DE69317842T2 - Flachblasformmaschine, flachblasformverfahren und produkte durch flachblasformen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachblasformmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
• In den letzten Jahren hat man dünne und hohle Flachprodukte wie beispielsweise Wärmekollektorplatten einer Solar-Wasserheizanlage, Gehäuse von Büromaschinen, Tafeln, Möbel und Innendekorationen versuchsweise durch Blasformen hergestellt. In solchen Fällen wird, wie in Figur 7 der anliegenden Zeichnungen gezeigt, ein zylindrischer Vorformling "a" nach unten herausgepreßt, von links und rechts zwischen zwei dünnen metallischen Formen "b" und "c" aufgenommen, und es wird Luft eingeblasen, wie dies eine übliche Blasformmaschine tut. Als Ergebnis wird der durch die eingeblasene Luft expandierte Vorformling "a" an seinem Teil "a1", der als erster mit der Innenwand der metallischen Form in Kontakt gelangt, fixiert und dehnt sich von dieser Stelle nach links und nach rechts aus, so daß ein Produkt mit einheitlicher Dicke (Wanddicke) nicht erreicht werden kann. Daraufhin hat die Anmelderin vorliegender Erfindung vorher eine Flachblasformmaschine entwickelt, die nicht den zylindrischen Vorformling "a" extrudiert, sondern die einen hohlen, flachen Vorformling, der sich an die Innenwand dünner metallischer Formen "b" und "c" anpaßt, aus dem Zwischenraum zwischen einem ebenen, flachen Kern und einem den Kern umgebenden flachen Gesenk herauspreßt, um so ein hohles, plattenartiges Produkt mit einheitlicher Dicke zu formen.
• Eine derartige Flachblasformmaschine ist wie in Figur 8 dargestellt konstruiert. Eine Betriebskammer "e", deren Querschnitt flach ist, ist in vertikaler Richtung in einem Gehäuse "d" gebildet, ein ebener, flacher Dorn "fit ist vertikal in der Mitte der Kammer "e" vorgesehen, und ein flacher Kolben "g" ist über dem flachen Dorn "f" angebracht. Der flache Kolben "g" wird durch einen Hydraulikzylinder "h" gesenkt, um ein Harz in der Betriebskammer "e" mit Druck zu beaufschlagen, und das mit Druck beaufschlagte Harz wird aus dem Zwischenraum zwischen einem am oberen Ende des flachen Dorns "f" vorgesehenen flachen Kern "i" und einem am unteren Ende des Gehäuses "d" vorgesehenen flachen Gesenk "j" zu einem hohlen, flachen Vorformling "k" extrudiert. Die Zufuhr des Harzes zur Betriebskammer "e" erfolgt durch Extruder "q", die in Dickenrichtung der Kammer auf deren rechter und linker Seite angeordnet sind. Der wie in Figur 9 gezeigt extrudierte flache Vorformling "k" wird in einer zum Zeichnungsblatt senkrechten Richtung zwischen flachen metallischen Formen (nicht dargestellt) aufgenommen, und es wird Luft eingeblasen.
• Übliche Flachblasformmaschinen sind jedoch mit dem folgenden Problem behaftet.
• Da die Breite des extrudierten Vorformlings "k" nicht eingestellt werden kann, kann ein überflüssiger Teil des extrudierten flachen Vorformlings "k" durch die metallische Form ausgedrückt werden, und die geformten Produkte haben unvermeidbar Abquetschflächen, wenn flache Produkte hergestellt werden sollen, deren Breite kleiner ist als die Breite des Vorformlings "k". Dies bedeutet mit anderen Worten, daß das Verhältnis der Abquetschflächen zunimmt, was nicht wirtschaftlich ist.
• Das durch vorliegende Erfindung zu lösende Problem ist die Bereitstellung einer Flachblasformmaschine, die die Breite eines von der Formmaschine eingespritzten Vorformlings ändern kann.
• Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß eine Flachblasformmaschine mit den in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmalen bereitgestellt, die einen hohlen, flachen Vorformling aus dem Zwischenraum zwischen einem flachen Kern und einem den Kern umschließenden flachen Gesenk einspritzt. Der abhängige Anspruch 3 beschreibt ein Verfahren zur Änderung der Form eines Extrusionsspalts einer erfindungsgemäßen Maschine.
• Wenn gemäß dieser Konstruktion die Enden des Gesenks jeweils in der Breitenrichtung verschoben werden und der Kern nach der Expansion/Kontraktion des Gesenks in der Breitenrichtung entsprechend ausgetauscht wird, kann die Breite des hohlen, flachen Vorformlings, der aus dem Zwischenraum zwischen dem Kern und dem Gesenk einzuspritzen ist, geändert werden. Wenn der flache Kern ferner ein austauschbares ebenes Teil und nicht austauschbare gekrümmte Teile aufweist und wenn nur das austauschbare Teil eingesetzt und entnommen wird, werden die Kosten reduziert, da es genügt, eine Vielzahl von austauschbaren ebenen Teilen unterschiedlicher Längen bereitzustellen, deren Herstellung nicht so teuer ist.
• Es ist deshalb möglich, die Breite des aus dem Zwischenraum zwischen dem flachen Kern und dem flachen Gesenk eingespritzten hohlen, flachen Vorformlings zu ändern.
• Figur 1 zeigt ein Figurengruppe, die für die Erläuterung des Hauptteils einer Flachblasformmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nützlich ist, wobei Figur 1(a) eine vordere Schnittansicht, Figur 1(b) eine seitliche Schnittansicht und Figur 1(c) eine Bodenansicht ist.
• Figur 2 ist eine zum Teil geschnittene Vorderansicht der in Figur 1 gezeigten Flachblasformmaschine.
• Figur 3 ist eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der Flachblasformmaschine von Figur 1.
• Figur 4 stellt dar, wie ein flacher Kern am oberen Ende eines Dorns befestigt wird.
• Figur 5 zeigt eine Abwandlung eines Betätigers zum Bewegen eines Gleitstücks eines flachen Kerns.
• Figur 6 zeigt eine Abwandlung der Enden des flachen Kerns und eines flachen Gesenks.
• Figur 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer üblichen Flachblasformmaschine.
• Figur 8 ist eine Figurengruppe, die eine früher entwikkelte Flachblasformmaschine darstellt, wobei (a) eine Vorderansicht, (b) eine Seitenansicht und (c) eine Bodenansicht ist.
• Figur 9 ist ein zum Teil vergrößerte Ansicht von Figur 8(a).
• Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 erläutert.
• Figur 2 zeigt eine Vorderansicht einer Flachblasformmaschine 101, whrend Figur 3 deren Seitenansicht zeigt. Wie dargestellt, ist in einem flachen Hauptkörper 102 eine flache Betriebskammer 103 mit einer Breite X und einer Dicke Y gebildet. Die Betriebskammer 103 wird von zwei Extrudern 104a und 104b, die in Breitenrichtung Y links und rechts angeordnet sind, mit plastiziertem Harz beschickt. Hier ist anzumerken, daß nur ein Extruder 104a/104b zusammen mit einem nicht dargestellten Verteilventil vorgesehen werden kann und daß das plastizierte Harz durch das Verteilventil in die Betriebskammer 103 geleitet werden kann.
• In der Betriebskammer 103 ist ein flacher Kolben 105 in Richtung nach oben und nach unten bewegbar. Der flache Kolben 105 ist über ein Zwischenelement 106 mit einem über dem Hauptkörper 102 liegenden Hydraulikzylinder 107 verbunden. Wenn sich gemäß dieser Konstruktion der Hydraulikzylinder 107 ausdehnt/zusammenschiebt, gleitet der flache Kolben 105 in der Betriebskammer 103 auf und ab, um das Harz mit Druck zu beaufschlagen.
• Eine flache Öffnung 108 erstreckt sich vertikal in dem flachen Kolben 105, und ein flacher Dorn 109 ist in die Öffnung 108 eingesetzt. Das obere Ende des Dorns 109 ist über ein Zwischenelement 110 mit einem Betätiger 111 (Zylindermechanismus) oberhalb des Hauptkörpers 102 verbunden, und ein flacher Kern 112 ist an dem unteren Ende des Dorns 109 montiert. Ein flaches Gesenk 113 umschließt den Kern 112 mit einem vorgegebenen Zwischenraum. Das Gesenk 113 ist mittels einer Platte 115 und eines Halters 114 an dem unteren Ende des Hauptkörpers 102 befestigt.
• Wenn gemäß dieser Konstruktion der flache Kolben 105 das Harz in der Betriebskammer 103 komprimiert, wird das komprimierte Harz aus dem Zwischenraum zwischen dem flachen Gesenk 113 und dem flachen Kern 112 als ein flacher Vorformling 116 herausgepreßt. Wenn der Betätiger 111 während dieses Vorgangs derart betätigt wird, daß er den Kern 112 auf und ab bewegt, um so den Zwischenraum (Spalt) zwischen dem Gesenk 113 und dem Kern 112 einzustellen, ist es möglich, die Dicke (Wanddicke) des extrudierten flachen Vorformlings 116 in der Extrusionsrichtung zu steuern.
• Im Folgenden werden die Gegenstände dieser Ausführungsform, das heißt das flache Gesenk 113 und der flache Kern 112, unter Bezugnahme auf Figur 1 im Detail erläutert. In Figur 1 ist (a) eine vordere Schnittansicht des flachen Gesenks 113 und des flachen Kerns 112, (b) eine seitliche Schnittansicht und (c) eine Bodenansicht.
• Wie Figur 1(c) zeigt, hat das flache Gesenk 113 einen geraden Abschnitt 113a in der Mitte und Eckabschnitte 113b an den Enden. Der gerade Abschnitt 113a wird von zwei ebenen Blöcken 117 gebildet, die sich mit einem vorgegebenen Zwischenraum parallel zueinander erstrecken. Der Eckabschnitt 113b hat ein Gleitstück 118, das verschiebbar zwischen diesen ebenen Blöcken 117 aufgenommen ist. Das Gleitstück 118 hat einen U- förmig gekrümmten (dreidimensionalen) Bereich 118a und wird in einer Breitenrichtung durch einen Betätiger 119 (Hydraulikzylinder), der durch den Gesenkhalter 114 gehalten ist, gleitend bewegt. In dieser Ausführungsform wird als Betätiger 119 ein Hydraulikzylinder verwendet. Der Betätiger ist jedoch nicht auf die Ausführung als Hydraulikzylinder beschränkt. Zum Beispiel kann der Betätiger, wie in Figur 5 dargestellt, auch ein Schrittmotor oder ein Vorschubspindelmechanismus sein. Auf jeden Fall wird das Gleitstück 118 durch den Betätiger 119 in der Breitenrichtung bewegt und in der gewünschten Position fixiert
• Der Kern 112 ist dagegen durch ein planares, ersetzbares (oder austauschbares) Teil 112b, das sich in der Mitte befindet, und durch gekrümmte, nicht ersetzbare Teile 112a gebildet, die sich an den Enden befinden, wie das in den Figuren 1(a) und (c) gezeigt ist. Das austauschbare Teil 112a ist ein flaches Element mit der gleichen Dicke wie der flache Dorn 109. Das nicht austauschbare Teil 112a ist ein Element mit einem vorsprungartig gekrümmten Bereich 112c, der in einen ausnehmungsartig gekrümmten Bereich 118a des Gleitstücks 118 eingreift. Das austauschbare Teil 112b und die nicht austauschbaren Teile 112a sind durch Bolzen 120 jeweils an dem unteren Ende des flachen Dorns 109 montiert. Dies ist in Figur 4 dargestellt. Wie abgebildet, ist eine Verbindung 212 für das untere Ende des flachen Dorns 109 und ein oberes Ende des Kerns 112 (austauschbares Teil 112b und nicht austauschbare Teile 112a) eine Muffenverbindung, so daß eine genaue Positionierung dieser beiden Elemente gewährleistet ist. Es ist anzumerken, daß anstelle eines normalen Sechskantkopfbolzens 120 eine Sechskanthutschraube verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform sind der ausnehmungsartig gekrümmte (dreidimensionale) Bereich 118a und der vorsprungartig gekrümmte Bereich 112c an dem Gleitstück 118 des flachen Gesenks 113 bzw. an dem nicht austauschbaren Teil 112a des flachen Kerns 112 gebildet. Für den Fall jedoch, daß sich der Vorformling 116 beim Einblasen der Luft während des Blasformens ein wenig ausdehnt, können das Gleitstück 118a und das nicht austauschbare Teil 112a in ihrer Mitte jeweils einen wellenartig gekrümmten Bereich aufweisen, wie das in Figur 6 gezeigt ist. Wenn man diese Konstruktion verwendet, dehnt sich der konkave mittlere Bereich beim Einblasen von Luft in geeigneter Weise aus, so daß sich die Außenfläche des Vorformlings 116 im wesentlichen gleichzeitig an die Innenwand einer metallischen Form anlegt. Dadurch kann die Dicke des Produkts einheitlich gestaltet werden.
• Im Folgenden wird die Betriebsweise der Ausführungsform bei vorstehender Konstruktion beschrieben.
• In der Maschine 101 wird der flache Vorformling 116 aus dem Zwischenraum zwischen dem flachen Gesenk 113 und dem flachen Kern 112 herausgepreßt, wie das in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist.
• Um die Breite des flachen Vorformlings 116 zu reduzieren, wird zunächst der Bolzen 120 entfernt, der den flachen Kern (austauschbares Teil 112b und nicht austauschbare Teile 112a) auf dem oberen Ende des flachen Dorns 109 festlegt, und das austauschbare Teil 112b und die nicht austauschbaren Teile 112a werden von dem Dorn 109 entfernt. Dann werden das rechte oder das linke Gleitstück oder beide Gleitstücke des flachen Gesenks 113 durch den Betätiger 119 derart verschoben, daß sie sich einander nähern, um die Breite des flachen Gesenks 113 zu verringern. Danach wird ein neues austauschbares Teil 112b, das an die reduzierte Breite des flachen Gesenks 113 angepaßt ist, durch den Bolzen 120 an dem oberen Ende des flachen Dorns 109 montiert, und die vorher abgenommenen nicht austauschbaren Teile 112a werden durch den Bolzen 120 erneut an den Enden des Dorns befestigt. Um die Breite des flachen Vorformlings 116 von diesem Zustand ausgehend zu vergrößern, wird der vorstehend beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge vollzogen.
• Dieser Vorgang ermöglicht eine Breitenänderung des hohlen, flachen Vorformlings 116, der aus dem Zwischenraum zwischen dem flachen Gesenk 113 und dem flachen Kern 112 herausgepreßt wird
• Da der Kern 112 in dieser Ausführungsform das austauschbare Teil 112b in der Mitte und die nicht austauschbaren Teile 112a an den Enden aufweist und da lediglich das Teil 112b ausgetauscht werden muß, genügt eine Vielzahl von preiswerten und geradlinigen (planaren) austauschbaren Teilen 112b mit unterschiedlichen Längen. Dadurch werden die Kosten reduziert.
• Wenn der Betätiger 111 in Reaktion auf Signale von einer Spalt-Einstellvorrichtung (nicht dargestellt) während des Einspritzens des flachen Vorformlings 116 vorgeschoben/zurückgezogen wird, um den flachen Kern 112 über den Dorn 109 in geeigneter Weise auf und ab zu bewegen, variiert der Zwischenraum (Spalt) zwischen dem Kern 112 und dem Gesenk 113 derart, daß das Dickenprofil des flachen Vorformlings 116 in der Einspritzrichtung (Längsrichtung) eingestellt werden kann. Wenn in ähnlicher Weise der Betätiger 119 in Reaktion auf andere Signale von der Spalt-Einstellvorrichtung während des Einspritzens des flachen Vorformlings 116 vorgeschoben/zurückgezogen wird, um die Gleitstücke 118 in geeigneter Weise nach rechts und links zu bewegen, kann das Dickenprofil des flachen Vorformlings in der Breitenrichtung eingestellt werden.

Claims (4)

1. Flachblasformmaschine (101) zum Extrudieren eines hohlen Formlings (116) mit abgeflachtem Ringquerschnitt aus einem Formling-Extrusionsspalt am Unterteil der Flachblasformmaschine (101), der definiert ist durch einen abgeflachten Kern (112) und ein diesen umgebendes Werkzeug (113), wobei der Kern Schiebestücke (118) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (112) ein erstes abgerundetes Endteil (112a), ein zweites abgerundetes Endteil und ein zentrales flaches Teil (112b) zwischen dem ersten und dem zweiten Endteil (112a) hat, daß das erste und das zweite Endteil (112a) und das flache Teil (112b) an dem unteren Ende eines Dorns (109) lösbar befestigt sind, daß das flache Teil (112b) auswechselbar ist, wenn die abgeflachte Form des Kerns in Längsrichtung des flachen Teils verlängert oder geschrumpft ist, und daß die Schiebestücke (118) des Werkzeugs (113) entsprechend einer Formänderung des Kerns (112) derart bewegt werden, daß die Dicke des Formlings konstant gehalten wird.

2. Flachblasformmaschine (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Endteil (112a) und das flache Teil (112b) am unteren Ende des Dorns (109) mit Bolzen (120) befestigt sind.

3. Verfahren zum Ändern der Form eines abgeflachten Formling-Extrusionsspalts einer Flachblasformmaschine (101) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Formling-Extrusionsspalt durch einen abgeflachten Kern (112) gebildet ist, der am unteren Ende des Dorns (109) befestigt ist und ein Werkzeug (113, 118) den Kern (112) umgibt, mit folgenden Schritten:

A) lösbares Befestigen des ersten und des zweiten abgerundeten Endteils (112a) und des flachen Teils (112b) jeweils am unteren Ende des Dorns (109);

B) Lösen des ersten und des zweiten abgerundeten Endteils (112a) und des flachen Teils (112b) jeweils vom unteren Ende des Dorns (109), wenn die Form des Formling-Extrusionsspalts zu ändern ist;

c) Ersetzen des flachen Teils (112b) durch ein anderes flaches Teil (112b) mit unterschiedlicher Form;

D) Bewegen des Werkzeugs (118) in Längsrichtung des flachen Teils (112b) entsprechend der Form des anderen flachen Teils (112b); und

E) Befestigen des anderen flachen Teils (112b) und des ersten und des zweiten abgerundeten Endteils (112a) jeweils am unteren Ende des Dorns (109) zum Bilden einer anderen Form des Formling-Extrusionsspalts.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt A) mittels Bolzen (120) ausgeführt wird.