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Vorrichtung zum Verformen von Stoffen Die Erfindung betrifft eine
Formgebungsvorrichtung für Stoffe mit einer Halterungsanordnung, in die ein dreidimensional
zu verformender, einen Kunststoff enthaltender Stoff an seinem Umfang einspannbar
ist, und wenigstens einem Reizstempelglied bestimmter dreidimensionaler Form, der
aus einer zurückgezogenen Stellung in einer pestXmmten Bewegungsrichtung einen Arbeitshub
zum Verformen des Stoffes durchläuft.
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Es ist bekannt, daß ein Stoff mit einem verhältnismäßig großen Kunststoffanteil
zur anschließenden Verwendung als Büstenhalterschalen oder ähnliche Erzeugnisse
in eine dreidimensionale Gestalt verformt oder gepreßt werden kann. Mit den bekannten
Vorrichtungen zur Durchführting dieser Formgebung ist es Jedoch nicht möglich, Stoffteile
befriedigend und insbesondere mit einer geneuen
Größe und Gestalt
zu verformen.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen
zu überwinden und eine Stoffverformungsvorrichtung anzugeben, bei deren-Betrieb
dem Stoff eine dauerhafte dreidimensionale Form erteilt wird, während er in einer
bestimmten Lage gehalten wird, so daß ein Verziehen und Schrumpfen des Stoffes weitgehend
vermieden und die Ilerstellung eines verformten Stoffes mit genauer Größe und Gestalt
ermöglicht wird.
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Eine Foringebungsvorrichtung für Stoffe gemäß der Errindung enthält
wenigstens zwei zusammenwirkende Preßstempelglieder, die aufeinanderfolgend aus
entgegengesetzten Richtungen durch die anfängliche Stoffebene bewegbar sind. Das
erste Stempelglied erzeugt während seiner Bewegung eine zum Erweichen des Kunststoffgewebes
ausreichende Wärme, und während es gegen den Stoff geschoben wird, bringt es ihn
in -eine dreidimensionale Form. Anschließend wird der verformte Stoff von diesem
Stempelglied abgezogen und auf das andere, ähnlich geformte Stempelglied übertragen,
auf welchem man den Stoff abkühlen läßt, ohne seine Form und Abmessungen zu verändern,
da ihm beständig seine verformte Gestalt eingeprägt bleibt.
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Kurz zusammengefaßt, schafft die Erfindung also eine Vorrichtung
zum Einprägen einer dreidimensionalen Form in einen Stoff, der einen Kunststoff
enthält, unter Verwendung von zwei zusammenwirkenden Stempelgliedern, von denen
das eine dem Stoff die gewünschte Form orP teilt, während das andere den verformten
Stoff während der Abkühlung so hält, daß ein Verziehen und Einschrumpfen des Stoffes
weitgehend vermieden wird.
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Anhand der Zeichnung soll nun ein bevorzugtes #usführungsbeispiel
der
Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. 1 ist eine von vorne gesehene Schnittansicht einer Stoffverforunngsvorrichtung
gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab einer Ausführungsform
einer Einrichtung zum Justieren des Haltedrucks von Stoffhalteplatten der Vcrrichtung
gemäß Fig. 1; Fig. 3 und 4 sind Teilschnittansichten zur Erläuterung eines typischen
Stoffverforuningsvorgangs, und zwar zeigen; Fig. 3 das obere Reizstempelglied in
seiner Arb,eitsstellung. bezüglich des Stoffes, wobei in diesen eine dreidimensionale
Form eingeprägt wird, und Fig. 4 das untere Kühlsteipelglied in seiner Betriebsstellung,
in der es den verformten Stoff während seiner Abkilhlung hält; und Fig. 5 ist eine
perspektivische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform von für die Vorrichtung
gemäß der Erfindung geeigneten Stoffhalteplatten.
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In den Figuren 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform einer allgemein
mit 10 bezeichneten Formgebungssorrichtung für Stoffe gemäß der Erfindung dargestellt.
Wie allgemein bekannt ist, können verschiedene Arten von Stoffen F, die einen Kunststoff,
wie z.B. Polyester- oder ähnliche Garne#enthalten, vorteilhaft in dreidimensionale
Formen gebracht werden, so daß sie als Büstenhalterschalen oder ähnliche Erzeugnisse
verwendbar sind., Wie schon erwahnt wurde, war es bisher im allgemeinen nicht möglich,
Stoffe mit hinsichtlich der Größe und Gestalt exakten Verformungen herzustellen.
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Die Vorrichtung 10, deren zum Verständnis der Erfindung nicht erforderliche,
an sich bekannte Merkmale zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt sind,
enthält
einen üblichen Grundrehmen 12, der einen Auflagetisch 14 trägt. Der Grundrahmen
12 haltert ferner in geeigneter Weise die beiden wesentlichen Betriebselemente der
Vorrichtung 10, nämlich einen oberen Heizpreßstempel 16 und einen unteren Külilstempel
18. Es sei daraur hingewiesen, daß im Rahmen der Erfindung auch die Positionen der
Stempel 16, 18 gegeneinander vertauscht, ihre Anzahl erhöht und andere Merkmale
dieser Teile gen ändert werden können. Es genügt, daß einer der Stempel 16, 18 eine
ausreichende Wärme erzeugt, damit der Stoff F verformbar gemacht wird und dieser
Stempel in de nachfolgend beschriebenen Weise den erhitzten Stoff F in eine dreidimensionale
Form bringen kann, daß der andere Stempel eine im wesentlichen gleiche Form bcsitzt
und für den verformten Stoff während seiner Abkühlung als Auflage dient, und daß
die beiden Stempel, voll denen jeder der obere oder untere sein kann, einander gegenüber
bzw. einander zugewandt angeordnet und durch die Ebene des Stoffes bewegbar sind.
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Beim dargestellten Ausfühnmgsbeispiel der Vorrichtung 10 ist der im
wesentlichen konisch geformte obere Stempel 16 das Heizstempelglied und mit üblichen
Reizwicklungen 20 ausgerüstet, die über Leitungen 22 gespeist werden. Der Stempel
16 ist in geeigneter Weise, wie bei 24 dargestellt ist, am freien Ende einer Kolbenstange
26 eines Antriebs- oder Druckluftzylinders 28 befertigt. Dieser Druckluftzylinder
28 ist mit Ventilen 30, 32 versehen, die in einer ohne weiteres verständlichen Weise
den Einlaß und Auslaß von Druckluft und somit eine ~vertikale Hin- und Herbewegung
der Kolben.
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stange 26 steuern. Der obere Stempel 16 und sein Druckluftzylinder
28 sind in geeigneter Weise auf einer oberen Tragkonstruktsiox a montiert, die einen
Teil des Grundrahmens 12 bildet, obwohl dieq nicht in einzelnen dargestellt ist.
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Der andere Stempel 18, der nicht zur Erzeugung von Wärme eingerichtet
ist, befindet sich in einer unteren Position, aus welcher er durch einen Arbeitshub
längs des gleichen Bewegungsweges wie der obere Stempel 16, aber selbstverständlich
in der entgegengesetzten Richtung, bewegbar ist. Dieser als Kühlstempelglied dienende
Stempel 18 besitzt die gleich konische Form wie der Stempel 16 und ist in ähnlicher
Weise auf einer Kolbenstange 34 eines Antriebs- oder Druckluftzylinders 36 montiert,
der mittels der durch Ventile 38, 40 einströnenden und ausströmenden luft betrieben
wird. Eine Einstellung der Position des Stempels 18 geschieht zweckmäßig durch eine
Schraubjustierung einer Hülse 34a, die in der in Fig. 3 dargestellteh Weise mit
einem Gewindeteil 34b zusaemenvirkt.
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Die Vorrichtung 10 wird durch eine Stoffhalterungsanordnung vervollständigt,
die zwischen den beiden Stempeln 16, 18 angeordnet ist. Diese Anordnung enthält
den schon erwähnten Auf lagetisch 14, in den sich eine mittlere Ausnehmung 14a befindet,
welche die gleiche Größe besitzt wie der Durcheesser der Basis der Stempel 16 und
18. Mit dem Tisch 14 wirkt eine obere bewegliche Anordnung aus Stofftalteplatten
42, 44 zusammen, welche in der Praxis den zuvor in eine Bearbeitungsstellung gebrachten
Stoff F auf der Oberseite des Tisches 14 festhalten oder einspannen. Beim dargestellten
Ausführungabeispiel ist die untere Platte 44 auf nach unten ragenden Bolzen 46 gegen
die Kraft einer entgegenwirkenden Pederanordnung 48, die im einzelnen in Fig. 2
dargestellt ist, gleitend bewegbar, In Abhängigkelt von der Schraubjustierung einer
Schraube 48a wird eine Spiralfeder 48b entsprechend zusammengedrückt und regelt
ihrerseits die Kraft, mit welcher die Unterseite der Stoffhalteplatte 44 gegen den
peripheren Rand
des Stoffes F gedrückt wird. Die Bedeutung dieser
Anordnung wird noch näher erläutert werden.
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Beide Platten 42 und 44 besitzen miteinander fluchtende mittlere Ausnehmungen
42a, 44a, die die gleiche Größe besitzen wie die mittlere Ausnehmung 14a der Platte
14 und beide auch mit dieser Ausnehmung 14a in Deckung sind. Die obere Platte 42
sitzt auf einem Rahmen 50, der auf seinen gegenüberliegenden Seiten Jeweils am freien
Ende einer Kolbenstange 52 eines Antriebblurtzylinders 54 befestigt ist, der mit
einer durch Vent tile 56, 58 gesteuerte Druckluttin- und -abführung versehen ist.
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Die Betriebsweise der Vorrichtung 10 soll nun anhand der Figuren 3
und 4, die den zweistufigen Formgebungsvorgang gemäß der Erfindung zeigen, erläutert
werden.
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Wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, wird ein typischer Formgebungszyklus
durch das Einschalten der Antriebsluftzylinder 54 eingeleitet, welche die Stoffhalteplatten
42, 44 gegen den auf dem Tisch 14 liegenden Stoff F drUcken. Als nächstes wird der
obere Heisstempel 16 betätigt und aus seiner zurjickgezogenen, in Fig. 1 dargestellten
Position durch einen Stoffverformungahub bewegt, wobei er durch die miteinander
fluchtenden Ausnehmungen 42a, 44a und 14a hindurch und über die horizontale Ausgangsebene
des Stoffes hinaus bis in die in Fig. 3 dargestellte Betriebsposition geschoben
wird. Während dieses Stoffverformungshubes wird die in Stempel 16 erzeugte Wärme
auf den Stoff F übertragen, so daß dieser einen weichen plastischen Zustand annimmt,
in welchem er leicht verformbar ist.
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Während dieser Anfangserwärmung des Stoffes F, und bevor er einen
gewünschten verformbaren Zustand vollständig erreicht hat, wird ein Teil des Stoffes,
der
die Ausnehmung 14a umgibt, durch die Bewegung des Stempels 16
in diese Ausnehmung 14a hineingezogen, wodurch die nachfolgende Streckung des verformbaren
Stoffes in die gewünschte dreidimensionale Form erleichtert wird.
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Das Ausmaß, bis zu welchem dieser zusätzliche Teil des Stoffes in
die Ausnehmung 14a herausgezogen wird, hängt davon ab, wie fest der Stoff F zwischen
den Platten 14 und 44 gehalten wird, und dies wiederum hängt von der Kraft der Federvorspannungsanordnung
48 ab, wie schon erwähnt wurde.
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Am Ende des Stoffserformungshubes des oberen Stempels 16 ist der erhitzte
Stoff F in der richtigen Weise dreidimensional auf den konischen Stempel 16 aufgezogen,
wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.
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Der nächste wesentliche Schritt ist das Zurückziehen des oberen Stempels
16 in seine zurückgezogene Position gemäß Fg. 1, was gleichzeitig mit der Bewegung
des unteren Stempels 18 durch dessen Stofformungshub geschieht. Wie am besten in
Fig. 4 erkennbar ist, wird als Folge dieser gleichzeItigen Stempelbewegung der Stoff
vom Stempel 16 abgezogen und in einer Form, die genau spiegelbildlich zu seiner
vom Stempel 16 einige prägten Form ist, auf den nicht erwärmten Stempel 18 aufgelegt.
Nun läßt man den Stoff abkühlen, während er in Dieser Lage auf dem Stempel 18 gehalten
wird, so daß er die dreidimensionale konische Form beständig beibehält. Es hat sich
herausgestellt, daß die Abkühlung des Stoffes in dieser Lage ein Verziehen und Schrumpfen
des Sto#fes, wodurch bei bekannten Vorrichtungen eine dreidimensionale Formgebung
von Kunststoffgeweben mit genauer Größe und Gestalt verhindert wurde, weitgehend
vermeidet.
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Nach der Abku~hlung des Stoffes F werden der untere Stempel 18 und
die Platten 42 und 44 in ihre Jeweiligen zurückgezogenen Positionen bewegt, so daß
der verformte Stoff freigegeben wird.
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Aus den obigen Angaben ergibt sich ohne weiteres, daß die leistungsfähigkeit
der Vorrichtung 10. erhöht werden kann, indem man die Anzahl der gleichzeitig erfolgenden
Forgebungsvorgänge entsprechend vergrößert. Zu diesem Zweck wffi.,den lediglich
mehrere Paare zus ammenwirkender oberer und unterer Stempel 16, 18 benötigt.
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Jedes dieser Paare prägt beim Betrieb der Vorrichtung 10 in den Stoff
F eine dreidimensionale Form ein. Diese Mehrfachanordnung zusammenwirkender oberer
und unterer Stempel macht selbstverständlich eine entsprechende Abwandlung der Stoffhalterungseinrichtung
erforderlich.
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Eine zweckmäßig abgewandelte Stoffhalterungseinrichtung ist sch#matisch
in Fig. 5 dargestellt, wobei Teile, die bereits beschriebenen Teilen ähnlich sind,
mit den gleichen, Jedoch Jeweils durch einen Strichindex ergänzten Bezugszahlen
versehen sind. Zur Vereinfachung ist nur die untere Platte 44' der beiden Stoffhalteplatten
dargestellt, die vier Ausnehmungen 44a' autweist, welche Jeweils im Bewegungsweg
eines zugehörigen Paares aus einem oberen und einem unteren Stempel liegen. ber
Stoff F wird zwischen die Platte 44' und den Arbeitstische 14' gelegt, und während
des Betriebes der zusammenarbeit enden oberen und unteren Stempel werden in den
Stoff gleichzeitig vier dreidimensionale Formen eingeprägt.
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Es versteht sich, daß ziisätzlicb zu diesen inderungen im Rahmen der
Erfindung noch weitere Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels möglich
sind.