DE19532941C2 - Vorrichtung zum Spannen und Fixieren von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Herkömmliche Vorrichtungen der eingangs genannten Art weisen zum Beispiel einen Spannschaft oder eine Spannleiste auf, die nur in einer vorgegebenen (festen) Richtung eine Spannkraft per Feder-, oder per Pneumatikkraft auf das Werkstück (Material) ausüben können.

Zum Fixieren und indirekten Spannen von Werkstücken (Materialien, Stoffe, Folien etc.) werden solche Spannvorrichtungen ebenfalls verwendet.

Hierbei ist die Spannung und deren Qualität von den zu spannenden Materialien und von Werkzeugkavitäten abhängig. Daher bezeichnet man solche Spannvorrichtungen regelmäßig als "passiv-spannende" Vorrichtungen, da ohne formgebenden Stempel eine "Vorspannung" des Materials nicht möglich ist.

Für eine höherwertige "Spannung" lassen sich die herkömmlichen Spannvorrichtungen nicht ohne weiteres verwenden, da deren feste Spannrichtung kein gezieltes Nachlassen und Ziehen des Spann­ materials ermöglicht.

Aus der DE 43 13 951 A1 ist eine Spannvorrichtung bekannt, bei der ein Film in einem Rahmen gespannt, in die Formkavität gehalten und erwärmt wird. Durch die Erwärmung des Filmes kann sich dieser faltenfrei bzw. ohne Risse während des Spritzvorganges in die Formkavität angleichen. Für Materialien, die ohne ein Vorwärmen verarbeitet werden müssen sowie deren Dehnfähigkeit nur begrenzt vorhanden ist, ist diese Spannvorrichtung wegen Falten- bzw. Rißbildungen bei komplizierteren Kavitäten nicht geeignet.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die herkömmliche Vorrichtung so weiterzu­ bilden, daß z. B. bei einem Hinterspritzvorgang ein Werkstück (Stoff, Folie, Material etc.) trotz fehlender bzw. komplizierter Formgebung und unterschiedlicher Materialien prozeßsicher und faltenfrei gespannt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Man erkennt, daß die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn es sich um eine Vorrichtung zum Spannen und Fixieren von Materialien in einem Werkzeug handelt, mit dem z. B. ein Kunststofformteil, welches an der Oberfläche einer Seite das hinterspritzte Material aufweist, her­ gestellt wird.

Das Werkstück (Stoff, Folie, Material usw.) wird in das Werkzeug über die formbildende Vertiefung gebracht und dort mit Haltemittel z. B. Fixier­ nadeln, Vorklemmzylindern usw. gehalten.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die parabelartige Bewegung des Druckstückes in Form von gezieltem und "aktiven" Nachlassen bzw. Nachziehen beim Hineinziehen des Materials während der Werkzeugschließbewegung in die formgebende Vertiefung durch den Stempel einer Überdehnung des Materials entgegen­ wirkt, ohne die benötigte Materialspannung zu verlieren, die für ein faltenfreies Produkt benötigt wird.

Durch die definierte parabelartige Bewegung des Druckstückes sind Schwankungen von Materialien nicht so kritisch wie bei herkömmlichen Spannvorrichtungen und somit wird die Prozeßsicherheit erheblich verbessert.

Durch das aktive Spannen des Druckstückes ist ein formgebender Stempel im Werkzeug für die Spannung nicht notwendig.

Durch die parabelartige Bewegung erfolgt der größte Teil des einstellbaren "Spannweges" in der ersten Hälfte des "Spannhubes". Ein negatives Einwirken (Klemmen der Materialien während des Spannvorganges) von Dichtflächen oder Tauchkanten wird somit vermieden.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht und im Querschnitt,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung und die parabelartige Bewegung des Druckstückes und

Fig. 3 die Spannvorrichtung mit Exzenterscheibe und Klemmstück in Draufsicht.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung für das Spannen und Fixieren von Materialien in einem Werkzeug dargestellt.

Das Material 17 kann während der Werkzeugschließbewegung mittels eines exzentrisch gelagerten Spannstiftes 15 mit einem Druckstück 16 in allen Richtungen nachgezogen bzw. nachgelassen werden und zwar durch die parabelartige Bewegung 19 des Druckstückes 16 und Aufrechterhaltung der Spannkraft.

Eine Exzenterscheibe 13 ermöglicht durch deren Bewegung eine Einstellung des Spannstiftes 15 von einer zentrischen Lage zu einer variablen exzent­ rischen Position.

Die Einstellung wird durch die exzentrische Position der Exzenterscheibe in Bezug auf das Klemmstück 12 ermöglicht.

Ferner ist ein Druckluftkanal 18 vorgesehen, der konturbezogen ein Produkt umfaßt und eine beliebige Positionierung von mehreren Spannvorrichtungen und deren Versorgung mit einem konstanten Luftdruck ermöglicht. Blindeinsätze verschließen Öffnungen von nicht benötigten Spannvorrichtungs­ positionen.

Durch Veränderung des Kolbendurchmessers 14 ist eine variable Druck­ einstellung der Spannvorrichtung möglich, ohne den Basisdruck zu verändern bzw. ohne zusätzliche Druckregeleinheiten einzusetzen.

Das Druckstück 16 überträgt die Spannkraft des Spannstiftes 15 auf das Material 17. Durch Einsatz unterschiedlicher Materialien, Werkstoffen oder Oberflächenstrukturen des Druckstückes 16 kann daher die Kraftübertragung verändert werden. Ferner ist ein Klemmstück 12 vorgesehen, das eine einfache Einstellung der Exzenterscheibe 13 ermöglicht. Im Klemmstück 12 sind Langlöcher vorgesehen, die eine 360 Grad Einstellung der Parabelweg­ richtung ermöglichen.

Dabei ist die Spannvorrichtung so beschaffen, daß alle Einstellungsmöglich­ keiten der Spannelemente ohne Werkzeugdemontage möglich sind.

Bezugszeichenliste

10 Grundkörper
11 Distanzstück
12 Klemmstück
13 Exzenterscheibe
14 Kolbenstück
15 Spannstift
16 Druckstück
17 Material (Hinterspritzmedium)
18 Druckluftkanal
19 Parabelartige Bewegung
20 Werkzeughälfte mit formgebender Vertiefung
21 Werkzeughälfte mit Spannvorrichtung
22 Formgebender Bereich (Stempel)

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Spannen und Fixieren von Werkstücken in einem Werkzeug, gekennzeichnet durch mindestens einen exzentrisch gelagerten Spannstift (15) und mindestens ein Druckstück (16), durch die das Werkstück (17) während der Werkzeug­ schließung und einer parabelartigen Bewegung (19) des Druckstückes (16) unter Aufrechterhaltung der Spannkraft in allen Richtungen nachzieh- bzw. nachlaßbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Exzenterscheibe (13), durch deren Verdrehung der Parabelweg (19) stufenlos einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (10) sowie ein Klemmstück (12), durch deren Verdreh­ ung sowie der Verdrehung der Exzenterscheibe (13) die Richtung (Winkel) der Parabelbewegung stufenlos einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung der Länge des Spannstiftes (15), des Distanz­ stückes (16) und durch Änderung der Exzenterscheibe (13) und des Klemmstückes (12) die Parabelweggrundeinstellung veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spannvorrichtungen, verbunden mit den Druckluftkanal (18), mit gleichem Versorgungsdruck arbeiten und daß unterschiedliche Spannkräfte durch Verändern des Kolbendurchmessers (14) und des Grundkörpers (10) einstellbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung mit unterschiedlichem Versorgungsdruck arbeitet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe und 1 oder Oberflächen­ strukturen des Druckstückes (16) die Kraftübertragung veränderbar ist.