DE1816713A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen hohler Erzeugnisse - Google Patents

Description

DH. ING. F. WtTBSTHOKF 8 MÜNCHEN 80 1816713 DIPIi. ING. G. PULS SCHWEIQEHBTHABeE 3 DH.B.T.PBOHMANN tm.foit 23 09 01 DR. ING. D. BBHRENS t-«_OHa»«_AD«.«, PATENTANWÄLTE γβοτιοτριτμτ mühchbk

1A-35 507

Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHEII INTERlTATIOIiAIB RESEARCH MAATSCHAPPIJ N. V.,

Haag, Fiederlande

betreffend
Verfahren und Vorrichtung zum Formen hohler Erzeugnisse.

Die Erfindung bezieht sioh auf Verfahren und Vorrichtungen zum formen eines hohlen Erzeugnisses aus einem Rohteilj die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine zum formen dienende Matrize mit einer öffnung, eine Vorrichtung zum festspannen eines Rohteils an der Matrize längs des Randes der öffnung sowie ©inen Kolben oder Stempel, der in die Öffnung der Matrize eintreten kann, um das Rohteil zu recken und iktm die gewünschte form des Erzeugnisses zu verleihen«

Es ist häufig erwünscht, becherförmige oder hohle Erzeugnisse zu formen, beindenen die Dicke der Seitenwände und dea Bodens genau bestimmt ist«, Bis jetzt wird die gewünschte Dicke oder Wandstärke in einem gewissen Ausmaß dadurch erzielt, daß man vorgeformte Rohteile verarbeitet» Es ist jedoch relativ kostspielig, solche vorgeformten Rohteile bereitzustellen, und es ist vorzuziehen, von einem flachen blattförmigen Rohteil auszugehen und einen einsigen kontinuierlichen Arbeltsgang mit Hilfe einer einzigen zum formen dienenden Vorrichtung in d©r V/eise durchzuführen, daß das Erzeugnis eine Seitenwand und einen Boden mit der gewünschten Dicke erhält.

Die bis jetzt bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum : Tiefziehen können in typischen fällen bei der· Verformung von

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Polypropylen bis zu einem Ziehverhiltnis, d.h. einem Verhältnis zwischen der Tiefe und dem Durchmesser des Erzeugnisses, in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 1,5 angewendet werden, jedoch ergeben sich bei höheren Werten dieses Verhältnisses Schwierigkeiten· Bei typischen Verfahren können Wandstärken erzielt werden, die 8$ bia 40$ der Dicke des Rohteils betragen» Der Boden des Erzeugnisses erhält gewöhnlich eine größere Dicke als die Seitenwand, wenn mit einem kleinen Ziehverhältnis gearbeitet wird, während der Boden vergleichsweise dünner wird, wenn sich der Wert des Ziehverhältnisses erhöht und das am Boden vorhandene Material so verformt wird, daß ein Teil dieses Materials die Seitenwände des Erzeugnisses bildet. Bis jetzt erweist es sich als besonders schwierig, die relative Wandstärke bei Erzeugnissen zu regeln, die geschweifte Seitenwände oder teilweise geschlossene offene Enden aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine zweokmäßige Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, im Wege des Beckens hohle Erzeugnisse mit einer vorbestimmten Dicke der Seitenwand und des Bodens herzustellen, und bei der es insbesondere möglich ist, mit einem Ziehverhältnis von weniger als 0,5 und mehr als 1,5 zu arbeiten.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Formen eines hohlen Erzeugnisses aus einem Rohteil vor, die eine zum Formen dienende Matrize mit einer Öffnung umfaßt, ferner eine Spannvorrichtung zum Festspannen eines Rohteils auf der Matrize am Rand ihrer Öffnung, einen Stempel, der in die Öffnung der Matrize eintreten kann, um das Rohteil zu recken und aus ihm ein hohles Erzeugnis herzustellen, eine dehnbare elastische Membran, die auf dem unteren Ende des Stempels angeordnet ist, sowie eine Vorrichtung, mittels deren die Membran auf dem Stempel aufgeblasen werden kann. Gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, vorgeformte Rohteile zu verarbeiten oder verschiedene Zonen des Rohteils auf unterschiedliche Weise zu erhitzen. Mit Hilfe der am unteren Ende des Stempels vorgesehenen Membran ist es ähnlich wie bei dem bekannten Blasverfahren möglich, das Rohteil in einem sehr großen Ausmaß auszudehnen und es zu einem

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hohlen Erzeugnis zu verarbeiten. Wenn mit einem beliebigen Druck und einem beliebigen Verhältnis zwischen den Reibungsbeiwerten der Membran und des Rohteils gearbeitet wird, ist es möglich, d&s Ausmaß des Ausziehens des am Boden der Matrize vorhandenen Materials und die Verringerung der Dicke des Materials des Rohteils genau zu regeln. Wenn man zusätzlich in seitlichen Richtungen wirkende Membranen vorsieht, ist es möglich, sowohl die Seitenwände des Erzeugnisses als auch dessen Boden auszudehnen und zu formen·

Die Vorrichtung zum Festspannen des Rohrteils kann mit der Matrize verbunden sein, so daß sich die Bauhöhe der gesamten Anordnung verringert und ein freier Raum für das Beschicken und Entleeren der Vorrichtung zur Verfügung steht₀ Die Vorrichtung zum Einspannen des Rohteils kann mit einer Vorrichtung zusammenarbeiten, mittels deren Rohteile aus einem Flachmaterial ausgeschnitten werden, das mit einer gewünschten Verarbeitungstemperatur von einer Heizvorrichtung abgegeben wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Haiid schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert,

Pig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführmigsform der Erfindung mit einer Presse, die einen Kolben umfaßt und mit einer Vorrichtung zum Einspannen eines Rohteils versehen ist, die hier in ihrer zurückgezogenen Stellung gezeigt ist, bei der ein neues Rohteil eingespannt oder ein fertiges Erzeugnis aus der Matrize entnommen werden kann·

Pig. 2 ähnelt Pig. 1, zeigt jedoch ein in die Matrize eingelegtes und eingespanntes Rohteile

Pig. 3 ähnelt ebenfalls Pig. 1, veranschaulicht jedoch, auch, auf welche Weise das Rohteil mit Hilfe einer aufblasbaren Membran vorgeformt wird.

Fig, 4 ähnelt wiederum Pig. 1, zeigt jedoch die verschiedenen Teile nach dem Abschluß des Vorgangs zum Formen eines Erzeugnisses.

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Mg· 5 ähnelt ebenfalls Pig. 1, zeigt jedoch das aus der Matrize ausgeworfene geformte Erzeugnis, 'das nunmehr der Vorrichtung entnommen werden kann.

Mg. 6 zeigt in einem senkrechten Teilschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl eine stirnseitige Membran als auch eine in seitlicher Richtung wirkende, allgemein rohrförmige Membran vorgesehen sind, und bei der ferner einer Vorrichtung zum Einspannen eines Rohteils eine Vorrichtung zum Ausschneiden eines Rohteils aus einem Machmaterial zugeordnet ist.

Bei der Ausführungsform nach Mg. 1 bis 5 sind eine ortsfeste Pressengrundplatte 10 und eine senkrecht nach oben und unten bewegbare obere Pressenplatte 11 vorgesehen, welch letztere durch eine Kolbenstange 12 betätigt werden kann. Auf der Grundplatte 10 ist eine Matrize 13 befestigt, während mit der oberen Platte bzw. der Stempelplatte 11 ein Matrizenstempel 14 verbunden ist, der so bemessen ist, daß er mit einem vorbestimmten seitlichen Spielraum in die Matrize 13 eintreten kanne

Im unteren Teil der Matrize 13 ist eine Matrizenbodenplatte 15 angeordnet, die durch das obere Ende eines unteren Kolbens bzw. einer Druckstange 16 unterstützt ist, welche mit einer Betätigungsvorrichtung verbunden ist, die es ermöglicht, die Bodenplatte unter einem geregelten Druck nach oben und unten zu bewegen. Eine Rohrleitung 17 ermöglicht es, ein Druckmittel durch die Bodenplatte 15 der Matrize hindurch zu deren Oberseite zu leiten, um den wirksamen Druck unterhalb des herzustellenden Erzeugnisses zu regeln oder eine Schmierung zu bewirken.

Eine verformbare Membran 20 aus einem Elastomermaterial, z.B. Gummi oder Neopren, ist am unteren Ende des oberen Stempels 14 mit Hilfe einer Stützplatte 21 und eines Halteteils 22 so befestigt, daß sie die untere Stirnfläche des Stempels überdeckt. Bei der herstellung von kreisrunden Erzeugnissen könnten die Bauteile 21 und 22 mit Hilfe von Gewindeverbindungen befestigt werden; bei rechteckigen oder anderen nicht kreisrunden Erzeugnissen kann man einen Preßsitz vorsehen oder die genannten Teile durch Weichlöten, Anschweißen, mit Hilfe von Klemmschrauben oder

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auf andere geeignete Weise befestigen.

Ein Kanal 23 dient dazu, über eine Offnugg in dem Bauteil 21 dem Raum oberhalb der Oberseite der Membran ein Druckmittel zuzuführen bzw. das Druckmittel wieder abzuführen, um die Membran aufzublasen oder sie'sich wieder zusammenziehen zu lassen; erforderlichenfalls wird die Membran mit einem Unterdruck beaufschlagt, um sie vollständig wieder in ihre Ausgangslage zurückzuführen. Ein Kanal 24» an den sich ein flexibler, elastischer und verlängerbarer Schlauch 25 anschließt, dient dazu, ein Druckmittel der Unterseite der Membran 20 zuzuführen bzw. das Druckmittel wieder abzuführen, so daß der ■'-'ruck oder die Reibung zwischen der Membran und dem zu formenden Erzeugnis geregelt werden kann₀

Die Matrize 13 weist einen Sitz 26 für ein Rohteil W auf. Dieses Rohteil befindet sich im Augenblick seiner Verarbeitung auf einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb des Schmelzpunktes, wobei diese Temperatur jedoch dem Schmelzpunkt so nahe benachbart ist, wie es im Hinblick darauf möglich ist, daß der Werkstoff seinen Zusammenhalt im festen Zustand oder seine "Kaitverformungsfähigkeit" beibehält.

Ferner sind Halteglieder 30 vorgesehen, mittels deren der Rand des Rohteils W mit dem Sitz 25 verspannt werden kann. Die Halteglieder 30 sind an Hebeln 31 befestigt, die bei 32 auf an der Matrize 13 befestigten Lagerböcken 33 drehbar gelagert sind. Jedem der ^xiebel 31 ist eine mit Hilfe eines Druckmittels zu betätigende Zylinder- und Kolbenbaugruppe 34 zum Betätigen des betreffenden Haltegliedes zugeordnet; jede dieser Baugruppen ist bei 35 gelenkig mit dem zugehörigen Hebel 31 verbunden und bei 36 auf einem ortsfesten Bock 37 drehbar gelagert.

Die Halteglieder haben bei einem Rohteil von rechteckiger Form eine allgemein gerade Gestalt; handelt es sich jedoch um ein Rohteil von kreisrunder oder unregelmäßiger Umrißform, sind die Halteglieder zu dem Rohteil passend geformt. Die Anordnung der Lagerungen, die Länge der Hebelarme und die aufzubringende Kraft lassen sich leicht so abstimmen, daß.unterschiedliche Einspanndrücke erzeugt oder gegebenenfalls während eines Arbeits-

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spiels Änderungen der Einspanndrücke herbeigeführt werden können.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung beim Formen eines hohlen Erzeugnisses aus einem Flachmaterial-Rohteil ist in den Figuren in verschiedenen Stadien dargestellt«

In Figo 1 sind die Halteglieder 30 zurückgezogen, der Hauptstempel 14 wurde nach oben bewegt und der untere Stempel 16 mit der Matrizenbodenplatte 15 wurde nach unten bewegt. Innerhalb der Presse steht reichlich freier Raum zur Verfügung, so daß man ein Rohteil VV aus Flachmaterial in die Vorrichtung einführen kann.

In Fig. 2 ist das Rohteil in die Matrize eingeführt worden, der Rand des Rohteils ist festgespannt worden, und der Hauptstempel 14 ist in Richtung auf das eingespannte Rohteil nach unten bewegt worden.

In Fig. 3 ist der Hauptstempel 14 nach unten bewegt und zur Anlage an dem Rohteil gebracht worden, die Bodenplatte 15 ist gegen die Unterseite des Rohrteils nach oben bewegt worden, und die Membran 20 ist aufgeblasen worden, um die mittleren Teile des Rohteils zu formen» Die Fläche des Rohteils, die zwischen der Bodenplatte und der membran festgehalten wird, der auf das Rohteil wirkende Druck und die Reibung zwischen iflen sich berührenden Flächen können mit Hilfe von Druckmitteln geregelt werden, die der Vorrichtung über die Kanäle bzw. Leitungen 24 und 17 zugeführt werden. Ferner können die Reibungskräfte dadurch geregelt werden, daß man die Werkstoffe und die Oberflächenbehandlung der betreffenden Teile entsprechend wählt.

In Fig. 4 ist der Hauptstempel 14 bis zum unteren Ende seiner Hubstrecke nach unten bewegt worden; hierbei wurde der mittlere Seitenwandabschnitt des Rohteils gereckt, nachdem vorher die Membran aufgeblasen wurde, um das Material im mittleren Teil des Rohteils im jeweils gewünschten Ausmaß nach außen zu ziehen, und zwar teilweise oder vollständig bis zum Boden; der Boden des geformten Erzeugnisses W1 wird abschließend dadurch geformt, daß mit Hilfe des Stempels ein Druck auf die nicht mehr aufgeblasene Membran und die Bodenplatte 15 der Matrize

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aufgebracht wird. Der Spielraum zwischen dem Stempel 14 und der Seitenwand der Matrize 13 in der Einspannzone spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Dicke der Seitenwand des Erzeugnisses. Der zum Einspannen des Randes des Rohrteils aufgebrachte Druck sowie die Breite des Randes beeinflussen ebenfalls die Abgabe von Vorratsmaterial von dem Rand an die Seitenwand des Erzeugnisses. Der hier gezeigte schmale Rand enthält keinen großen Materialvorrat, der abgegeben werden könnte, doch könnte man den Rand so breit machen, wie es erwünscht ist, und wenn die gewünschte endgültige Breite des Randes kleiner ist als der tatsächlich entstehende Rand, kann das überschüssige Material weggeschnitten werden·

In Pig. 5 ist der Rand des Erzeugnisses von den Haltegliedern 30 freigegeben worden, der Hauptstempel mit der Membran ist nach oben zurückgeführt und aus dem Erzeugnis herausgezogen worden, wobei mit Hilfe des Schläuche 25 ein Druckausgleich herbeigeführt wurde, und das Erzeugnis Y/1 ist mit Hilfe der Bodenplatte 15 und des unteren Kolbens 16 nach oben gedrückt und aus der Matrize ausgeworfen worden. Wenn das Erzeugnis dazu neigt, an der Bodenplatte 15 2u haften, kann man es von der Bodenplatte dadurch trennen, daß man über die Leitung-17 ein Druckmittel zuführt. Gemäß Fig. 5 steht reichlich Raum zur Verfügung, so daß das Erzeugnis leicht entfernt werden kann, Danach wird die Bodenplatte 15 wieder bis zum Boden der Matrize zurückgezogen, woraufhin die Matrize bereit ist, das nächste Rohteil auf zunehme η _o

Die Vorrichtung erweist sich als sehr vielseitig, da sie in der verschiedensten Weise betrieben werden kann. Das Erzeugnis kann der Vorrichtung entnommen werden, nachdem die Membran teilweise oder vollständig aufgeblasen worden ist, ohne daß der Hauptstempel nach unten in die Matrize hinein bewegt wird. Ferner kann man den Hauptstempel nach unten bewegen, ohne daß die Membran aufgeblasen wird. Die Membran kann dazu dienen, den Hauptteil des Erzeugnisses quer zu seiner senkrechten Achse im Vergleich zur oberen Öffnung weiter auszudehnen} in diesem Fall ist es erforderlich, eine mehrteilige Matrize zu benutzen; diese Ausdehnung über den Durchmesser der oberen Öffnung hinaus kann

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bewirkt werden, ohne daß der Hauptstempel vollständig nach unten bewegt wird, oder nachdem der Stempel gegenüber seiner tiefsten Stellung zurückgezogen worden ist. Weiterhin kann der Hauptstempel bis unterhalb des oberen Handes der Matrize nach unten bewegt werden, um mit der Festlegung der Dicke des oberen Teils der Seitenwand zu beginnen, bevor damit begonnen wird, die Membran aufzublasen; alternativ kann die Membran gleichzeitig mit dieser Bewegung des Hauptstempels aufgeblasen v/erden.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform ähnelt in vielen Punkten der an Hand von Fig. 1 bis 5 beschriebenen, und daher sind in Fig. 6 dargestellte Bauteile, die in Fig. 1 bis 5 erscheinenden Bauteilen ähneln, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung eines Kennstrichs, bezeichnet. Gemäß Fig. 6 erweitert sich jedoch die Matrize nach oben, und sie hat teilweise eine größere Querabaessung als der Stempelt die Einspannvorrichtungen sind nicht der Matrize, sondern dem Stempel zugeordnet; ferner sind den Einspannvorrichtungen Schneidvorrichtungen zugeordnet, mittels deren ein Rohteil aus einem der Vorrichtung zugeführten erhitzten Flachmaterial ausgeschnitten werden kann; der Stempel trägt eine seitliche, allgemein rohrförmige Membran, und an den Einspannvorrichtungen ist eine Führung für den Stempel vorgesehen, die auch dazu dient, die rohrförmige Membran in ihrer Lage zu hglten.

Die Einspannvorrichtungen 30^! umfassen eine Schneidvorrichtung 40 zum Ausschneiden eines Rohteils aus dem Flachmaterial 41, das nach Bedarf mit Hilfe von Transportwalzen 43 aus einer Vorwärmvorrichtung 42 herausgezogen wird.

Der Hauptstempel ist mit einer seitlichen, allgemein rohrförmigen Membran 44 versehen, die eine ringförmige Aussparung 45 am Umfang des Stempels 14' überdeckt. Ein Druckmittel kann mit Hilfe einer Rohrleitung 46, die mit einer Vorrichtung zum Zu- und Abführen eines Druckmittels verbunden ist, der Aussparung 45 zugeführt oder wieder aus der Aussparung abgeleitet werden. Gemäß Fig. 6 besteht die Membran 44 mit der unteren Membran 20' aus einem Stück, und die Membran ist an ihrem unteren Ende mit Hilfe des gleichen Bauteils 22· befestigt, das die untere Membran in ihrer Lage hält, doch können die beiden

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Membranen auch als getrennte Bauteile ausgebildet sein, wenn man die zugehörigen Befestigungsvorrichtungen entsprechend abändert. Die Stempelbaugruppe wird auf geeignete Weise zusammengehalten, z.B. durch Zuganker oder Schrauben, die der Deutlichkeit halber in Pig. 6 nicht dargestellt sind.

Ferner ist eine Führungshülse 47 vorgesehen, die durch die Einspannvorrichtungen 30· unterstützt ist und dazu dient, den Stempel gegenüber dem oberen Ende der Matrize genau in die richtige Lage zu bringen, und die erforderlichenfalls dazu beiträgt, die seitliche Membran 44 in ihre zurückgezogene Stellung auf dem Stempel zurückzuführen.

Die Vorrichtung nach Pig. 6 kann in der verschiedensten Weise benutzt werden. Eine der gegebenen Möglichkeiten ist in Pig. 6 mit strichpunktierten Linien angedeutet, die das Erzeugnis in verschiedenen Herstellungsstadien darstellen. Das ursprüngliche Rohteil tf¹ ist in seiner flachen Form dargestellt, in der es auf dem Niederhaltersitz 26' festgehalten wird. Dieses Rohteil wird dadurch teilweise gezogen, daß die untere Membran 20' aufgeblasen wird, wie es bei W'1 angedeutet ist; dann wird das Rohteil mit Hilfe der unteren Membran weiter gezogen, bis die bei W¹2 angedeutete Gestalt erreicht ist; die endgültige Formgebung wird dann nach dem Zurückziehen der unteren Membran 20· durch den Stempel 14' und die seitliche Membran bewirkt, so daß das Rohteil in die bei W¹3 dargestellte Form gebracht wird. Die Hülse 47 verhindert, daß die seitliche Membran 44 an ihrem oberen Ende nach außen gedruckt wird, wenn sie aufgeblasen wird, um die Seitenwand des Erzeugnisses zu formen. Die seitliche Membran wird vor der Rückführung des Stempels 14' zurückgezogene Danach wird das fertige Erzeugnis mit Hilfe des unteren Kolbens 16' nach oben gedruckt, aus der Matrize ausgeworfen und entfernt.

Wenn es erwünscht ist, das Erzeugnis in einem erheblichen Ausmaß in seitlicher Richtung auszudehnen, kann man eine mehrteilige Matrize benutzen.

Die seitliche Membran 44 erweist sich als sehr zweckmäßig₉ da sie es ermöglicht, das Erzeugnis in seiner endgültigen Form zu fixierenj sie ermöglicht es, den eigentlichen Stempel mit

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einem Untermaß so auszubilden, daß er mit der Matrize nicht mit einer engen Passung zusammenarbeitet, und sie dient ferner dazu, den Werkstoff in die seitlichen Teile der Matrize hineinzudrücken, so daß man Erzeugnisse mit Keilbahnen oder Nuten und Vorsprüngen an den Seitenwänden herstellen kann, die mit Hilfe eines entsprechend geformten Kolbens nicht ohne weiteres oder sogar überhaupt nicht hergestellt werden könnten.

Die untere Membran 20' dient allgemein dazu, die Wandstärke des Bodens des herzustellenden Erzeugnisses zu verkleinern; dieser Vorgang kann dadurch modifiziert werden, daß man die auf das Erzeugnis wirkende Reibung durch geeignete Wahl des auf die Bodenplatte 15' wirkenden Drucks sowie der Art und des Drucks des Druckmittels regelt, das während des Herstellungsvorgangs durch die Bodenplatte und die untere Membran hindurch zugeführt wird. Auch die Eigenschaften der Membran und der Bodenplatte beeinflussen in einem gewissen Ausmaß die auf den Werkstoff des Rohteils wirkende Reibung und das Fließen des V/erkstoffs. üenn ein Boden von großer Dicke erwünscht ist, kann man den Stempel nach unten bewegen, ohne die untere Membran aufzublasen, und die Seitenwände des Erzeugnisses werden dann durch Aufblasen der seitlichen membran geformt. Alle diese Vorgänge können in verschiedenen Stadien des Herstellungsvorgangs eingeleitet und beendet werden. Es ist möglich, örtliche Veränderungen an dem Erzeugnis zu bewirken, indem man die Membranen örtlich mit einer größeren oder kleineren Wandstärke versieht; ferner ist es zu diesem Zweck möglich, verschiedene Flächenabschnitte des Rohteils örtlich auf besondere »»eise zu formen sowie verschiedene Flächen-Stücke unterschiedlich zu erhitzen.

Das Verfahren und die Vorrichtungen nach der Erfindung lassen sich bei bestimmten plastischen Metallen und anderen Werkstoffen anwenden, bei denen es sich nicht um Polymerisatkunststoffe handelt. Zu den Kunststoffen, die gemäß der Erfindung verarbeitet worden sind bzw« als verarbeitbar erscheinen, gehören Polypropylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polyamid, Polystyrol, Fluorkohlenstoff polymerisate, Acrylpolymerisate, Celluloseacetat, Oellulosebutyrat, Cellulosenitrat, Polyäther, Ionomere, PoIy-

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cariionate, Polyester, Polyphenylenoxide Polysulphone, Polyurethan und möglicherweise weitere werkstoffe, die noch nicht untersucht worden sind.

wegen der Verwendung von Stützmembranen ist es ferner möglich, poröse, offene oder geschlossene Zellen enthaltende Schaumwerkstoffe oder sogar gelochte Rohteile zu verarbeiten. Auch Rohteile, die sich aus mehreren Schichten des gleichen Werkstoffs oder verschiedener Werkstoffe zusammensetzen, können verarbeitet werden. Bei einem solchen zusammengesetzten Rohteil können sich die Schichten bezüglich ihrer Dicke, Farbe, des Schmelzpunktes oder anderer physikalischer oder chemischer Eigenschaften unterscheiden.

Die geeigneten Verarbeitungstemperaturen lassen sich für jeden zu verarbeitenden Werkstoff leicht ermitteln. TJm ein Beispiel zu geben, sei bemerkt, daß die l'emperatur, die zur Verarbeitung von vorherrschend isotaktischem Polypropylen am besten geeignet ist, im Bereich von etwa 65° 0 bis zu einer Temperatur kurz unterhalb des Kristallschmelzpunktes von 168° 0 liegtj der bevorzugte Temperaturbereich ist der Bereich von 149° C bis 166° G. Diese Temperaturen liegen in dem Bereich, in dem sich das Material noch im festen Zustand befindet oder eine Kaltverformung ermöglicht.

Die vorstehend genannten Werkstoffe sind dadurch gekennzeichnet, daß sie sich unterhalb des Schmelzpunktes oder dann, wenn sie keinen ausgesprochenen Schmelzpunkt aufweisen, unterhalb einer Temperatur erweichen lassen, bei der eine Schädigung eintritt; ferner erhöht sich die Festigkeit dieser Werkstoffe, wenn sie im festen Zustand beansprucht und im gespannten Zustand auf eine geeignete Stabile Temperatur gebracht werden.

In vielen Fällen wird es erwünscht sein, die Temperatur des Rohteils und des entstehenden Erzeugnisses zu regeln} zu diesem Zweck kann man die Vorrichtung mit verschiedenen Heiz- und Kühlvorrichtungen versehen und die verschiedensten Flude verwenden; da die Benutzung solcher Heiz- oder Kühlvorrichtungen auf dem Gebiet der Verarbeitung von Kunststoffen und des Formens von Erzeugnissen mit Hilfe von Matrizen allgemein bekannt und

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gebräuchlich, ist, wurde hier auf eine bildliche Darstellung und eine Beschreibung verzichtet.

Wie schon erwähnt, eignet sich die Erfindung in hohem Maße zur Herstellung geschichteter Erzeugnisse aus gleichartigen oder verschiedenen plastischen Polymerisaten oder Metallen. Das Merkmal, das darin besteht, daß der Werkstoff im festen Zustand verarbeitet wird, ermöglicht die Verwendung geschichteter Werkstoffe, die aus einem Bereich gewählt werden können, der erheblich größer ist, als es bei der Verwendung von geschmolzenem Material möglich sein würde, denn es ist nur erforderlich, die Schichten aus dem Material mit dem niedrigsten Schmelzpunkt auf die höchste noch unter dem Schmelzpunkt liegende Temperatur zu bringen, da die übrigen Schichten aus Materialien mit höheren Schmelzpunkten immer noch erweicht werden und bei der durch das Material mit dem niedrigsten Schmelzpunkt festgelegten Grenztemeperatur verformbar sind.

Man kann sowohl gebundene als auch nicht gebundene Materialschichten verformen; hierbei richtet sich die Wahl des Materials jeweils nach den herzustellenden Erzeugnissen und den verfügbaren Werkstoffen. Als Bindemittel für die Schichten muß man natürlich solche Bindemittel verwenden, die bei der erforderlichen Verarbeitungstemperatur nicht geschädigt werden; wenn es sich bei den Bindemitteln selbst um plastiscne Polymerisate handelt, wie es normalerweise der Fall sein wird, das ihre Schmelztemperatur nicht erreicht werden.

Das untere Ende des Stempels oder mindestens dessen Rand, z.B. an dem Membranbefestigungsring 22 bzw. 22» kann aus einem Material bestehen, das einen niedrigen Reibungsbeiwert besitzt oder als Schmiermittel wirkt; als geeignete Materialien seien Nylon, ein Graphit enthaltendes poröses Metall oder Polytetrafluoräthylen genannte

Bei der Ausführungsform nach Pig. 1 bis 5 bewirkt der Spielraum zwischen der Umfangsflache des Stempels und der inneren Wandfläche der Matrize an deren oberem Ende, daß Werkstoff aus einem Rohteil herausgezogen wird, das dicker ist als aie Breite des Spaltes, wenn die Membran nicht aufgeblasen worden

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ist, bevor der Stempel betätigt wird; beim Herausziehen des Rohteilwerkstoffs durch den Spalt hindurch wird die Wandstärke verkleinert.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen erleichtert die Zufuhr eines Druckmittels durch die untere Membran hindurch zu dem Erzeugnis sowie durch den unteren Stempel hundurch zur Unterseite des Erzeugnisses die Trennung des Erzeugnisses von der Stempelbaugruppe und der Matrize.

Patentansprüche: 909830/12 28

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Formen eines hohlen Erzeugnisses aus einem Hohteil oder Zuschnitt, gekennzeichnet durch eine zum Formen dienende Matrize (13, 13') mit einer Öffnung, Vorrichtungen (30, 30') zum Festspannen eines Rohteils auf der Matrize am Rand deren Öffnung, einen Stempel (14, 14')» der in die Öffnung der Matrize eintreten kann, um das Rohteil zu recken und aus ihm hierdurch ein hohles Erzeugnis herzustellen, eine aufblasbare elastische, auf der unteren Stirnseite des Stempels angeordnete Membran (20, 20') sowie eine Vorrichtung zum Aufblasen der auf dem Stempel angeordneten Membran.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Membran mit einer Druckmittelleitung (25, 25') verbunden ist, mittels deren ein Druckmittel durch die Membran hindurch in den Raum zwischen der Membran und dem Rohteil eingeleitet werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichne t , daß eine aufblasbare elastische seitliche Membran (44) auf der Umfangsflache des Stempels angeordnet ist, und daß eine Vorrichtung (46) zum Aufblasen der seitlichen Membran auf dem Stempel vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Aufblasen der seitlichen Membran und zum Aufblasen der auf der unteren Stirnfläche des Stempels angeordneten Membran voneinander unabhängig sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß eine starre Hülse (47) den Stempel mit der darauf angeordneten seitlichen Membran umgibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Htiläe an den Einspannvorrichtungen (30¹) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Matrize (13')i in die der Stempel eintritt, einen größeren Durchmesser bzw. eine größere Breite hat als die den Stempel und die seitliche Membran umfassende Baugruppe, und daß sich die Einspannvorrichtungen (30^f) vom Rand der Matrizenöffnung aus nach innen erstrecken, so daß sie die seitliche Membran überlappen und einschließen, wenn diese aufgeblasen wird.

8. Verfahren zum Formen eines hohlen Erzeugnisses aus einem Rohteil oder Zuschnitt mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Rohteil an seinem Rand auf der Matrize längs des Randes ihrer Öffnung eingespannt wird, daß das Ende des Stempels mit der daran befestigten Membran in eine Stellung nahe dem inneren Teil des Rohteils innerhalb des eingespannten Randes des Rohteils gebracht wird, daß das Rohteil zum Zweck des Formens eines hohlen Erzeugnisses dadurch gereckt wird, daß die ^Membran von dem Stempel weg so aufgeblasen wird, daß sie in die Öffnung der Matrize hineinragt, daß die lüembran wieder entspannt wird, und daß das Rohteil dadurch gepreßt wird, daß der Stempel gegen eine zum Formen dienende Fläche der Matrize bewegt wird.

9 ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Formens des Rohteils ein Druckmittel in den Raum zwischen dem Rohteil und der Membran eingeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein geregelter Reaktionsdruck des Rohteils gegen die Membran ausgeübt wird, um die Entnahme von Vorratsmaterial aus dem inneren Teil des Eohteils zu regeln, während

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die Membran in die Matrize hinein bewegt wird«

11. Verfahren nach Anspruch 8» dadurch gekennzeichnet , daß der Stempel eine aufblasbare seitliche Membran trägt_f und daß diese seitliche Membran aufgeblasen wird, um Material des Rohteils gegen die zua formen dienende Fläche der Matrize zu drücken, mittels deren die Seitenwand dta Erseugttieses geformt wird·

12« Hohles Erzeugnis, gekennseiohntt durch

seine Herstellung mit Hilfe eines Verfahrens naofc einem der Ansprüche 8 bis 11·

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