DE19608690C2

DE19608690C2 - Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks mit einer Ausnehmung, Preßstanzwerkzeug für das Verfahren und Werkstück mit einer Ausnehmung

Info

Publication number: DE19608690C2
Application number: DE1996108690
Authority: DE
Original assignee: Sellner GmbH
Current assignee: Sellner GmbH
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: DE19608690A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Ausnehmung sowie eines Deckels zum Abdecken der Ausnehmung in einem im wesentlichen flächigen und aus mindestens zwei Laminatlagen bestehenden Werkstück im Tauchziehverfahren, wobei die erste Lage eine Sichtlage ist und die Seiten wände der Ausnehmung und des Deckels mit der Sichtlage be deckt sind.

Die Erfindung betrifft ebenso ein Preßstanzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens sowie das erzeugte Werkstück.

Aus der DE-OS 38 02 388 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem bei einem mehrlagigen Werkstück der Ausnehmungs rand im Tauchziehverfahren umgebogen wird, so daß der Rand der Ausnehmung mit der obersten Schicht des Werkstücks be deckt ist. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß stets zuerst die Ausnehmung in das Werkstück eingestanzt werden muß und erst im nächsten Verfahrensschritt die äu ßeren Ränder der Ausnehmung über ein Preßstanzwerkzeug so umgebogen werden, daß die Seitenwände der Ausnehmung mit der obersten Schicht bedeckt sind.

Bei derartigen Werkstücken ist es oft erforderlich, die Ausnehmung durch einen z. B. entfernbaren Deckel mit glei cher Oberfläche wie das Werkstück abzudecken. Insbesondere bei der Verwendung von strukturierten Oberflächen, wie z. B. bei der Verwendung eines Holzfurniers als Sichtlage, ist es in diesem Zusammenhang aus ästhetischen Gründen sehr günstig, wenn die Oberfläche des Deckels zur Abdec kung der Ausnehmung aus dem Material besteht, welches zu vor das Innere der Ausnehmung bildete. Nur dadurch ist ge währleistet, daß z. B. bei einem Holzfurnier die Struktur von Werkstück und Deckel ineinander übergehen. Des weite ren ist es wünschenswert, wenn bei eingesetztem Deckel am Deckelrand, ebenso wie am Ausnehmungsrand, nur die Sicht lage zu sehen ist.

Gemäß diesen Erfordernissen liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren anzugeben, welches ein Werkstück mit einer Ausnehmung erzeugt und einen Deckel zur Abdeckung der Ausnehmung liefert, wobei sowohl der Ausnehmungs- als auch der Deckelrand von der oberen Sichtlage bedeckt sein müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Deckel von dem Ausnehmungsmaterial gebildet und die fol genden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) Umbiegen der Laminatlagen am umgebenden Rand der späteren Aus nehmung über eine Werkstückkante mittels eines Preß vorgangs von der Sichtseite zur Unterseite über die Ebene der Unterseite hinaus,
b) gleichzeitiges Umbiegen der Laminatlagen am Rand des späteren Deckels über eine Werkzeugkante von der Sichtseite zur Unterseite über die Ebene der Unter seite hinaus,
c) Abtrennen des durch die umgebogenen Laminatlagen er zeugten Überstands an oder jenseits der Ebene der Un terseite.

Dadurch, daß sowohl die Laminatlagen des Werkstücks am Au ßenrand der Ausnehmung als auch am Rand des späteren Deckels über die Unterseite des Werkstückes hinaus umge bogen werden und dieser Überstand in einem späteren Verfahrensschritt abgetrennt wird, wird kostengünstig die gewünschte Ausnehmung erzeugt und gleichzeitig der Deckel zur Abdeckung dieser Ausnehmung geschaffen. Es ist daher auch gewährleistet, daß der Deckel an seiner Oberfläche eine zum umgebenden Werkstückbereich passende Struktur aufweist.

In der Regel wird der entstehende Überstand im wesentli chen bündig mit der Ebene der Unterseite des Werkstücks abgetrennt.

In gewissen Fällen ist es jedoch erwünscht, daß der Rand der Ausnehmung sowie der Rand des Deckels über die Ebene der Unterseite hinausgehen, um z. B. den Anblick der Unter kante zu vermeiden oder zum anderen dem flächigen dünnen Werkstück in diesem Bereich eine höhere Steifigkeit zu verleihen. In solchen Fällen wird der entstehende Über stand in einem vorbestimmten Abstand von der Ebene der Un terseite des Werkstücks abgetrennt.

Dieser Abtrennvorgang erfolgt in der Regel mittels eines Fräsers.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß im Randbereich der Ausnehmung eine im wesentlichen rinnen artige umlaufende Vertiefung von der Sichtseite zur Unter seite über die Ebene der Unterseite hinaus eingepreßt wird. Durch diese rinnenartige umlaufende Vertiefung blei ben der Deckel im Ausnehmungsinneren sowie das Werkstück fest miteinander verbunden und können somit allen weiteren Bearbeitungsschritten, wie z. B. Schleifen, Lackieren, Po lieren gemeinsam unterzogen werden, Sie werden erst nach Beendigung aller Bearbeitungsschritte durch Abfräsen des Überstandes voneinander getrennt.

Eine sehr günstige Weiterbildung sieht vor, daß in der rinnenartigen Vertiefung Durchbrüche ausgestanzt werden. Diese Druchbrüche haben den Vorteil, daß zum einen beim Schleifen und Polieren der Schleifstaub besser ausgeblasen werden kann und zum anderen beim Lackieren der Lack sich nicht in der rinnenartigen Vertiefung ansammelt.

Ebenso ist es günstig, die Laminatlagen des Werkstücks während des Preßstanzvorgangs untereinander zu verkleben.

Die Erfindung betrifft darüberhinaus auch ein Preßstanzwerkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Preßstanzwerkzeug besteht dabei aus einem Werkzeugoberteil, einem Werkzeugunterteil, einem am Werkzeugoberteil angeordneten Biegestanzstempel, welcher mit einer entsprechenden Ausnehmung im Werk zeugunterteil zusammenwirkt und das Werkstück in diese Ausnehmung preßt. Zur Erzeugung der Durchbrüche sind in gewissen Bereichen in der Ausnehmung die Seitenwände nach innen versetzt, so daß dadurch ein Schneidkanal gebildet wird, in dem der Biege-Stanz-Stempel beim Preßvorgang ein fährt und somit die Durchbrüche aus dem Werkstück aus stanzt.

Der Schneidkanal geht dabei günstigerweise durch das ge samte Werkzeugunterteil hindurch bzw. mündet in einen Ab fallraum.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Werkstück in Form eines Halbfabrikats, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das Werkstück besteht dabei mindestens aus zwei Laminatlagen, deren erste eine Sicht lage ist, vorgesehen für eine sichtbare Abdeckung mit ei ner Ausnehmung zur Aufnahme eines Gegenstands, wobei die umlaufende Seitenwand der Ausnehmung mit der Sichtlage be deckt ist, die Ausnehmung durch einen umlaufenden, durch Umbiegen der Laminatlagen von der Sichtseite zur Unter seite erzeugten Rand gebildet ist und die umgebogenen La minatlagen an der Ebene der Unterseite des Werkstücks oder einer zu dieser parallelen Ebene abgefräst sind. Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Werkstück die umgebogenen Laminatlagen, welche die umlaufende Seitenwand der Ausneh mung bilden, abgefräst werden, entsteht eine klare saubere Kante zwischen Ausnehmungsrand und Unterseite des Werk stücks bzw. der Stirnseite der abgefrästen Laminatlagen. Des weiteren erlaubt die Ausbildung des Werkstücks, bei Verwendung des gleichen Preß-Stanzwerkzeugs zwei Alterna tiven, zum einen einer Ausnehmung mit eben abgefräster Unterseite und zum anderen eine Ausnehmung, dessen Seiten wand über die Unterseite des Werkstücks hinausgeht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Preßstanzwerkzeug in geöffneter Stellung mit bereits eingelegtem Werkstück,

Fig. 2 denselben Querschnitt durch das Preßstanzwerk zeug wie in Fig. 1, jedoch in geschlossener Stellung mit bereits verformtem Werkstück,

Fig. 2a das Detail X aus Fig. 2 in vergrößerter Ansicht,

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch das Preßstanz werkzeug in geschlossener Stellung, in welchem im Werkstück die Durchbrüche erzeugt werden,

Fig. 3a das Detail Y aus Fig. 3 in vergrößerter Ansicht,

Fig. 4 eine Draufaufsicht auf das bereits verformte Werkstück,

Fig. 4a einen Schnitt durch das Werkstück gem. der Linie IV-IV in Fig. 4,

Fig. 4b das fertige Werkstück mit der Ausnehmung, und

Fig. 4c den Deckel zur Abdeckung der Ausnehmung.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Preßstanzwerkzeug in geöffneter Stellung mit bereits eingelegtem Werkstück 1. Das Preßstanzwerkzeug besteht aus einem Werkzeugober teil 8 und einem Werkzeugunterteil 9, wobei für den Preß vorgang das Werkzeugoberteil 8 auf das Werkzeugunterteil 9 abgesenkt werden kann. Am Werkzeugoberteil 8 ist an der Unterseite eine Preßfläche 15 ausgebildet sowie ein Biege stanzstempel 11 in Form einer geschlossenen Kontur, wel cher nach dem Preßvorgang im Werkstück 1 eine Ausnehmung 4 erzeugt.

Das Werkzeugunterteil 9 weist eine Gegenfläche 16 auf, auf welcher das Werkstück 1 aufliegt. In dieser Gegenfläche 16 ist eine geschlossene U-förmige Ausnehmung 12 ausgebildet, welche fluchtend mit dem Biegestanzstempel 11 am Werkzeu goberteil 8 angeordnet ist. Zwischen der Gegenfläche 16 und der Seitenwand der U-förmigen Ausnehmung 12 ist eine Werkzeugkante 10 vorgesehen, welche den Biegeradius der Unterseite des Werkstücks 1 bei der Verformung festlegt. Der Übergang zwischen Preßfläche 15 und Seitenwand des Biegestanzstempels 11 ist auf den Radius der Werkzeugkante 10 abgestimmt, so daß beim Verformungsvorgang das Material nicht reißt und ein formschöner Radius erzielt wird.

Das Werkstück 1 an sich ist in der Regel flächig und be steht aus mindestens zwei Laminatlagen 2, 3, wobei die obere der Laminatlagen eine Sichtlage 2 ist. Als Sichtlage 2 kann z. B. ein Holzfurnier Verwendung finden.

In Fig. 2 ist der gleiche Querschnitt durch das Stanzwerk zeug wie in Fig. 1 dargestellt, wobei hier bereits das Werkzeugoberteil 8 auf das Werkzeugunterteil 9 abgesenkt und in das Werkstück 1 bereits eine rinnenförmige umlau fende Vertiefung 7 eingepreßt wurde.

Beim Verformungsvorgang drückt der Biegestanzstempel 11 das Werkstück 1 in die U-förmige Ausnehmung 12, so daß das Werkstück 1 in diesem Bereich zum einen um den unten abgerundeten Biegestanzstempel 11 und zum anderen um die runde Werkzeugkante 10 zwischen Ausnehmung und Gegenfläche gebogen wird. Ist das Oberteil vollkommen abgesenkt, füllt das Werkstück 1 den gesamten Zwischenraum zwischen Werk zeugoberteil 8 und Werkzeugunterteil 9 aus.

Fig. 2a zeigt eine vergrößerte Darstellung des Detail X aus Fig. 2. In dieser Vergrößerung ist dargestellt, wie die Laminatlagen durch den Biegestanzstempel 11, sowie durch die Ausnehmung 12 umgebogen sind und in diesem Be reich einen U-förmigen Verlauf aufweisen. Der Abstand zwi schen den Ausnehmungwänden und den Wänden des Biegestanz stempels 11 ist so gewählt, daß das Werkstück 1 den ge samten Zwischenraum ausfüllt und dabei verpreßt wird.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Ausnehmung 12 durch das gesamte Werkzeugunterteil 9 hin durchgehen, da eine Verpressung des Materials in der Bodenfläche der Ausnehmung 12 nicht notwendig ist.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform geht die Ausnehmung 12 ebenfalls durch das gesamte Werk zeugunterteil 9 hindurch und der Biege-Stanz-Stempel 11 ist in seiner Lange so dimensioniert, daß er das Werkstück innerhalb der Ausnehmung 12 durchtrennt. Bei dieser Aus führungsform entstehen sofort beim Preßstanzvorgang zwei Teile, zum einen das Werkstück mit der Ausnehmung 4 und zum anderen ein Deckel durch das Innere der Ausnehmung 4.

Das Werkstück 1 wird nach dem Umformvorgang weiteren Behandlungsschritten, z. B. Schleifen, Lackieren und Polie ren unterzogen. Für diese Behandlungsschritte ist es sehr günstig, in der eingepreßten rinnenförmigen umlaufenden Vertiefung 7 Durchbrüche 6 vorzusehen, damit der Schleif staub besser ausgeblasen werden kann und sich beim Lackie ren der Lack in der rinnenförmigen Vertiefung 7 nicht an sammelt.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Preßstanzwerkzeug dargestellt, in welchem die Durchbrüche 6 in der rinnen förmigen Vertiefung 7 des Werkstücks 1 während des Preß stanzvorgangs erzeugt werden. Beim Preßstanzwerkzeug sind in diesem Bereich die Seitenwände der Ausnehmung 12 unter halb der Werkzeugkante 10 soweit nach innen versetzt, daß diese einen Schneidkanal 14 mit zwei gegenüberliegenden Schneidkanten 13 bilden. Wird nun das Werkzeugoberteil 8 abgesenkt, so fährt der Biegestanzstempel 11 zwischen die zwei Schneidkanten 13 in den Schneidkanal 14 ein und stanzt dabei einen Durchbruch 6 in das Werkstück 1 im Be reich der rinnenförmigen Vertiefung 7 ein. Der Schneidka nal 14 kann dabei durch das gesamte Werkzeugunterteil 9 hin durchgehen oder in einem Abfallraum für die ausgestanzten Werkstückteile enden.

In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante beginnt der Schneidkanal 14 am Fuße der U-förmigen Ausnehmung 12 und der Biegestanzstempel 11 ist in den Bereichen, in wel chen die Durchbrüche 6 erzeugt werden sollen, so lang aus gebildet, daß er beim Preß-Stanzvorgang in den Schneidka nal 14 einfährt.

In Fig. 3a ist das Detail Y aus Fig. 3 dargestellt. Auch im Bereich der Durchbrüche 6 ist der Rand der Ausnehmung 4 sowie der Rand des Inneren der Ausnehmung 4 mit der Sicht lage 2 bedeckt.

In Fig. 4 ist eine Draufsicht des Werkstücks 1 darge stellt, in welches durch das vorhergehend beschriebene Preßstanzwerkzeug eine umlaufende, rinnenförmige Vertie fung 7 eingepreßt und im Bereich dieser rinnenförmigen Vertiefung 7 Durchbrüche 6 eingestanzt wurden. Der Bereich innerhalb der umlaufenden rinnenförmigen Vertiefung 7 er gibt die spätere Ausnehmung 4 im Werkstück 1 und das In nere der rinnenförmigen umlaufenden Vertiefung stellt den späteren Deckel 5 zur Abdeckung der Ausnehmung 4 dar.

Fig. 4a zeigt einen Schnitt durch das Werkstück 1 gem. der Linie IV-IV in Fig. 4. Dieser Schnitt des Werkstückes 1 entspricht auch der Darstellung des Werkstückes 1 in Fig. 2.

Sind nun alle Bearbeitungsvorgänge am Werkstück 1 vollzogen, wird derjenige Teil der rinnenförmigen Vertiefung 7, wel cher über die Unterseite des Werkstückes übersteht (s. Li nie A-A) abgefräst. Nach dem Abtrennvorgang entsteht somit ein Werkstück 1, mit einer Ausnehmung 4 (s. Fig. 4b) und ein Deckel 5 (s. Fig. 4c). Sowohl der Rand der Ausnehmung 4 als auch der Rand des Deckels 5 ist mit einer Sichtlage 2 umgeben.

Soll die Sichtlage 2 am Rand der Ausnehmung 4 sowie am Rand des Deckels 5 über die Unterseite des Werkstücks 1 überstehen, so wird die rinnenförmige Vertiefung 7 in ei nem vorbestimmten Abstand, z. B. entlang der Linie B-B, (s. Fig. 4a) abgefräst. Durch diese Variante erhalten die Werkstücke eine höhere Steifigkeit und die Unterkante der Sichtlage 2 liegt bei abgedeckter Ausnehmung 4 tiefer in dem Spalt zwischen Ausnehmung 4 und Deckel 5.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, so kann die Erfindung auch auf mehrlagige Werkstücke sowie auf alle möglichen Ausnehmungsgeometrien Anwendung finden.

Claims

1. verfahren zum Herstellen einer Ausnehmung (4) sowie eines Deckels (5) zum Abdecken der Ausnehmung (4) in einem im wesentlichen flächigen und aus mindestens zwei Laminatlagen (2, 3) bestehenden Werkstück im Tauchziehverfahren, wobei die erste Lage eine Sicht lage (2) ist und die Seitenwände der Ausnehmung (4) und des Deckels (5) mit der Sichtlage (2) bedeckt sind, und der Deckel von dem Material der Ausnehmung gebildet wird, mit folgenden Verfahrenschritten:

a) Umbiegen der Laminatlagen (2, 3) am umgebenden Rand der späteren Ausnehmung (4) über eine Werk zeugkante (10) mittels eines Preßvorgangs von der Sichtseite zur Unterseite über die Ebene der Unterseite hinaus,
b) gleichzeitiges Umbiegen der Laminatlagen (2, 3) am Rand des späteren Deckels (5) über eine Werk zeugkante (10) von der Sichtseite zur Unterseite über die Ebene der Unterseite hinaus,
c) Abtrennen des durch die umgebogenen Laminatlagen (2, 3) erzeugten Überstands an oder jenseits der Ebene der Unterseite.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entstehende Überstand im wesentlichen bündig mit der Ebene der Unterseite des Werkstücks (1) abge fräst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entstehende Überstand in einem vorbestimmten Abstand von der Ebene der Unterseite des Werkstücks (1) abgefräst wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich der Ausnehmung (4) eine im wesentlichen rinnenartige um laufende Vertiefung (7) von der Sichtseite zur Unter seite über die Ebene der Unterseite hinaus eingepreßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der rinnenartigen Vertiefung (7) Durchbrüche (6) ausgestanzt werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminatlagen (2, 3) während des Preßstanzvorgangs untereinander verklebt werden.

7. Preßstanzwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Werkzeugoberteil (8), einem Werkzeugunterteil (9), einem am Werkzeugoberteil (8) angeordneten Biege- Stanzstempel (11), welcher mit einer entsprechenden Ausnehmung (12) im Werkzeugunterteil (9) zusammen wirkt und das Werkstück (1) in die Ausnehmung (12) preßt, wobei in gewissen Bereichen in der Ausnehmung (12) die Seitenwände nach innen vorspringen und da durch ein Schneidkanal (14) gebildet wird, in den der Biegestanzstempel (11) beim Preßvorgang einfährt und dadurch Durchbrüche (6) im Werkstück (1) erzeugt.

8. Preßstanzwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schneidkanal (14) durch das Werk zeugunterteil (9) hindurchgeht bzw. in einen Abfall raum mündet.

9. Werkstück (1) in Form eines Halbfabrikats bestehend aus mindestens zwei Laminatlagen (2, 3), deren erste eine Sichtlage (2) ist, vorgesehen für eine sichtbare Abdeckung mit einer Ausnehmung (4) zur Aufnahme eines Gegenstands, wobei die umlaufende Seitenwand der Aus nehmung (4) mit der Sichtlage (2) bedeckt ist, da durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4) einen umlaufenden, durch Umbiegen der Laminatlagen (2, 3) von der Sichtseite zur Unterseite erzeugten Rand auf weist und die umgebogenen Laminatlagen (2, 3) an der Ebene der Unterseite des Werkstücks (1) oder einer zu dieser parallelen Ebene abgefräst sind.