DE1778169A1 - Verfahren und Einrichtung zur Werkstoffbearbeitung durch Ziehen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DH.iNG. H. NEGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 ■ NEUER WALL 41

TBL. 8 β 74 2 8 UND »64113

TBLEOR. NBOEDAFATENT HAMBURQ

MÜNCHEN Ιο · MOZARTSTR. 23

TEL.588 OB 86

TBLBOR. NEOBDAPATENT MÜNCHEN

HAMBURG,

2. April 1S68

Borg - Warner Corporation, Chicago, Hlionis (V.St.A·)

Verfahren und Einrichtung zur Werkstoffbearbeitung durch Ziehen·

Für diese Patentanmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden US - Anmeldung, Ser.No. 629, 763 vom 10. April 1967 in Anspruch genommen·

Die Erfindimg betrifft Verbesserungen bei der Kaltverformung oder dem Ziehen von Platten-oder Tafelmaterial und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung, vermittels deren die mechanische Widerstandsfestigkeit und die Reißfestigkeit des Randes von Gegenständen, die entsprechend der Erfindung hergestellt sind, verbessert werden können·

Obwohl das Ziehen von Metall bereits sehr weit entwickelt ist, treten bei der noch verhältnismäßig neuen Technologie des Ziehens von Thermoplasten viele besondere Schwierigkeiten auf. Gerade weil ziehbare Kunststoffe gegenüber Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Stahl, erheblich abweichende physikalische Eigenschaften aufweisen, ist es schwierig, Gegenstände aus Kunststoff zu ziehen, die eine gute mechanische Widerstandsfestigkeit besitzen.

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An dem Randflansch, der während des Ziehens an der Mündung oder dem offenen Ende des Gegenstandes entsteht, treten Schwierigkeiten in der Form von Faltenbildung oder auch dadurch auf, daß der Band durohgescheuert wird¹; Wenn ein soloher Verarbeitungsfehler auftritt, ist es schwierig, den Planeoh zweoke Erzielung eines Gegenstandes von sauberem Aussehen in einer solchen Weise nachzuarbeiten, daß der Flansch eben und glatt wird.

fc Sie Erfindung bezweckt hauptsächlich, ein neues Verfahren zur Kaltverformung oder zum Ziehen von Fiat tonmaterial aus thermoplastischem Kunststoff anzugeben.

Weiterhin soll eine yerbeseerte Einrichtung geschaffen werden, vermittels deren das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist·

Durch die Erfindung sollen si oh Gegenstände herstellen lassen, die an ihrem Bande eine verhältnismäßig hohe Reißfestigkeit besitzen und insgesamt eine größere mechanische Formf estigkeit aufweisen·

Vermittels des Verfahrens und der Einrichtung nach der Erfindung lassen sich Gegenstände herstellen, deren " Qualität den Gegenständen überlegen ist, die vermittels bekannter Verfahren und Einrichtungen hergestellt werden könnenV

Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß zu Beginn des Ziehvorganges ein verhältnismäßig großer Druck auf das Bandgebiet des Halbzeuges ausgeübt und an einem vorbestimmten Zeitpunkt des bei der Ziehung erfolgenden Hubes verringert wird· Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Niederhalter auf, der um den Prägestempel herum angeordnet und mit einer Randschulter versehen ist, die dazu dient, das Halbzeug, an dessen Band in einer

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solchen Weise zu lagern, daß der zu Beginn des Ziehvorganges auf das Halbzeug ausgeübte Druok wesentlich höher ist als der Druck, der unmittelbar nach dem Abziehen des Halbzeuges von der Randschulter ausgeübt wird.

Weitere Vorteile, so wie die Merkmale der Erfindung werden an Hand eines Ausfuhrungsbeispieles in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert· In den Zeichnungen sind}

Fig.¹ 1 Ein Aufrißquerschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der " Erfindung, aus dem die obere und die untere Form in der Stellung vor Beginndes Ziehvorganges dargestellt sind,

Pig¹. 2 ein zu Beginn 1 ähnlicher Aufrißquerschnitt, In welchem sich das obere und das untere Formteil naoh Beendigung des Ziehvorgangee in der geschlossenen Stellung befindet,

Fig· 3 ein Ausschnitt aus dem Aufrißquersohnitt,

der einen Teil des Niederhalters darstellt.

Die allgemein in Fig.* 1 mit dem Bezugszeichen C angege- ^ bene Ziehform besteht aus einem unteren Formhalter und einem oberen Formhalter 12· Der untere Formhalter ist auf einem starren Maschinengestell oder einem Preßtisch befestigt, der allgemein mit dem Bezugszeichen A bezeichnet ist. Der obere Formhalter ist seinerseits an den beweglich gelagerten Teilen einer herkömmlichen Presse verschiebbar gelagert, wo bei die Presse ganz allgemein mit dem Bezugszeichen P bezeichnet ist· Pressen dieser Art sind bekannt, so daß sich eine ausführliche Beschreibung erübrigt. Die Presse selbst bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

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Es soll ferner darauf hingewiesen werden, daß entweder der obere oder der untere Formhalter in bezug auf den anderen der beiden Formhalter verschiebbar gelagert sein kann.

Der untere Formhalter 11 trägt ein männliches Formglied oder einen Preßstempel 16, der durch Kopfschrauben oder auf entsprechende Weise an diesem Formhalter befestigt ist. Entlang des Handabschnittes der Formnase 19 des Preßstempels 16 befindet sich ein erhabener Anfc satz 20, der noch ausführlich beschrieben werden soll.

Der Preßstempel wird unter Belassung eines Abstandes von einem Stanzring 22 umgeben, der ebenfalls durch Kopfschrauben 24 an dem Formhalter befestigt ist. Zwischen dem Stanzring 22 und dem Preßstempel 16 ist ein ringförmiger Niederhalter 26 angeordnet. Der Niederhalter 25 ist in bezug auf den Preßstempel verschiebbar und wird durch mehrere Bolzen 28 gelagert, die durch Ausnehmungen 29 in dem unteren Formhalter hindurchgeführt sind. Das andere Ende dieser Bolzen 28 ist mit einer Druckplatte 30 verbunden, die sich unterhalb des unteren Formhalters befindet. Die Druckplatte 30 ist ihrerseits betriebsmäßig mit einem Luftkissen oder mit Federn verbunden, die ganz allgemein mit dem Bezugszeichen C bezeichnet sind. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung ist bekannt und bedarf daher keiner besonderen Beschreibung.

Der obere Formhalter 12, der an der Presse P befestigt ist, ist in bezug auf den Preßstempel 16 hin und her verschiebbar gelagert und trägt eine Matrize 32, die durch Kopfschrauben 33 befestigt ist. an dem oberen Formhalter 12 ist gleichfalls eine Auswerf platte 34. befestigt, die dazu dient, eine Prägefunktion auszuüben. Die Auswerfplatte 34 wird durch einen Führungsbolzen 36 geführt, der seinerseits in einer Buchse

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in dem oberen Formhalter gelagert ist.

Wie bereits in dem einleitenden Teil der Beschreibung ausgeführt wurde, bezweckt die Erfindung hauptsächlich, auf das Randgebiet des Halbzeuges einen verhältnismäßig hohen Druck auszuüben und diesen Druck während des Ziehvorganges zu verringern. Wie am besten aus der Darstellung von Fig. 3 ersichtlich ist, weist die obere Oberfläche des Niederhalters eine Randschulter 40 auf, deren Höhe etwa 15-25 v.H. weniger als die Dicke des zu ziehenden Plattenmaterials beträgt. Wenn die Stärke des Plattenmaterials beispielsweise 0,38 mm beträgt, weist die Randschulter 40 eine Höhe im Bereich von 0,25 bis 0,30 mm auf. Die Breite der Randschulter ist so bemessen, daß die Fläche, auf welche zu Beginn des Ziehvorganges der hohe Druck ausgeübt wird, etwa 5-15 v.H. der Gesamtoberfläche des Halbzeuges beträgt.

Die Kunststoffplatte S wird in einer solchen Weise über den Prägestempel und den Niederhalter gelegt, daß sie auf der Randschulter 40 aufliegt. Bei Beginn des Ziehvorganges wird die Matrize 32 von oben her gegen das Plattenmaterial geführt, bis sie sich im Eingriff mit dem Randgebiet befindet, das oberhalb der Randschulter 40 liegt. Der hohe Druck, welcher in der Größenordnung von 100 - 280 ate liegt, ist somit auf den Bereich der Randschulter beschränkt. Wenn die Matrize in bezug auf den Preßstempel weiter bewegt wird, beginnt der Kunststoff von der Randschulter 40 über den Rand 42 ( Fig. 3 ) in das Gebiet zu fließen, das unmittelbar neben der Randschulter liegt.

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Bei der Betätigung/Einrichtung nach der Erfindung befinden sich der obere Formhalter 12 und der untere Formhalter 11 in der in Fig. 1 dargestellten Lage.

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Eine Kunststoffplatte S wird über die Mitte des unteren Fonngliedes oder dem Preßstempel 16 gelegt,, so daß sie auf der Randschulter 40 des Niederhalt eis aufliegt. Dann "befindet sich zwischen der Kunststoffplatte und der übrigen Oberfläche des Niederhalters innerhalb der Randschulter ein kleiner, mit Luft gefüllter Zwischenraum, Der obere Formhalter 12 wird in bezug auf den Preßstempel so weit verschoben, bis die Matrize 32 an den oberhalb der Handschulter des Niederhalters liegenden Stellen mit der Kunststoffplatte in Berührung kommt. Während des weiteren Teils des Ziehvorganges wird der Niederhalter zusammen mit der Matrize verschoben und die Kunststoffplatte wird über den Rand 42 der Randschulter 40 radial nach innen gezogen. Der Stanzring schneidet zu Beginn der Verschiebung der Matrize in bezug auf den Preßstempel gleichzeitig das Halbzeug. In einer Zwischenstellung des bei der Ziehung erfolgenden Hubes kommt die Auswerfplatte 34 mit dem Kunststoff in Berührung, welcher sich oberhalb der Formnase des Preßstempels 16 befindet, und die komplementär ausgebildete Nut 35 wirkt in einer solchen Weise mit dem Ansatz 22 zusammen, daß dabei die Bodenplatte des Gegenstandes ge— prägt wird. Von diesem Zeitpunkt an beginnen die Auswerf platte und die Matrize 32 sich gegenseitig zu verschieben, bis sie in die in Fig. 2 dargestellte Endlage kommen. Wenn die Presse angehoben wird, werden das Formteil , der Niederhalter und die Matrize gleichzeitig zusammen durch das Luftkissen angehoben.

Obwohl die Erfindung nur in bezug auf ein bestimmtes Aufführungsbeispiel dargestellt und beschrieben worden ist, soll sie nicht auf diese spezielle Ausführung beschränkt seirie

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Claims (6)

- r- 1 7 7 Q 1 6 Pat entansprüche :

1. Verfahren zum Ziehen von Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Plattenmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Ziehvorganges ein verhältnismäßig großer Druck auf das Randgebiet des Halbzeuges ausgeübt und in einer vorbestimmten Zwischenstellung des bei der Ziehung erfolgenden Hubes verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fläche, auf welche ein großer Druck ausgeübt wird, etwa 5-15 v.H. der Gesamtfläche des Halbzeuges beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zu Beginn des Ziehvorganges ausgeübte Druck etwa 100 - 280 at. und der zu Ende des Ziehvorganges ausgeübte Druck etwa 20 bis 40 at. beträgt.

4. Einrichtung zum Ziehen von Kunststoff-Halbzeug, insbesondere von thermoplastischen Plattenmaterial, bestehend aus einem Prägestempel und einer zu diesem komplementär ausgebildete Matrize,

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dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederhalter (26) um den Prägestempel (16) herum angeordnet und mit einer Handschulter (40) versehen ist, die dazu dient, das Halbzeug (S) an dessen Rand in einer solchen Weise zu lagern, daß der zu Beginn des Ziehvorganges auf das Halbzeug ausgeübte Druck wesentlich größer ist, als der Druck, der unmittelbar nach dem Abziehen des Halbzeuges von der Randschulter ausgeübt wird»

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schulter (40) um etwa 15-25 v.H. geringer ist als die Dicke des Plattenmaterials.(S).

6. Einrichtung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Randschulter (40), welche das Halbzeug (S) lagert, etwa 5-15 v.H· der Gesamtfläche des Halbzeuges betragt.

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