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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug, insbesondere ein Formwerkzeug für ein Zierelement im Fahrzeuginnenraum, konkret ein leichtgewichtiges Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements.
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Stand der Technik
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Ein Zierelement für den Fahrzeuginnenraum umfasst ein Substrat und eine Deckschicht. Das Substrat kann aus einem Verbundmaterial aus Faser (natürliche Faser und synthetische Verbundfaser) und Kunststoff hergestellt sein, während die Deckschicht aus einem Ledermaterial hergestellt ist und eine sichtbare Fläche für ein Zierelement bereitstellt. Eine Form umfasst einen 2D-Blechheiz- und Vorheißpressteil sowie einen 3D-Blechausfonnen- und Rückseiten-Integralspritzgussteil. Der 3D-Teil umfasst eine obere Form und eine untere Form, wobei die obere Form eine Düse bereitstellt, die als Kanal zum Bereitstellen geschmolzenen Kunststoffs ausgebildet ist, sodass der Kunststoff in einen Formhohlraum, der durch die obere und die untere Form in geschlossenem Zustand gebildet wird, eingespritzt wird. Das Substrat und das Ledermaterial der Deckschicht werden nach Erwärmen und Vorpressen auf der 2D-Seite über einen Getriebemechanismus zwischen die obere Form und die untere Form gelegt, wonach an dem durch das Ledermaterial bedeckte Substratblech ein Spritzgussprozess erfolgt. Die Patentschrift
US 2017015032A1 offenbart ein derartiges Zierelement.
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Vor einem Spritzgussprozess weist die Deckschicht, deren Rohstoff ein Blech ist, eine große Ausgangsdicke, beispielsweise 8 bis 10 mm, bei einem derartigen Zierelement auf, sodass nach dem Heizvorgang ein Zusammendrücken bis auf eine geringere Dicke, beispielsweise auf 1,4 bis 1,8 mm, erfolgen soll. Der Spritzgussprozess erfolgt bei beibehaltener Wärme des Bleches. Dabei erfolgen das Heißpressen und das Spritzgießen separat. Zurzeit erfolgt das Heißpressen mittels einer vertikalen Heißpressmaschine und der Spritzgussprozess erfolgt mittels einer von der Heißpressmaschine unabhängigen Spritzgussmaschine.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leichtgewichtiges Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements bereitzustellen, womit die Herstellungsprozessschritte für Zierelemente vereinfacht werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein leichtgewichtiges Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements, das Folgendes umfasst: eine Presse, die einen ersten Teil und einen zweiten Teil, die geöffnet und geschlossen werden können, umfasst, wobei zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil eine Heißpressstation begrenzt wird, in der für ein Blech ein Heiz- und ein 2D-Vorheißpressen-Arbeitsgang erfolgen können, eine Spritzgussform, die einen dritten Teil und einen vierten Teil, die geöffnet und geschlossen werden können, umfasst, wobei zwischen dem dritten Teil und dem vierten Teil eine 3D-Ausformstation für Bleche begrenzt wird, wobei an einem Blech in der 3D-Ausformstation ein Spritzgussprozess durchgeführt werden kann, und ein Fördersystem, das zwei flexible Antriebselemente und ein Rad, das mit dem Antriebselement antriebsmäßig zusammenwirkt, umfasst, wobei die zwei flexiblen Antriebselemente derart eingerichtet sind, dass sie ein Blech tragen können, wobei der zweite Teil und der dritte Teil einander abgewandt montiert sind, wobei die zwei flexiblen Antriebselemente einen Weg zyklischer Beförderung begrenzen, der den zweiten Teil und den dritten Teil umgibt, um einem durch die zwei flexiblen Antriebselemente getragenen Blech zu erlauben, von der Heißpressstation zu der 3D-Ausformstation befördert zu werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Teil eine erste Pressplatte umfasst, die eine 2D-seitige bewegliche Form umfasst, die eine erste Heizplatte umfasst, wobei der zweite Teil eine zweite Pressplatte umfasst, die eine 2D-seitige feststehende Form umfasst, die eine zweite Heizplatte umfasst, wobei der dritte Teil eine 3D-seitige bewegliche Form umfasst, die eine 3D-seitige Formhohlraumplatte umfasst, während der vierte Teil eine 3D-seitige feststehende Form umfasst.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei der Spritzgussform um eine für eine horizontale Spritzgussmaschine verwendete Form handelt, wobei die erste Pressplatte und die zweite Pressplatte derart angeordnet sind, dass sie in horizontaler Richtung fest an einer Formplatte der horizontalen Spritzgussmaschine angebracht und relativ zueinander beweglich sind.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Pressplatte, die zweite Pressplatte und die 3D-seitige bewegliche Form derart eingerichtet sind, dass sie sich in Richtung ein und derselben Seite bewegen können, um die Spritzgussform zu öffnen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fördersystem derart eingerichtet ist, dass es einem Blech erlaubt, sich ausgehend von der Heißpressstation nach oben zu bewegen, um den obersten Bereich der 2D-seitigen feststehenden Form und der 3D-Ausformen-seitigen Formhohlraumplatte herum zu gehen und dann nach unten in die 3D-Ausformstation einzutreten.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Pressplatte einen Pressplattenhohlraum aufweist, in dem die erste Heizplatte angeordnet ist, wobei die Presse ferner einen Heizplattenantrieb umfasst, der zum Antreiben der ersten Heizplatte zum Bewegen in dem Pressplattenhohlraum dient, um somit die Anforderung an verschiedene Heißpressstärken zu erfüllen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Heizplattenantrieb einen Ölzylinder umfasst, an dem Außenumfang der ersten Pressplatte eine Führungsausnehmung und an dem Außenumfang der ersten Heizplatte eine Schrägnut vorgesehen ist, wobei der Ölzylinder an dem Außenumfang der ersten Pressplatte angeordnet ist und über einen Schrägkeil durch die Führungsausnehmung hindurch mit der Schrägnut zusammenwirkt, wobei durch eine Bewegung des Schrägkeils eine Bewegung der ersten Heizplatte in dem Pressplattenhohlraum bewirkt wird.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei dem flexiblen Antriebselement um einen Antriebsriemen handelt und an dem zweiten Teil und dem dritten Teil jeweils mehrere Riemenräder angebracht sind, die mit dem Antriebsriemen antriebsmäßig zusammenwirken, wobei eines der Riemenräder durch einen Elektromotor angetrieben wird.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Antriebsriemen entlang seiner Längenrichtung mit mehreren Antriebszähnen versehen ist, wobei das Riemenrad als Zahnrad ausgebildet ist und zur Bewegungsübertragung der Antriebsriemen in Eingriff mit dem Riemenrad stehen kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwei flexiblen Antriebselemente um die 2D-seitige feststehende Form und einen an der 3D-seitigen Formhohlraumplatte angebrachten beweglichen Rahmen herum verlaufen, wobei das flexible Antriebselement entlang seiner Längenrichtung mehrere spitze Ausbuchtungen aufweist, wobei das flexible Antriebselement derart positioniert ist, dass die erste Pressplatte und die zweite Pressplatte das flexible Antriebselement pressen können, sodass die spitzen Ausbuchtungen in ein Blech einstechen und somit eine Bewegung des Bleches zwischen der Heißpressstation und der 3D-Ausformstation verwirklicht wird.
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Mit dem leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements können das Heißpressen und das Ausformen nacheinander in einem Schritt erfolgen, womit die Herstellungsprozessschritte für Zierelemente vereinfacht werden können und eine komfortablere Bedienung erzielt wird. Mit dem leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements können neben erhöhter Produktqualität die Produktionskosten gesenkt, die Behandlungskosten verringert und die Ausrüstungsinvestitionen reduziert werden.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis vorstehender und weiterer Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung erfolgt nachstehend eine Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen. Darin zeigen
- 1 ein leichtgewichtiges Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements in einer Explosionsdarstellung,
- 2 das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements in einer Schnittdarstellung,
- 3 das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug für ein Verbundblech eines Zierelements in einer schematischen Darstellung,
- 4 eine Ausschnittsvergrößerung eines beweglichen Rahmens,
- 5 eine Ausschnittsvergrößerung einer spitzen Ausbuchtung,
- 6 eine Ausschnittsvergrößerung eines Förderbands in entspanntem Zustand.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen oder Ausführungsbeispiele zur Ausführung der technischen Lösungen offenbart. Zur Vereinfachung der Offenbarung werden nachfolgend konkrete Beispiele einzelner Elemente und Anordnungen beispielhaft beschrieben, ohne den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. Beispielsweise kann in der nachfolgenden Beschreibung unter der Ausbildung eines ersten Merkmals oberhalb oder auf einem zweiten Merkmal so verstanden werden, dass entweder das erste und zweite Merkmale zueinander unmittelbar zugeordnet ausgeführt werden, oder ohne unmittelbare Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal eine zusätzliches Merkmal dazwischen vorgesehen ist. Zudem können gleiche Bezugszeichen und/oder Buchstaben in unterschiedlichen Beispielen in der Offenbarung wiederverwendet werden. Diese Wiederverwendung dient nur zur Übersichtlichkeit und Klarheit und weist keineswegs auf das Verhältnis zwischen den betreffenden Ausführungsformen und/oder Strukturen hin. Ferner ist vorgesehen, dass bei einem ersten Element und einem zweiten Element, die miteinander verbunden oder kombiniert sind, sowohl die Ausführungsform, bei der das erste und das zweite Element unmittelbar miteinander verbunden oder kombiniert sind, als auch die Ausführungsform, bei der ein oder mehrere zusätzliche Elemente zum Verbinden oder Kombinieren des ersten und des zweiten Elements vorgesehen sind, denkbar sind.
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Im Allgemeinen weisen die Ausdrücke „umfassen“ und „enthalten“ nur darauf hin, dass die speziell gekennzeichneten Schritte und Elemente umfasst werden, diese Schritte sowie Elemente keine ausschließliche Liste bilden und weitere Schritte oder Elemente in dem Verfahren oder der Vorrichtung eingeschlossen werden können.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass solche und weitere beiliegende Zeichnungen nur als Beispiele dienen und nicht maßstabgetreu gezeichnet sind, wodurch der tatsächlich beanspruchte Schutzumfang der Erfindung keineswegs eingeschränkt werden soll. Des Weiteren lassen sich Varianten verschiedener Ausführungsformen auf angemessene Weise miteinander kombinieren.
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1 zeigt ein leichtgewichtiges Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements in einer Explosionsdarstellung und 2 zeigt das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements in einer Schnittdarstellung durch eine ungefähr mittlere Position des leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeugs 10 für ein Verbundblech eines Zierelements. 3 zeigt vor allem einen Antrieb einer ersten Heizplatte 110. Das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements kann auch als integriertes leichtgewichtiges Formwerkzeug zum Heißpressen eines Verbundbleches eines Zierelements und zum Rückseiten-Spritzgießen bezeichnet werden.
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Wie aus 1 und 2 zu entnehmen ist, umfasst das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements eine Presse 1 und eine Spritzgussform 2. Es umfasst ferner ein Fördersystem 3.
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Das leichtgewichtige Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements behandelt ein Blech, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Bei dem Blech handelt es sich um einen zu bearbeitenden Gegenstand, der durch die Form bearbeitet werden soll, beispielsweise um eine Oberflächenschicht eines Zierelements. Das Blech kann aus einem Ledermaterial oder einem anderen Blechmaterial, beispielsweise NPFF (Hanffaser und PP-Material), oder einer Kombination davon einteilig ausgeformt sein.
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Die Presse 1 umfasst einen ersten Teil 1Aund einen zweiten Teil 1B, die geöffnet und geschlossen werden können. Zwischen dem ersten Teil 1A und dem zweiten Teil 1B wird eine Heißpressstation B1 begrenzt, in der für ein Blech ein Heiz- und ein 2D-Vorheißpressen-Arbeitsgang, also ein 2D-Heißpressen-Arbeitsgang, erfolgen können, Mit dem Heißpressprozess kann die Dicke des Bleches korrigiert und das Blech erwärmt und getrocknet werden, sodass das Blech eine eingestellte Temperatur aufweist. Der erste Teil 1A und der zweite Teil 1B sind relativ zueinander beweglich, um das Öffnen bzw. Schließen zu bewirken, sodass das Blech heißgepresst und entlüftet wird.
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Wie aus 2 zu entnehmen ist, kann die Presse 1 eine erste Heizplatte 110 und eine zweite Heizplatte 120, die geöffnet und geschlossen werden können, umfassen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der erste Teil 1A der Presse 1 eine erste Pressplatte 11 und der zweite Teil 1B der Presse 1 eine zweite Pressplatte 12. Dabei kann die erste Pressplatte 11 auch als 2D-seitige bewegliche Formplatte und die zweite Pressplatte 12 auch als 2D-seitige feststehende Formplatte bezeichnet werden. Die erste Pressplatte 11 umfasst eine 2D-seitige bewegliche Form 111, die eine erste Heizplatte 110 umfasst, während die zweite Pressplatte 12 eine 2D-seitige feststehende Form 122 , die eine zweite Heizplatte 120 umfasst, umfasst. Die erste Pressplatte 11 und die zweite Pressplatte 12 sind derart angeordnet, dass sie in horizontaler Richtung (Links-Rechts-Richtung in 2) relativ zueinander beweglich sind, sodass die erste Heizplatte 110 und die zweite Heizplatte 120 in horizontaler Richtung geöffnet bzw. geschlossen werden können, um somit ein Blech zu platzieren oder heißzupressen. Beispielsweise können die Heizplatten 110, 120 aus Stahl hergestellt sein und u.a. durch eingelassene Heizdrähte und Thermoelemente gebildet werden, um eine Steuerung der Wärme und der Temperatur zu erzielen. Die das Blech berührende Oberfläche der Heizplatte kann mit einer Antihaftbeschichtung versehen sein, um das Anhaften beim Entformen des erwärmten Bleches zu verhindern.
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Wie sich aus 1 und 2 ergibt, umfasst der erste Teil 1A von links nach rechts jeweils eine Maschinenbefestigungsplatte 15 und eine Wärmedämmplatte 13, 14, die miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann die Maschinenbefestigungsplatte 15 fest an einem beweglichen ersten Maschinengestell (nicht dargestellt) in dem leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements angeschlossen sein und bewegt sich somit zusammen mit dem ersten Maschinengestell mit, während die Wärmedämmplatte 13, 14 und die erste Heizplatte 110 an der Maschinenbefestigungsplatte 15 befestigt sein können, sodass die erste Pressplatte 11 sich zusammen mit dem ersten Maschinengestell als Ganzes (beispielsweise in Links-Rechts-Richtung in 1) mitbewegt, womit das Öffnen bzw. Schließen in Bezug auf die zweite Pressplatte 12 und nämlich das Öffnen bzw. Schließen der ersten Heizplatte 110 und der zweiten Heizplatte 120 bewirkt werden, sodass beim Öffnen das Blech eingelegt und beim Schließen das Blech heißgepresst wird.
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Wie aus 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die erste Pressplatte 11 einen Pressplattenhohlraum A1 auf. Die erste Heizplatte 110 ist in dem Pressplattenhohlraum A1 der ersten Pressplatte 11 angeordnet. Beispielsweise unter Antrieb von einem nachfolgend beschriebenen Heizplattenantrieb 5 bewegt sie sich in dem Pressplattenhohlraum A1. Beim Bewegen der ersten Heizplatte 110 nach links und rechts kann Gas innerhalb des Pressplattenhohlraums A1 zusammengedrückt werden, womit das Abführen von innerem Gas, insbesondere von beim Heißpressen erzeugtem Wasserdampf aus dem Pressplattenhohlraum A1 (beispielsweise über Gaslöcher an der oberen Seite der ersten Pressplatte 11 in 1) erleichtert wird, sodass eine Beeinträchtigung des nachfolgenden Ausformprozesses vermieden und die Ausformqualität verbessert wird. Des Weiteren kann sich die erste Heizplatte 110 unabhängig in dem Pressplattenhohlraum A1 der ersten Pressplatte 11 bewegen, womit eine Anpassung an Anforderungen der Bleche verschiedener Dicken und Materialien ermöglicht wird, um die Konstruktion von Produkten mit verschiedenen Wanddicken oder Anforderungen zu erleichtern.
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In 2 ist die zweite Heizplatte 120 relativ zu der zweiten Pressplatte 12 befestigt. In einer anderen Ausführungsform kann die zweite Heizplatte 120 analog zu der ersten Heizplatte 110 beweglich in einem Pressplattenhohlraum der zweiten Pressplatte 12 angeordnet sein.
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Wie oben erwähnt, kann die Presse 1 ferner einen Heizplattenantrieb 5 umfassen, der die erste Heizplatte 110 zum Bewegen in dem Pressplattenhohlraum A1 antreiben kann, um somit die Anforderung an verschiedene Heißpressstärken zu erfüllen. Es wird beispielsweise auf 3 hingewiesen, die einen beispielhaften Aufbau des leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeugs 10 für ein Verbundblech eines Zierelements gemäß 2 in einer Draufsichtdarstellung zeigt. Darin ist der Heizplattenantrieb 5 dargestellt. In 3 umfasst der Heizplattenantrieb 5 einen Ölzylinder 51 (In der Zeichnung sind zwei Ölzylinder 51, die jeweils vorne bzw. hinten angeordnet sind, dargestellt). An dem Außenumfang der ersten Pressplatte 11 ist eine Führungsausnehmung 114 (siehe auch 1) vorgesehen. An dem Außenumfang der ersten Heizplatte 110 ist eine Schrägnut 116 vorgesehen. Der Ölzylinder 51 des Heizplattenantriebs 5 ist an dem Außenumfang der ersten Pressplatte 11 angeordnet und wirkt über einen Schrägkeil 6 durch die Führungsausnehmung 114 hindurch mit der Schrägnut 116 zusammen (konkret wirkt eine Schrägfläche 61 des Schrägkeils 6 mit einer Schrägfläche der Schrägnut 116 zusammen), wobei durch eine Bewegung des Schrägkeils 6 eine Bewegung der ersten Heizplatte 110 in dem Pressplattenhohlraum A1 bewirkt wird. Beispielsweise bei dem in 3 auf der vorderen Seite angeordneten Ölzylinder 51 wird infolge der Zusammenwirkung des Schrägkeils 6 mit der Schrägnut 116 die erste Heizplatte 110 nach rechts geschoben, wenn der Ölzylinder 51 den Schrägkeil 6 zum Bewegen nach hinten antreibt. Ferner kann die erste Heizplatte 110 über ein elastisches Element, beispielsweise eine Feder, an die Hohlraumwand des Pressplattenhohlraums A1 angeschlossen werden, sodass beim Verlassen des Schrägkeils 6 von der Führungsausnehmung 114 die erste Heizplatte 110 unter Einwirkung der Elastizität in die Ausgangsstellung zurückkehren kann.
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Es wird wieder auf 1 und 2 hingewiesen. Die Spritzgussform 2 umfasst einen dritten Teil 2A und einen vierten Teil 2B, die geöffnet und geschlossen werden können. Zwischen dem dritten Teil 2A und dem vierten Teil 2B wird eine 3D-Ausformstation B2 für Bleche begrenzt, in die ein Blech platziert werden kann. An dem Blech in der 3D-Ausformstation B2 wird ein Spritzgussprozess, also ein 3D-Ausformen-Arbeitsvorgang, durchgeführt. Der dritte Teil 2A und der vierte Teil 2B können ebenfalls relativ zueinander sich bewegen, um das Öffnen bzw. Schließen zu bewirken. Bei geöffnetem drittem Teil 2A und viertem Teil 2B kann über ein nachfolgend näher erläutertes Fördersystem 3 das Blech von der Heißpressstation B1 in die 3D-Ausfonnstation B2 befördert werden, wonach der dritte Teil 2A und der vierte Teil 2B geschlossen werden und an dem in der 3D-Ausformstation B2 befindlichen Blech ein Spritzgussprozess erfolgt.
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Die Spritzgussform 2 umfasst eine 3D-seitige bewegliche Form 21 und eine 3D-seitige feststehende Form 22, die geöffnet und geschlossen werden können. In der dargestellten Ausführungsform kann die 3D-seitige bewegliche Form 21 von dem dritten Teil 2A und die 3D-seitige feststehende Form 22 von dem vierten Teil 2B umfasst sein. In der 3D-Ausformstation B2 können die 3D-seitige bewegliche Form 21 und die 3D-seitige feststehende Form 22 geschlossen werden und an dem Blech wird der Spritzgussprozess durchgeführt. In der Zeichnung umfasst der vierte Teil 2B von links nach rechts ferner jeweils eine erste Auswerferplatte 23, 24, eine Heißkanalform 25, eine zweite Auswerferplatte 26, 27 (die zweite Auswerferplatte 27 dient ferner zum Beabstanden der Formen) und eine Maschinenbefestigungsplatte 28, die miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die 3D-seitige feststehende Form 22 sowie die erste Auswerferplatte 23, 24, die Heißkanalform 25 und die zweite Auswerferplatte 26, 27 an der Maschinenbefestigungsplatte 28 befestigt, welche Maschinenbefestigungsplatte 28 an einer Unterlage (nicht dargestellt) in dem leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeug 10 für ein Verbundblech eines Zierelements befestigt ist, womit die 3D-seitige feststehende Form 22 an der Unterlage befestigt ist. Hingegen kann die 3D-seitige bewegliche Form 21 unter Antrieb von einem Antriebsmechanismus sich relativ zu der 3D-seitigen feststehenden Form 22 nach links und rechts bewegen, womit das Öffnen bzw. Schließen bewirkt wird.
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Wie aus 4 zu entnehmen ist, umfasst der dritte Teil 2A eine 3D-Ausformen-seitige Formhohlraumplatte 210. An der 3D-Ausformen-seitigen Formhohlraumplatte 210 ist ein beweglicher Rahmen 8 angebracht, der sich unter Antrieb von einem zugeordneten Antriebsmechanismus, beispielsweise einem Luftzylinder 81 in 4, in horizontaler Richtung bewegt, womit die 3D-Ausformen-seitige Formhohlraumplatte 210 in Bewegung in horizontaler Richtung relativ zu anderen Teilen des dritten Teils 2A versetzt und somit das Ausformen durch 3D-seitiges Heißpressen bei geschlossener Form unterstützt wird. Der bewegliche Rahmen 8 kann auch als Hilfspressrahmen für Blech-Heißpressen bezeichnet werden. Der vierte Teil 2B kann auch einen Hilfspressrahmen für Blech-Heißpressen wie bei dem beweglichen Rahmen 8 umfassen.
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Der zweite Teil 1B der Presse 1 und der dritte Teil 2A der Spritzgussform 2 sind einander abgewandt montiert. Die Rückseiten des zweiten Teils 1B (oder der zweiten Pressplatte 12) und des dritten Teils 2A (oder der 3D-seitigen beweglichen Form 21) können durch die Wärmedämmplatte 4 voneinander beabstandet werden, um gegenseitige Beeinflussung zu verhindern.
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In 1 und 2 werden die Presse 1 und die Spritzgussform 2 in horizontaler Richtung geöffnet bzw. geschlossen, was sich insbesondere für die Herstellung von Zierelementen mit hoher Anforderung an Bearbeitungsgenauigkeit oder Zierelementen mit hoher Anforderung an Bearbeitungsgenauigkeit und großer Abmessung eignet. Bei Zierelementen mit einer kleinen Abmessung können die Presse 1 und die Spritzgussform 2 alternativ dazu vertikal angeordnet sein und also in vertikaler Richtung geöffnet bzw. geschlossen werden. Bei Zierelementen mit hoher Anforderung an Bearbeitungsgenauigkeit oder großer Abmessung wird eine genaue Steuerung aufgrund des eigenen Gewichts der Form erschwert, weshalb eine horizontale Anordnung der Presse 1 und der Spritzgussform 2 empfohlen wird.
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Als die Presse 1 und die Spritzgussform 2 können eine bekannte Presse bzw. eine bekannte Spritzgussform verwendet werden. Als die Spritzgussform 2 kann beispielsweise eine bekannte Form für eine horizontale Spritzgussmaschine verwendet werden. Ein Aufbau, der dem einer vertikalen Heißpresse ähnelt, ist für die Presse 1 denkbar. In 1 und 2 können sich die Presse 1 und die 3D-seitige bewegliche Form 21 der Spritzgussform 2 (oder der erste Teil 1A, der zweite Teil 1B und der dritte Teil 2A) als Ganzes nach links bewegen, wobei die Bewegung durch einen nicht dargestellten Führungsmechanismus, beispielsweise durch die Zusammenwirkung einer Bohrung und einer Führungssäule, geführt wird. Bei einer Ausführungsform, bei der die Spritzgussform 2 als eine Form für eine horizontale Spritzgussmaschine ausgebildet ist, kann die Presse 1 an der horizontalen Spritzgussmaschine angebracht sein. In 1 und 2 werden die Presse 1 und die Spritzgussform 2 in horizontaler Richtung geöffnet bzw. geschlossen. Die erste Pressplatte 11 (oder der erste Teil 1A) und die zweite Pressplatte 12 (oder der zweite Teil 1B) der Presse 1 sowie die 3D-seitige bewegliche Form 21 (oder der dritte Teil 2A) der Spritzgussform 2 sind derart eingerichtet, dass sie sich in Richtung ein und derselben Seite (nach links in 1 und 2) bewegen können, um die Spritzgussform 2 zu öffnen. Beispielsweise kann sich die Presse 1 unter Verwendung eines zweiten Maschinengestells der horizontalen Spritzgussmaschine, die die Spritzgussform 2 umfasst, als Träger entlang der Links-Rechts-Richtung in 1 und 2 bewegen. Die erste Pressplatte 11 und die zweite Pressplatte 12 der Presse 1 sind derart angeordnet, dass sie in horizontaler Richtung fest an einer Formplatte der horizontalen Spritzgussmaschine, welche Spritzgussmaschine die Spritzgussform 2 umfasst, angebracht. Die Formplatte ist in horizontaler Richtung relativ zu anderen Teilen der horizontalen Spritzgussmaschine beweglich.
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Es wird weiter auf 1 und 2 hingewiesen. Nachfolgend wird auf das Fördersystem 3 näher eingegangen. Das Fördersystem 3 umfasst zwei flexible Antriebselemente 31 und ferner ein Rad 32, das mit dem Antriebselement 31 antriebsmäßig zusammenwirkt. Die zwei flexiblen Antriebselemente 31 sind derart eingerichtet, dass sie ein Blech tragen können. Mit dem flexiblen Antriebselement ist gemeint, dass das Antriebselement sich verformen und zurückverformen kann.
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Die zwei flexiblen Antriebselemente 31 begrenzen einen Weg S zyklischer Beförderung. Der Weg S zyklischer Beförderung umgibt den zweiten Teil 1B und den dritten Teil 2A, um einem durch die zwei flexiblen Antriebselemente 31 getragenen Blech zu erlauben, von der Heißpressstation B1 zu der 3D-Ausformstation B2 befördert zu werden. 1 zeigt nur schematisch den Weg S zyklischer Beförderung, in dem ein Blech im Uhrzeigersinn in 1 befördert werden kann. Mit anderen Worten wird ein Blech ausgehend von der zwischen dem ersten Teil 1A und dem zweiten Teil 1B begrenzten Heißpressstation B1 von oben um den zweiten Teil 1B und den dritten Teil 2A herum zu der zwischen dem dritten Teil 2A und dem vierten Teil 2B begrenzten 3D-Ausformstation B2 befördert. Mit anderen Worten ist das Fördersystem 3 derart eingerichtet, dass es einem Blech erlaubt, sich ausgehend von der Heißpressstation B1 nach oben zu bewegen, um den obersten Bereich der 2D-seitigen feststehenden Form 122 (oder des zweiten Teils 1B) und der 3D-Ausformen-seitigen Formhohlraumplatte 210 (oder des dritten Teils 2A) herum zu gehen und dann nach unten in die 3D-Ausfonnstation B2 einzutreten. In einer anderen Ausführungsform kann das Blech, wenn bei unterhalb des flexiblen Antriebselements 31 befindlichem Blech das Verlassen des Bleches von dem flexiblen Antriebselement 31 verhindert werden kann, in dem Weg S zyklischer Beförderung gegen den Uhrzeigersinn in 1 befördert werden. Mit anderen Worten wird das Blech ausgehend von der zwischen dem ersten Teil 1A und dem zweiten Teil 1B begrenzten Heißpressstation B1 von unten um den zweiten Teil 1B und den dritten Teil 2A herum zu der zwischen dem dritten Teil 2A und dem vierten Teil 2B begrenzten 3D-Ausfonnstation B2 befördert.
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Die zwei flexiblen Antriebselemente 31 verlaufen um die 2D-seitige bewegliche Form 111 und den an der 3D-seitigen Formhohlraumplatte 210 angebrachten beweglichen Rahmen 8 herum. Die zwei flexiblen Antriebselemente 31 verlaufen auf verschiedenen Seiten (auf der vorderen bzw. der hinteren Seite in 1) der 3D-seitigen beweglichen Form 21 und der zweiten Pressplatte 12 um die 3D-seitige bewegliche Form 21 und die zweite Pressplatte 12 herum. Das flexible Antriebselement 31 weist entlang seiner Längenrichtung mehrere spitze Ausbuchtungen 311 auf, wie insbesondere aus 5 zu entnehmen ist. Die mehreren spitzen Ausbuchtungen 311 sind voneinander beabstandet. Des Weiteren können die mehreren spitzen Ausbuchtungen 311 in zwei Gruppen unterteilt werden und jeweils an einer in jedem Ausformzyklus der Heißpressstation B1 bzw. der 3D-Ausformstation B2 zugeordneten Position, nämlich auf der linken bzw. der rechten Seite in 1, an dem flexiblen Antriebselement 31 angeordnet sein. Das flexible Antriebselement 31 ist derart positioniert, dass die erste Pressplatte 11 und die zweite Pressplatte 12 das flexible Antriebselement 31 pressen können, sodass die spitzen Ausbuchtungen 31 in das Blech einstechen und das Blech tragen können und somit eine Bewegung des Bleches zwischen der Heißpressstation B1 und der 3D-Ausformstation B2 verwirklicht wird.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem flexiblen Antriebselement 31 um einen Antriebsriemen und an dem zweiten Teil 1B und dem dritten Teil 2A sind jeweils mehrere Riemenräder 32 angebracht, die mit dem als das flexible Antriebselement 31 dienenden Antriebsriemen antriebsmäßig zusammenwirken, wobei mindestens eines der Riemenräder 32 durch einen Elektromotor 33, beispielsweise einen Servomotor, angetrieben wird. In der dargestellten Ausführungsform sind die vier Ecken oberhalb des zweiten Teils 1B und des dritten Teils 2A jeweils mit einem Riemenrad 32 versehen, wobei also oberhalb des zweiten Teils 1B und des dritten Teils 2A vier Riemenräder 32 vorgesehen sind. Die zwei Riemenräder 32, die den zwei flexiblen Antriebselementen 31 zugeordnet und der linken Seite (links hinten und links vorne) zugewandt sind, werden jeweils durch den zugeordneten Elektromotor 33 angetrieben, während die übrigen zwei Riemenräder 32 als angetriebene Räder gedreht werden. Unterhalb des zweiten Teils 1B und des dritten Teils 2A sind ebenfalls Riemenräder 32 vorgesehen. Beispielsweise ist an vier Ecken jeweils ein Riemenrad 32 vorgesehen. Die vier unten angeordneten Riemenräder 32 werden als angetriebene Räder gedreht.
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Der als das flexible Antriebselement 31 dienende Antriebsriemen ist entlang seiner Längenrichtung mit mehreren Antriebszähnen 312 versehen, wobei das Riemenrad 32 als Zahnrad ausgebildet sein kann. Zur Bewegungsübertragung kann der die Antriebszähne 312 aufweisende Antriebsriemen in Eingriff mit dem als Zahnrad ausgebildeten Riemenrad 32 stehen.
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Der bewegliche Rahmen 8 kann unter Antrieb von dem Luftzylinder 81 das Riemenrad 32a in Bewegung entlang der horizontalen Richtung versetzen. Beispielsweise zeigt 4 den bis zu der äußerst rechten Position bewegten beweglichen Rahmen 8, wobei nun sich das Riemenrad 32a bis zu der äußerst rechten Position bewegt und der als das flexible Antriebselement 31 dienende Antriebsriemen gespannt ist. Hingegen zeigt 6 den bis zu der äußerst linken Position bewegten beweglichen Rahmen 8, wobei nun sich das Riemenrad 32a bis zu der äußerst linken Position bewegt und der als das flexible Antriebselement 31 dienende Antriebsriemen vergleichsmäßig entspannt ist. Der bewegliche Rahmen 8 bewegt sich um eine kurze Entfernung und das flexible Antriebselement 31 kann mittels des eigenen Gewichts des Antriebsriemens angepasst und stets in einem durch die Riemenräder 31 abstützbaren Zustand gehalten werden.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 die Bedienung des leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeugs 10 für ein Verbundblech eines Zierelements kurz beschrieben.
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Zunächst bewegt sich der erste Teil 1A der Presse 1 nach links, während sich der zweite Teil 1B der Presse 1 und die Spritzgussform 2 nicht bewegen, sodass der erste Teil 1A der Presse 1 relativ zu dem zweiten Teil 1B geöffnet wird, wobei nun unter Verwendung eines Roboterarms oder eines anderen Werkzeugs ein Blech zu der Heißpressstation B1 zwischen dem ersten Teil 1A und dem zweiten Teil 1B befördert werden kann.
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Danach bewegt sich der erste Teil 1A der Presse 1 nach rechts in Richtung des zweiten Teils 1B der Presse 1, um das in der Heißpressstation B1 befindliche Blech heißzupressen. Beim Heißpressen stechen die spitzen Ausbuchtungen 311 in das Blech ein, das durch das flexible Antriebselement 31 abgestützt werden kann.
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Danach bewegt sich der erste Teil 1A der Presse 1 nach links und wird relativ zu dem zweiten Teil 1B wieder geöffnet. Gleichzeitig können sich die ganze Presse 1 (umfassend den ersten Teil 1A und den zweiten Teil 1B) und der dritte Teil 2A (umfassend die 3D-seitige bewegliche Form 21) der Spritzgussform 2 auch nach links bewegen, wobei also der dritte Teil 2A der Spritzgussform 2 relativ zu dem vierten Teil 2B der Spritzgussform 2 geöffnet wird und somit die 3D-seitige bewegliche Form 21 und die 3D-seitige feststehende Form 22 der Spritzgussform 2 geöffnet werden. Nach Öffnen der 3D-seitigen beweglichen Form 21 und der 3D-seitigen feststehenden Form 22 kann das flexible Antriebselement 31 des Fördersystems 3 zu der 3D-Ausfonnstation B2 mit geöffneter Form befördert werden.
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Danach bewegen sich die ganze Presse 1 und der dritte Teil 2A der Spritzgussform 2 nach rechts, sodass die 3D-seitige bewegliche Form 21 und die 3D-seitige feststehende Form 22 der Spritzgussform 2 geschlossen werden, um einen Spritzgussprozess an dem in der 3D-Ausformstation B2 befindlichen Blech durchzuführen.
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Schließlich bewegen sich die ganze Presse 1 und der dritte Teil 2A der Spritzgussform 2 wieder nach links und die 3D-seitige bewegliche Form 21 und die 3D-seitige feststehende Form 22 der Spritzgussform 2 werden somit geöffnet, sodass unter Verwendung eines Roboterarms oder eines anderen Werkzeugs das Blech, für das das Heißpressen und das integrale Spritzgießen abgeschlossen werden, entnommen werden kann.
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Bisher wurde lediglich ein Beispiel für die Bedienung des leichtgewichtigen Heißpressformwerkzeugs 10 für ein Verbundblech eines Zierelements erläutert und eine Ausführung muss nicht unbedingt völlig gemäß den vorstehenden Schritten erfolgen. Beispielsweise können bei praktischer Bearbeitung einige Schritte gleichzeitig erfolgen, um die Arbeitseffizienz zu erhöhen und eine andere Auswirkung zu erzielen. Beispielsweise können das Öffnen des dritten Teils 2A und des vierten Teils 2B der Spritzgussform 2 und das Befördern des Bleches durch das Fördersystem 3 gleichzeitig kurz nach dem Abschluss des Heißpressens des Bleches in der Heißpressstation B1 und nach Öffnen des ersten Teils 1A und des zweiten Teils 1B der Presse 1 erfolgen, solange die Öffnungsgeschwindigkeit des dritten Teils 2A und des vierten Teils 2B die Beförderung des Bleches durch das Fördersystem 3 nicht beeinträchtigt.
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Trotzt der bisherigen Offenbarung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dient diese keineswegs zur Einschränkung der vorliegenden Erfindung. Ohne Verlassen der Grundideen und des Umfangs der Erfindung können Fachleute auf diesem Gebiet mögliche Abänderungen und Modifikationen vornehmen. Daher fallen jegliche Überarbeitungen, gleichwertige Abänderungen und Modifikationen an den vorstehenden Ausführungsbeispielen anhand der technischen Grundideen der Erfindung ohne Verlassen der Inhalte der Ausgestaltung der Erfindung unter den Schutzumfang, der durch die Ansprüche der vorliegenden Erfindung definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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