DE19715273A1

DE19715273A1 - Verfahren und Stanzwerkzeug zur Herstellung von Kunststoff-Schaumteilen

Info

Publication number: DE19715273A1
Application number: DE19715273A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Kinkel; Johannes Muench; Gerd Lehmann; Gerd Simmerkus
Original assignee: RECTICEL TECH SCHAUMSTOFFE GMB
Current assignee: RECTICEL TECH SCHAUMSTOFFE GMB
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-04-12
Publication date: 1998-09-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Schaumteilen, insbesondere Polyurethan- Schaumteilen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Stanzwerkzeug zur Herstellung derartiger Schaumteile gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 3.

Es ist bekannt, Kunststoff-Schaumteile, insbesondere Polyurethan-Schaumteile, mittels geeigneter Stanzwerkzeuge herzustellen. Das bzw. die Messer des Stanzwerkzeugs weisen dabei in Stanzrichtung, d. h. in Richtung der Relativbewegung der Werkzeugober- und -unterteile, während die zu bearbeitenden Rohlinge quer (rechtwinklig) dazu auf einer Auflage angeordnet sind. Damit wird ein senkrechter Verlauf der Schaumteilkanten bzw. -seiten erzielt.

Bisweilen ist jedoch auch ein schräger Verlauf von Seiten erwünscht. Üblicherweise ist dafür ein weiterer Bearbeitungsschritt an den Schaumteilen erforderlich. Dieser kann insbesondere im Varbeifuhren des Schaumteils an einem schrägstehenden, rotierenden Schneidwerkzeug (Säge) oder einem Fräswerkzeug - möglichst entlang einer Schablone - bestehen. Aufgrund dieses zusätzlichen Vorgangs ist die Herstellung von Kunststoff-Schaumteilen mit schrägen Seiten aufwendiger und damit teurer als die Herstellung von Kunststoff-Schaumteilen mit senkrecht verlaufenden Seiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein Verfahren und ein Stanzwerkzeug zur einfacheren Herstellung von Kunststoff-Schaumteilen mit teils schrägem Seitenverlauf zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Stanzwerkzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 3. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit anderen Worten liegt der Kern der Erfindung in einer schrägen Lagerung des Schaumstoffrohlings während des Stanzprozesses relativ zur Stanzrichtung derart, daß bei dem im übrigen konventionell durchführbaren Stanzprozeß gleichzeitig der erwünschte schräge Seitenverlauf erzielt wird. Das heißt, der Schaumstoffrohling wird - abweichend von der üblichen Lagerung in der Horizontalen bzw. rechtwinklig zur Stanzrichtung - um genau denjenigen Winkel geneigt angeordnet, der dem beabsichtigen schrägen Kantenverlauf des Kunststoff-Schaumteils entspricht. Die Auflagefläche kann insgesamt oder aber nur abschnittsweise schräg verlaufen, ggfs. auch unter verschiedenen Winkeln. Im Ergebnis bewirkt das Ausstanzen des Kunststoff- Schaumteils aus einem Schaumstoffrohling gleich zweierlei in einem Schritt, nämlich insgesamt ein Konturieren sowie ein Abschrägen von Seiten, was den Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten senkt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Stanzwerkzeug kann sowohl eine schräge Außenkonturierung für das Kunststoff- Schaumteil bereitgestellt werden wie auch eine schräge Innenkonturierung von einer oder mehreren Aussparungen im Schaumteil, und zwar ebenfalls in einem einzigen Stanzschritt.

Bei dem erfindungsgemäßen Stanzwerkzeug ist beispielsweise im Werkzeugunterteil eine Stanzplatte angeordnet, welche als Ganzes in erfindungsgemäßer Weise schräg positioniert ist oder alternativ eine schräg verlaufende Aufnahme- oder Auflagefläche für den Schaumstoffrohling aufweist. Das Werkzeugoberteil weist vorteilhaft eine Konterplatte auf, die in derselben Weise geneigt ist, d. h. in der Regel parallel zu der schrägen Stanzplatte verläuft und eine entsprechende Andrückfläche für den Schaumstoffrohling darstellt.

Der Schaumstoffrohling ist in seiner einfachsten Ausführungsform platten- bzw. quaderförmig mit parallel oder winklig zueinander verlaufenden ebenen Außenseiten. Als Schaumstoffrohlinge kommen auch solche in Betracht, die spezielle Oberflächenveredelungen, ggfs. mehrlagige Veredelungen, aufweisen. Um das Verrutschen des Schaumstoffrohlings insbesondere zu Beginn des Stanzvorgangs zu verhindern, ist vorteilhafterweise am Werkzeugunterteil eine auswechselbare Schaumstoffumrandung für den Schaumstoffrohling vorgesehen. Alternativ dazu kann auch eine auswechselbare Führungsschiene am Werkzeugober- bzw. -unterteil vorgesehen sein, wobei diese nicht über das oder die Stanzmesser überstehen bzw. in entsprechende Vertiefungen (Aufnahmen) im gegenüberliegenden Werkzeugteil eingreifen sollte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs (entlang der Linie A-A von Fig. 2) mit einem auf dem Werkzeugunterteil positionierten Schaumstoffrohling,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkzeugunterteil von Fig. 1 bei abgenommenem Polyurethan-Schaumteil,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein nur mehr schematisch dargestelltes anderes Stanzwerkzeug mit einem Schaumstoffrohling,

Fig. 3a das damit herstellbare Schaumteil mit zwei gegensätzlich schräg zueinander verlaufenden Außenseiten und geraden Innenseiten,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein anderes Stanzwerkzeug mit Schaumstoffrohling,

Fig. 4a das damit herstellbare Schaumteil mit nur einer schrägen Außenseite und geradem Innenausbruch,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Stanzwerkzeug mit Schaumstoffrohling und

Fig. 5a das damit herstellbare Schaumteil mit zwei gleichsinnig schräg verlaufenden Außenseiten.

In den Fig. 1 und 2 ist das Werkzeugunterteil eines Stanzwerkzeugs allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet; es besitzt eine horizontale Grund- oder Stützplatte 2, auf der eine Stanzplatte 3 angeordnet ist, welche Keilform hat. Das heißt, die Stanzplatte 3 hat eine (rechteckige) horizontale Unterseite 4, mit der sie auf der Stützplatte 2 ruht, und eine schräg verlaufende Oberseite, die als Aufnahme- oder Auflagefläche 5 für einen Schaumstoffrohling 5a gebildet ist. Von der Auflagefläche 5 stehen Stanzmesser senkrecht zur horizontalen Stützplatte 2 aufwärts bzw. in der Stanzrichtung vor, wie sie in Fig. 1 durch den Doppelpfeil B veranschaulicht ist.

Bei den Stanzmessern handelt es sich z. B. um zwei jeweils eine geschlossene Stanzkontur festlegende Messer 6 und 7, nämlich um ein inneres Stanzmesser 6 kreisförmiger Kontur und ein äußeres Stanzmesser 7, das aus zwei Ellipsenabschnitten gebildet ist, deren Mittenpunkte auf der Linie A-A in Fig. 2 liegen, und aus zwei geradlinigen Mittenabschnitten, die die Ellipsenabschnitte miteinander verbinden. Das äußere Stanzmesser 7 dient zur Bildung der Außenkontur eines Kunststoff-Schaumteils, während das innere Stanzmesser 6 zur Bildung einer Aussparung in dem Rohling 5a dient, der für den Stanzprozeß auf der Auflagefläche 5, d. h. hier auf den Schneiden der Messer 6 und 7 angeordnet wird, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt.

Der Schaumstoffrohling 5a weist hier Rechteckform auf und hat einen kleineren Flächeninhalt als die Auflagefläche 5, so daß er vollständig innerhalb dieser Fläche zu liegen kommt. Außerdem ist eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Umrandung aus Schaumstoff zur Lagepositionierung des Schaumstoffrohlings 5a auf der Aufnahmefläche 5 vorgesehen.

Das Stanzwerkzeug wird ergänzt durch ein Werkzeugoberteil 8, welches hier eine komplementäre Keilform zur Stanzplatte 3 besitzt und an seiner Unterseite 9 eine leicht vorstehende Andrückplatte 10 zur Vorverdichtung des Rohlings 5a beim Stanzen aufweist. Die Andrückplatte 10 erstreckt sich über den gesamten Stanzbereich, wobei sie über das äußere Stanzmesser 7 jeweils etwa 1-2 cm übersteht. Ansonsten stellt die Andrückplatte 10 ein Verschleißteil dar; dieses besteht aus mittelfestem Kunststoff, welcher es erlauben soll, die Schärfe der Stanzmesser möglichst lang zu wahren, und dabei selbst etwa 500-600 Stanzvorgänge zu überdauern.

Bei der Schließbewegung der Werkzeugober- und -unterteile 1, 8 des Stanzwerkzeugs erfolgt zunächst eine Komprimierung des Schaumstoffrohlings 5a zwischen der Auflagefläche 5 des Werkzeugunterteils 1 und der Andrückplatte 10 des Werkzeugoberteils 8, wobei ein Verrutschen durch eine Umrandung oder eine Führungsschiene der bereits erwähnten Art im Bereich der Auflagefläche 5 verhindert wird. Bei einer weiteren Relativbewegung der Werkzeugober- und -unterteile 1, 8 in Stanzrichtung B dringen die Messer 6, 7 in das Material des Schaumstoffrohlings 5a ein und durchtrennen diesen entlang Stanzkonturen 11, 11, bzw. 12, 12, entsprechend dem Verlauf der Messer 6 und 7. Diese Stanzkonturen 11, 11' und 12, 12' entsprechen den beabsichtigten schrägen Kanten- bzw. Seitenverläufen des fertigen Schaumteils. Insbesondere legen die Konturen 11, 11' und 12, 12', die jeweils parallel zueinander verlaufen, einen Winkel β mit den ursprünglich vertikalen Außenkanten des Schaumstoffrohlings 5a fest. Das heißt, β ist der Schrägungswinkel der Kanten bzw. Seiten des fertiggestellten Kunststoff-Schaumteils und es gilt die Beziehung α=90°-β, wobei α der Neigungswinkel der Auflagefläche 5 in bezug auf die Stanzrichtung B ist.

Wie ersichtlich, ergeben sich bei einem Stanzwerkzeug gemäß Fig. 1 schräge Seiten, welche in derselben Richtung (gleichsinnig) verlaufen und unter demselben Winkel stehen. Die Erfindung sieht jedoch auch vor, daß die Auflagefläche 5 nur abschnittsweise schräg verläuft, ggfs. auch unter verschiedenen Winkeln. Entsprechende Stanzwerkzeuge sowie die damit herstellbaren Schaumteile sind in den Fig. 3-5a schematisch wiedergegeben. Sie lassen Schaumteile 13 mit beidseitiger Schrägung (gleicher oder unterschiedlicher Richtung) wie auch mit nur einseitiger Schrägung erkennen.

Bezugszeichenliste

1

Werkzeugunterteil

2

Grund-, Stützplatte

3

Stanzplatte

4

Unterseite der Stanzplatte

5

Aufnahmefläche, Auflage (-fläche)

5

a (Schaumstoff-) Rohling

6

inneres Stanzmesser

7

äußeres Stanzmesser

8

Werkzeugoberteil

9

Unterseite des Werkzeugoberteils

10

Andrückplatte

11

Kanten-/Seitenverlauf, (Stanz-) Kontur

11

' Kanten-/Seitenverlauf, (Stanz-) Kontur

12

Kanten-/Seitenverlauf, (Stanz-) Kontur

12

' Kanten-/Seitenverlauf, (Stanz-) Kontur

13

(Kunststoff-/Polyurethan-) Schaumteil
B Doppelpfeil, Stanzrichtung
α (Neigungs-) Winkel
β (Schrägungs-) Winkel

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoff- Schaumteilen, insbesondere Polyurethan-Schaumteilen mit mindestens teilweise abgeschrägten Seiten, bei dem ein Rohling auf einer Auflage positioniert, gehaltert und mittels zumindest einem Stanzmesser konturiert und im übrigen an seinen Seiten abgeschrägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturieren und Abschrägen der Rohlinge in einem einzigen Stanzvorgang derart erfolgt, daß die Rohlinge auf einer schräg zur Stanzrichtung verlaufenden Auflagefläche - entsprechend dem gewünschten schrägen Seitenverlauf des späteren Kunststoff-Schaumteils - während des Stanzens positioniert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Stanzmesser zur gleichzeitigen Außenkonturierung/Abschrägung des Schaumstoffrohlings und/oder zur Innenkonturierung/Abschrägung von wenigstens einer Aussparung im Schaumstoffrohling durch diesen geführt werden.

3. Stanzwerkzeug zur Herstellung von Kunststoff- Schaumteilen, insbesondere Polyurethan-Schaumteilen, mit einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil, wobei eines dieser Teile ein Stanzmesser zur Konturierung des Schaumstoffrohlings trägt und/oder eine Auflage für den Schaumstoffrohling bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugunterteil (1) eine schräg zur Stanzrichtung (B) verlaufende Auflagefläche (5) für den Schaumstoffrohling (5a) aufweist.

4. Stanzwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugunterteil (1) das Stanzmesser (6; 7) trägt.

5. Stanzwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugunterteil (1) verschiedene Stanzmesser (6, 7) trägt, insbesondere zur Außenkonturierung/Abschrägung des Schaumstoff- Rohlings (5a) und/oder zur Innenkonturierung/Abschrägung von wenigstens einer Aussparung im Schaumstoff-Rohling (5a).

6. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugoberteil (8) im Stanzbereich eine der Komprimierung des Schaumstoff-Rohlings (5a) dienende Andrückplatte (10) aufweist, welche den Bereich der Stanzmesser (6, 7) im Werkzeugunterteil (1) seitlich überragt und als Verschleißteil ausgebildet ist.

7. Stanzwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückplatte (10) aus einem mittelfesten Kunststoff besteht.

8. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugunterteil (1) eine auswechselbare Schaumstoffumrandung als Aufnahme für den Schaumstoff-Rohling (5a) aufweist.

9. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Werkzeugteile (1, 8) eine auswechselbare Führungsschiene für den Schaumstoff-Rohling (5a) aufweist, welche hinter dem Stanzmesser (6, 7) zurücksteht bzw. in eine entsprechende Vertiefung (Aufnahme) im gegenüberliegenden Werkzeugteil (8, 1) eingreift.