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Formwerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug mit mindestens einem als Formnegativ
und einem als Formpositiv ausgebildeten Formteil, die relativ zueinander zum Schließen
der Form verschiebbar angeordnet sind, zur sicheren Befestigung einer auf einer
Außenfläche eines flächigen Formlings aufgebrachten Auflage im Bereich der Flächenränder,
wobei die Auflage thermoplastisch oder/und über geeignete Klebemittel auf dieser
Außenfläche befestigt sein kann.
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Zum Beispiel Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugtüren werden als
Rohling zunächst aus einem geeigneten Werkstoff, vorzugsweise thermoplastisch formbarem
Kunststoff, hergestellt und danach zur Erzielung der gewünschten Oberflächenstruktur
in einem weiteren Arbeitsgang mit einer Auflage belegt, wobei dann diese Auflage
an den Stirnseiten des Rohlings um- und angelegt wird und entweder vorher oder anschließend
so abgetrennt wird, daß nur die Stirnseite des Rohlings belegt bleibt.
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Eine solche Sicherung der Auflage hat sich jedoch als nicht genügend
haltbar erwiesen. An den umgelegten Rändern löst sich die Auflage und schon nach
kürzester Zeit z.B. durch Temperatureinflüsse, ist die Innenverkleidung unansehnlich.
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Außerdem wurde der Umlegevorgang an zwei unterschiedlichen Arbeitsstationen
durchgeführt.
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Um dem beschriebenen Mangel abzuhelfen, hat man auch schon das Auflagenmaterial
manuell über die Stirnseite des Rohlings hinaus bis auf dessen Rückseite umgebogen
und dort geklammert.
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Diese Methode ist aber einerseits aufwendig und kostenintensiv und
andererseits wenig haltbar, weil das Auflagenmaterial an den Klammern ausreißt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug
der
eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit welchem die Befestigung der Auflage
eines Rohlings bzw. Formlings im Bereich der Flächenränder verbessert wird, wobei
die entsprechende Arbeitsoperation im Formwerkzeug selbst erfolgen soll, so daß
die zweite Arbeitsstation und die manuelle Bearbeitung entfällt. Hierbei wird ausgegangen
von Formwerkzeugen der eingangs beschriebenen Art.
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Formwerkzeuge dieser Art sind bereits bekannt geworden bei der Herstellung
der Rohlinge der genannten Art. Sie weisen jedoch keinerlei Einrichtungen für eine
geeignete Umbiegung der Auflage solcher Rohlinge oder Formlinge im Bereich der Ränder
auf.
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Es soll daher ein Werkzeug vorgeschlagen werden welches in der Lage
ist, in einem einzigen Arbeitsschritt aus einem mit einer Auflage beschichteten
Rohling einen Formling mit von der Auflage umfaßtem Rand herzustellen. Hierbei wird
ausgegangen von einem Formwerkzeug der beschriebenen Art und einem mit einer Auflage
versehenen Rohling, der in das Formwerkzeug eingebracht wird.
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Die Aufgabe zur Gestaltung des Formwerkzeugs ist erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß ein erstes Verformungselement mindestens zum Umbiegen und Anlegen der
Auflage gegen die Stirnseite des Flächenrandes des Formlings und ein weiteres Verformungselement
zur Durchführung der weiteren Umbiegung der Auflage vorgesehen ist, wobei mindestens
die Formteile und die Verformungselemente relativ zueinander verschiebbar angeordnet
sind. Ausgehend von dem beschriebenen Formwerkzeug sorgen die verschiedenen Verformungselemente
dafür, daß bei geschlossenem Werkzeug. durch eine geeignete Verschiebung der Verformungselemente
die Umbiegung der Auflage in der gewünschten Weise erfolgt. Es ist also erforderlich,
daß bei dem Formwerkzeug die Verformungselemente bei geschlossenem Werkzeug verschiebbar
angeordnet sind. Zwar sind auch bei herkömmlichen
Formwerkzeugen
verschiebbare Elemente bekannt, diese werden jedoch nur zur Herstellung der Form
verschoben und stehen während der Herstellung des Formlings still. Gleiches gilt
für bei solchen Formwerkzeugen an sich bekannten sogen. Auswerfern. Diese bewegen
sich nach der Herstellung des Formlings, um diesen nach oder während der Öffnung
der Form aus der Form auszuwerten, Nach der Erfindung jedoch sollen Verformungselemente
vorgesehen sein, die bei geschlossener Form bewegbar sind und am Formling arbeiten,
und durch ihre Bewegung in gewünschter Weise die Umfaltung der Auflage bewirken.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist noch vorgeschlagen, daß
mindestens das erste Verformungselement als kraftbetätigtqr Flachschieber ausgebildet
ist, mit einer schiebenden Stirnseite und einer Flachseite, mit der die Auflage
gegen die Stirnseite des Flächenrandes des Formlings angelegt wird. Bei einer solchen
Gestaltung des ersten Verformungselementes ist es durch einfaches Gegenschieben
möglich, die Auflage um die Stirnseite des Formlings herumzulegen und gegen die
Stirnseite anzudrücken. Das Umlegen der Auflage wird hierbei von der schiebenden
Stirnseite des Flachschiebers bewirkt, während das Andrücken der Auflage von der
Flachseite des Flachschiebers bewirkt wird, der gleichzeitig damit den Rand des
Formlings gestaltet und den Formling begrenzt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Stirnseite des Flachschiebers im gegenüberliegenden Formteil eine Nut zugeordnet
ist als Freiraum für mindestens nach der ersten Umbiegung überstehendes Material
mindestens der Auflage. Durch -3i-- Freiraum wird es möglich, den Rohling und die
Abmessungen der Auflage in größerer Toleranz vorzubereiten, wodurch erreicht werden
kann, daß die Positioniergenauigkeit des Rohlings in der Form relativ grob gewählt
werden kann, wodurch wiederum die entsprechenden Einrichtungen vereinfacht werden.
Auch einen solcherart grob zugeschnittenen und grob positionierten Rohling kann
die Form
einwandfrei zu einem Formling gewünschter Abmessungen
verarbeiten, wobei auch hier der Flachschieber wieder für die Randbegrenzung des
Formlings sorgt und die Auflage im Bereich der Stirnseite des Formlings umlegt,
wobei dann ein Zuviel an Auflagenmaterial in der dem Flachschieber zugeordneten
Nut untergebracht werden kann und in dieser Lage bereit liegt für den nächsten Umbiegeschritt
durch das zweite Verformungselement.
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Nach einer ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist noch vorgesehen,
daß die äußere untere Kante der Nut eine von der Stirnseite des Flachschiebers beaufschlagte
Schneidkante bildet, zum Abtrennen mindestens von stark überschüssigem Auflagenmaterial
der Auflage. Hierdurch wird es möglich, weit gröbere Toleranzen des Rohlings zuzulassen,
da auch so weit überstehendes Matrial, das nirgendwo mehr verwendet werden kann,
an der Schneidkante einfach abgetrennt wird, damit es bei dem nachfolgenden Arbeitsschritt
nicht hinderlich ist und bis zum Öffnen der Form im Formwerkzeug verbleibt und dannach
als Abfall entfernt wird.
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Eine weiterbildende Ausgestaltung der Erfindung sieht noch vor, daß
die Schneidkante gegenüber der Ebene der Relativverschiebung zwischen dem weiteren
Verformungselement und den Formteilen um einen kleinen Betrag zurückversetzt ist.
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Hierdurch wird verhindert, daß das weitere Verformungswerkzeug das
Auflagenmaterial an der Schneidkante packt und mitnimmt und hierdurch die Gefahr
von Materialquetschungen an der falschen Stelle entsteht. Wenn die Schneidkante
etwas zurückliegt, kann das weitere Verformungselement störungs-frei seine Umbiegefunktion
erfüllen, ohne an der falschen Stelle Auflagenmaterial zu quetschen.
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Nach einer anderen. Ausgestaltung der Erfindung wiederum ist vorgesehen,
daß die äußere obere Kante der Nut eine Schneidkante bildet. Mit dieser Schneidkante
gelingt es, das
Auflagenmaterial nach der gewünschten vollständigen
Umfassung der Kante des Formlings auf Maß abzuschneiden. Eine entsprechende maßlich
genaue Vorbereitung des Auflagenmaterials kann damit entfallen. Das aus dem ersten
Umbiegeprozeß grob zugeschnittene Auflagenmaterial wird an dieser Schneidkante auf
Maß nach dem letzten Umbiegeschritt abgetrennt.
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Wiederum nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
das weitere Verformungselement eine profilierte Stirnseite aufweist, mindestens
zur Verdrängung und Formung des Werkstoffs des Formlings mit der Auflage. Hierdurch
gelingt es, das zugeordnete Formteil glatt zu halten und einen notwendigen Freiraum
in der Form selbst für das noch umzubiegende Auflagenmaterial zu vermeiden. Die
Form insgesamt wird hierdurch in ihrem Aufbau stark vereinfacht.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Profilierung
etwa das Profil eines Stuhls aufweist, wobei die Stuhllehne mit ihrer Rückseite
an einem zugeordneten Formteil entlanggleiten kann und im übrigen hierbei stirnseitig
in den Formling soweit eindringt und dabei die Auflage des Formlings mindestens
umbiegt, bis die Stuhlfläche an der Stirnseite des Formlings zur Anlage gebracht
ist. Hierdurch wird zusätzlich der Vorteil erreicht, daß durch die Verdrängung des
Grundmaterials des Formlings ein Auswölben der Stirnseite des Formlings verhindert
wird. Es wird die Auflage in gewünschter Weise umgelegt und die Stirnseite bleibt
glatt nach Fertigstellung.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schneidkante
mit dem weiteren Verformungselement zum Abtrennen der Auflage auf Fertigmaß nach
dem letzten Umbiegen zusammenarbeitet. Hierdurch kann, wie schon beschrieben, das
Auflagenmaterial unmittelbar mit dem letzten Umbiegeschritt, soweit noch überstehende
Reste vorhanden sind, auf Maß abgetrennt werden.
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Nach einer ausgestaltenden Weiterbildung der Erfindung ist noch vorgesehen,
daß das weitere Verformungselement seitlich eine solche Lage einnimmt, daß bei einer
Relativbewegung von Verformungselement und Formteilen, die Stirnseite des Verformungselementes
in die mit der Auflage belegte Stirnseite des Formlings eindringt. Unter der Voraussetzung,
daß das Auflagenmaterial an der Stirnseite um- und angelegt ist und dann auf Maß
geschnitten wurde, wird durch die genannten Merkmale vorteilhafterweise erreicht,
daß nunmehr stirnseitig das dort befindliche Auflagenmaterial in den Grundwerkstoff
des Formlings hineingequetscht wird. Nach dem Rückzug des hierfür notwendigen weiteren
Verformungselementes, klemmt der Grundwerkstoff des Formlings nun das Auflagenmaterial
fest ein.
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Hierdurch ist zuverlässig jede Kante, an der sich das Auflagenmaterial
lösen könnte, beseitigt. Ein zusätzlicher Aufwand in Bau oder der Konstruktion des
Formwerkzeugs ist hierfür nicht erforderlich.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht noch vor, daß über einer
Druckplatte eine Trägerplatte für mindestens ein Formteil und zwischen beiden mindestens
eine entfernbare Distanzeinrichtung angeordnet ist, während das das Gegenstück bildende
Formteil auf einer der ersten Druckplatte gegenüberliegenden weiteren Druckplatte
angeordnet ist und wobei der Flachschieber verschiebbar zwischen der Trägerplatte
und der weiteren Druckplatte angeordnet ist und mit diesen eine Hubbewegung zur
Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem zugeordneten Formteil und einem auf
der ersten Druckplatte stationär angeordneten weiteren Verformungselement ausüben
kann. Dies ist ein besonders einfacher Aufbau des Werkzeugs, mit dem die gewünschten
Arbeiten zuverlässig durchführbar sind.
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Weiter ist in einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, daß
die Stirnseite des Flachschiebers eine Schneidkante
aufweist, die
mit einer Schneidfläche eines zugeordneten Formteils zusammenarbeitet zum Abtrennen
überschüssigen Materials der Auflage des Formlings. eine Schneidkante am Flachschieber
kann auf einfache Art und Weise für einen maßgerechten Zuschnitt des Auflagenmaterials
vor der letzten Umbiegung sorgen.
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Ebenfalls ist nach der Erfindung noch vorgesehen, daß das Formteil
eine in den Freiraum einmündende Öffnung aufweist zur Heranführung von Unterdruck
und/oder Überdruck oder mechanischen Stößeln. Hierdurch wird die Beherrschung des
U#berschußmaterials erleichtert. Eine entsprechend vorteilhafte Gestaltung, die
dies ermöglicht und zudem eine bessere Beherrschung der Biegekanten erlaubt, ist
noch in den Ansprüchen 3 und 4 beschrieben.
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Es ist auch nach der Erfindung bei einem Formwerkzeug mindestens nach
dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, daß ein erstes Verformungselement
mindestens zum Umbiegen und Anlegen einer Auflage eines Formlings gegen eine Stirnseite
des Flächenrandes des Formlings sowie ein zweites Verformungselement mit einer Schneidkante
im geschlossenen Formwerkzeug verschiebbar angeordnet vorgesehen ist, wobei diese
Schneidkante relativ zu einer dem Formwerkzeug zugeordneten Schneidkante verschiebbar
angeordnet ist und wobei jedes Verformungselement mit mindestens einer Verschiebeeinrichtung
in Wirkverbindung steht. Das Vorhandensein von zwei einander zugeordneten Schneidkanten,
kombiniert mit der für die Funktion erforderlichen Schneidbewegung der einen Schneidkante
relativ zur anderen, sorgt für eine saubere Abtrennung der abzutrennenden Teile
und verhindert ein rasches Stumpfwerden der Schneidkanten. Dieses rasche Stumpfwerden
tritt immer dann auf, wenn eine scharfe Schneidkante zur Durchführung des Schnittes
lediglich gegen eine glatte Gegenfläche gefahren wird. Zwei Schneidkanten, die relativ
zueinander eine Schneidbewegung durchführen, verschleißen erheblich weniger und
bewirken
einen saubereren Schnitt. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Auflage die
zu trennen ist, Textilfasern enthält oder aus Textilfasern besteht.
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Nach einer ergänzenden Ausgestaltung ist noch vorgesehen, daß sowohl
erstes als auch zweites Verformungselement einander zugekehrte, geneigte Gleitflächen
aufweisen. Mit diesen Gleitflächen können die Verformungselemente aneinander anliegen
und Kräfte übertragen. Hierdurch wird der Aufwand für den Bewegungsmechanismus vereinfacht.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung wiederum sieht vor, daß erstes
und-zweites Verformungselement in einer gemeinsamen Verschiebeebene verschieblich
geführt sind, wobei das zweite Verformungselement zusätzlich in einer weiteren Verschiebeebene
zur Durchführung der Schnittbewegung verschieblich geführt ist. Hierdurch kann die
Gesamtform relativ einfach gestaltet werden und es gelingt mit der ersten Verschiebebewegung
auch das zweite Verformungselement bereits in Ausgangsposition für die nachfolgende
Arbeitsbewegung zu bringen, so daß das zweite Verformungselement insbesondere bei
Ausnutzung der geneigten Gleitflächen zusammen mit dem Rückzug des ersten Verformungselementes
die notwendige Arbeitsbewegung durchführen kann. Dies vereinfacht den Werkzeugaufbau
und beschleunigt erheblich die Arbeitsgeschwindigkeit.
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Weiterhin ist noch nach der Erfindung vorgeschlagen, daß senkrecht
beweglich zu einer der gemeinsamen Verschiebeebene zugeordneten Gleitfläche für
mindestens das zweite Verformungselement ein unter der Vorlast eines elastischen
Elementes oder eines Fluids stehender Sperriegel vorgesehen ist, in einer solchen
Anordnung, daß er nach dem Uberfahren durch das zweite Verformungselement hinter
diesem hochfährt und damit eine Rückfahrbewegung dieses Elementes auf der Gleitfläche
verriegelt. Hierdurch kann mit der Vorwärtsbewegung des ersten Verformungselementes
gleichzeitig auch, z.B. über die geneigten
Gleitflächen, das zweite
Verformungselement in Ausgangspositi#on für die nachfolgende Bearbeitung gebracht
werden und es wird über den Sperriegel in dieser seitlichen Position das zweite
Verformungselement auch während der Rückzugsbewegung des ersten Verformungselementes
festgehalten, ohne daß der Sperriegel hierbei die notwendige Arbeitsbewegung des
zweiten Verformungselementes behindert.
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Auch ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zur
geneigten Gleitfläche des zweiten Verformungseiementes in einem Abstand und in paralleler
Lage gegenüberliegend angeordnet, mindestens eine weitere geneigte Gleitfläche vorgesehen
ist, die je mit einem zugeordneten, am ersten Verformungselement ortsfest angeordneten
Kulissenstück zusammenwirkt. Auf diese Art und Weise kann während des Rückzuges
des ersten Verformungselementes und von diesem über die Kulissenstücke bewirkt,
gleichzeitig die Arbeitsbewegung des zweiten Verformungselementes angetrieben werden.
Dies ist eine Bewegungsubertragung vom ersten Verformungselement auf das zweite
Verformungselement nach der Art von Kraftspannfuttern, bei denen beispielsweise
die von einem Spannzylinder rückwärts bewegte Kolbenstange über Kulissenstücke eine
Radialbewegung der Spannbacken bewirkt, wobei deren Bewegung in Richtung der Kolbenstange
durch die Gleitflächen des Futterkörpers verhindert wird, so daß nur die beschriebene
Radialbewegung zugelassen wird. Eine solche Bewegungsübertragung nach dem eben beschriebenen
Prinzip ist hier in konstruktiv angepaßter Form ebenfalls vorgesehen. Jedoch bleiben
bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug die zweiten Verformungselemente nicht in Ausgangsposition
für ihre Arbeitsbewegung sondern werden von den ersten Verformungselementen bei
deren Vorwärtshub erst in die Ausgangsposition geschoben und durch den dahinter
einrastenden Sperrriegel bei der Rückzugsbewegung der ersten Verformungselemente
dort gehalten und über die beschriebenen Kulissenstücke in Schneidrichtung bewegt.
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Ergänzend ist nach der Erfindung noch vorgesehen, daß die dem Formwerkzeug
zugeordnete Schneidkante an einem austauschbaren Werkzeugeinsatz ausgebildet ist.
Hierdurch kann bei auftretendem Verschleiß dieses Teil einfach ausgetauscht werden,
ohne daß hierdurch das gesamte Werkzeug unbrauchbar wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die geneigte Gleitfläche des zweiten Verformungselements in die Schneidkante übergeht
und als Verformungsfläche für die weitere Verformung der Auflage des Formlings im
Bereich der Stirnseite des Formlings dient. Hierdurch wird einerseits eine einfache
Form des zweiten Verformungselementes erreicht und es wird gleichzeitig die Umbiegung
der Auflage und deren saubere Abtrennung problemlos bewirkt.
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Es ist schließlich nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen,
daß das erste Verformungselement eine Stirnfläche aufweist, wobei dieses Verformungselement
soweit verfahrbar ist, daß der engste Abstand zwischen der Stirnfläche und einer
einem inneren Formteil zugeordneten Begrenzungsfläche kleiner ist als der für den
Formling mit Auflage im Formwerkzeug vorgesehene Spalt. Dies ist besonders günstig,
wenn der Formling als solcher noch nicht maßgenau in der Form ist, sondern von den
Verformungselementen erst auf exaktes Maß gebracht werden muß und weiter, wenn die
Auflage Textilfasern enthält oder aus Textilfasern besteht. Es gelingt dann durch
die beschriebene Wahl der Abmessungen das Grundmaterial des Formlings maßgerecht
durch das erste Verformungselement abzuscheren und von der Stirnseite des ersten
Verformungselementes zusammen mit der nun dazwischen liegenden Auflage gegen die
genannte Begrenzungsfläche zu pressen, so daß die Auflage fest mit dem Grundmaterial
des Formlings verpreßt wird und sich hierdurch besonders leicht und sauber von dem
zweiten Verformungselement an der dafür vorgesehenen Stelle schneiden läßt.
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Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs zeigen, näher erläutert werden.
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Es zeigen: Figur 1 Querschnitt durch die wesentlichen Teile des Werkzeugs
Figur 2,a,b Einzelheit X nach Figur 1, jedoch bei vorgefahrenem Flachschieber; a,
b, als Varianten Figur 3 Einzelheit Y nach Figur 1, jedoch mit verschobenem zweiten
Verformungselement und anderer Stirnkontur des Verformungselements Figur 4 Variante
von weiterem Verformungselement, Formteil und Flachschieber in einer Ausschnittdarstellung
ähnlich wie Figur 3.
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Figur 5 Querschnitt wie Figur 1 jedoch in alternativer Gestaltung
Figur 5a,6,7 Einzelheit X1 nach Figur 5 in unterschiedlichen Arbeitspositionen Figur
6a Stellung wie Figur 6 jedoch mit besonderen Spaltabmessungen Auf einer Druckplatte
1 ist senkrecht zur Druckplatte 1 im wesentlichen ein Tragbolzen 26 und ein Führungsbolzen
27 angeordnet. Oberhalb der Druckplatte 1 und von einer Distanzeinrichtung 4 auf
geeigneten Abstand hierzu gehalten, ist parallel zur Druckplatte 1 eine Trägerplatte
2 angeordnet. Die Trägerplatte 2 weist durchgehende Bohrungen 28 und 29 ' auf, wobei
durch die Bohrung 28 der Tragbolzen 26 mit ausreichendem
Spiel
hindurchgeführt ist, während in der Bohrung 29 eine Führungsbüchse 30 angeordnet
ist, in welcher der Führungsbolzen 27 verschiebbar geführt ist. Die Trägerplatte
2 kann damit gegenüber der Druckplatte 1 in Richtung des Pfeiles 31 relativ verschoben
werden. Damit hierbei eine sichere Führung der Trägerplatte 2 gewährleistet ist,
ist es zweckmäßig, an geeigneter Stelle mindestens einen weiteren Führungsbolzen
nach Art des Führungsbolzens 27 auf der Druckplatte 1 vorzusehen und in der Trägerplatte
2 zu führen. Zur Durchführung der beschriebenen Hubbewegung muß die Distanzleiste
4 zunächst entfernt werden.
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Auf der Trägerplatte 2 ist auf der der Druckplatte 1 abgewandten Fläche
ein Formteil 3 angeordnet, dem gegenüber ein Formteil 5 auf einer Druckpaltte 6
angeordnet ist. In der in Figur 1 dargestellten zusammengefahrenen Situation bleibt
zwischen dem Formteil 3 und dem Formteil 5 ein Spalt übrig, der dem Volumen und
der Form des gewünschten Formlings 11 entspricht. Im Bereich des Randes des Formlings,
da wo die Stirnseite 10 des Formlings 11 gebildet werden soll, weist das Formteil
3 eine Nut 17 oder einen Freiraum 17a (Fig. 2a, 2b) auf. Diese Nut 17 bzw. der Freiraum
17a hat eine obere Schneidkante 12 und eine untere Schneidkante 19, wobei letztere
geg-#über einer Ebene 21 um einen kleinen Betrag 18 zurückversetzt ist. An der Ebene
21 liegt ein Verformungselement 8 an, welches auf der Oberseite des Tragbolzens
26 und auf der der Druckplatte 1 abgewandten Seite der Trägerplatte 2 angeordnet
ist.
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Seitlich neben dem Verformungselement 8 ist ein Führungsstück 32 auf
der Trägerplatte 2 befestigt. Das Führungsstück 32 führt und stützt einen Mitnehmer
33, der mit dem Flachschieber 7 oder 7' oder 7ai verbunden ist, welcher an seinem
vorderen Ende ebenfalls vom Führungsstück 32' abgestützt werden kann.
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Das Führungsstück 33 ist mit einer geeigneten Kupplung 34 verbunden,
die ihrerseits mit dem Gewindekopf der Kolbenstange
eines Betätigungszylinders
36 verbunden ist. Der Betätigungszylinder 36 ist hierbei über geeignete Zwischenstücke
und Verbindungsmittel mit der Trägerplatte 2 verbunden. Er ist daher in der Lage,
deren Hubbewegung mitzumachen. Die Kolbenstange des Betätigungszylinders 36 kann
eine Hubbewegung in Richtung des Pfeiles 37 machen und hierdurch den Flachschieber
7(7',7a) in gleicher Richtung verschieben. Hierbei ist, wie Figur 1 entnommen werden
kann, der Flachschieber 5 zwischen dem Führungsstück 32 und dem Formteil 5 geführt.
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Hierbei sorgt im zusammengefahrenen Zustand des Formwerkzeugs ein
Anschlagblock 38 dafür, daß der notwendige Abstand eingehalten wird und keine Verklemmung
auftritt.
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Ein in der beschriebenen Weise im wesentlichen aufgebautes Werkzeug
kann wie folgt arbeiten.
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Zunächst sind in Ausgangsposition die Formteile 3 und 5 durch Aufwärtsfahren
des Formteils 5 und der Druckplatte 6 geöffnet und ein Rohling, der bereits mit
einer Auflage versehen ist, wird zwischen die Formteile 3 und 5 eingebracht. Dieser
Rohling ist thermoplastisch verformbar und kommt in heißem und damit sehr weichem
Zustand an. Er nimmt durch Auflegen auf das Formteil 3 bereits angenähert dessen
Kontur an. Der Rohling ist nicht genau zugeschnitten sondern weist an den Rändern
ein gewisses Übermaß auf. Nach. der Ablage des Rohlings auf das Formteil 3 wird
die Druckplatte 6 und damit das Formteil 5 abgesenkt und die Form durch Auffahren
auf die beschriebenen Anschläge mit für die Herstellung des Formlings notwendiger
Kraft geschlossen.
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Nachdem die Form solcherart geschlossen ist, ist bereits ein Formling
11 entstanden, der jedoch noch überstehende Ränder aufweist. Es wird nun zunächst
der Flachschieber 7 durch Betätigung des Betätigungszylinders 6 in Richtung auf
das Formteil 3 so lange verfahren, bis die Stirnseite 20 des Flachschiebers 7 an
der Schneidkante 19 der Nut 17 mit der vom Betätigungszylinder 36 ausgeübten Kraft
anliegt. In dieser
Stellung ragt die Spitze 39 des Flachschiebers
7 in die Nut 17 hinein. Durch die Verschiebung des Flachschiebers 7 entlang der
Unterkante 40 des Formteils 5, hat zunächst im Bereich des Formlings 11 die Spitze
39 die Auflage 16 des Formlings 11 erreicht und umgedrückt und dabei gleichzeitig
das dickere Grundmaterial des Formlings 11 verschoben und sowohl Material der Auflage
16 als auch Grundmaterial des Formlings 11 in die Nut 17 hineingeschoben. Die Flachseite
22 des Flachschiebers 7 hat hierbei das Material der Auflage 16 glatt gegen die
Stirnseite ~ 10 des Formlings angedrückt. Grundmaterial des Formlings 11 und zu
weit überstehendes Material der Auflage 16, sind hierbei von der Stirnseite 20 des
Flachschiebers 7 an der Schneidkante 19 abetrennt worden und können hierbei ggfls.
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in den Freiraum 41 des Werkzeuges hineinfallen. In der beschriebenen
Stellung hat der Flachschieber 7 seine Aufgabe als erstes Verformungselement zum
Umbiegen der Auflage 16 und zum Anlegen dieser Auflage gegen die Stirnseite 10 und
ggfls.
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zur Bildung dieser Stirnseite und zum Abtrennen von überschüssigem
Material erfüllt. Er wird nunmehr vom Betätigungszylinder 36 in seine Ausgangslage
zurückgezogen. Hierbei bleibt das Material der Auflage 16 an der Stirnseite 10 des
Formlings 11 haften und das ggfls. in die Nut 17 hineingedrückte Material verbleibt
ebenfalls dort, wobei in diesem Zustand die Auflage 16 bis zur Schneidkante 19 reicht.
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Nachdem der Flachschieber 7 seine zurückgezogene Ausgangslage erreicht
hat, wird die Distanzleiste 4 entfernt und der gesamte, von der Druckplatte 6 und
der Trägerplatte 2 begrenzte, Werkzeugblock abwärts bis zur Anlage der Trägerplatte
2 an die Druckplatte 1 gefahren und in dieser Stellung mit dem notwendigen Preßdruck
zusammengedrückt, um die endgültige Kontur und Oberflächenstruktur des Formlings
11 zu erreichen. Bei dieser Abwärtsbewegung bleibt jedoch das Verformungselement
8 stationär in seiner relativen Lage zur Druckplatte 1, so daß es an der Ebene 21
entlang relativ zum Formteil 3 aufwärts gleitet.
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Zur Um- und Verformung weist das Verformungselement 8 eine Stirnseite
9 auf, mit einem Profil etwa von der Form eines Stuhles. Hierbei gleitet die Rückseite
14 der Stuhllehne 13 an der Ebene 21 aufwärts. Da die Schneidkante 19 am Formteil
3 um den kleinen Betrag 18 zurückversetzt angeordnet ist, kann die Stuhllehne 13
mit ihrer Oberkante an dem bis zur Schneidkante 19 reichenden Werkstoff vorbeifahren,
ohne diesen zu berühren und ungewollt mit nach oben zu schleppen.
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Bei ihrem Aufwärtshub kommt die Stuhllehne 13 mit der Auflage 16 in
Berührung und schiebt diese ebenfalls in der gewünschten Richtung aufwärts und dringt
hierbei gleichzeitig, wie dies in Figur 3 dargestellt ist, in den Grundwerkstoff
des Formlings 11 ein, so daß dieser im Bereich des Eindringens in seiner Dicke 25
um die Dicke der Stuhllehne 13 vermindert wird. Nach entsprechender Eindringtiefe
kommt auch die Stuhlfläche 15 an der Stirnseite 10 des Formlings 11 zur Anlage,
so daß diese Stirnfläche 10 wieder entsprechend profiliert wird und nunmehr die
Auflage 16 entsprechend der Stuhlkontur verformt ist. In dieser Stellung wird die
Auflage 16 von der Stuhllehne 13 an der Schneidkante 12 sauber abgetrennt, so daß
nunmehr die gesamte Stirnseite 10 des Formlings 11 von der Auflage 16 umfaßt ist.
Der gesamte, von der Druckplatte 6 und der Trägerplatte 2 eingeschlossene Block,
kann nun wieder aufwärts in seine Ausgangsposition gefahren und danach durch weiteres
Aufwärtsfahren der Druckplatte 6 mit dem Formteil 5 die Form zur Entnahme des fertigen
Formlings geöffnet werden. Bei geöffneter Form kann auch der in der Nut 17 verbliebene
Abfall entfernt werden.
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Da das entscheidende Kriterium nicht unbedingt die vollständige Umfassung
der Stirnseite 10 des Formlings 11 mit der Auflage 16 sein muß, sondern in aller
Regel vielmehr die sichere Befestitung der Auflage 16 im Bereich der Ränder des
Formlings 11 ist, kann auch eine Befestigung der Auflage 16 in
der
in Figur 4 dargestellten Weise erfolgen. Die Arbeitsfolge der Einzelteile ist hierbei
so wie bereits beschreiben, jedoch kann es zweckmäßig sein, überschüssiges Material
vom Flachschieber 7' nicht wie bisher an der unteren Schneidkante 19 der Nut 17
abtrennen zu lassen, sondern vielmehr sollte der Flachschieber 7' an seiner Stirnseite
20' in eine Schneidkante 23 übergehen,die mit einer Schneidfläche 24 zusammenarbeitet,
die oberhalb einer Nut 17' in einem an sonsten dem Formteil 3 entsprechenden Formteil
3' vorgesehen ist. Die Schneidkante 23 sollte hierbei zunächst mit einer leicht
geneigten Flache in die Flachseite 22 des Flachschiebers 7' einmünden, um eine ungewollte
und zu frühe Abtrennung des umzubiegenden Materials der Auflage 16 zu verhindern.
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Es wird auch bei einer Ausführung nach Figur 4 im zusammengefahrenen
Zustand des Formwerkzeugs zunächst der Flachschieber 7' in Richtung des Formteils
3' vorgefahren. Er biegt hierbei das Material der Auflage 16 um und legt es gegen
die Stirnseite 10 des Formlings an, wobei auf dem Verschiebeweg des Flachschiebers
7' die Schneidkante 23 an der Schneidfläche 24 zur Anlage kommt und dort überschüssiges
Material abtrennt, das sich in die Nut 17' einlegen kann. In der Ausführungsform
nach Figur 4 ist jedoch die Stirnseite 9' des Verformungselementes 8 anders als
bisher beschrieben geformt. Die Stirnseite 9' weist vielmehr eine Nase auf, die
beidseitig in flache Bereiche übergehen kann. Bei der bereits beschriebenen Bewegung
des Verformungselementes 8 relativ zum Formteil 3 bzw. 3', dringt diese Nase stirnseitig
in gewünschter Seitenlage, z.B. mittig, in die Stirn 10 des Formlings 11 ein und
treibt dabei auch die Auflage 16 in den so gebildeten Spalt hinein. Nach genügender
Eindringtiefe kommen die flachen Übergänge der beschriebenen Nase zur Anlage an
die Stirn 10 des Formlings 11 und formen diese wieder glatt und eben. Das Verformungselement
8 und damit die beschriebene Nase an dessen Stirnseite 9', können nunmehr zurückgezogen
werden. Nach dem beschriebenen Rückzug verbleibt das Auflagenmaterial in der
gebildeten
Kerbe in der Stirnseite 10 des Formlings 11. Auch hierdurch ist eine. genügend weite
Umbiegung der Auflage 16 erreicht, um die Auflage 16 an den Kanten lösungssicher
zu befestigen. In vielen Fällen ist in der in Figur 4 dargestellten und hierzu beschriebenen
Methode sogar damit zu rechnen, daß nach Rückzug der beschriebenen Nase sich wegen
der thermoplastischen Eigenschaften des Formlings 11, der gebildete Spalt wieder
schließt und damit das Material der Auflage 16 sicher einklemmt. Auf diese Art und
Weise ist jeglicher Rand, an dem das Auflagenmaterial der Auflage 16 sich ablösen
könnte, beseitigt.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Variante der Fig. 2. Der Flachschieber
7a hat hier eine Stirnseite 20", die mit der Bewegungsrichtung 37 einen Winkel bildet,
der rechtwinklig oder leicht stumpf sein kann. Hierdurch kann die Stirnseite 20"
in der Stellung nach Fig. 2b die Auflage 16 im Bereich 42 der ersten Umbiegekante
abstützen. Überschüssiges Material wird in der Stellung nach Fig. 2a in den Freiraum
17a des Formteils 3a gedrückt, wodurch ein Vorabtrennvorgang entfallen kann und
die Entfernung des Überschußmaterials aus der Form erleichtert wird. Zur weiteren
Erleichterung kann durch Öffnungen 43 im formteil 3a ein Druckstoß hindurchgeführt
werden entweder mit Hilfe eines Strömungsmediums oder eines mechanischen Stößels.
Während der Bearbeitung kann über die Öffnungen 43 Unterdruck herangeführt werden
zum Festhalten des Uberschußmaterials.
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Die Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug in ganz ähnlichem
Aufbau wie Figur 1. Es kann jedoch bei dem Werkzeug nach Figur 5 die Trägerplatte
2' gleichzeitig als Druckplatte verwendet werden. Die Druckplatte 1 nach Figur 1
ist dann nicht mehr erforderlich. Weiterhin sind in Figur 5 die Formteile 3 und
5 nach Figur 1 ersetzt durch die Formteile 63 und 64, die in ihrer Formgestaltung
nur geringfügig variiert sind.
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In einer gemeinsamen Verschiebeebene 57 sind angeordnet und in dieser
Richtung verschiebbar, ein erstes Verformungselement 48 und ein zweites Verformungselement
49. Die beiden Verformungselemente 48 und 49 weisen jeweils eine geneigte Fläche
44 bzw.
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45 auf, die aneinander zur Anlage gebracht werden können. Das zweite
Verformungselement 49 weist zusätzlich eine weitere geneigte Fläche 55 auf, die
der ersten geneigten Gleitfläche 45 gegenüberliegend und parallel zu dieser verlaufend
angeordnet ist. Eine entsprechend geneigte Gleitfläche eines Kulissenstücks 56 kann
an der geneigten Gleitfläche 55 zur Anlage gebracht werden. Das Kulissenstück 56
ist befestigt am ersten Verformungselement 48. In der beschriebenen Anordnung ist
zwischen dem ersten Verformungselement 48 und dem zweiten Verformungselement 49
mittels des Kulissenstücks 56 und der zugeordneten geneigten Gleitfläche 55 zwischen
den beiden Verformungselementen eine formschlüssige Verbindung geschaffen, wie sie
auch beispielsweise bei Kraftspannfuttern üblich ist zwischen der die notwendige
Bewegung ausführenden Kolbenstange und den sich radial bewegenden Spannbacken.
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Anstelle der Kolbenstange ist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
das erste Verformungselement 48 eingesetzt und anstelle der radial beweglichen Spannbacken
das zweite Verformungselement 49. Das zwischen den beiden Verformungselementen notwendige
Verbindungsstück stellt das Kulissenstück 56 dar.
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Die in Figur 5 dargestellte Position zeigt das geschlossene Formwerkzeug
53 in dessen Spalt 66 sich ein in Figur 5 nicht eingezeichneter Formling mit Auflage
befinden soll. Hierbei ist es zunächst gleichgültig, ob das Formwerkzeug 53 diesen
Formling in seiner Form erst gestaltet hat oder einen fertig geformten Formling
zur weiteren Bearbeitung der Auflage übernommen hat.
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Erstes Verformungselement 48 und zweites Verformungselement 49 stehen
in Ausgangsposition, so daß das auf der Gleitfläche 58
verschiebliche
zweite Verformungselement 49 noch den Sperriegel 59 gegen die Kraft der Feder 60
in der Trägerplatte 2' versenkt hält.
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Es kann nun das erste Verformungselement 48 mittels eines in Figur
5 nicht näher dargestellten Betätigungszylinders nach Art des Betätigungszylinders
36 der Figur 1, nach vorne in Richtung auf die Begrenzungsfläche 62 zu verschoben
werden, wodurch die geneigten Gleitflächen 44 und 45 zur gegenseitigen Anlage kommen,
so daß durch die Verschiebung des ersten Verformungselementes 48 nunmehr auch das
zweite Verformungselement 49 in gleicher Richtung und vom gleichen Betätigungszylinder
verschoben wird. Ist nun das zweite Verformungselement 49 in der beschriebenen Richtung
genügend weit vorgeschoben, so kann der Sperriegel 59 von der Spiraldruckfeder 60
betätigt, aus der Trägerplatte 2' ausfahren solange, bis die untere Fläche der Ausnehmung
68 an der auf der Gleitfläche 58 aufliegenden unteren Fläche des zweiten Verformungselementes
49 anliegt. Die hintere Fläche der Ausnehmung 68 des Sperriegels 59 sorgt nun dafür,
daß das zweite Verformungselement nicht mehr rückwärts fahren kann.
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Wird nun aus der vorgeschobenen Position das erste Verformungselement
48 wieder zurückgezogen, so sorgt das auf dem ernten Verformungselement 48 befestigte
Kulissenstück 56 über die geneigte Gleitfläche 55 dafür, daß das zweite Verformungselement
49 an der hinteren Fläche der Ausnehmung 68 des Sperriegels 59 zur Anlage kommt
und dann, bei weiterer Rückzugsbewegung des ersten Verformungselementes 48, sich
in Richtung des Pfeiles 61 verschiebt, so daß dann die Schneidkante 46 des zweiten
Verformungselementes 49 mit der Schneidkante 47 des Formwerkzeugs 53 zusammenarbeiten
kann, so daß mindestens die Auflage 50 des Formlings 51, nachdem diese von dem ersten
Verformungselement 48 gegen die Stirnseite 52 des Formlings 51 gedrückt wurde, sauber
abgetrennt und weiter umgebogen wird. Die hierzu erforderlichen verschiedenen Arbeitsschritte
sind in den Figuren 5 bis 7 dargestellt.
Hierbei zeigt die Figur
5 a die Position 1 der Verformungselemente in der Stellung nach Einzelheit X aus
Figur 5.
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In Figur 6 ist die Position 2 als nächster Schritt dargestellt. Es
ist dies die Position, in der das erste Verformungselement 48 genügend weit vorgefahren
ist um die Auflage 50 des Formlings 51 an die Stirnseite 52 des Formlings 51 fest
anzulegen und hierdurch gleichzeitig das zweite Verformungselement 49 in Arbeitsposition
für den Schneidschritt zu bringen.
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Figur 7 zeigt nun die Position 3, in welcher das erste Verformungselement
48 zurückgezogen ist und hierdurch über das Kulissenstück 56 das zweite Verformungselement
49 mit seiner Schneidkante 46 aufwärts gefahren ist, so daß in Zusammenwirken mit
der Schneidkante 47 der überschüssige Teil der Auflage 50 sauber abgetrennt wurde
und gleichzeitig die Auflage 50 mittels der geneigten Gleitfläche 45 noch um einen
gewissen Betrag um die Stirnseite 52 des Formlings 51 umgebogen und angelegt wurde.
Die Schneidkante 47 ist hierbei an einem austauschbaren Werkzeugeinsatz 54 ausgebildet,
damit bei Verschleiß der Schneidkanten eine schnelle Wiederherstellung des Formwerkzeugs
53 möglich ist.
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Eine Besonderheit ist noch mit der Position 2a in Figur 6a dargestellt.
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Wenn der Formling 51 aus Kunststoff und die Auflage 50 aus Textilfasern
besteht oder mindestens Textilfasern enthält, ist es besonders günstig, den Formling
51 in der Form 53 überstehen zu lassen an den Rändern, so daß von dem ersten Verformungselement
48, wie in Figur 6a dargestellt, ein solcher Überstand 69 mittels der Stirnfläche
67 des ersten Verformungselementes 48 gegen die Begrenzungsfläche 62 des Formteils
63 oder eines entsprechenden Bauteils angepreßt werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft,
wenn nach dieser ersten Bewegung des ersten Verformungselementes 48 der Überstand
69 noch nicht vollständig vom übrigen Formling 51
getrennt ist,
sondern mit diesem noch eine Verbindung aufweist.
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Durch die beschriebene Bewegung des ersten Verformungselementes 48
ist gleichzeitig in bereits beschriebener Weise die Auflage 50 an die Stirnseite
52 des Formlings 51 angelegt.
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Die Stirnfläche 67 des ersten Verformungselementes 48 wird nun soweit
verschoben, daß der- engste Abstand 65 zwischen Begrenzungsfläche 62 und Stirnfläche
67 kleiner ist als der Spalt 66 für Formling 51 mit Auflage 50. Hierdurch wird die
Auflage 50 fest mit dem Überstand 69 verpreßt und haftet hierdurch fest an der Oberfläche
des Überstands 69. In diesem Zustand können die Schneidkanten 46 und 47 einen besonders
sauberen Trennschnitt durchführen.
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Mit der beschriebenen Erfindung ist es zum ersten Mal gelungen, ein
geeignetes Werkzeug vorzuschlagen, mit welchem in einem einzigen Arbeitsvorgang
an einer einzigen Arbeitsstation die Auflage eines Formlings lösungssicher an dessen
Rändern befestigt werden kann. Es gelingt darüber hinaus eine saubere Abtrennung
sowohl des überschüssigen Auflagematerials als ggfls. auch von Überständen des Formlings.
Die besondere Ausbildung der Verformungselemente und der den verschiedenen Verformungselementen
und Werkzeugteilen zugeordneten Schneiden, in Verbindung mit der aufgrund der Konstruktion
möglichen Scherbewegung, ermöglicht eine saubere Abtrennung selbst von aus Textilfasern
bestehenden Auflagen oder von solchen Auflagen, die mindestens Textilfasern enthalten.
Dies wird ermöglicht durch die erstmals bei solchen Werkzeugen verwendete besondere
Schneidtechnik, die zudem den Vorteil hat, daß die Schneidkanten nur noch geringfügigem
Verschleiß unterworfen sind.
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Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Druckplatte 2 Trägerplatte 2'
Trägerplatte 3 Formteil 3' Formteil 3a Formteil 4 Distanzeinrichtung 5 Formteil
6 Druckplatte 7 Flachschieber 7' Flachschieber 8 Verformungselement 9 Stirnseite
9' Stirnseite 10 Stirnseite (Formling) 11 Formling 12 Schneidkante 13 Stuhllehne
14 Rückseite 15 Stuhlfläche 16 Auflage 17 Nut 17' Nut 17a Freiraum 18 kleiner Betrag
19 Schneidkante 20 Stirnseite (Flachschieber) 20' Stirnseite (Flachschieber) 20"
Stirnseite (Flachschieber) 21 Ebene der Relativverschiebung 22 Flachseite 22a Flachseite
23 Schneidkante
24 Schneidfläche 25 Dicke (des Formlings) 26 Tragbolzen
27 Führungsbolzen 28 Bohrung 29 Bohrung 30 Führungsbüchse 31 Pfeil 32 Führungsstück
33 Mitnehmer 34 Kupplung 35 Gewindekopf 36 Betätigungszylinder 37 Pfeil 38 Anschlagblock
39 Spitze 40 Unterkante 41 Freiraum 42 Bereich 43 Öffnung 44 geneigte Gleitfläche
45 geneigte Gleitfläche 46 Schneidkante 47 Schneidkante 48 erstes Verformungselement
49 zweites Verformungselement 50 Auflage 51 Formling 52 Stirnseite Formling 53 Formwerkzeug
54 austauschbarer Werkzeugeinsatz 55 geneigte Gleitfläche 56 Kulissenstück 57 gemeinsame
Verschiebeebene 58 Gleitfläche 59 Sperriegel
60 Feder 61 weitere
Verschiebeebene 62 Begrenzungsfläche 63 Formteil 64 Formteil 65 engster Abstand
66 Spalt für Formling 67 Stirnfläche 68 Ausnehmung 69 Überstand L Winkel