DE1270788B - Vorrichtung zum Formen von Ausnehmungen in Werkstuecken aus Kunststoff mittels elektrisch beheiztem Werkzeug - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 29 c

Deutsche Kl.: 39 a2-17/10

Nummer: 1270 788

Aktenzeichen: P 12 70 788.9-16

Anmeldetag: 4. April 1963

Auslegetag: 20. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen von Ausnehmungen in Werkstücken aus Kunststoff mittels elektrisch beheiztem Werkzeug mit einer an mindestens einer in einem Gestell drehbar gelagerten Welle sitzenden, relativ zum Werkstück auf einer Kreisbahn bewegbaren, stromdurchflossenen Drahtschleife.

Verpackungsteile aus Schaumstoffmaterial werden zum großen Teil durch Verschäumen von zunächst in Granulatform vorliegendem Material in heizbaren Formen hergestellt. Damit insbesondere bei komplizierten Verpackungsformen das Schaumstoffteil nicht fehlerhaft wird, muß man zum Verschäumen einen bestimmten Mindestdruck anwenden, so daß das Schaumstoffteil recht fest und damit für manche empfindliche Verpackungsgüter zu hart wird.

Um aus weniger dichtem Schaumstoff auch komplizierte Formen herstellen zu können, hat man Verfahren entwickelt, bei denen Schaumstoffplatten oder -blocke zunächst auf die gewünschte Größe zerschnitten werden und aus diesen Teilen mit Hilfe elektrisch beheizter, zu Formen gebogener Drähte oder Bleche Ausschnitte bestimmter Formen herausgearbeitet werden. Eine bekannte derartige Vorrichtung hat einen ortsfest angeordneten Lagerbock mit zwei im Abstand zueinander liegenden Wangen, in denen Wellenstümpfe drehbar gelagert sind, welche die beiden Enden einer Drahtschleife aufnehmen. Mit Hilfe eines Getriebes wird diese Drahtschleife gedreht, so daß sie aus dem Kunststoffmaterial kugelförmige Ausnehmungen herausschneidet. Die Drahtschleife wird dann angehalten, und der Kunststoffblock wird um ein Stück weiterbewegt. Anschließend schneidet die Drahtschleife ein neues Stück aus dem Block heraus. Beim Schneiden von Schaumstoffmaterialien mit geheizten Drähten muß die Drahttemperatur unter Berücksichtigung der Dichte des Schaumstoffmaterials genau auf die Schnittgeschwindigkeit abgestimmt sein, damit die Schnittflächen sauber werden: Bei zu heißem Draht bzw. zu geringer Schnittgeschwindigkeit schmilzt bzw. verdampft zuviel Schaumstoff, so daß sich ausgebrannte Stellen bilden; bei zu geringer Temperatur bzw. zu schneller Bewegung entstehen dagegen verdrückte Kanten und schiefe Flächen, und der Formdraht verbiegt sich. Wegen der mit dem Quadrat des Heizstromes steigenden Heizleistung ist die Stromeinstellung sehr kritisch, so daß bei dem automatischen Vorschub der bekannten Vorrichtung zur Erzielung guter Ergebnisse eine sehr genaue Justierung und Überwachung aller Parameter erforderlich ist. Dennoch läßt es sich nicht vermeiden, daß bei den nicht vermeidbaren Vorrichtung zum Formen von Ausnehmungen
in Werkstücken aus Kunststoff
mittels elektrisch beheiztem Werkzeug

Anmelder:

Wilhelm Clement,

6050 Offenbach, Mühlheimer Str. 109

ίο Als Erfinder benannt:

Wilhelm Clement, 6050 Offenbach

Inhomogenitäten des Schaumstoffes selbst sich die erforderlichen optimalen Parameter verändern und Ausschuß entsteht.

Bestmögliche Bearbeitungsflächen lassen sich praktisch nur bei in einfacher Weise konstanter Heizung der Drahtschleife mit Hilfe eines sehr feinfühligen Vorschubs erreichen, wie er etwa bei Handbetrieb realisierbar ist, wo am Widerstand, den das Schaumstoffmaterial der Bewegung bietet, sofort spürbar ist, ob der Formvorgang in der gewünschten Weise vor sich geht. Bei der erwähnten sowie ebenso bei anderen bekannten Vorrichtungen ist eine Abwandlung der auszubildenden Formen nur durch relativ umständliche Umbauten möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Vorrichtung, die bei feinfühligem Vorschub die Ausbildung einer nahezu unbegrenzten Zahl verschiedener Formen von Ausnehmungen mit sauberen Kanten und Flächen in verschieden dichten Kunststoffmaterialien ohne komplizierte Umrüstungen gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle an ihrem einen Ende einen austauschbaren Kopf mit daran angebrachter Drahtschleife besitzt und mindestens in einer Richtung verabschiebbar gelagert ist. Die Drehbarkeit und Verschiebbarkeit der Welle ermöglicht allein schon die Ausbildung zahlreicher verschiedener Formen von Ausnehmungen mit nur einer einzigen Drahtschleife. Durch ein Auswechseln des Kopfes gegen einen mit anderen Schleifenformen werden die Mög-Henkelten ganz erheblich erweitert. Die Vielzahl der möglichen Ausnehmungsformen, die die Herstellung von Verpackungsmaterialien für die verschiedensten Gegenstände gestattet, läßt sich mit keiner der bekannten Vorrichtungen auch nur annähernd erreichen.

Die Welle kann dabei in Richtung des Werkstückes, beispielsweise axial, verschiebbar gelagert

809 560/464

3 4

sein, so daß sich die Tiefe der Ausnehmungen in ein- F i g. 5 verschiedene Schritte bei der Ausbildung

fächer Weise über die Verschiebung der Welle be- einer halbzylindrischen Ausnehmung mit der in

stimmen läßt. Die Drahtschleife mit der gewünschten F i g. 3 dargestellten Vorrichtung und

Form wird dabei durch die Oberfläche des Kunst- Fig. 6 verschiedene Schritte bei der Ausbildung

Stoffmaterials bis zur gewünschten Tiefe eingesenkt, 5 einer rechteckigen Ausnehmung mit der in Fig. 3

wobei das Material gerade oder schräg in der Vor- dargestellten Vorrichtung.

richtung liegen kann, so daß zur Materialoberfläche Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat einen senkrechte oder schräge Öffnungen entstehen, wenn Kopf mit einer Drahtschleife 68 zum Ausformen von es gegen die Drahtschleife verschoben und/oder Löchern mit kreisförmigem Querschnitt und umfaßt diese gedreht wird. Die Form der Drahtschleife be- ίο einen Tisch 60 mit einem in der Höhe verstellbaren stimmt dabei das Profil der Öffnungen, die beispiels- Gestell 61. Dieses trägt eine in einer Spindellagerung weise zur Aufnahme von Flaschen, Dosen, Gläsern 63 geführte Welle 62, an deren Unterseite der Kopf oder anderen Gegenständen beliebiger Form dienen 65 aus Isoliermaterial mit dem Werkzeug in Form der können. Zur Begrenzung beliebiger Grenzwinkel der elektrisch heizbaren Drahtschleife 68 befestigt ist. Die den Kopf mit der Drahtschleife tragenden Welle 15 Welle 62 weist zwei Ringnuten 59 und 69 auf, die kann diese einen sich radial erstreckenden, mit ihr durch eine Spiralnut 58 verbunden sind. Ein in der drehfest verbundenen Anschlagarm aufweisen, wäh- Wellenführung verstellbarer Führungsstift 57 greift rend am Gestell Anschläge anbringbar sind. Der An- in die Nut ein. Ebenso kann sich natürlich die Nut in schlagarm kann an der Welle axial unverschiebbar der Wellenhalterung befinden, und die Welle trägt befestigt sein, und die Anschläge können als sich 20 einen entsprechenden Führungsstift. Beim Drehen axial erstreckende Stangen von mindestens der Länge der Kurbel 64 bewegt sich die Welle 62 und damit die des axialen Verschiebebereiches der Welle ausgebil- Drahtschleife 68 schraubenförmig auf das durch det sein, so daß sie in jeder axialen Stellung der Welle Führungsleisten 66 und einen nicht veranschaulichten wirksam sind. Zur Veränderung des möglichen Dreh- Anschlag fixierte Werkstück 67 zu und formt beim winkeis der Welle kann die Lage der Stangen verän- 25 Eindringen eine kreisförmige Öffnung mit einem dem derlich sein. Zur Begrenzung ihrer Axialverschiebung Werkzeug entsprechenden Querschnitt aus. Gerät der kann die Welle mindestens einen Stellring aufweisen. Führungsstift 57 in die obere Ringnut 59, so ist die In zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung kann der Welle ohne Vorschub drehbar. Das Werkzeug hat Anschlagarm an einem auf der Welle axial verschieb- seine tiefste Stellung erreicht und schneidet den baren und feststellbaren Stellring angeordnet sein. 30 Boden der öffnung. In Fig. 2 sind die einzelnen Damit ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, Phasen des Ausformvorganges dargestellt, die Bewegung der Welle im Winkel und axial zu be- F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Form der in F i g. 1 grenzen, so daß bei der Herstellung einer Vielzahl dargestellten Vorrichtung. Eine Unterlage 70 mit vergleicher Schaumstoffteile eine genaue Übereinstim- stellbaren Führungsleisten 76 und einem nicht dargemung der einzelnen Ausnehmungen gewährleistet 35 stellten Anschlag zur Fixierung des Werkstückes 77 wird. trägt ein verstellbares Gestell 71 mit zwei im Abstand

Zur Anpassung an verschieden dicke Werkstücke zueinander angeordneten Platten 80 und 81, in denen kann in weiterer Ausbildung der Erfindung das Ge- die Welle 72 geführt wird. Sie weist eine Arretiernut stell zur Lagerung der Welle in einem Abstand von 84 auf, durch die sie in Verbindung mit einer federder Unterlage für das Werkstück axial verstellbar 40 belasteten Kugel 86, die in einem mit der Platte 80 sein. Insbesondere kann es relativ zum Werkstück verbundenen Ansatzstück 85 gelagert ist, in der verschiebbar sein. Das Gestell selbst kann mehrere oberen Ruhelage gehalten wird. Zwischen den sich senkrecht zur Unterlage erstreckende Säulen so- Platten 80 und 81 trägt die Welle 72 einen verschiebwie einen Lagerbock zur Lagerung der Welle auf- baren, feststellbaren Stellring 82 mit einem Anschlagweisen, der aus zwei mittels Längsstäben in Abstand 45 arm 83. Er begrenzt die Winkelbewegung der Welle gehaltenen Platten bestehen kann. 72 im Zusammenwirken mit den Anschlägen 87, die

Zweckmäßigerweise können die Platten auf einen durch in den Platten 80 und 81 kreisförmig angeord-

Kreis in gleichmäßigem engem Abstand angeordnete nete Bohrungen73 (Fig. 4) gesteckt sind. Die An-

Bohrungen aufweisen, wobei die Bohrungen der schlage 87 sitzen mit ihren Endstücken 88 auf der

beiden Platten miteinander ausgefluchtet sind und 50 Platte 81 auf und lassen sich leicht in andere Boh-

durch die Bohrungspaare die als Anschläge dienen- rangen 73 umstecken, so daß sich beliebige Winkel

den Längsstäbe hindurchsteckbar sind. Hierdurch der Werkzeugbewegung einstellen lassen. Durch

läßt sich in einfacher Weise der Drehwinkel der axiales Verstellen des Stellringes 82 läßt sich der Hub

Welle und damit der Drahtschleife verändern, so daß der Welle 72 und damit der Drahtschleife 78 verän-

sektorartige Ausnehmungen mit den verschiedensten 55 dem. Fig. 5 stellt den Ausformvorgang in verschie-

Sektorwinkeln herstellbar sind. denen Phasen dar.

Weitere Einzelheiten und Anwendungsmöglich- Wie F i g. 6 erkennen läßt, kann man durch Ver-

keiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung schieben des Werkstückes 97 nach Einsenken der

in Verbindung mit Darstellungen von Ausführungs- Drahtschleife in einfacher Weise würfel- oder quader-

beispielen der Erfindung. Es zeigt 60 förmige Ausnehmungen aus dem Schaumstoff heraus-

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, arbeiten. Bei einer Schrägstellung der Drahtschleife

F i g. 2 einige Schritte bei der Ausbildung einer lassen sich in entsprechender Weise rhombische oder

zylinderförmigen Ausnehmung mit der in F i g. 1 dar- auch schlitzförmige Ausnehmungen mit der gleichen

gestellten Vorrichtung, Drahtschleife erzielen. Es ist ferner ohne weiteres er-

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der 65 sichtlich, daß bei stetigem oder schrittweisem AbVorrichtung nach F i g. 1, senken der Drahtschleife während der Bewegung des

F i g. 4 eine Teilansicht des Drehanschlags der in Werkstückes öffnungen mit abgestuftem Boden er-

F i g. 3 dargestellten Vorrichtung, zeugbar sind. Auch können bei gleichzeitiger Dre-

hung und Absenkung des Werkzeugs runde Öffnungen mit abgestufter Bodenfläche ausgebildet werden. Natürlich kann die Bodenfläche auch ohne Abstufung schräg oder spiralförmig verlaufend hergestellt werden.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Formen von Ausnehmungen in Werkstücken aus Kunststoff mittels elektrisch beheiztem Werkzeug mit einer an mindestens einer in einem Gestell drehbar gelagerten Welle sitzenden, relativ zum Werkstück auf einer Kreisbahn bewegbaren, stromdurchflossenen Drahtschleife, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (62, 72) an ihrem einen Ende einen austauschbaren Kopf mit daran angebrachter Drahtschleife (68, 78) besitzt und mindestens in einer Richtung verschiebbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (62, 72) in Richtung des Werkstückes (67, 77) verschiebbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (62, 72) axial verschiebbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (72) einen sich radial erstreckenden, mit ihr drehfest verbundenen Anschlagarm (83) aufweist, und am Gestell (71) zur Begrenzung eines beliebigen Schwenkwinkels der Welle (72) Anschläge (87) anbringbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagarm (83) an der Welle (72) axial unverschiebbar befestigt ist und die Anschläge (87) als sich axial erstreckende Stangen von mindestens der Länge des axialen Verschiebebereiches der Welle (72) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (72) mindestens einen Stellring (82) zur Begrenzung ihrer Axialverschiebung aufweist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagarm (83) an einen auf der Welle (72) axial verschiebbaren und feststellbaren Stellring (82) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (61, 71) zur Lagerung der Welle (62, 72) in einem Abstand von der Unterlage (70) für das Werkstück (67, 77) zur Anpassung an verschiedene Stärken der Werkstücke axial verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (71) mehrere sich senkrecht zur Unterlage (70) erstreckende Säulen sowie einen Lagerbock zur Lagerung der Welle (72) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock aus zwei mittels Längsstäben in Abstand gehaltenen Platten (80, 81) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (80, 81) auf einem Kreis in gleichmäßigem engem Abstand angeordnete Bohrungen (73) aufweisen, wobei die Bohrungen (73) der beiden Platten (80, 81) miteinander ausgefluchtet sind und durch die Bohrungspaare die als Anschläge (87) dienenden Längsstäbe hindurchsteckbar sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (71) senkrecht zur Drehachse der Welle (72) relativ zum Werkstück (77) verschiebbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 756 447;
USA.-Patentschriften Nr. 2 464 718,
677 747.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 560/464 6.68 © Bundesdruckerei Berlin