DE2603782C2

DE2603782C2 - Vorrichtung zum Herstellen eines gewölbten Formteiles aus einem Folienabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2603782C2
Application number: DE2603782A
Authority: DE
Inventors: George Leslie Stratford-upon-Avon Smith; Leslie John Evesham Smith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1976-01-31
Publication date: 1984-02-02
Also published as: DE2603782A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines gewölbten Formteiles aus einem Folienabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff, mit den Folienabschnitt an dessen einander gegenüberliegenden Rändern haltenden Klemmleisten, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des Folienabschnittes im thermoplastischen Zustand, mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen des geformten Folienabschnittes zu dem Gegenstand und mit einer an einem Rahmen angeordneten Einrichtung zum Gegeneinanderbewegen gegenüberliegender Klemmleisten während des Formens.

Derartige Vorrichtungen sind aus der US-PS 36 00 746 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist Haltemittel für die zu formenden Folienabschnitte auf, die sich einander gegenüberliegen und voneinander weggefahren werden. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Folie bei der Warmformgebung unzulässig stark gestreckt wird, so daß die aus der Folie hergestellten Gegenstände keine gleichmäßige Dicke aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß der einleitend beschriebenen Art so auszubilden, daß die Folie bei der Warmformgebung nicht gestreckt wird und damit die Dicke der Folie auch nach der Warmformgebung noch konstant ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Gegeneinanderbewegen zwei auf dem Rahmen in horizontaler Richtung frei verschiebbare Wagen aufweist, an denen jeweils wenigstens eine der Klemmleisten angeordnet ist, wobei das Verschieben der Wagen unter Zugkraft des auf den Folieriabschnitt wirkenden Formstempels erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens erfolgt das Verschieben der Wagen auf Schienen.

Die Vorrichtung eignet sich für die Herstellung von hohlen Gegenständen, die gewölbt oder gebogen sind oder Ausformungen aufweisen. Ein Beispiel für mit Hilfe dieser Vorrichtung hergestellte Gegenstände aus Kunststoff sind Kotbleche für Kraftfahrzeuge, welche eine im wesentliche zylindrische Formgebung mit flanschförmigen Rändern aufweisen. Die Vorrichtung s kann jedoch auch für die Herstellung anderer schalenförmiger oder sonstiger mit Auswölbungen oder Ausbiegungen versehener Gegenstände Anwendung finden, die im nachfolgenden Text der Einfachheit halber nur als »hohle Gegenstände« bezeichnet werden.

ιυ Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den großen Vorteil, daß das auch warmverformte Produkt eine konstante Dicke aufweist, weil die beiden Wagen mit den eingespannten Folienrändern sich unter der Wirkung der auf die Folie ausgeübten Zugkraft aufeinander zu bewegen, sobald der Formstempel gegen die Folie gefahren wird und diese verformt. Dann wird die Folie gekühlt, bis sie so hart geworden ist, daß keine weitere Verformung mehr stattfindet.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist ein Rahmen vorgesehen, in welchem ein Paar von in horizontaler Richtung verschiebbar angeordneten Wagen mit Festklemmeinrichtungen für die gegenüberliegenden Ränder der zu verformenden Folie angeordnet sind, wobei ein Formstempel vorgesehen ist, der quer zu

2-'· der horizontalen Bewegungsebene der Wagen heb- und senkbar zwecks Verformung der in den Wagen eingespannten Folie angeordnet ist, und wobei oberhalb des Rahmens eine Heizvorrichtung aufgehängt ist, welche wenigstens bereichsweise — soweit die Verfor-

JH m.'ing durch den Formstempel erfolgen soll — eine Erwärmung der Folie ermöglicht. Hierbei kann zweckmäßigerweise anstelle der Heizvorrichtung eine Kühlvorrichtung einfahrbar vorgesehen sein, die nach der Verformung der Folie eine genügend schnelle

J"' Abkühlung ermöglicht, um den verformten Gegenstand aus der Vorrichtung herausnehmen zu können.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Figuren veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung mit eingespannter, aber noch nicht verformter Folie;

F i g. 2 ist eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht, bei

der die plastische Folie bereits teilweise deformiert ist; Fig.3 veranschaulicht eine den Fig. 1 und 2

4^r> entsprechende Ansicht nach vollständiger Verformung der Folie und im Zuge des Kühlvorganges.

Die Vorrichtung besteht aus einem Rahmen 10 von starrem offenen Aufbau und im wesentlichen rechtwinkliger Grundform. Der Rahmen wird aus Gehäuse und

^r·" Winkelteilen entweder zusammengeschweißt oder in anderer Weise durch Verbindung der einzelnen Teile aufgebaut (F ig. 1,2 und 3).

Auf dem Rahmen sind zwei Paare horizontal verlaufender Schienen 11, 12 und 13, 14 aus Flachband

'» angeordnet. Auf jedes der Schienenpaare 11,12 oder 13, 14 ist ein zugehöriger Wagen 15 bzw. 16 aufmontiert. Zur Montage der Wagen an den Schienen dienen Nutrollen 17, die in entsprechende Führungen der Schiene eingreifen. Die Nutrollen bestehen aus je zwei

w* Rollenpaaren, die oberhalb bzw. unterhalb der Schienen verlaufen.

Die Wagen 15 und 16 sind frei längs der Schienen verfahrbar angeordnet, so daß sie sich in Richtung auf das Zentrum der Vorrichtung bzw. von dieser fort in einer horizontalen Ebene bewegen können.

Jeder Wagen hat eine bewegliche Klemmleiste 18 bzw. 19, die am Wagen anmontiert ist. Als Klemmleisten 18, 19 dienen Winkelstücke, die so angeordnet sind, daß i

sie eine Festklemmung gegen Halteleisten 20, 21 ermöglichen, welche gleichfalls Teile der verschiebbaren Wagen bilden. Die Klemmleisten 18,19 sind an die Halteleisten 20, 21 entweder pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch anpreßbar. Diese mechpnischen oder hydraulischen Mittel sind in der Zeichnung nicht veranschaulicht

Der Rahmen 10 der Vorrichtung weist im zentralen Bereich eine hydraulische oder pneumatische Kolbenzylindereinheit 22 auf, deren Kolbenstange 23 einen m Formstempel 24 trägt Der Formstempel 24 weist die Gestalt eines Fahrzeug-Kotflügels auf. Der Formstempel 24 hat eine halbzylindrische Ausbildung, wobei die Seitenränder des Kotflügels Flansche von gleichförmiger Dicke bilden. Die Oberseite des Formstempels 24 wird vorzugsweise mit einem Material überzogen, an welchem das thermoplastische Material nicht haftet Ein Wollgewebe hat sich als Deckmaterial geeignet gezeigt t Der Formstempel 24 besteht aus einem Metallblech und ^ weist eine Oberflächengestalt auf, die im wesentlichen dem fertigen Produkt entspricht, obwohl der Formstempel 24 etwas kleiner ist.

Über dem Rahmen ist ein Heizgerät 25 von kastenförmiger Gestalt aufgehängt, welches in einer nicht veranschaulichten Weise gehoben bzw. abgesenkt werden kann. Die Heizvorrichtung 25 ist von rechtwinkligem Grundriß und hat eine Deckenwandung sowie Seitenwandungen aus Metallblechen. Sie enthält Heizelemente, welche sich im wesentlichen über die ganze Grundfläche erstrecken. Diese Heizelemente strahlen so die Wärme nach unten ab. Das Heizgerät ist ;-,. vorzugsweise seitlich bewegbar in bezug auf «Jen ■ΐ Maschinenrahmen angeordnet, so daß es, wenn es nicht in Benutzung ist, aus seiner normalen Heizstellung ; oberhalb des Rahmens seitlich ausgefahren werden kann.

Über den Rahmen ist außerdem eine Lüfterschraube 26 zur Kühlung der verformten Kunststoffolie 28 vorgesehen. Die Lüfterschraube 26 wird eingeschaltet, wenn das Heizgerät 25 aus einer Position oberhalb des Rahmens seitlich abgeschoben wird.

Auf dem Rahmen 10 ist ein Schaltbrett 27 vorgesehen. Mit der vorgesehenen Schaltung kann die Betätigung der hydraulischen oder pneumatischen Kreise ausgelöst werden, die das Heben und Senken des Formstempels 24 mit Hilfe der Kolbenzylindereinheit 22 bewirkt. Außerdem dient die Schaltung zum Anschluß des Heizgeräts 25 an eine Energiequelle. Weiterhin ermöglicht die Schaltung den Anschluß und die Steuerung der Bewegung des Heizgerätes 25 und des Lüfters 26.

Die F i g. 1, 2 und 3 veranschaulichen die Vorrichtung in verschiedenen Stadien während der Produktion eines Kotflügeis. F i g. 1 zeigt die Vorrichtung Tiit einer eingespannten Folie 28 aus thermoplastischem Material. Diese Folie 28 ist rechteckig und vor der Verformung eben. Die näher beieinanderliegenden gegenüberliegenden Ränder werden fest unter die Klemmleisten 18 und 19 auf den Wagen 15 bzw. 16 festgeklemmt. In diesem Zustand der Vorrichtung befinden sich die Wagen an t>o der. äußeren Enden ihrer Bahn. Die Folie 28 ist in kaltem Zustand relativ hart nach <*iner Erhitzung geht sie in einen plastischen Zustand über, wie im nachfolgenden beschrieben werden wird Das Heizgerät 25 wird in die veranschaulichte Stellung abgesenkt in der es sich in unmittelbarer Nähe der FoKe 28 befindet Dann wird das Gerät an die Energiezuführung angeschlossen. Die von dem Gehäuse des Heizgerätes 25 überdeckte Fläche fällt im wesentlichen mit der Fläche zusammen, über die sich die Folie 28 erstreckt, so daß diese im wesentlichen gleichförmig erhitzt wird.

Sobald die Folie 28 einen bestimmten Erweichungsgrad erreicht hat, wird das Heizgerät 25 hochgefahren und anschließend quer zur Vorrichtung ausgefahren, so daß es nicht mehr über der Folie 28 liegt Jetzt wird der Formstempel 24 mittels der Kolbenzylindereinheit 22 hochgefahren. Hierbei wird die Folie 28 so deformiert daß sie dazu tendiert, die Gestalt der Formeroberfläche anzunehmen. Die F i g. 2 und 3 zeigen die Zwischen- und die Endstellung des Bewegungshubes des Formstempels 24. Während der Hebebewegung des Formstempels 24 übt die Folie 28 eine Zugspannung auf die Klemmleisten 18 und 19 aus, die infolge der Festklemmung der Folie an die Wagen 15 und 16 die letzteren längs der zugeordneten Schienenpaare 11, 12 bzw. 13, 14 aufeinander zu bewegen. Es ist wichtig, daß die Wagen 15 und 16 bewegen sich nur unter dem Einfluß der Zugkräfte, die über die thermoplastische Folie 28 übertragen werden, auch wenn die Wagen 15 und 16 mit zusätzlichen Gewichten belastet werden, um die Annäherungsbewegung der beiden Wagen mit einer gewissen Verzögerung erfolgen zu lassen.

Die Hebebewegung des Formstempels 24 verursacht die Verformung der plastischen Folie 28 an den Formstempel 24 in Gestalt einer halbzylindrischen Fläche, die der Formstempelfläche entspricht, wobei sich aber auch zugeordnete Flansche bilden, die den entsprechenden Flanschbereichen des Formstempel ähnlich sind.

F i g. 3 zeigt den Formstempel 24 in der voll hochgefahrenen Position. In dieser Stellung findet dann die Kühlung der endgültig verformten thermoplastischen Folie 28 statt Zu diesem Zwecke wird die Lüfterschraube 26 in Betrieb gesetzt, um Kühlluft auf die obere Fläche der Folie 28 aufzublasen.

Wenn die Folie 28 auf eine Temperatur abgekühlt worden ist, bei der sie im wesentlichen festgeworden ist, wird sie von dem Formstempel 24 abgefördert. Nach Beendigung des Verfahrens können die Flansche des Kotflügels breiter als die des Formstempels 24 sein. Dieses zusätzliche Material kann entweder von Hand oder mit Hilfe automatischer oder halbautomatischer Maschinen weggeschnitten werden. Ähnliche Flansche an den Enden des Kotflügels — wie sie durch den Klemmvorgang mittels der Klemmleisten 18 und 19 entstehen — können gleichfalls von Hand oder durch geeignete Maschinen abgetrennt werden.

Vorzugsweise wird als Kunststoff ein Polyäthylen hoher Dichte verwendet, das als extrudierte Folien eingesetzt wird. Es können, aber auch andere Materialien, z. B. Polypropylene oder Acrylnitrilbutadienstyroie verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines gewölbten Formteiles aus einem Folienabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff, mit den Folienabschnitt an dessen einander gegenüberliegenden Rändern haltenden Klemmleisten, mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des Folienabschnittes, mit einem Formstempel zum Formen des Folienabschnittes im thermoplastischen Zustand, mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen des geformten Folienabschnittes zu dem Gegenstand und mit einer an einem Rahmen angeordneten Einrichtung zum Gegeneinanderbewegen gegenüberliegender Klemmleisten während des Formens, durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Gegeneinanderbewegen zwei auf dem Rahmen (10) in horizontaler Richtung frei verschiebbare Wagen (15 bzw. IS) aufweist, an denen jeweils wenigstens eine der Klemmleisten (18 bzw. 19) angeordnet ist, wobei das Verschieben der Wagen unter der Zugkraft des auf den Folienabschnitt wirkenden Formstempels (24) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschieben der Wagen (15 und 16) auf Schienen (13 und 14) erfolgt.