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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Pressformkörpers, mit zumindest einer ersten Formschicht, wobei die Vorrichtung eine obere Stempelanordnung und eine untere Stempelanordnung, mit jeweils zumindest einer Stempeleinheit, und ein Formwerkzeug aufweist, wobei die Stempeleinheit zumindest ein Stempelwerkzeug aufweist, wobei die Stempelwerkzeuge in einer Matrize des Formwerkzeugs axial gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind, derart, dass mittels der Stempelwerkzeuge Formsegmente in dem Formwerkzeug ausbildbar sind, wobei die Vorrichtung eine Fülleinrichtung aufweist, wobei mittels der Fülleinrichtung die Matrize mit Formmaterial befüllbar ist.
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Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind hinreichend bekannt und werden regelmäßig zur Herstellung von einschichtigen und mehrschichtigen Pressformkörpern jeglicher Art genutzt. Ein Pressformkörper kann beispielsweise eine Kohlebürste oder auch ein aus einem anderen Formmaterial, wie beispielsweise Metallpulver, hergestellter Körper sein. Wesentlich ist, dass der Pressformkörper zumindest zwei unterscheidbare Formschichten aufweist. So kann beispielsweise eine Kohlebürste eine Formschicht aus Graphit mit einem Kupferanteil und eine weitere Formschicht aus Graphit mit einem Silberanteil aufweisen. Das Formmaterial liegt regelmäßig als ein Pulvergemisch vor und wird gegebenenfalls unter Einsatz eines Binders in der Vorrichtung gepresst. Auch kann es vorgesehen sein, den Pressformkörper nach dem Pressen einer Wärmebehandlung, wie beispielsweise Sintern, zu unterziehen.
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Aus der
DE 10 2006 006 313 A1 ist eine Presse zur Herstellung einer mehrschichtigen Kohlebürste bekannt. Die Presse weist ein Formwerkzeug auf, in dem eine einzelne Matrize ausgebildet ist, wobei in der Matrize Stempelwerkzeuge einer oberen und einer unteren Stempeleinheit axial gegeneinander verschiebbar angeordnet sind. Zur Herstellung des Pressformkörpers ist es vorgesehen, zunächst ein erstes und dann ein zweites Formsegment mit unterschiedlichen Formmaterialien zu füllen und danach den Pressformkörper durch Pressen des Formmaterials in der Matrize auszubilden.
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Nachteilig sind hier insbesondere die begrenzten Produktionskapazitäten einer derartigen Presse, da hier eine Pressgeschwindigkeit aufgrund einer Masse der Stempelwerkzeuge begrenzt ist. So können derzeit bei einem wirtschaftlich vertretbaren Maschineneinsatz maximal 25 bis 100 Hübe pro Minute erreicht werden. Weiter ist es bekannt bei mehrschichtigen Pressformkörpern bzw. Kohlebürsten eine Isolationsschicht zwischen einer ersten Formschicht und einer zweiten Formschicht auszubilden. Dies kann dadurch erfolgen, dass zwischen der ersten Formschicht und der zweiten Formschicht eine dielektrische Folie als eine Trennschicht angeordnet wird. Das Einbringen der Folie erfordert jedoch dann zwei Hübe der Presse je Pressformkörper, da die unterschiedlichen Formmaterialien in einer Abfolge und unter Zwischenlage der Folie in die Matrize eingefüllt werden müssen. Insbesondere kann hier vorgesehen sein, die Folie mit dem Stempelwerkzeug auszustanzen. Die Herstellung eines derartigen Pressformkörpers ist aufgrund der erforderlichen Anzahl von Hüben bei einer begrenzten Pressgeschwindigkeit kostenaufwendig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, eine Verwendung einer Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Pressformkörpers vorzuschlagen, die bzw. das eine kostengünstige Herstellung von Pressformkörpern in hoher Stückzahl ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Verwendung einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Pressformkörpers, mit zumindest einer ersten Formschicht, weist eine obere Stempelanordnung und eine untere Stempelanordnung, mit jeweils zumindest einer Stempeleinheit, und ein Formwerkzeug auf, wobei die Stempeleinheit zumindest ein Stempelwerkzeug aufweist, wobei die Stempelwerkzeuge in einer Matrize des Formwerkzeugs axial gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind, derart, dass mittels der Stempelwerkzeuge Formsegmente in dem Formwerkzeug ausbildbar sind, wobei die Vorrichtung eine Fülleinrichtung aufweist, wobei mittels der Fülleinrichtung die Matrize mit Formmaterial befüllbar ist, wobei die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung jeweils eine Vielzahl von kreisringförmig angeordneten Stempeleinheiten aufweist, wobei das Formwerkzeug als eine Matrizenplatte ausgebildet ist und zusammen mit den Stempeleinheiten einen Rotor ausbildet, der um eine Achse drehbar ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung eine Zuführeinrichtung aufweist, wobei mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor eine Folie, zwischenliegend einem Stempelwerkzeug und einer in der Matrizenplatte ausgebildeten Matrize, zuführbar ist, wobei mittels der Folie eine Schicht an der ersten Formschicht ausbildbar ist.
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Das als Matrizenplatte ausgebildete Formwerkzeug liegt demnach zwischen den jeweils kreisringförmig angeordneten Stempeleinheiten der oberen und unteren Stempelanordnung, wobei die Stempeleinheiten zusammen mit der Matrizenplatte um die Achse rotieren können. In der Matrizenplatte ist ebenfalls eine Vielzahl von Matrizen kreisringförmig angeordnet und so ausgebildet, dass zumindest zwei gegenüberliegende Stempelwerkzeuge bzw. ein Stempelwerkzeugpaar in einer zugeordneten Matrize des Formwerkzeugs axial gegeneinander verschiebbar sind. Ein Stempelwerkzeug einer Stempeleinheit der oberen Stempelanordnung und ein Stempelwerkzeug einer Stempeleinheit der unteren Stempelanordnung sind dann so in der Matrize bewegbar, dass diese miteinander korrespondieren und ein Formsegment in der Matrize ausbilden können. So kann dann das Formsegment mittels der Fülleinrichtung mit Formmaterial befüllt werden, wobei nach dem Befüllen die Folie mittels der Zuführeinrichtung zwischen dem Stempelwerkzeug und der Matrizenplatte bzw. Matrize angeordnet wird. Mittels eines Hubs des Stempelwerkzeugs kann die Folie ausgeschnitten bzw. gestanzt und die erste Formschicht gepresst werden. Die Folie bildet demnach die Schicht an der ersten Formschicht aus. Prinzipiell kann es sich bei dem Formmaterial um jedes beliebige Material handeln, welches in einer derartigen Presse verarbeitbar ist. Vorzugsweise liegt das Formmaterial in Granulatform oder Pulverform bzw. als ein Pulvergemisch oder Granulatgemisch vor, wobei zur Ausbildung der ersten Formschicht und weiteren Formschichten das gleiche Formmaterial oder aber auch unterschiedliche Formmaterialien eingesetzt werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Formmaterial um Graphitpulver mit beispielsweise einem Metallpulveranteil, wobei jedoch auch ausschließlich Metallpulver als Formmaterial verwendbar ist. Bei der Folie zur Ausbildung der Schicht kann es sich um eine dielektrische Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie handeln, wobei prinzipiell auch jede andere Art von folienähnlichen Materialien unabhängig von ihrer elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden können. Beispielsweise kann auch eine elektrisch leitende Schicht aus einer Metallfolie ausgebildet werden. Auch ist es denkbar, einen Pressformkörper mit mehr als zwei Formschichten und gegebenenfalls auch mehreren Schichten mittels der Vorrichtung herzustellen.
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Dadurch dass die Stempeleinheiten der oberen Stempelanordnung und die Stempeleinheiten der unteren Stempelanordnung zusammen mit der Matrizenplatte als Rotor um die Achse drehbar sind, kann während einer Drehbewegung des Rotors die zuvor beschriebene Befüllung der Formsegmente, die Zuführung der Folie und das Pressen der Formschichten durch eine Relativbewegung der Stempeleinheiten während einer einzelnen Drehung des Rotors um 360° oder weniger erfolgen. Eine Pressgeschwindigkeit ist dann nicht mehr abhängig von einem Takt einer Presse, sondern von einer möglichen Rotationsgeschwindigkeit des Rotors. Da der Rotor kontinuierlich rotiert, ist für die Stempeleinheiten auch kein Takt mehr vorgesehen, sondern die Stempeleinheiten werden in Abhängigkeit ihrer Position relativ bezogen auf eine Umdrehung des Rotors bewegt bzw. positioniert. Die Fülleinrichtung sowie die Zuführeinrichtung sind hingegen stationär gegenüber einer Rotation des Rotors angeordnet. In Abhängigkeit einer Anzahl der Stempeleinheiten und einer Anzahl von Umdrehungen des Rotors pro Minute können dann eine Vielzahl von Pressformkörpern kostengünstig hergestellt werden.
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Die Stempeleinheiten der oberen Stempelanordnung können jeweils eine Niederhalteeinrichtung aufweisen, wobei mittels der Niederhalteeinrichtung die Folie oberhalb der Matrize an der Matrizenplatte fixierbar sein kann. Die Niederhalteeinrichtung kann beispielsweise eine rahmenartige Platte aufweisen, die ein Stempelwerkzeug umgibt und mittels einer Feder auf die Matrizenplatte eine Anpresskraft ausüben kann. Die Niederhalteeinrichtung kann alternativ auch in Form von mehreren stab- oder plattenförmigen, federkraftbeaufschlagten Niederhaltern ausgebildet sein. Die Niederhalteeinrichtung kann so ausgebildet sein, dass die Folie zwischen die Niederhalteeinrichtung und die Matrizenplatte geführt und dann durch ein Absenken der Stempeleinheit in Richtung der Matrizenplatte an der Matrizenplatte fixiert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Stempelwerkzeug dann noch nicht mit der Folie in Kontakt gelangt. Zumindest kann bei einer Abwärtsbewegung des Stempelwerkzeugs in Richtung der Matrize und kurz vor Erreichen der Matrize die Niederhalteeinrichtung die Folie an der Matrizenplatte fixieren, so dass das Stempelwerkzeug die Folie stanzen und so die Schicht ausbilden kann. Durch die Niederhalteeinrichtung wird ein Verrutschen der Folie in Folge des Stanzens verhindert und die Folie kann mit einer Rotationsbewegung des Rotors mitgeführt werden.
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In einer Ausführungsform kann die Folie ein Folienband sein, welches mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor tangential zuführbar ist. Durch die tangentiale Zuführung kann das Folienband dann in die Rotationsbewegung des Rotors bzw. in den Rotor eingeführt werden. Die tangentiale Zuführung ermöglicht auch eine taktunabhängige Zuführung des Folienbandes, da das Folienband mit zumindest einer Matrize vollständig überlappen kann. Auch kann vorgesehen sein, dass das Folienband ein Stück weit mit der Rotationsbewegung des Rotors mitgeführt wird. Dies wird dann möglich, wenn das Folienband mittels einer Niederhalteeinrichtung an der Matrizenplatte fixierbar ist.
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Das Folienband kann mittels einer Mehrzahl von Stempeleinheiten der oberen Stempelanordnung an der Matrizenplatte so fixierbar sein, dass das Folienband zumindest abschnittsweise in einem Kreisbogen an der Matrizenplatte einer Drehbewegung des Rotors folgen kann. Gleichwohl ist eine tangentiale Zuführung und Abführung des Folienbandes am Rotor möglich. Beispielsweise können einige der betreffenden Stempeleinheiten das Folienband an der Matrizenplatte vor, während und nach einem Stanzen des Folienbandes mit einem Stempelwerkzeug an der Matrizenplatte fixieren. Durch das kreisbogenförmige Mitführen des Folienbandes an der Matrizenplatte wird auch eine vollständige Überdeckung mehrerer Matrizen mit dem Folienband möglich. Die Zuführeinrichtung kann weiter eine Ablaufrolle und eine Aufwickelrolle für das Folienband aufweisen.
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Um ein unerwünschtes Knicken oder Überlappen des Folienbandes bei einer tangentialen Zuführung zu verhindern, kann die Zuführeinrichtung Prägeelemente zum einseitigen Stauchen des Folienbands aufweisen. Die Prägeelemente können beispielsweise eine oder zwei Walzen sein, zwischen denen das Folienband hindurchläuft. Das einseitige Stauchen des Folienbands kann so erfolgen, dass das Folienband im Bereich einer Seitenkante quer zu einer Längsrichtung des Folienbandes mittels der Prägeelemente gefaltet oder gekräuselt wird. Das einseitige Stauchen des Folienbandes kann abschnittsweise erfolgen, so dass gestauchte Bereiche des Folienbandes jeweils zwischenliegend zweier Matrizen an der Matrizenplatte angeordnet sein können. Insgesamt kann so sicher verhindert werden, dass im Bereich einer Matrize das Folienband knickt oder Falten wirft.
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Ergänzend oder alternativ kann eine Mehrzahl von parallel angeordneten und jeweils Stempelwerkzeugen zugeordneten Folienbändern mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor tangential zuführbar sein. Eine Gefahr eines Knickens oder Faltens des Folienbands im Bereich einer Matrize kann dadurch verhindert werden, dass das Folienband möglichst schmal ist. Dies kann durch eine Verwendung von mehreren relativ zueinander parallel angeordneten Folienbändern ermöglicht werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass entsprechend einer Anzahl von Matrizen bzw. Stempelwerkzeugen, die einer Stempeleinheit zugeordnet sind, eine entsprechende Anzahl Folienbänder Verwendung finden.
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Die Zuführeinrichtung kann Schneidelemente zum Trennen eines Folienbandes in parallele Teilfolienbänder aufweisen. Die Schneidelemente können Messer oder Walzen sein, die Schneiden zum Trennen des Folienbandes aufweisen. So wird es möglich, auch ein vergleichsweise breites Folienband mittels der Zuführeinrichtung an den Rotor heranzuführen. Das Folienband lässt sich dann auch einfacher handhaben und transportieren.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Folie ein Folienbogen sein, welcher mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor tangential zuführbar ist. Der Folienbogen kann mittels der Zuführeinrichtung zwischen der oberen Stempelanordnung und der Matrizenplatte, eine Matrize vollständig abdeckend, an dem Rotor platziert werden. Der Folienbogen kann auch durch abschnittsweises Durchtrennen eines Folienbandes hergestellt werden. Wesentlich ist jedoch auch hier, dass der Folienbogen dem Rotor tangential zugeführt wird, wenn dieser sich kontinuierlich bewegt.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Folienbogen mittels eines Förderbandes der Zuführeinrichtung einer Saugeinrichtung der oberen Stempelanordnung zuführbar ist. Beispielsweise kann das Förderband relativ zu dem Rotor tangential angeordnet sein und der oberen Stempelanordnung kontinuierlich Folienbögen zuführen. Die auf dem Förderband befindlichen Folienbögen können mittels der Saugeinrichtung von jeweils einer Stempeleinheit der oberen Stempelanordnung erfasst werden. Die Saugeinrichtung kann so ausgebildet sein, dass an jeder Stempeleinheit der oberen Stempelanordnung ein Folienbogen durch Ansaugen fixiert werden kann. Beispielsweise kann die Saugeinrichtung an einem Niederhalter einer Stempeleinheit angeordnet oder ausgebildet sein, wobei mittels der Saugeinrichtung ein Vakuum zum Ansaugen von Folienbögen erzeugt werden kann.
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Die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung können jeweils 10 bis 30, vorzugsweise bis zu 100 Stempeleinheiten, besonders bevorzugt 24 Stempeleinheiten aufweisen, wobei die Matrizenplatte eine übereinstimmende Anzahl an mit den Stempeleinheiten korrespondierenden Matrizen bzw. Matrizenanordnungen aufweisen kann. Die Matrizenplatte kann demnach auch je einem gegenüberliegenden Paar von Stempeleinheiten eine Mehrzahl von Matrizen, die diesen Stempeleinheiten zugeordnet sind, aufweisen. So wird es möglich, mit einem Paar von Stempeleinheiten bzw. einem Stempeleinheitenpaar entsprechend der Anzahl von zugeordneten Matrizen oder einer Matrizenanordnung eine entsprechende Anzahl Pressformkörper gleichzeitig zu pressen. Bei beispielsweise 24 Paaren von Stempeleinheiten, gebildet aus einer Stempeleinheit der oberen Stempelanordnung und einer Stempeleinheit der unteren Stempelanordnung, und jeweils drei zugeordneten Matrizen je Paar können bei einer Drehzahl von 50 U/min des Rotors 216.000 Pressformkörper pro Stunde produziert werden.
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Die Vorrichtung kann auch zur Herstellung eines mehrschichtigen Pressformkörpers, mit der ersten Formschicht und zumindest einer zweiten Formschicht ausgebildet sein. Dann können die Stempelwerkzeuge nach dem Pressen der ersten Formschicht so angeordnet werden, dass ein weiteres Formsegment in der Matrize angeordnet bzw. ausgebildet wird, welches mit dem Formmaterial mittels der Fülleinrichtung befüllt werden kann. Durch ein erneutes Pressen mit dem Stempelwerkzeug kann dann eine zweite Formschicht ausgebildet werden.
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Die Vorrichtung kann eine erste Fülleinrichtung aufweisen, wobei mittels der ersten Fülleinrichtung ein in der Matrize ausgebildetes erstes Formsegment mit Formmaterial zur Ausbildung der ersten Formschicht befüllbar sein kann, wobei die Vorrichtung eine zweite Fülleinrichtung aufweisen kann, wobei mittels der zweiten Fülleinrichtung ein in der Matrize ausgebildetes zweites Formsegment mit Formmaterial zur Ausbildung der zweiten Formschicht befüllbar sein kann. Die erste Fülleinrichtung kann beispielsweise an dem Rotor unmittelbar gegenüber der zweiten Fülleinrichtung angeordnet sein, wobei zwischenliegend der Fülleinrichtungen die Zuführeinrichtung angeordnet sein kann, so dass zunächst eine Befüllung des ersten Formsegments, dann die Ausbildung der Schicht mittels der Folie und nachfolgend die Befüllung des zweiten Formsegments erfolgen kann. Zur Ausbildung weiterer Formschichten kann eine Anordnung weiterer Fülleinrichtungen am Rotor vorgesehen sein.
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Demnach kann die Zuführeinrichtung in Rotationsrichtung des Rotors nach der ersten Fülleinrichtung und vor der zweiten Fülleinrichtung an dem Rotor angeordnet sein.
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Die Schicht kann dann als eine Trennschicht zwischen der ersten Formschicht und der zweiten Formschicht ausgebildet werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Schicht als eine Deckschicht ausgebildet werden. So kann der Pressformkörper alleine eine einzelne oder zwei äußere Deckschichten aufweisen. Zusätzlich können, wenn mehrere Formschichten ausgebildet werden, eine oder auch mehrere Trennschichten vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung kann weiter eine Ablaufeinrichtung aufweisen, wobei mittels der Ablaufeinrichtung Pressformkörper von dem Rotor abführbar sein können. Die Pressformkörper können beispielsweise durch eine Bewegung des Stempelwerkzeugs einer Stempeleinheit der unteren Stempelanordnung relativ zur Matrizenplatte aus der Matrize nach oben hin ausgeworfen werden. Die Ablaufeinrichtung kann dann die ausgeworfenen Pressformkörper, welche infolge der Rotation des Rotors in Bewegung sind, auffangen, und von dem Rotor wegfördern. Die Ablaufeinrichtung kann beispielsweise ein Förderband sein, welches die Pressformkörper zur weiteren Verwendung oder Bearbeitung transportiert. Die Ablaufeinrichtung kann auch ein an die Matrizenplatte angepasstes Blech oder ein trichterförmiges Blech aufweisen, in welches die Pressformkörper hineinlaufen. Die Ablaufeinrichtung kann nach oder zwischen einer ersten Fülleinrichtung und ggf. einer zweiten Fülleinrichtung in Rotationsrichtung des Rotors in Rotationsrichtung nachfolgend der zweiten Fülleinrichtung angeordnet sein.
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Die Stempeleinheit kann eine Vielzahl von Stempelwerkzeugen aufweisen. Die Vielzahl von Stempelwerkzeugen richtet sich dabei vorzugsweise nach einer Anzahl von Matrizen, die einer Stempeleinheit zugeordnet sein können.
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Vorzugsweise kann der Rotor als eine Rundläuferpresse ausgebildet sein. Erst dadurch, dass der Rundläuferpresse mittels der Zuführeinrichtung eine Folie zuführbar ist, wird es möglich mit der Rundläuferpresse Pressformkörper mit einer Deckschicht oder Trennschicht auszubilden.
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Erfindungsgemäß ist die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Herstellung eines Pressformkörpers, mit zumindest einer ersten Formschicht, und einer an der ersten Formschicht mittels einer Folie ausgebildeten Schicht vorgesehen. Hinsichtlich der vorteilhaften Wirkungen der erfindungsgemäßen Verwendung wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Verwendung ergeben sich aus den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Pressformkörpers, mit zumindest einer ersten Formschicht, mittels einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine obere Stempelanordnung und eine untere Stempelanordnung, mit jeweils zumindest einer Stempeleinheit aufweist, werden Stempelwerkzeuge der Stempeleinheiten in einer Matrize eines Formwerkzeugs der Vorrichtung axial gegeneinander verschoben, wobei mittels der Stempelwerkzeuge Formsegmente in dem Formwerkzeug ausgebildet werden, wobei mittels einer Fülleinrichtung der Vorrichtung die Matrize mit Formmaterial befüllt wird, wobei die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung jeweils eine Vielzahl von kreisringförmig angeordneten Stempeleinheiten aufweist, wobei das Formwerkzeug als eine Matrizenplatte ausgebildet ist und zusammen mit den Stempeleinheiten einen Rotor ausbildet, der um eine Achse gedreht wird, wobei mittels einer Zuführeinrichtung der Vorrichtung dem Rotor eine Folie, zwischenliegend einem Stempelwerkzeug und einer in der Matrizenplatte ausgebildeten Matrize, zugeführt wird, wobei mittels der Folie eine Schicht an der ersten Formschicht ausgebildet wird. Hinsichtlich der vorteilhaften Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen.
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Während einer Drehung des Rotors kann mittels einer ersten Fülleinrichtung der Vorrichtung ein in der Matrize ausgebildetes erstes Formsegment mit Formmaterial zur Ausbildung der ersten Formschicht befüllt werden, wobei mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor die Folie tangential zugeführt und mittels einer Niederhalteeinrichtung der Stempeleinheiten der oberen Stempelanordnung an der Matrizenplatte fixiert werden kann, wobei die erste Formschicht und die Schicht als eine Trennschicht durch Pressen des Formmaterials zum Stanzen der Folie mit dem Stempelwerkzeug ausgebildet werden kann, wobei mittels einer zweiten Fülleinrichtung der Vorrichtung ein in der Matrize ausgebildetes zweites Formsegment mit Formmaterial zur Ausbildung der zweiten Formschicht befüllt werden kann, wobei die zweite Formschicht durch Pressen des Formmaterials mit dem Stempelwerkzeug ausgebildet werden kann.
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Alternativ kann während einer Drehung des Rotors kann mittels einer ersten Fülleinrichtung der Vorrichtung ein in der Matrize ausgebildetes erstes Formsegment mit Formmaterial zur Ausbildung der ersten Formschicht befüllt werden, wobei mittels der Zuführeinrichtung dem Rotor die Folie tangential zugeführt und mittels einer Niederhalteeinrichtung der Stempeleinheiten der oberen Stempelanordnung an der Matrizenplatte fixiert werden kann, wobei die erste Formschicht und die Schicht als eine Deckschicht durch Pressen des Formmaterials zum Stanzen der Folie mit dem Stempelwerkzeug ausgebildet werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
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2 die Vorrichtung in einer zweiten perspektivischen Ansicht;
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3 die Vorrichtung in einer dritten perspektivischen Ansicht;
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4 die Vorrichtung in einer vierten perspektivischen Ansicht;
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5 die Vorrichtung in einer perspektivischen Detailansicht;
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6 die Vorrichtung in einer zweiten perspektivischen Detailansicht;
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7 die Vorrichtung in einer dritten perspektivischen Detailansicht;
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8 die Vorrichtung in einer vierten perspektivischen Detailansicht;
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9 die Vorrichtung in einer fünften perspektivischen Detailansicht;
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10 die Vorrichtung in einer sechsten perspektivischen Detailansicht;
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11 die Vorrichtung in einer siebten perspektivischen Detailansicht;
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12 die Vorrichtung in einer achten perspektivischen Detailansicht;
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13 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung in einer perspektivischen Detailansicht;
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14 die Vorrichtung aus 13 in einer zweiten perspektivischen Detailansicht;
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15 die Vorrichtung aus 13 in einer dritten perspektivischen Detailansicht;
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16 die Vorrichtung aus 13 in einer vierten perspektivischen Detailansicht;
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17 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung einer perspektivischen Detailansicht;
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18 die Vorrichtung aus 16 in einer zweiten perspektivischen Detailansicht;
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19 eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung in einer perspektivischen Detailansicht;
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20 die Vorrichtung aus 18 in einer zweiten perspektivischen Detailansicht;
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21 eine fünfte Ausführungsform einer Vorrichtung in einer perspektivischen Detailansicht;
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22 die Vorrichtung aus 20 in einer zweiten perspektivischen Detailansicht.
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Eine Zusammenschau der 1 bis 12 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines mehrschichtigen Pressformkörpers 11 in verschiedensten Ansichten. Die Vorrichtung 10 ist hier zur besseren Veranschaulichung vereinfacht dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine obere Stempelanordnung 12 und eine untere Stempelanordnung 13 sowie ein Formwerkzeug 14 auf. Die obere Stempelanordnung 12 weist 24 Stempeleinheiten 15 und die untere Stempelanordnung 13 24 Stempeleinheiten 16 mit jeweils drei rechteckigen Stempelwerkzeugen 17 auf. Das Formwerkzeug ist als eine Matrizenplatte 18 mit darin ausgebildeten und jeweils mit den Stempelwerkzeugen 17 übereinstimmenden Matrizen 19 ausgebildet. Die Stempeleinheiten 15 und 16 sind jeweils entlang einer Längsachse 20 längsbeweglich in einer hier nicht dargestellten Stempelführung mit ihrem Stempelschaft 21 gehaltert. An einem Ende 22 des Stempelschafts 21 ist jeweils eine Rolle 23 drehbar gelagert, wobei die Rollen 23 an hier nicht dargestellten ringförmigen Kurvenscheiben abwälzen, so dass die Stempeleinheiten 15 und 16 in die hier dargestellten Positionen gelangen. Die Stempeleinheiten 15 und 16 bilden zusammen mit der Matrizenplatte 18 einen Rotor 24 aus, der um eine Achse 25 drehbar ist. Ein Umlaufen des Rotors 24 bewirkt folglich eine fortlaufende Bewegung der Stempeleinheiten 15 und 16 bzw. eine Verschiebung der Stempelwerkzeuge 17 relativ zu den Matrizen 19. Jeweils eine Stempeleinheit 15 und eine Stempeleinheit 16 bilden ein korrespondierendes Stempeleinheitenpaar 26, welches den drei Matrizen 19 zugeordnet ist.
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Die Vorrichtung 10 umfasst weiter eine erste Fülleinrichtung 27, mit der ein erstes Formmaterial 28 in ein erstes Formsegment 29, welches in der Matrize 19 durch eine Positionierung des Stempelwerkzeugs 17 ausgebildet ist, eingefüllt wird. Weiter umfasst die Vorrichtung 10 eine Zuführeinrichtung 30, mittels der eine Folie 31 in Form eines Folienbands 32 dem Rotor 24 zu- und abgeführt werden kann. In Drehrichtung des Rotors 24 folgt auf die Zuführeinrichtung 30 eine zweite Fülleinrichtung 33, mit der ein zweites Formmaterial 34 in ein in der Matrize 19 durch eine Positionierung des Stempelwerkzeugs 17 ausgebildetes zweites Formsegment 35 eingefüllt wird. Nachfolgend der zweiten Fülleinrichtung 33 und vor der ersten Fülleinrichtung 27 ist eine Ablaufeinrichtung 36 an dem Rotor 34 angeordnet, wobei die Ablaufeinrichtung aus einer Blechschiene 37 zur Aufnahme der aus den Matrizen 19 ausgestoßenen Pressformkörper 11 ausgebildet ist.
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Eine Zusammenschau der 5 bis 12 zeigt näher einen Verfahrensablauf zur Herstellung des mehrschichtigen Pressformkörpers 11. Zunächst werden die Stempelwerkzeuge 17 im Bereich der ersten Fülleinrichtung 27, die hier nur schematisch als ein Kasten 38 mit einer Materialzuleitung 39 dargestellt ist, in den Matrizen 19 so weit abgesenkt, dass das erste Formsegment 29 ausgebildet wird. Über die mit dem ersten Formmaterial 28 befüllten Matrizen 19 wird in tangentialer Richtung relativ zu dem Rotor 24 das Folienband 32 herangeführt. Die Stempeleinheiten 15 werden dann so weit abgesenkt, dass das Folienband 32 an der Matrizenplatte 18 geklemmt bzw. fixiert wird. So weisen die Stempeleinheiten 15 im Unterschied zu den Stempeleinheiten 16 jeweils Niederhalteeinrichtungen 40 auf. Die Niederhalteeinrichtung 40 ist aus einem die Stempelwerkzeuge 17 umgebenden Niederhalter 41 mit einer Längsführung 42 in Richtung der Längsachse 20 ausgebildet, wobei die Längsführung 42 eine Federkraft auf den Niederhalter 41 bewirkt. So wird es möglich, die Folienbahnen 32 auf einer Oberfläche 43 der Matrizenplatte 18 zu fixieren und in einen Kreisbogen 44 zu überführen, wobei innerhalb des Kreisbogens 44 jede Matrize 19 vollständig von der Folie 31 abgedeckt ist. Weiter folgt ein Ausstanzen des Folienbands 32 mittels der Stempelwerkzeuge 17, so dass eine hier nicht näher dargestellte Trennschicht aus der Folie 31 ausgebildet und eine hier ebenfalls nicht näher dargestellte erste Formschicht aus dem ersten Formmaterial 28 gepresst wird. Die ausgestanzte Folienbahn 32 wird dann tangential wieder von dem Rotor 24 weggeführt. Das Folienband 32 wird auf hier nicht näher dargestellten Rollen bevorratet.
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Nachfolgend werden gleichzeitig die Stempelwerkzeuge 17 so weit in den jeweiligen Matrizen 19 abgesenkt, dass das zweite Formsegment 35 ausgebildet wird, welches dann mit dem zweiten Füllmaterial 34 an der zweiten Fülleinrichtung 33 befüllt wird. Die zweite Fülleinrichtung 33 ist ebenfalls als ein Kasten 38 mit Materialzuleitungen 39 ausgebildet. Nach dem Befüllen der zweiten Formsegmente 35 erfolgt ein Pressen der hier nicht näher dargestellten zweiten Formschicht mittels einer Bewegung der Stempelwerkzeuge 17 in den Matrizen 19. Die Stempelwerkzeuge 17 der Stempeleinheiten 16 werden so weit nach oben bewegt, dass die Pressformkörper 11 aus den Matrizen 19 ausgestoßen werden. Die Pressformkörper 11 gelangen dann auf die Blechschiene 37 und können einer weiteren Verarbeitung oder Verwendung zugeführt werden.
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Die 13 bis 15 zeigen eine Vorrichtung 45, die hier nur teilweise dargestellt ist, und bei der im Unterschied zu der Vorrichtung in den 1 bis 12 jeweils 12 Stempelwerkzeuge 46 an Stempeleinheiten 47 und 48 angeordnet sind. Einem Stempeleinheitenpaar 49 sind folglich ebenfalls 12 Matrizen 50 zugeordnet. Bei dem hier gezeigten Beispiel werden im Wesentlichen quaderförmige Pressformkörper 51 hergestellt.
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Eine Zusammenschau der 16 und 17 zeigt eine Vorrichtung 52 mit einer Zuführeinrichtung 53, die zwei Walzen 54 mit Prägeelementen 55 zum einseitigen Stauchen eines Folienbands 56 aufweist. Durch das Stauchen wird das Folienband 56 abschnittsweise mehrfach gefaltet, wobei das plane, ungefaltete Folienband 56 mittels der Zuführeinrichtung 53 immer über Matrizen 57 abgelegt wird.
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Die 18 und 19 zeigen eine Vorrichtung 58 mit einer Zuführeinrichtung 59, wobei die Zuführeinrichtung 59 eine Walze 60 mit Schneidelementen 61 aufweist. Die Schneidelemente 61 trennen ein Folienband 62 in drei parallele Folienbänder bzw. Teilfolienbänder 63 auf. Jedes der Teilfolienbänder 63 kann dann eine Reihe 64 von Matrizen 65 abdecken.
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Die 20 und 21 zeigen eine Vorrichtung 66 mit einer Zuführeinrichtung 67, die ein Förderband 68 zur tangentialen Zuführung von Folienbögen 68 aufweist. An einer Niederhalteeinrichtung 70 ist eine hier nicht näher ersichtliche Saugeinrichtung 71 ausgebildet, über die ein Vakuum unterhalb eines Niederhalters 72 der Niederhalteeinrichtung 70 ausgebildet wird. Die Folienbögen 69 können so an dem Niederhalter 72 fixiert und oberhalb Matrizen 73 auf diesen positioniert werden. Nach einem Pressen von Pressformkörpern 74 bzw. Stanzen der Folienbögen 69 können die gestanzten Folienbögen 69 mittels einer Absaugeinrichtung 75 von den Niederhaltern 72 wieder entfernt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006006313 A1 [0003]
