DE2508529C3 - Vorrichtung zum Vakuumtiefziehen tiefer schmaler Hohlkörper aus Kunststofffolien oder -platten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vakuum-Tiefziehen tiefer schmaler Hohlkörper aus in einem in seiner Größe veränderlichen Spannrahmen gehaltenen und in diesem erwärmten Kunststoffolien oder Kunststoffplatten, die in warmem Zustand plastisch verformbar sind und nach ihrer Abkühlung eine steife Formschale bilden, auf einer in ihrer Oberfläche eine Einsenkung aufweisenden Formpatrize.

Spannrahmen dieser Art mit gegeneinander verstellbaren Rahmenteilen sind durch die GB-PS 12 99 013 und die US-PS 38 27 683, 34 66 706, 32 87 765 sowie 59 2?7 bekannt. Mit Spannrahmen nach diesen Vorveröffentlichungen ist es jedoch nicht möglich, über Einsenkungen auf einer Patrize einen Hohlkörper in der hier gewünschten Weise durch Tiefziehen abzuformen.

Plastikformschalen der eingangs genannten Art, die auf ihrer Innenseite mit einer Schaumstoffschicht versehen werden, dienen dazu, beispielsweise den Kardantunnel in einem Kraftfahrzeug abzudecken und eine Verbindung zum Armaturenbrett herzustellen, in dessen Bereich in der Formschale öffnungen für ein Radio, für Heizungs- oder Lüftungsregulierhebel od. dgl. vorgesehen sind.

Beim Vakuumverformen nach dem bisher herkömmlichen Verfahren werden die Folien in einer Ebene eingespannt und so weit erwärmt, daß sie über einem Modell plastisch verformt werden können, dort verformt werden und nach ihrer Abkühlung die Form des Modells angenommen haben. Hierbei entstanden sehr oft große Verformungsgrade, die zu Dünnstellen im thermoplastischen Material und auch oft zu Oberflächenstrulcturverzerrungen führten, da das verwendete

ίο Kunststoffmaterial seiner Bestimmung gemäb mit Narbungcn oder sonstigen der Verzierung dienenden Eindrückungen versehen war. Außerdem neigte das zu verformende Material leicht zur Faltenbildung. In unserer Patentanmeldung P 24 18 445.0 (Daim 10 126) ist nun beschrieben, wie Modellformen abgedeckt und gebildet werden können, die im Längsschnitt gesehen eine konkave Einknickung haben und im allgemeinen nicht ohne einen starken Narbenverzug oder eine unerträgliche Schwächung der Folienstücke hergestellt werden können.

Darüber hinaus gibt es aber auch manchmal schmale und hohe Teile, die zu beschichten sind, z. B. Ablageschalen, bei denen ohne weitere Vorkehrungen die Folien in bestimmten Teilflächen sehr weit gedehnt werden müßten. Eine solche Dehnung ist in vielen Fällen nicht zulässig, da dann dadurch die Folie an den betreffenden Stellen hauchdünn und ohne Narbung würde. So gibt es beispielsweise sehr tiefe Teile, deren Abwicklung über 1100 Millimeter beträgt Die verwen dete Folienbreite beträgt aber nur 520 Millimeter. Bei derartigen Teilen käme es an bestimmten Stellen zu einem Auszug der Folienbreite von über 100 Prozent. Es müßten daher Wege gefunden werden, diesen übergroßen Auszug der Folie an bestimmten Stellen einzu- schränken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu erstellen, mit der sich auch sehr tiefe schmale Teile tiefz'ehen lassen, ohne die Folienstärke an bestimmten Ste'ien zu sehr zu strecken und die Streckung in vertretbaren Grenzen zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß an auf Querteile des Spannrahmens bildenden Führungsstangen verschiebbaren Längsholmen des Spannrahmens zu ihnen parallele Klemmlei- sten zum Einspannen der Kunststoffolie befestigt sind, die sich mit den Längsholmen verschieben und über der Einsenkung der Formpatrize Scharniere aufweisen, durch die die Klemmleisten entsprechend der Einsenkung einknickbar sind.

Beim Einschieben der Modellform in den Bereich des Spannrahmens durch Anheben des Hubtisches müssen nun die Holme des Spannrahmens in ganz bestimmter von der jeweiligen Hubhöhe des Hubtisches abhängiger Weise gegeneinander auf die Mitte der Modellform zugeführt werden. Hierzu sind am Hubtisch Kurvenstücke angebracht. Gegen diese Kurvenstücke legen sich an dien Holmen oder an ihren Führungskloben angebrachte Bolzen und diese Bolzen werden durch Federn an die Kurvenstücke gedrückt, so daß beim Heben und Absenken des Hubtisches die Holme zusammen- bzw. auseinanderfahren.

Damit beim Absenken des Hubtisches nach dem Erkalten der Folie die Modellform aus der von ihr abgeformten Folienform nach ihrem Erkalten nach unten wieder herausgefahren werden kann, ist es erforderlich, daß zumindest im Anfangbereich des Absenkens des Hubtisches Teile der Kurvenstücke zunächst parallel zur Absenkrichtung verlaufen oder die

Holme zunächst festgehalten werden, damit die sie nach außen drücken wollenden Federn zunächst nicht wirksam werden. Dazu können vorteilhaft die Holme oder Führungskloben an der Führungsstange festklemmbar sein. Nach einem vorbestimmten Absenkabschnitt, wenn nämlich die verformte Folie von der Modellform freigeworden ist, kann die Festklemmung wieder aufgehoben werden, so daß dann die Holme wieder auseinanderfahren.

Die Holme können beim Abheben und Absenken des Hubtisches aber auch zwangsläufig geführt werden. Dann werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an dem Hubtisch Kurvenstücke angebracht und diese sind so ausgebildet, daß sie in Ausnehmungen der Führungskloben eingreifend diese beim Heben und Senken zusammendrücken bzw. auseinanderfahren.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung einen Spannrahmen und darunter einen abgesenkten Hubtisch mit einer daraufliegenden Formpatrize mit zum Teil großer Tiefziehhöhe,

F i g. 2 die Draufsicht auf den Spannrahmen,

F i g. 3 in schematischer Darstellung eine Ansicht des Spannrahmens in Richtung des Pfeiles III in Fig.2 in der Ausgangsstellung (F i g. 3 a) und bei angehobenem Hubtisch, auf dem sich die Formpatrize mit zur Mitte gefahrenen Klemmleisten befindet (F i g. 3 b),

Fig.4 in schematischer Darstellung eine Ansicht eines Spannrahmens, dessen Klemmstücke nicht zusammengefahren werden können, bei angehobenem Hubtisch, auf dem sich die Formpatrize befindet.

In einer in Fi g. 1 strichpunktiert angedeuteten Ebene A über der Tiefziehvorrichtung 1 befinden sich Heizdrähte 2, die in ihrer Gesamtheit eine Strahlerheizung zur Erhitzung der in den Spannrahmen einzuspannenden und tiefzuziehenden Kunststoffolie 3 bilden. Die Kunststoffolie hat eine Gesamtbreite von 520 Millimetern (Maß dm Fig. 3 a) und wird zum Tiefziehen an ihren beiden Rindern in einer Breite von 20 Millimetern (Maß /in Fig.3a) jeweils zwischen Klemmleisten 4 eingeklemmt, die an Längsholmen 5 des Spannrahmens 6 angelenkt sind. Die Holme 5 weisen jeweils an ihren Enden Führungskloben 7 auf, die auf Querteile des Spannrahmens 6 bildenden Führungsstangen 8 gleiten können. Unter dem Spannrahmen 6 befindet sich der auf und ab fahrbare Hubtisch 9, auf dem in F i g. 1 die Formpatrize 11 aufgelegt ist.

Am Hubtisch 9 sind an beiden Seiten jeweils zwei Kurvenstücke 12 befestigt, Jie nach oben ragen und an deren Kurvenflächen 13 an den Führungskloben 7 angeordnete Bolzen 14 anliegen. Diese Bolzen liegen dadurch an den Kurvenflächen 13 der Kurvenstücke 12 an, daß auf den Führungsstangen 8 zwischen den Führungskloben 7 Federn 15 angeordnet sind, die die f iolme 5 auseinanderdrücken.

Die Holme können beim Anheben und Absenken des Hubtisches 9 auch dadurch zwangsläufig gesteuert werden, daß Kurvenstücke in die Schlitze 16 der Führungskloben 7 eingreifen. Diese Kurvenstücke sind dann so ausgebildet, daß entsprechend ausgebildete Kurvenflächen beim Anheben des Hubtisches 9 an den inneren Flächen 17 entlanggleiten und dadurch die Holme 5 zur Mitte zu führen, während beim Absenken des Hubtisches entsprechend ausgebildete Kurvenstükke an den äußeren Flächen 18 entlanggleiten und dadurch die Holme 5 wieder nach außen bringen.

Damit beim Absenken des Hubtisches uuf einem vorbestimmten Weg die Holme 5 zunächst in ihrer mittleren Stellung verbleiben, bis die Formpatrize aus der dieser inzwischen angeformten Folie nach unten herausgezogen worden ist, können die Führungskloben 7 mit Klemmschrauben 19 versehen sein, mit denen die Holme 5 zunächst auf dem vorbestimmten Weg in ihrer mittleren Stellung festgehalten und erst nach Zurücklegen dieses Weges freigegeben werden, so daß sie unter dem Druck der Feder 15 wieder auseinandergedrückt werden, bis die Bolzen 14 an den Kurvenflächen 13 der Kurvenstücke 12 anliegen.

Durch Vergleich des in der F i g. 4 Dargestellten mit dem in der Fig.3 Dargestellten ergibt sich, daß die Folie in letzterem durch Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich weniger gedehnt zu werden braucht und außerdem durch Anwendung der Erfindung ein bedeutender Abfall, der ohne Anwendung derselben entstehen würde, nicht anfällt. In F i g. 4 ist ein starrer Spannrahmen dargestellt

Die Klemmleisten 4' sind daher nic^f beweglich. Die eingespannte Kunststoffolie 3 mit einer Gesamtbreite von 520 Millimetern ist in die starren Klemmleisten 4' so eingeklemmt, daß jeweils ein Rand von 20 Millimetern auf jeder Seite eingeklemmt wird. Dann wird die Formpatrize 11 von unten her in die erwärmte Folie eingefahren, so daß sich die Folie 3 von den beiden Klemmleisten 4' über die Hypotenusenabschnitte c'und die Dachfläche 21 der Formpatrize 11 erstreckt. Danach wird das Vakuum eingeschaltet, so daß sich die Abschnitte c'der Folie an die Flächen a'und ^'anlegen und damit dehnen. Im Hinblick auf den Satz des Pythagoras ist es klar, daß die Gesamtlänge des Folienabschnittes, der sich aus den Abschnitten a'und b' zusammensetzt, größer ist als der Abschnitt c' vor der Dehnung. Außerdem ist bei dem starren Spannrahmen gemäß Fig.4 von Nachteil, daß auf beiden Seiten jeweils der Abschnitt yals Abfall wegfällt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung gamäß Fig.3 dagegen wird durch Zusammenfahren der Klemmleisten 4 Folienmaterial eingespart, weil die Klemmleisten um den Betrag »x« eingefahren werden und deshalb zu beiden Seiten die Abschnitte χ nicht als Abfall entstehen. Auch hier wird die Kunststoffolie 3 von einer Ursprungsbreite von 520 Millimetern auf beiden Seiten mit 20 Millimetern in die Klemmleisten 4 eingeklemmt. Während des Hochfahrens des Hubtisches 9 fahren die Klemmleisten 4 aus der in Fig.3b gestrichelt dargestellten Lage in die in derselben Figur ausgezogen dargestellte Lage derselben. Die erwärmte Folie wird durch die hochfahrende Formpatrize 11 zwischen den in F i g. 3 ausgezogen dargestellten Klemmstücken 4 gedehnt und gespannt, wie in F i g. 3 dargestellt ist, dann wird das Vakuum eingeschaltet, so dab sien die Abschnitte c der Folie an die Formpatrize anlegen und nunmehr die Abschnitte a und bbilden. Aus der Zeichnung läßt sich leicht entnehmen, daß die Folie nunmehr viel weniger gedehnt worden ist als im Falle der F i g. 4. Die Summe der Abschnitte a und b ist noch nicht einmal so lan{, wie der vorgedehnte Abschnitt c' und dieser ist — wie schon gesagt — wesentlich kleiner als die Summe aus den Abschnitten a'und b'.

In Fig. 1 und 2 sind die Klemmstücke 4 mit Scharnieren dargestellt, die an die Holme mit einem Gelenk 22 angelenkt sind. Das Gelenk befindet sich im Bereich der Einsenküiig 23 der Formpatrize 11, damit sich die Folie leichter an diese Einsenkung anpassen kann. Die beiden Schenkel der Klemmstücke 4 werden

beim Anheben des Hubtisches 9 durch die Schulter 24 angehoben, an die sich die Klemmstücke anlegen.

Bei Formpatrizen ohne solche Einsenkungen können die Klemmstücke selbstverständlich an den Holmen 5 fest angeordnet oder mit ihnen integriert sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vakuumtiefziehen tiefer schmaler Hohlkörper aus in einem in seiner Größe veränderlichen Spannrahmen gehaltenen und in diesem erwärmten Kunststoffolien oder Kunststoffplatten, die in warmem Zustand plastisch verformbar sind und nach ihrer Abkühlung eine steife Formschale bilden, auf einer in ihrer Oberfläche eine Einsenkung aufweisenden Formpatrize, dadurch gekennzeichnet, daß an auf Querteile des Rahmens (6) bildenden Führungsstangen (8) verschiebbaren Längsholmen (5) des Spannrahmens (6) zu ihnen parallele Klemmleisten (4) zum Einspannen der Kunststoffolie (3) befestigt sind, die sich mit den Holmen (5) verschieben und über der Einsenkung (23) der Formpatrize (11) Scharniere aufweisen, durch die die Leisten (4) entsprechend der Einsenkung (23) einknickbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (S) des Spannrahmens (6) an ihren beiden Enden Führungskloben (7) aufweisen, die auf die Querteile des Rahmens (6) bildenden Führungsstangen (8) gleiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (15) die Holme (5) auseinander und an ihnen oder an den Führungskloben (7) angeordnete Bolzen (14) gegen am Hubtisch (9) vorgesehene Kurvenstücke (12) drücken, so daß beim Heben und Absenken des Hubtisches (9) die Holme (S) zusammen- bzw. auseinanderfahren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (S) oder ruhrungskloben (7) an den Führungsstangen (8) festklemrnbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenstücke (12) so ausgebildet sind, daß sie in Schlitze (16) der Führungskloben (7) eingreifend diese beim Heben und Absenken des Hubtisches (9) zusammendrücken bzw. auseinanderfahren.