Formelemente beibehält. Dazu kann gegebenenfalls eine Abkühleinrichtung genutzt werden, die – insbesondere bei Verwendung von Kunststoff als Flächenelement – eine Verringerung des Formänderungsvermögens des Flächenelementes 50 bewirkt, so dass das verformte Flächenelement 50 in seiner Form erstarrt und aus der Negativform 40 herausgenommen werden kann.
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Vorzugsweise werden mehrere Gegenstände beziehungsweise Werkzeuge beziehungsweise dreidimensionale Abschnitte 1 von einem oder mehreren Werkzeugen in der Vorrichtung aufgenommen und dementsprechende Negativformen erzeugt, um entsprechend den mehreren Negativformen 40 mehrere Formelemente im Flächenelement 50 zu erzeugen.
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Nach erfolgter Herstellung des verformten Flächenelementes 50 lassen sich die Anlageelemente 20 durch die Betätigung des Schiebers 80 wieder in ihre Ausgangsposition zurückschieben. Dazu ist selbstverständlich das Expansionselement 60 zu entlasten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- dreidimensionaler Abschnitt
- 10
- Rahmen
- 20
- Anlageelement
- 21
- Anlagepunkt
- 22
- Schaft
- 30
- Gitterrost
- 40
- Negativform
- 50
- Flächenelement
- 60
- Expansionselement
- 70
- Unterdruckerzeugungseinrichtung
- 80
- Schieber
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2821247 A1 [0005]
- US 2007/0056178 A1 [0006]
