DE3837887A1 - Formwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug, insbeson­ dere zur Verformung von platten- oder bahnförmigem, Faser­ stoffmaterial enthaltendem Ausgangsmaterial, bestehend aus wenigstens je einem mit Formflächen und Ausnehmungen zum Zuführen von Heißgas oder Dampf und dergl. zu den Formflächen versehenen Patritzen- und Matrizenteil, die ihrerseits je­ weils mit Einrichtungen zum Aufspannen auf einer Vorrichtung versehen sind.

Zum Verformen platten- oder bahnförmigen Ausgangsmaterials mit wenigstens einem Anteil an Faserstoff unter gleichzei­ tiger oder aufeinanderfolgender Anwesenheit von Druck und Hitze werden herkömmlicherweise Preßwerkzeuge eingesetzt, deren beide Teile, Matritze und Patritze, jeweils aus einem gegossenen Block aus Metall bestehen und mit Mitteln zur Zuführung von Hitze, Dampf oder dergl. zu den Formflächen der Werkzeugteile versehen sind. Dabei sind die Mittel zum Zuführen von Hitze, insbesondere in Form von heißem Gas, wie Luft oder dergl. üblicherweise durch in den massiven Körper des als Gußformteil ausgebildeten Werkzeugteiles, Patritze oder Matrize eingebrachte Serien von Durchgangs­ bohrungen gebildet. Diese Bauart von Formwerkzeugen ist in ihrer Herstellung sehr teuer, da das Einbringen der Heißgas-Zuführungsbohrungen zu den Formflächen des jeweiligen Werkzeugteiles sehr aufwendig ist. Weiterhin ist es vielfach sehr schwierig eine ausreichende Dichte und gleichmäßige Verteilung der Heißgas-Zuführungsbohrungen über die jeweilige Formfläche hin zu erreichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Formwerkzeug zum Verformen von platten- oder bahnförmigen Ausgangsmaterial mit wenigstens einem Anteil von Faserstoffmaterial unter gleichzeitiger oder aufeinanderfolgender Anwendung von Druck und Hitze zu schaffen, welches hinsichtlich seiner Bauart mit gerin­ gerem Aufwand herstellbar ist und dabei gleichzeitig die Möglichkeit einerseits zur absolut gleichmäßigen und aus­ reichenden Zuführung von Heißgas oder Dampf oder dergl. zu den Formflächen, andererseits aber auch die gezielte vermehrte Zuführung von Heißgas oder Dampf zu besonders ausgewählten Formflächen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch ein wenigstens hinsichtlich seines einen Teiles aus Blech­ material gebautes Formwerkzeug gelöst, wobei sich das Formwerkzeug im Einzelnen dadurch kennzeichnet, daß wenig­ stens eines der beiden Werkzeugteile, Patritze oder Matritze, einen mindestens hinsichtlich seiner Umfangsflächen gasdich­ ten Gehäusekörper aufweist und daß seine Formflächen aus einem mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen für Heiß­ gas oder dergl. versehenem Blechmaterial gebildet sind.

Die Gestaltung der Formflächen aus einem mit Durchtritts­ öffnungen für Heißgas oder Dampf oder dergl. versehenen Blechmaterial gestattet selbst bei Verwendung stärkerwandiger oder sogar starkwandigen Blechmaterial eine wesentlich ver­ einfachte Herstellung des Formwerkzeuges und insbesondere die Schaffung einer sehr großen Gesamtdurchtrittsfläche für das Heißgas. Dabei kann vor allem vorgesehen sein, daß die Formflächen aus einem sog. Lochblechmaterial mit über die gesamte Fläche hin gleichmäßig verteilt angeordneten, Durchtrittsöffnungen für Heißgas oder dergl. bildenden Lö­ chern gebildet sind, wodurch bei, infolge der Möglichkeit handelsübliche Lochbleche zu verwenden, geringstmöglichen Herstellungsaufwand für das Formwerkzeug eine größtmögliche Hitzezufuhr zu dem zu verformenden Material gewährleistet ist.

Als besonders zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, daß das die Formflächen bildende Lochblechmaterial eine Loch­ fläche von wenigstens 30% seiner Gesamtfläche aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das die Formflächen bildende Lochblechmaterial kreisrunde Löcher mit einem Durchmesser von 3 mm und einem gegenseitigen Ab­ stand von 5 mm bei gegenseitig um 60° versetzter Anordnung der Löcher aufweist.

Für besondere Gestaltungen der Form und des zu verformenden Materials kann es aber auch vorteilhaft sein die Verteilung der dem zu verformenden Material zuzuführenden Hitze un­ gleichmäßig zu gestalten, beispielsweise dadurch, daß über die Formflächen hin verteilt eine unterschiedliche Lochdichte und Lochgröße bzw. Lochform sowie Lochanordnung gewählt wird.

Um der Formfläche des jeweiligen Werkzeugteiles eine aus­ reichende Stabilität zu verleihen ist weiterhin vorgesehen, daß das die Formflächen bildende Blechmaterial durch senk­ recht zur Trennebene von Patritze und Matritze ausgerichtete Stege aus Blechmaterial gestützt ist, wobei zweckmäßigerweise die die Formflächen stützenden Stege aus Blechmaterial in der Draufsicht auf das Werkzeug gitterförmig angeordnet sind. Je nach den Erfordernissen der Heißgasversorgung des zu verformenden Materials oder der Heißgas- bzw. Dampfquelle können ferner die die Formfläche stützenden Stege aus einem ungelochten Blechmaterial oder aber einem Blechmaterial mit über seine Fläche hin nicht regelmäßig angeordneten Durchtrittsöffnungen sowie schließlich auch aus einem gegebe­ nenfalls handelsüblichen Lochblechmaterial gebildet sein. Im Einzelnen wird sich die Ausbildung der Durchtrittsöffnungen in den aus Blechmaterial gebildeten Stegen immer danach auszurichten haben, daß eine staufreie, ausreichende und gleichmäßige Heißgaszuführung zu den Durchtrittsöffnungen in den Formflächen gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorge­ sehen, daß der Gehäusekörper wenigstens eines der beiden Werkzeugteile, Patritze oder Matritze seinerseits aus einem Blechmaterial gebildet ist. Zur Sicherung der erforderlichen Festigkeit des Gehäusekörpers wird vorgeschlagen, daß der aus einem Blechmaterial gebildete Gehäusekörper des jewei­ ligen Werkzeugteiles, Patritze und/oder Matritze im Bereich wenigstens seiner einen Seite mittels eines umlaufenden Rahmens versteift ist. Dabei kann der den aus einem Blech­ material gebildeten Gehäusekörper versteifende Rahmen zweck­ mäßigerweise aus einem Winkelprofilmaterial gebildet sein. Weiterhin kann der am jeweiligen Werkzeugteil im Bereich der Trennebene der beiden Werkzeugteile angeordnete Verstei­ fungsrahmen gleichzeitig auch einen Teil eines Spannrahmens zum Zusammenspannen der beiden Werkzeugteile bilden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich noch vorgesehen, daß die beiden Formteile im Bereich ihrer Trennebene umlaufend mit einem Spannrahmen versehen sind und daß am Spannrahmen des einen Werkzeugteiles mit dem Spannrahmen des anderen Werkzeugteiles zusammenwirkende Spannmittel befestigt sind, wobei die Spannmittel von Hand oder mittels Hilfskraft, insbesondere Druckluft betätigbar sein können. Die Anordnung von Spannmitteln zum gegenseitigen Verspannen der beiden Werkzeugteile in der geschlossenen Lage des Werkzeuges ist vor allem dort zweckmäßig, wo Mate­ rialplatten oder Materialbahnen mit einem Anteil aus einem auspolymerisierbaren Kunststoffmaterial verformt und unter gleichmäßigem Druck auspolymerisiert werden sollen.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles im Einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug;

Fig. 2 eine ausschnittsweise schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Formwerkzeuges;

Fig. 3 eine ausschnittsweise schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Formwerkzeuges;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein mit einer Spannein­ richtung ausgestattetes Formwerkzeug gemäß Fig. 1.

Das im Ausführungsbeispiel gezeigte Formwerkzeug besteht aus zwei Werkzeugteilen, deren eines als Patritze 1 und deren anderes als Matritze 2 ausgebildet ist, wobei beide Werkzeugteile 1 und 2 in der gleichen Weise gebaut sind. Beide Werkzeugteile 1 und 2 weisen jeweils einen hinsichtlich seiner Umfangswandungen 3 gasdicht aus einem Blechmaterial hergestellten Gehäusekörper auf, der jeweils an seinem unteren und oberen Bereich mittels eines umlaufenden Rahmens 4 bzw. 5 versteift ist. Dabei ist der im unteren Bereich des Gehäusekörpers angeordnete Rahmen 3 jeweils durch ein Winkelprofil gebildet, während der obere im Bereich der Trennebene des Werkzeuges angeordnete Rahmen 5 jeweils durch ein U-Profil gebildet ist. Die Formflächen 6 und 7 der beiden Werkzeugteile 1 und 2 sind durch Abschnitte 8 und 9 eines Lochblechmateriales gebildet, wobei die Abschnitte 8 und 9 jeweils Teilflächen der Formflächen 6 und 7 bilden und nachvorhergehender Einzelverformung zu einer Formfläche 6 oder 7 zusammengesetzt sind. Die Löcher 14 des Lochblech­ materials besitzen dabei einen Durchmesser von 3 mm und einen gegenseitigen Zentrumsabstand von 5 mm und sind im übrigen zueinander um 60° versetzt angeordnet. Senkrecht zur Trennebene der beiden Werkzeugteile 1 und 2 sind die Formflächen 6 und 7 mittels vertikal ausgerichteter Stege 10 und 11, 12 aus einem Blechmaterial gestützt, wobei in dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Stege 10 aus einem ununterbrochenen Blechmaterial bestehen und lediglich in zueinander paralleler Ausrichtung angeordnet sind. Bei dem in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stege 11 und 12 aus einem mit Durchtrittsöffnungen 13 für Heißgas oder Dampf versehenen Blechmaterial gebildet und einander kreuzend angeordnet, derart, daß sie in der Draufsicht des Werkzeuges eine gitterartige Formation bilden. Aus der Darstellung der Fig. 4 ist eine dem Formwerkzeug zugeordnete Spanneinrichtung zum Zusammenspannen der beiden Werkzeugteile, Patritze 1 und Matrize 2 dient, ersichtlich, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als manuell betätigbare Spanneinrichtung 15 ausgebildet ist und einen am unteren Profilschenkel des im Bereich der Trennebene an der Patritze angeordneten Rahmens 5 um eine horizontale Achse kippbar gelagerten Handhebel 16 sowie eine mit diesem um eine quer zu seiner Schwenkachse verlaufende Achse schwenkbar verbunde­ ne Zuglasche 17 und schließlich einen am oberen Profilschen­ kel des im Bereich der Trennebene an der Matritze 2 angeord­ neten Rahmens 5 angebrachten Haken 18 umfaßt, wobei zum gegenseitigen Verspannen der beiden Werkzeugteile 1 und 2 bei entsprechend verschwenktem Handhebel 16 die Zuglasche 17 in eine den Haken 18 untergreifende Stellung verbracht und anschließend durch Zurückschwenken des Handhebels 16 mit dem Haken 18 in Eingriff gebracht wird.

Claims (16)

1. Formwerkzeug, insbesondere zur Verformung von platten- oder bahnförmigem, Faserstoffmaterial enthaltendem Aus­ gangsmaterial, bestehend aus wenigstens je einem mit Formflächen und Ausnehmung zum Zuführen von Heißgas oder Dampf und dergl. zu den Formflächen versehenen Pa­ tritzen- und Matrizenteil, die ihrerseits jeweils mit Einrichtungen zum Aufspannen auf einer Vorrichtung ver­ sehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Werkzeugteile, Patritze (1) oder Matritze (2), einen mindestens hinsichtlich seiner Umfangsflä­ chen (3) gasdichten Gehäusekörper aufweist und daß seine Formflächen (6, 7) aus einem mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen (14) für Heißgas oder dergl. versehenem Blechmaterial gebildet sind.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formflächen (6, 7) aus einem sog. Lochblechmate­ rial mit über die gesamte Fläche hin gleichmäßig verteilt angeordneten, Durchtrittsöffnungen (14) für Heißgas oder dergl. bildenden Löchern gebildet sind.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das die Formflächen (6, 7) bildende Blechmate­ rial durch senkrecht zur Trennebene von Patritze (1) und Matritze (2) ausgerichtete Stege (10 bzw. 11, 12) aus Blechmaterial gestützt ist.

4. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die die Formflächen (6, 7) stützenden Stege (11 und 12) aus Blechmaterial in der Draufsicht auf das Werkzeug gitterförmig angeordnet sind.

5. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die die Formflächen (6, 7) stützenden Stege (11 und 12) aus Blechmaterial mit Durchtrittsöffnungen (13) für Heißgas, Dampf oder dergl. versehen sind.

6. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die die Formflächen (6, 7) stützenden Stege (11 und 12) ihrerseits aus einem sog. Lochblechmaterial gebildet sind.

7. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Gehäusekörper wenigstens eines der beiden Werkzeugteile, Patritze (1) oder Matritze (2) seinerseits aus einem Blechmaterial gebildet ist.

8. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der aus einem Blechmaterial gebildete Gehäuse­ körper des jeweiligen Werkzeugteiles, Patritze (1) und /oder Matritze (2) im Bereich wenigstens seiner einen Seite mittels eines umlaufenden Rahmens (5 bzw. 5) ver­ steift ist.

9. Formwerkzeug nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der den aus einem Blechmaterial gebildeten Gehäusekörper versteifende Rahmen (4) aus Winkelprofil­ material gebildet ist.

10. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das die Formflächen (6, 7) bildende Lochblechmaterial eine Lochfläche von wenigstens 30% seiner Oberfläche aufweist.

11. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Formflächen (6, 7) bildende Lochblechmaterial kreis­ runde Löcher (14) mit einem Durchmesser von 3 mm und einem gegenseitigen Abstand von 5 mm bei zueinander um 60° versetzter Anordnung der Löcher (14) aufweist.

12. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Formflächen (6, 7) aus einer Anzahl einzeln verformter Abschnitte (8 und 9) aus einem Lochblechmaterial gebildet sind.

13. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzeln verformten Abschnitte (8 und 9) des die Formflä­ chen (6, 7) bildenden Lochblechmaterials untereinander unterschiedliche Lochgrößen und Lochdichten sowie gegebe­ nenfalls Lochformen aufweisen.

14. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formteile (1 und 2) im Bereich ihrer Trennebene umlaufend mit einem Spannrahmen versehen sind und daß am Spannrahmen des einen Werkzeugteiles mit dem Spannrah­ men des anderen Werkzeugteiles zusammenwirkende Spannmit­ tel befestigt sind.

15. Formwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel von Hand oder mittels Hilfskraft, insbesondere Druckluft betätigbar sind.

16. Formwerkzeug nach einem oder mehreren der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils im Bereich der Trennebene der beiden Werkzeugtei­ le (1 und 2) angeordnete umlaufende Rahmen (5) durch eine U-Profilform gebildet ist.