DE2520852B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Konturenschneiden von geschäumtem Kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konturenschneiden von geschäumtem *5 Kunststoff, insbesondere geschäumtem Polystyrol, längs mindestens einer in sich geschlossenen Schnittlinie, unter Verwendung eines durch Stromfluß aufheizbaren konturenstabiien Schneidwerkzeuges.

Das DE-GM 17 02 794 beschäftigt sich mit der so Herstellung geschlossener Schnittlinien im Sinne des Konturenschneidens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Es werden allerdings nur kreisförmige Schnittlinien erzeugt, so daß hier nicht die Gefahr besteht, daß örtlich sehr viel erhitztes Bandmaterial durch relativ wenig Kunststoff hindurchgeführt werden muß. Mit einer erhöhten Wärmeübertragung, die zum Abschmelzen von scharfen Kanten, Ecken u. dgl. führen könnte, muß also hier nicht gerechnet werden. Im übrigen wird die kreisförmige, in sich geschlossene Schnittlinie durch so einen durchgehenden, ununterbrochenen Bandmaterialabschnitt geformt.

Die DD-PS 49 674 zeigt ein Schneidwerkzeug, mit dessen Hilfe halbkreisbogenförmige Körper aus einem Kunststoffblock herausgeschnitten werden können, um ^ sie beispielsweise zu je zwei Stücken als Isolierstücke um Rohrleitungen herumzufügen. Diese Isolierstücke werden dadurch erzeugt, daß in den Kunststoffblock zwei offene, halbkreisbogenförmige Schnitte mit Hilfe von Bandmaterialabschnitten eingebracht werden. Beide Schnittlinien stehen miteinander nicht in Verbindung bzw. ergänzen sich nicht zu einer in sich geschlossenen Schnittlinie. Beide Schnittlinien weisen vielmehr an allen Stellen einen hinreichend großen gegenseitigen Abstand auf, so daß in schneidtechnischer Hinsicht hier keinerlei Probleme entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Konturenschniite, die schneidtechnisch infolge Wärmestau Probleme beinhalten, mit in sich geschlossener Schnittlinie zu beherrschen, um derartige Formkörper auch in kleiner Serie wirtschaftlich fertigen zu können.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß jede in sich geschlossene Schnittlinie in mindestens zwei Teilschnittlinien unterteilt wird und das Schneiden einer Schnittlinie durch den räumlichen Versatz der beiden einander zugeordneten Teilschnittlinien zeitlich versetzt erfolgt. Die Aufteilung jeder in sich geschlossenen Schnittlinie in mindestens zwei Teilschnittiinien ist deshalb erforderlich, um einmal Strecken zu bilden, die jeweils in einen Heizkreis einbezogen werden können. Andererseits ist die Unterteilung deshalb erforderlich, um Wärmestauungen bzw. zu hohe örtliche Beaufschlagung des zu schneidenden Kunststoffes mit Wärme zu vermeiden. Als gefährdete Stellen kommen hier spitze Winkel, dünn auszuschneidende Stege od. dgl. in Betracht, also immer solche Stellen, an denen sich die Anordnung des Bandmaterials haufen würde, wenn hier nicht ein Versatz in mehrere Ebenen bzw. ein zeitlicher Versatz beim Schneiden erfolgen würde.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß für jede in sich geschlossene Schnittlinie mindestens zwei die Teilschnittlinien bildende Bandmaterialabschnitte vorgesehen sind, die örtlich getrennt voneinander angeordnet sind und die hochkant durch den zu schneidenden Kunststoff bewegbar sind. Die Bandmaterialabschnitte werden an Stiften gehalten, wobei die Stifte auch in das zu durchschneidende Material eindringen, und zwar in Schneidrichtung. Die Stifte sind mindestens an den beiden Enden jedes Bandmaterialabschnittes eingesetzt. Es versteht sich, daß zur Versteifung und zur Sicherung der gebogenen Kontur des Bandmaterialabschnittes weitere Stifte angeordnet sein können. Die Stifte, die an den beiden Enden jedes Bandmaterialabschnittes angeordnet sind, sind als Stromzuleitungen ausgebildet und weisen eine größere Querschnittsfläche auf als das Bandmaterial selbst, damit im Bandmaterial die optimale Schneid- bzw. Schmelztemperatur erreicht werden kann, die Stifte aber diese Temperatur nicht erreichen.

Die einander bezüglich einer geschlossenen Schnittlinie zugeordneten Bandmaterialbschnitte sind in unterschiedlicher Entfernung an einer gemeinsamen Halteplatte vorgesehen. Damit wird in einfacher Weise ein Werkzeug aufgezeigt, so daß durch die Bewegung der Halteplatte mit dem gemeinsamen Schneidwerkzeug zeitlich versetzt in unterschiedlicher Tiefe in Kunststoff geschnitten wird. Es ist aber auch möglich, daß die einander bezüglich einer geschlossenen Schnittlinie zugeordneten Bandmaterialabschnitte auf gesonderten Halteplatten angeordnet sind, die nacheinander zum Einsatz kommen, so daß auch hier ein Wärmestau an den kritischen Stellen vermieden wird. Die Stifte sind zweckmäßig auf der dem Werkstück abgekehrten Seite mit dem Bandmaterial verbunden, so daß sich ihre

Einformung im Bereich des Abfalles ergibt, wo er die glatte Kontur des Werkstückes nicht beeinträchtigt. Es ist auch möglich, die Bandmaterialabschnitte zumindest teilweise um die Stifte herumzubiegen, um auf diese Weise einen Freiraum für die Bewegung der Stifte mitzuschneiden.

Die wesentlichen Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung sind folgende:

Durch den Einsatz von aufheizbarem Bandmaterial, welches konturenstabil biegbar ist, können eine große Anzahl verschiedener Schnittlinien geschnitten werden. Es ergibt sich jeweils ein glatter Schnitt, weil das Bandmaterial hochkant durch das zu schneidende Material hindurchgeführt wird. Auch kritische Punkte, wie spitze Winkel, geschlossene Schnittlinien, dünne Stege usw. können überwunden werden, während sie bei dem Schaumverfahren zumindest zu hohen Ausschußquoten führen. Die Werkzeugkosten sind im Vergleich zu einem Schäumwerkzeug um Größenordnungen geringer, so daß selbst kleine Auflagen von Formkörpern wirtschaftlich geschnitten werden können. Darüber hinaus eröffnet das Verfahren und die Vorrichtung auch die Herstellung von solchen Formkörpern, die bisher weder geschäumt noch geschnitten werden konnten. Relativ kleine Serien von Formkörpern können auch deshalb geschnitten werden, weil das unkomplizierte Werkzeug schnell herstellbar, auf der Schneidemaschine schnell montierbar bzw. gegen ein anderes Werkzeug austauschbar ist. Reparaturen an dem Werkzeug sind ebenfalls schnell und mühelos durchführbar. Insgesamt ergibt sich damit eine Möglichkeit, auch schwierig gestaltete Formkörper in geringen Auflagen wirtschaftlich herzustellen.

Der Erfindungsgedanke läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Diese sind anhand der Zeichnungen verdeutlicht. Diese zeigen im einzelnen

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer schematisch dargestellten Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in Fig. 1,

Fig.3 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig.4 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig.2 für einen kreisförmigen Schnitt,

Fig.5 die Vorrichtung für einen relativ dünnwandigen Steg,

Fi g. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung für einen kreisförmigen Schnitt und

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6.

In F i g. 1 ist in perspektivischer Ansicht der zu durchschneidende geschäumte Kunststoff 1, der in Plattenform vorliegt, dargestellt. Aus dieser Platte soll ein dreieckiger Körper von Plattenstärke ausgeschnitten werden. Es ergibt sich damit gedanklich eine geschlossene Schnittlinie gemäß dem Umriß des Dreieckes, die in zwei Teüschnittlinien so zerlegt ist, daß die eine Schnittlinie der Hypotenuse zugeordnet ist, während die andere Schnittlinie die beiden Katheten umfaßt. Demgemäß sind zwei Bandmaterialabschnitte 2, 3 vorgesehen und angeordnet, die aus hochkant zu dem Kunststoff 1 angeordnetem Metallband, beispielsweise Chrom-Nickel-Material, bestehen. Die Bandmaterialabschnitte 2,3 dienen als Schneid- bzw. Schmelzwerkzeug. Sie werden in normaler Richtung zu der Platte aus geschäumtem Kunststoff 1 geführt. Zu diesem Zweck hi sind sie auf Stiften befestigt, wobei die beiden Enden jedes Bandmaterialabschnittes 2, 3 mit einem Stift 4 verbunden sind. Der Bandmaterialabschnitt 2. der in abgewinkelter Kontur gehalten werden muß, ist darüber hinaus noch mit dem Stift 5 verbunden. Die Stifte 4, 5 besitzen eine entsprechende Länge und sind andererseits in der Halteplatte 6 gelapert. Insbesondere aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die dem Bandmaterialabschnitt 3 zugeordneten Stifte 4 kürzer als die dem Bandmaterialbschnitt 2 zugeordneten Stifte 4, 5 ausgebildet sind, so daß die beiden Bandmaterialabschniue 2, 3 in unterschiedlichen Ebenen zu der Platte aus geschäumtem Kunststoff 1 angeordnet sind. Es versteht sich, daß die Entfernung des Bandmatenalabschnittes 3 vor der Halteplatte 6 immer noch größer sein muß als die Dicke der Platte aus geschäumtem Kunststoff 1.

Die Stifte 4 dienen gleichzeitig der Stromzuführung zu den Bandmaterialabschnitten 2 bzw. 3, so daß diese auf die optimale Schmelztemperatur aufgeheizt werden können. Durch den Stift 5 fließt kein Strom. Der Querschnitt der Stifte 4 ist größer gewählt als der Querschnitt des Bandmaterials, so daß die Stifte 4 zwar auch erwärmt werden, jedoch nur eine Temperatur unterhalb der optimalen Schneid temperatur erreichen. F i g. 2 zeigt darüber hinaus, wie die Stifte 4,5 immer auf der dem auszuschneidenden dreieckigen Werkstück 7 abgekehrten Seite der Bandmaterialabschnitte 2, 3 angeordnet sind, also im Bereich des Abfalls.

Die Anordnung von zwei Bandmaterialabschnitten 2, 3 in verschiedenen Ebenen relativ zu einer Halteplatte 6 oder an verschiedenen Halteplatten 6, die nacheinander zum Einsatz kommen, ist immer dann erforderlich, wenn geschlossene Schnittlinien vorliegen oder eine Anhäufung des Bandmaterials zu einem Wärmestau und einer übermäßigen Beaufschlagung des Kunststoffes 1 führen würde. Dies ist insbesondere in den Ecken spitzer Winkel der Fall, wie das Beispiel der Fig. 1 bis 3 zeigt. Aber auch dann, wenn es sich um nicht geschlossene Schnittlinien handelt, die sehr dicht beieinander liegen, müssen Bandmaterialabschnitte in verschiedenen Ebenen angeordnet werden, damit die Teilschnitte versetzt zueinander erfolgen und sich gegenseitig nicht beeinträchtigen. F i g. 4 zeigt beispielsweise das Ausschneiden einer kreisförmigen Platte. Hier gebietet es die Stromzuführung, die geschlossene kreisförmige Schnittlinie zu unterteilen und auch hier zwei Bandmaterialabschnitte 2, 3 in verschiedenen Ebenen vorzusehen, die nacheinander zum Einsatz kommen. Fig.5 zeigt in schematischer Weise das Schneiden eines relativ dünnwandigen Steges innerhalb eines sonst nicht weiter dargestellten Formkörpers. Auch hier sind zwei Bandmaterialabschnitte 2,3 vorgesehen, die in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, damit der zu schneidende Kunststoff 1 örtlich nicht überhitzt wird. Auf diese Weise lassen sich dünne Stege 8 schneiden, die beispielsweise im Schaumverfahren nicht mehr herstellbar sind, weil sie in der Schäumform beim Ausformen hängenbleiben würden. F i g. 5 zeigt auch, wie das Bandmaterial konturenstabil gebogen werden kann, um beispielsweise den dünnen Steg 8 seitlich abzustützen.

Wie die F i g. 6 und 7 zeigen, ist es auch möglich, für einen Konturenschnitt lediglich einen Bandmaterialabschnitt 2 einzusetzen und diesen stetig oder unstetig, beispielsweise wendelförmig so anzuordnen, daß die schneidtechnisch kritischen Punkte oder die Aufhängepunkte an den Stiften 4 in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Es versteht sich, daß diese Ausführungsform nicht nur auf kreisförmige Schnitte beschränkt ist. Es sind auch Schnittlinienführungen denkbar, die beisDielsweise einen snitzen Winkel

beinhalten, wobei eben an dieser Stelle der Vorsatz in den verschiedenen Ebenen wichtig ist. Der in seiner Kontur entsprechend gebogene Bandmaterialabschnitt kann darüber hinaus noch durch weitere Stifte 5 abgestützt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Konturenschneiden von geschäumtem Kunststoff, insbesondere geschäumtem Polystyrol, längs mindestens einer in sich geschlossenen Schnittlinie, unter Verwendung eines durch Stromfluß aufheizbaren konturenstabilen Schneidwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß jede in sich geschlossene Schnittlinie in mindestens zwei Teilschnittlinien unterteilt wird und das Schneiden einer Schnittlinie durch den räumlichen Versatz der beiden einander zugeordneten Teilschnittlinien zeitlich versetzt erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede in sich geschlossene Schnittlinie mindestens zwei die Teilschnittlinien bildende Bandmaterialabsciinitte (2, 3) vorgesehen sind, die örtlich getrennt voneinander angeordnet sind und die hochkant durch den zu schneidenden Kunststoff (1) bewegbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander bezüglich einer geschlossenen Schnittlinie zugeordneten Bandmaterialabschnitte (2, 3) in unterschiedlicher Entfernung an einer gemeinsamen Halteplatte (6) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander bezüglich einer geschlossenen Schnittlinie zugeordneten Bandmaterialab- M schnitte (2,3) auf gesonderten Halteplatten angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bandmaterialabschnitte (2, 3) der Teilschnittlinien tragenden Stifte (4, 5) auf der dem Werkstück (7) abgekehrten Seite mit dem Bandmaterial verbunden sind.