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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vakuum-Tiefziehform
zum Erzeugen von erhabenen Ausformungen, insbesondere von feinen Verzierungen, in
einer erwärmten Folie aus thermoplastischem Kunststoff, bei der aus der Formoberfläche
formgebende Elemente herausragen.
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Folien oder Formteile aus Kunststoffen werden für bestimmte Anwendungszwecke
mit erhabenen Verzierungen versehen. Beispielsweise werden Ziernähte angebracht.
Sie können entweder aufgenäht oder durch Ausformen einer Kunststoff-Folie nachgeahmt
werden.
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Es ist bekannt, solche Ausformungen durch Prägen, z. B. nach dem
Hochfrequenz- oder dem Heißprägeverfahren, zu erzeugen. Die Prägeverfahren haben
jedoch den Nachteil, daß im allgemeinen neben der geprägten Verzierung Randbereiche
der Elektroden oder Prägestöcke ungewollt mit abgebildet werden, wodurch das Bild
der Prägung beeinträchtigt wird.
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Bei bestimmten Formteilen, beispielsweise bei Rundteilen, ist ein
Prägen auf dem fertigen Teil meist nicht möglich. Ein mögliches vorheriges Prägen
hat den Nachteil, daß beim späteren Formen des Teils die Prägung mehr oder weniger
undeutlich oder beseitigt wird, zumal wenn es sich um Ausformungen kleiner Abmessungen
handelt. Die Erzeugung von Ausformungen nach diesen Verfahren bedeutet einen zusätzlichen
Arbeitsgang, wenngleich bei Serienfertigungen eine Einschaltung in die Fertigungsstrecke
möglich ist.
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Es ist weiterhin bekannt, beim Formen von Teilen aus thermoplastischen
Kunststoffen nach dem Vakuum-Tiefziehverfahren bei demselben Arbeitsgang erhabene
Ausformungen anzubringen, indem man die Oberfläche der Tiefziehform mit den entsprechenden
formgebenden Elementen besetzt. Mit den bisher hierfür bekannten Vorrichtungen können
jedoch nur Ausformungen erzeugt werden, deren Abmessungen im Vergleich zur Dicke
der zu verformenden Folie groß sind. Je kleiner die Verzierungen sind, desto schwieriger
ist es, sie scharf auszubilden, da das Formteil, insbesondere an den erhabenen Stellen,
zu schnell erkaltet.
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Bekannt ist ferner ein Verfahren zum Befestigen eines mit einem hinterschnittenen
Kopfteil versehenen Befestigungs- oder Verbindungselements in der dünnen Wand eines
Formteils aus thermoplastischem Kunststoff, die in erweichtem Zustand durch einseitigen
Überdruck eines Strömungsmediums an eine Formfläche angepreßt und gleichzeitig um
den aus der Formfläche frei herausragenden Kopfteil des Befestigungs- bzw. Verbindungselements
herumgelegt wird. Beim Vakuum-Tiefziehen wird das Befestigungs- bzw. Verbindungselement
wie eine Kopfschraube, ein Splint oder eine Mutter im Bereich einer Absaugöffnung
der Ziehform mit einem Spiel gehalten, das ein Absaugen der Luft unterhalb des Kopfteils
gestattet. Bei der dabei verwendeten Form ragt in eine Absaugöffnung der Ziehform
ein Anschlag hinein, der den hinterschnittenen Kopfteil des Befestigungs- bzw. Verbindungselements
im erforderlichen Abstand zur Formfläche hält (deutsche Auslegeschrift 1 246 215).
Die dünne Wandung legt sich also formend um den Kopfteil beispielsweise einer Schraube,
die somit festgelegt wird. Eine Prägung der Folie findet nicht statt, und die Schraube
ist verbraucht, d. h. sie wird nicht wiederverwendet; sie sitzt lose im Absaugkanal
der Form. Aufgabenstellung und
Lösung dieser Aufgabe sind verschieden von denjenigen
der vorliegenden Erfindung.
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Zur Formung von z. B. Nummernschildern für Kraftfahrzeuge dient eine
weitere bekannte Vakuum-Zieheinrichtung, welche am Bodenteil eines Kastens Permanentmagnete
zum Halten der auswechselbaren Prägelettern aufweist, und wobei der Boden durch
eine Lochplatte mit einer Vielzahl von feinen Bohrungen zum Absaugen der Luft unter
der zu verformenden Kunststoffplatte gebildet ist (deutsche Gebrauchsmusterschrift
1 734 387). Mit dieser und der vorgenannten Vorrichtung können keine Prägungen,
insbesondere keine feinen Verzierungen, erzeugt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuum-Tiefziehform
zum Erzeugen von erhabenen Ausformungen, insbesondere von feinen Verzierungen zu
finden, die es ermöglicht, die thermoplastische Folie nach dem Positiv-Tiefziehverfahren
zu verformen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die formgebenden
Elemente einzeln oder in Gruppen von mehreren, in je einem sie ringsherum umschließenden
Saugkanal 3 angeordnet sind.
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Dadurch, daß der Unterdruck unmittelbar um jedes einzelne formgebende
Element gleichmäßig ringsherum angreifen kann, wird die beim Tiefziehen zwischen
Form und Formteil eingeschlossene Luft schnell und vollständig abgesaugt und das
Formteil fest und gleichmäßig über die Erhabenheiten der Form gezogen, so daß selbst
kleine Ausformungen scharf abgegrenzt hervortreten. Es können somit beliebige Verzierungen
erzeugt werden.
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Die Vakuum-Tiefziehform kann für jeden gegebenenfalls automatisch
ablaufenden Tiefziehvorgang verwendet werden. Vorzugsweise eignet sie sich für das
Anbringen von Verzierungen, insbesondere Ziernaht- und Steppnahtimitationen auf
Folien, insbesondere für Taschen und Etuis, für Dekorationen und für Verkleidungsteile.
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Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vakuum-Tiefziehform, und zwar A b b. 1 und 2 Teilausschnitte mit an tiefer gelegenen
Stellen in der Form befestigten formgebenden Elementen und Ab b. 3 bis 5 Teilausschnitte
mit auf der Unterseite der Form befestigten formgebenden Elementen.
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Aus der Oberfläche einer Form 1 herausragende formgebende Elemente
2 stehen im Bereich der Formoberfläche oder im wesentlichen frei, so daß ein Schlitz
oder ein Loch ringsherum um das Element 2 einen Saugkanal 3 bildet. Befestigt werden
die Elemente 2 in den Schlitzen oder Löchern oder von unten an der Form 1. Die Befestigung
kann z. B. durch Punktschweißen, Kleben oder Klemmen erfolgen. Die formgebenden
Elemente 2 können einzeln oder zu mehreren in einem Schlitz oder Loch angeordnet
sein. Die Form 1 kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß sie an einer Stelle,
an der eine Reihe der formgebenden Elemente 2 anzuordnen ist, geteilt ist. Die Schlitze
oder Löcher können einzeln oder gemeinsam an Vakuumquellen angeschlossen sein.
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Für die formgebenden Elemente 2 eignen sich verschiedene Werkstoffe,
insbesondere Metalle, vorzugsweise Federstähle. Die Elemente 2 sollen zweckmäßigerweise
mindestens in einer Abmessung im Vergleich zur Dicke der tiefzuziehenden Folie klein
sein. Hierunter wird beispielsweise bei plättchenförmigen Elementen 2 verstanden,
daß deren Dicke
halb so groß wie die Dicke der Folie oder noch kleiner
ist. Die Elemente 2 können beliebig dünn sein; jedoch sind in Abhängigkeit von dem
Werkstoff Grenzen gesetzt, da die Elemente 2 eine für das Tiefziehen der Folie ausreichende
Festigkeit aufweisen müssen. Im allgemeinen soll die Plättchendicke etwa 2/100 bis
etwa 3/4 der Foliendicke betragen. Als Tiefziehfolie eignet sich eine Folie von
0,2 bis zu 1 mm Dicke. Beispielsweise ist es zweckmäßig, für die Ausformung einer
Ziersteppnaht auf einer 0,6 mm dicken Folie als folmgeben~Elemente 2 Stahlplättchen
von etwa 0,04 bis etwa 0,06 mm Dicke und von etwa 2 bis etwa 6 mm Länge zu verwenden.
Stifte als formgebende Elemente 2 haben im allgemeinen die Dicke von kleinen Nägeln
oder Nadeln. Die formgebenden Element 2 ragen in Abhängigkeit von der Foliendicke
meist um das 0,5- bis 30fache der Foliendicke aus der Oberfläche der Form 1 heraus.
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Durch plättchenförmige Elemente 2 entstehen beispielsweise Ziernähte
und durch stiftförmige Elemente Noppenmuster.