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Die vorliegende Erfindung betrifft
Formen zum Preßformen
für stapelförmige Verbundmaterialien
mit einem wabenförmigen
Kern und die mittels dieser Formen hergestellten Werkstücke.
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Aus dem Schriftstück DE-34 44321 ist eine Form
zum Preßformen
für ein
stapelförmiges
Material mit einem wabenförmigen
Kern bekannt. Diese Form umfaßt
einen Stempel und eine Matrize, die gegeneinander beweglich sind,
und zwischen denen das zu formende stapelförmige Material angeordnet wird.
Das Zusammenführen
des Stempels und der Matrize bewirkt das Heißpressen des stapelförmigen Materials,
insbesondere zur Fixierung der verschiedenen Schichten des stapelförmigen Materials
untereinander. Der Stempel weist ein vorstehendes Teil mit einer
ebenen Seite auf, das Erhöhungen
mit gekrümmten
Flächen
umfaßt,
die von dem vorstehenden Teil hervorstehen. Die Matrize weist eine
Aufnahme auf, die geeignet ist das vorstehende Teil mit seinen Erhöhungen aufzunehmen.
Während
des Preßvorgangs
zerdrücken
und verformen das vorstehende Teil und die Erhöhungen bestimmte Bereiche des stapelförmigen Materials.
Das Werkstück
weist nach der Preßformung
eine von einem zum anderen Rand des Werkstücks im wesentlichen ebene Form
auf, wobei die Ränder
entsprechend ihrer Dicke zerdrückt wurden
und wobei die Flächen
des Werkstücks
gekrümmte
Bereiche mit geringen Krümmungsradien aufweisen,
die von einer Seite zur anderen verschieden sind. Ein Werkstück dieser
Art kann in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt werden, beispielsweise
im Automobilsektor. Der wabenförmige
Kern, zum Beispiel in Form von Bienenwaben, verleiht dem Werkstück eine
große
Steifigkeit bei mäßigem Gewicht.
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Jedoch weist ein aus diesem Preßvorgang hervorgehendes
Werkstück
einen zerdrückten
Rand auf, dessen die Umrandung des Werkstücks bildende Schmalseite ein
ungenaue und unregelmäßige Form hat,
die von beiden Seiten des Werkstücks sichtbar ist.
Dieser Rand beeinträchtigt
die Ästhetik
des Werkstücks,
er ist platzraubend, relativ zerbrechlich und gestattet keine nachfolgende
zuverlässige
Positionierung des Werkstücks,
wenn es auf Anschlag gegen ein Teil in seiner Umgebung sitzt.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, eine
Form bereitzustellen, die es gestattet ein Werkstück der vorgenannten
Art zu formen, das einen ästhetisch
akzeptablen Rand aufweist, platzsparender und stabiler ist und das
die nachfolgende Positionierung des Werkstücks erleichtert.
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Im Hinblick auf die Realisierung
dieses Ziels wird gemäß der Erfindung
eine Form zur Preßformung
für ein
stapelförmiges
Material mit einem wabenförmigen
Kern vorgesehen, wobei die Form einen Stempel und eine Matrize aufweist,
die relativ zu einer Gleitschiene entlang einer Gleitrichtung beweglich
sind, wobei der Stempel ein vorstehendes Teil umfaßt, das
eine Stirnfläche,
die im wesentlichen eben und senkrecht zur Gleitrichtung ist und
mindestens eine Erhöhung
aufweist, die sich von dieser Seite hervorstehend erstreckt, die
Matrize eine Aufnahme aufweist, die ausgebildet ist, das vorstehende
Teil aufzunehmen und einen im wesentlichen ebenen und zur Stirnseite
parallelen Boden hat und ausgebildet ist, sich gegenüber der
Stirnseite zu erstrecken, wobei die Aufnahme eine Seitenwand und
einen Bereich einer gekrümmten
Fläche
hat, der sich zwischen dem Boden und der Seitenwand erstreckt, die Erhöhung angeordnet
ist, um sich in der Nähe
des Bereichs der gekrümmten
Fläche
und der Seitenwand zu erstrecken, wenn das vorstehende Teil in der
Aufnahme aufgenommen ist, wobei die Seitenwand der Aufnahme eben
und senkrecht zum Boden ist.
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Bei der gegenseitigen Annäherung der
zwei Teile der Form zur Formung eines Werkstücks bearbeiten und zerdrücken die
hervorstehende Erhöhung stellenweise
das stapelförmige
Verbundmaterial, damit dieses sich dem Bereich gekrümmter Fläche der Aufnahme
anpasst. Selbst wenn der Krümmungsradius
des Bereichs gekrümmter
Fläche
sehr gering ist, erhält
man auf dem Werkstück
einen Bereich gekrümmter
Fläche
mit demselben Krümmungsradius. Dem
Bereich gekrümmter
Fläche
der Aufnahme kann beispielsweise ein Krümmungsradius gegeben werden,
der kleiner als die Dicke des Werkstücks ist, um auf dem Werkstück einen
Bereich mit einem Krümmungsradius
zu erhalten, der kleiner als diese Dicke ist.
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Darüber hinaus wirkt die ebene
Seitenwand der Aufnahme mit der Erhöhung zusammen, um den Rand
des stapelförmigen
Materials mit dem wabenförmigen
Kern in der Weise lokal zu verformen und zu verschieben, daß auf dem
Rand eine ebene äußere Seitenwand
gebildet wird, die rechtwinklig zur Hauptebene des Werkstücks steht
und sich in Verlängerung
des Bereichs gekrümmter
Fläche
erstreckt. Diese Anordnung der äußeren Seitenwand
des Rands verbirgt die Schmalseite des Werkstücks vor dem Blick von einer
Seite des Werkstücks,
was das Aussehen des Werkstücks
verbessert, insbesondere von dieser Seite. Zusätzlich ist der Platzbedarf
des so gebildeten Rands gering. Zudem ist der Rand stabiler. Außerdem weist
diese äußere Wand
des Rands eine genau bestimmte und reproduzierbare Position auf und
kann zur Positionierung des Werkstücks im Anschlag gegen ein anderes
Element verwendet werden, ohne oder vor der Befestigung des Werkstücks an diesem
Element.
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Diese Seitenwand gestattet es beispielsweise
aufgrund des Bereichs gekrümmter
Fläche
zwischen dem Werkstück
und einem anderen Element eine ästhetisch
akzeptable Kopplung zu realisieren und aus sich heraus eine gute
Positionierung des Werkstücks
sicherzustellen. Außerdem
legt die Erhöhung
eine an die Erhöhung
angrenzende Rinne fest.
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Vorteilhafterweise weist die Erhöhung eine äußere Seitenwand
auf, die eben und zur Stirnseite senkrecht ist und ausgebildet ist,
sich gegenüber
der Seitenwand der Aufnahme zu erstrecken, wenn das vorstehende
Teil in der Aufnahme aufgenommen ist.
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Somit ist die Form ausgebildet den
Rand des stapelförmigen
Materials mit wabenförmigem
Kern zwischen der Seitenwand des vorstehenden Teils und der Seitenwand
der Erhöhung
zu pressen, wobei die beiden Seitenwände eben, zueinander parallel und
rechtwinklig zum Boden sind. Dieser Rand kann so entlang einer zur
Hauptebene des Werkstücks rechtwinkligen
Richtung gepreßt
oder zerdrückt
und somit seine Dicke in dieser Richtung vermindert werden. In dieser
Weise gibt man der inneren Wand des Rands eine präzise ebene
Form rechtwinklig zum Boden, derart, daß diese Wand als Bezug für die Positionierung
eines Elements in der Rinne verwendet werden kann, wobei die Rinne
durch diesen Rand im Werkstück
begrenzt und durch die Erhöhung
gebildet wird.
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Vorteilhafterweise ist die Erhöhung derart angeordnet,
daß, wenn
das vorstehende Teil in der Aufnahme aufgenommen ist, die Erhöhung von
der Seitenwand der Aufnahme durch einen Abstand kleiner als eine
Höhe der
Erhöhung
getrennt ist.
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Vorteilhafterweise weist das vorstehende
Teil eine ebene Seitenwand auf, die zur Seitenwand der Aufnahme
parallel ist und ausgebildet ist, mit der Seitenwand der Aufnahme
in Kontakt zu kommen, wenn das vorstehende Teil in der Aufnahme
aufgenommen ist.
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Somit bringt das gegenseitige in
Kontakt treten dieser beiden Wände
einen scherenden und schneidenden Effekt hervor, der das Abschneiden des über den
Rand des Werkstücks überstehenden Überschusses
des stapelförmigen
Materials, insbesondere mit wabenförmigem Kern, bewirkt. Dieses Abschneiden
wird gleichzeitig mit der Preßformung des
Werkstücks
in der Weise durchgeführt,
daß die Preßformung
zumindest teilweise die Spuren dieses Abschneidens auf der Schmalseite
des Werkstücks verbirgt.
Mit dem gleichzeitigen Arbeitsschritt der Preßformung und dem Arbeitsschritt
des Abschneidens ist der Herstellungsvorgang des Werkstücks schneller.
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Vorteilhafterweise weist die Matrize
eine Erhöhung
auf, die sich vom Boden hervorstehend erstreckt und ausgebildet
ist, sich in der Nähe
der Erhöhung
des vorstehenden Teils derart zu erstrecken, daß, wenn das vorstehende Teil
in der Aufnahme aufgenommen ist, die Erhöhung des vorstehenden Teils zwischen
der Erhöhung
der Aufnahme und der Seitenwand der Aufnahme liegt.
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Somit wirken die Erhöhung der
Aufnahme und die Erhöhung
des vorstehenden Teils gegenseitig zusammen, um zwischen sich das
stapelförmige Material
mit wabenförmigem
Kern zu zerdrücken.
Dadurch paßt
sich der wabenförmige
Kern genauer der Form der ersten Erhöhung des vorstehenden Teils
in der Weise an, daß die
durch diese festgelegte Rinne eine genauere und reproduzierbare
Form hat. Diese Rinne kann demnach für eine Vielzahl mechanischer Anwendungen
verwendet werden, zum Beispiel zur Abstützung oder zur Aufnahme eines
Elements. Darüber
hinaus legt die Erhöhung
der Aufnahme eine zweite Rinne auf einer Seite des Werkstücks fest,
die der Seite der ersten Rinne gegenüber liegt.
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Vorteilhafterweise weist das vorstehende
Teil eine zweite Erhöhung
auf, die sich von der Stirnfläche
hervorstehend erstreckt und in der Nähe der ersten Erhöhung des
vorstehenden Teils derart angeordnet ist, daß, wenn das vorstehende Teil
in der Aufnahme aufgenommen ist, die Erhöhung der Aufnahme zwischen
den zwei Erhöhungen
des vorstehenden Teils liegt.
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Somit wirken die zweite Erhöhung des
vorstehenden Teils und die Erhöhung
der Aufnahme zusammen, um zwischen sich das stapelförmige Material
mit wabenförmigem
Kern zu pressen und zu zerdrücken.
In analoger Weise paßt
sich der wabenförmige
Kern genauer der Form der Erhöhung
der Aufnahme in der Weise an, daß die zweite Rinne genauer
und reproduzierbarer gebildet wird. Die zweite Erhöhung des
vorstehenden Teils legt eine zweite Rinne auf der Seite des Werkstücks fest,
die die erste Rinne trägt.
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Vorteilhafterweise weist wenigstens
eine der Erhöhungen
eine ebene Seitenwand auf, die senkrecht zur Stirnseite oder zum
Boden ist und ausgebildet ist, sich gegenüber einer Seitenwand einer
der Erhöhungen
zu erstrecken, wenn das vorstehende Teil in der Aufnahme aufgenommen
ist.
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Somit wird die Wand der durch diese
Seitenwand der Erhöhung
festgelegten Rinne eben und rechtwinklig zur Ebene des Werkstücks und
eignet sich daher für
zahlreiche mechanische Anwendungen.
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Vorteilhafterweise weisen zwei der
Erhöhungen
eine Seitenwand auf, die eben und senkrecht zur Stirnseite oder
zum Boden sind und ausgebildet sind, sich einander gegenüber derart
zu erstrecken, daß, wenn
das vorstehende Teil in der Rufnahme aufgenommen ist, die beiden
Seiten durch einen zum Boden senkrechten Abstand kleiner als eine
Höhe wenigstens
einer der Erhöhungen
voneinander getrennt sind.
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Vorteilhafterweise weist wenigstens
eine der Erhöhungen
einen Bereich einer gekrümmten
Fläche auf,
der sich zwischen einer Seitenwand der Erhöhung und dem Boden der Aufnahme
oder der Stirnseite erstreckt, wobei dieser Bereich einer gekrümmten Fläche ausgebildet
ist, sich gegenüber
einer der Erhöhungen
zu erstrecken, wenn das vorstehende Teil in der Aufnahme aufgenommen
ist.
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Somit sind der Bereich gekrümmter Fläche und
die Erhöhung,
die ausgebildet ist sich diesem gegenüberliegend zu erstrecken, dazu
ausgebildet das stapelförmige
Material mit wabenförmigem
Kern zu pressen, um einem Bereich des Werkstücks eine gekrümmte Form
zu geben mit einem vorbestimmten Krümmungsradius, der dem des Bereichs
gekrümmter
Fläche
entspricht.
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Vorteilhafterweise weist die oder
wenigstens eine der Erhöhungen
einen Scheitel auf, der eben und senkrecht zur Gleitrichtung ist.
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Somit bewirkt dieser Scheitel ein
erhebliches lokales Zerdrücken
des wabenförmigen
Kerns, wobei die Genauigkeit der Form der zugehörigen Rinne verbessert wird
und insbesondere dieser Rinne ein flacher Boden gegeben wird, der
parallel zur Hauptebene des Werkstücks ist.
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Vorteilhafterweise hat die oder wenigstens eine
der Erhöhungen
eine Breite, die kleiner als eine Höhe der Erhöhung ist.
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Somit wird die durch die Pressung
lokal auf den Kern einwirkende Beanspruchung erhöht.
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Vorteilhafterweise weist die oder
wenigstens eine der Erhöhungen
eine Kante auf, die unmittelbar an einen Scheitel der Erhöhung und
an eine Seitenwand der Erhöhung
angrenzt, wobei diese Kante einen Krümmungsradius kleiner als 0,5
mal einer Höhe der
Erhöhung
hat und ausgebildet ist, gegenüber
eines Bereiches einer gekrümmten
Fläche
der Form zu gelangen, wenn das vorstehende Teil in der Aufnahme
aufgenommen ist.
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Somit legt diese Kante einen entsprechenden
Bereich gekrümmter
Fläche
zwischen dem Boden und der Seitenwand der Rinne fest. Der von der Rinne
begrenzte Platz wird somit bei gleicher Breite und gleicher Tiefe
von dieser vergrößert.
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Gemäß der Erfindung wird auch ein
Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks, das ein stapelbares Material
mit einem wabenförmigen
Kern aufweist, mit Hilfe einer Form gemäß der Erfindung vorgesehen,
in der das Werkstück
mit einer Form geformt wird, wobei die Form vor dem Einbringen des stapelbaren
Materials in die Form Umgebungstemperatur hat.
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Im bereits genannten Schriftstück DE-34 44321
umfaßt
die Form ihr eigene Mittel zum Heizen derart, daß das Werkstück bei einer
höheren
Temperatur als der Umgebungstemperatur geformt wird. Unter Berücksichtigung
der Formgebung der Form, erhält
man jedoch manchmal eine ungleichmäßige Heizung der verschiedenen
Zonen der Form, was die Qualität
der Formung des Werkstücks
beeinträchtigen
kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
dieser Nachteil vermieden. Vorteilhafterweise kann das stapelförmige Material
vor dem Einbringen in die Form vorgeheizt werden.
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Es ist außerdem gemäß der Erfindung ein Werkstück vorgesehen,
insbesondere für
Fahrzeuge, das ein stapelförmiges
Material aufweist, welches einen wabenförmigen Kern umfaßt, wobei
das Werkstück
eine allgemeine ebene Form hat und eine erste Seite und eine zweite
Seite aufweist, die im wesentlichen eben sind und jeweils auf der
einen und der anderen Seite des Werkstücks einander gegenüber liegen,
wobei das Werkstück
einen Bereich einer gekrümmten
Fläche,
der unmittelbar an die erste Seite und an einen Rand des Werkstücks angrenzt,
und eine Rinne aufweist, die sich in der zweiten Seite in der Nähe des Randes
in Richtung der ersten Seite erstreckt, wobei der Rand eine äußere Seitenwand
aufweist, die eben und senkrecht zur ersten Seite ist und sich in
der Verlängerung
des Bereichs der gekrümmten
Fläche
erstreckt.
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Dieses Werkstück kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
erhalten werden.
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Vorteilhafterweise weist die Rinne
eine innere Seitenwand auf, die eben und parallel zur äußeren Seitenwand
des Randes ist und dieser jeweils auf der einen und der anderen
Seite des Randes gegenüberliegt
und eine innere Seite des Randes bildet.
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Vorteilhafterweise sind die äußeren und
inneren Seitenwände
des Randes durch einen Abstand kleiner als eine größte Dicke
des Werkstückes, die
zwischen der ersten und der zweiten Seite des Werkstückes gemessen
wird, voneinander getrennt.
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Somit ist dieser Rand besonders dünn und stabil
und eignet sich in zuverlässiger
Weise für
zahlreiche mechanische Anwendungen.
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Vorteilhafterweise sind die äußeren und
inneren Seitenwände
des Randes durch einen Abstand kleiner als eine Tiefe der Rinne
voneinander getrennt.
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Vorteilhafterweise weist das Werkstück eine Rinne
auf, die sich in der ersten Seite in Richtung der zweiten Seite
in der Nähe
der ersten Rinne erstreckt, wobei die Rinne der zweiten Seite zwischen
dem Rand des Werkstücks
und der Rinne der ersten Seite liegt.
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Vorteilhafterweise weist das Werkstück eine zweite
Rinne auf, die sich in der zweiten Seite in Richtung der ersten
Seite in der Nähe
der ersten Rinne erstreckt, wobei die Rinne der ersten Seite zwischen
den zwei Rinnen der zweiten Seite liegt.
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Vorteilhafterweise sind wenigstens
zwei der Rinnen senkrecht zu den Seiten des Werkstücks durch
einen Abstand kleiner als eine größte Dicke des Werkstücks, die
zwischen der ersten und der zweiten Seite des Werkstücks gemessen
wird, voneinander getrennt.
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Vorteilhafterweise weist wenigstens
eine der Rinnen eine innere Seitenwand auf, die eben und zu den
Seiten des Werkstücks
senkrecht sind.
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Vorteilhafterweise weist die oder
wenigstens eine der Rinnen einen ebenen Boden auf.
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Vorteilhafterweise weist die oder
wenigstens eine der Rinnen einen Bereich einer gekrümmten Fläche auf,
der sich zwischen dem Boden der Rinne und einer Seitenwand der Rinne
erstreckt, wobei dieser Bereich einen Krümmungsradius kleiner als 0,5 mal
einer Tiefe der Rinne hat.
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Vorteilhafterweise ist der Rand ein
Abschlußrand
des Werkstücks.
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Außerdem ist gemäß der Erfindung
ein Sitz für
ein Kraftfahrzeug vorgesehen, der ein Werkstück gemäß der Erfindung umfaßt.
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Ebenso ist gemäß der Erfindung eine Kofferaumplatte
oder eine Bodenplatte für
ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die ein Werkstück gemäß der Erfindung umfassen.
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Andere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden noch aus der nachfolgenden Beschreibung von drei
bevorzugten Ausführungsformen
und einer Variante ersichtlich werden, die beispielhaft und nicht einschränkend vorgestellt
werden. In den beigefügten
Zeichnungen:
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1 ist
eine Ansicht eines Querschnitts einer Form zum Preßformen
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung in offener Stellung;
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Details D in 1;
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Details E in 1;
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4 ist
eine ähnliche
Ansicht wie in 1, die
die Form in geschlossener Stellung zeigt;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des vorstehenden Teils des ersten Teils
der Form;
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6 ist
eine Querschnittsansicht des stapelförmigen Materials, das es gestattet
ein Werkstück
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zu realisieren;
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7 und 8 sind perspektivische Ansichten eines
Werkstücks
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung, das mittels dieser Form hergestellt ist, die eine
erste beziehungsweise zweite Seite dieses Werkstücks zeigen;
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9 ist
eine ähnliche
Ansicht wie in 2, die
eine Ausführungsvariante
dieser Form zeigt;
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10 ist
eine Teilansicht des Querschnitts zweier Werkstücke, die mit denen in den 7 und 8 übereinstimmen,
die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der gegenseitigen Positionierung der beiden Werkstücke zeigt;
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11 ist
eine Teilansicht des Querschnitts einer Form zum Preßformen
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung in geschlossener Stellung;
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12 ist
eine Teilansicht des Querschnitts eines Werkstücks gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung, das mittels dieser Form hergestellt ist;
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13 ist
eine Teilansicht des Querschnitts einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, die das Werkstück
der 12 umfaßt;
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14 und 15 sind zwei Teilansichten des Querschnitts
eines Werkstücks
aus 12, das eine Kofferraumplatte
oder eine Bodenplatte eines Kraftfahrzeuges bildet, die zwei jeweilige
Montageformen dieses Werkstücks
darstellen;
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16 ist
eine Teilansicht des Querschnitts einer Form zum Preßformen
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung in geschlossener Form;
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17 ist
eine Teilansicht des Querschnitts eines Werkstücks gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung, das mittels dieser Form hergestellt ist; und
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18 ist
eine Teilansicht des Querschnitts eines Werkstücks gemäß der 17, das eine Bodenplatte oder eine Kofferraumplatte
eines Kraftfahrzeuges bildet, die eine Montageform dieses Werkstücks darstellt.
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Die in den 1 bis 5 dargestellte
Form zum Preßformen
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung ist dafür
vorgesehen das stapelförmige Verbundmaterial
der 6 durch Pressen
zu formen und die verschiedenen Schichten, die es bilden, untereinander
zu verbinden. Dieses stapelförmige
Material umfaßt
einen mit Waben 4 gebildeten Kern 2. Im vorliegenden
Fall haben die Waben in der Seitenansicht eine hexagonale Form und
weisen eine klassiche Bienenwabengeometrie auf. Der Kern 2 weist zwei
gegenüberliegende,
zueinander parallele und senkrecht zur Achse der Waben verlaufende
Wände auf.
Das stapelförmige
Material weist ebenso zwei Schalen 6 auf, die jeweils die
Wände des
Kerns bedecken. Der Kern 2 und die beiden Schalen 6 sind aus
klassischem thermoplastischem Material gebildet. Das stapelförmige Material
umfaßt
außerdem zwei äußere Verkleidungsschichten 8,
verwebt oder nicht verwebt, die die jeweiligen Schalen 6 überdecken
und die äußeren Wände des
stapelförmigen Materials
bilden. Der die beiden äußeren Wände des stapelförmigen Materials
trennende Abstand bestimmt dessen Dicke. Im vorliegenden Fall ist
diese Dicke 17 mm.
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Die Form umfaßt zwei Teile der Form, die durch
einen Stempel 10 beziehungsweise eine Matrize 12 gebildet
werden. Diese Teile sind gegeneinander durch Translation beweglich,
wobei sie der durch den Pfeil 14 angezeigten Gleitrichtung
folgen. Im vorliegenden Fall ist der Stempel 10 fest. Der
Stempel 10 umfaßt
einen Rumpf 16 und ein vorstehendes Teil 18, das
aus diesem Rumpf hervorsteht. Das vorstehende Teil 18 hat
im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds. Es
weist eine ebene Stirnseite 20, die dem Rumpf 16 gegenüberliegt
und rechtwinklig zur Gleitrichtung verläuft, und vier seitliche ebene
Wände 22,
die rechtwinklig zur ebenen Fläche 20 sind
und diese begrenzen, auf. Die Matrize 12 weist eine ebene
Fläche 24 auf,
die sich dem Stempel gegenüberliegend
erstreckt. Die Matrize weist eine Aufnahme 26 auf, die
im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds hat
und auf dieser Fläche 24 mündet. Die
Aufnahme 26 weist einen Boden 28 auf, der sich
gegenüber
der ebenen Fläche 20 des
vorstehenden Teils und parallel zu dieser Fläche 20 erstreckt.
Die Aufnahme weist außerdem
vier ebene seitliche Wände 30 auf,
die rechtwinklig zum Boden 28 beziehungsweise komplanar mit
den vier seitlichen Wänden 22 des
vorstehenden Teils sind. Die Aufnahme 26 ist somit geeignet
einen Teil des vorstehenden Teils 18 aufzunehmen. Die Form
ist dafür
ausgebildet, den Stempel und die Matrize gegeneinander annähern zu
können
bis in der geschlossenen Stellung der Form die seitlichen Wände 30 der
Aufnahme mit den seitlichen Wänden 22 des
vorstehenden Teils in Kontakt treten und teilweise einander gegenüberliegen.
In geschlossener Stellung erstreckt sich die ebene Fläche 20 des
vorstehenden Teils in einem Abstand vom Boden 28 der Aufnahme,
der leicht unterhalb der Dicke des stapelförmigen Materials aus 6 liegt, damit insbesondere
das stapelförmige
Material komprimiert wird. Dieser Abstand bestimmt die Dicke des
herzustellenden Werkstücks.
Im vorliegenden Fall ist dieser Abstand 16 mm und das aus der Form
kommende Werkstück
wird demnach hier eine Dicke von 16 mm haben.
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Auf Höhe des Bodens weist die Matrize 12 einen
Bereich gekrümmter
Fläche 31 auf,
der die Verbindung zwischen dem Boden 28 und jeder der
seitlichen Wände 30 der
Aufnahme bildet. Dieser Bereich gekrümmter Fläche 31 hat das Profil
eines Viertelkreises, das sich in kontinuierlicher Verlängerung des
Bodens 28 und der seitlichen Wände 30 erstreckt.
Dieses Profil hat hier einen Krümmungsradius
R, der kleiner als die Dicke des Werkstücks ist (und damit als die
Dicke des stapelförmigen
Materials). Der Krümmungsradius
ist vorteilhafterweise kleiner als das 0,7-fache dieser Dicke und
vorzugsweise kleiner als das 0,4-fache dieser Dicke. Im vorliegenden
Fall ist dieser Krümmungsradius
gleich 5 mm. Wird die Aufnahme in der Draufsicht betrachtet, hat
dieser Bereich gekrümmter
Fläche 31 eine
im wesentlichen längliche
durchgehende rechteckige Form, wobei die Ecken des Rechtecks abgerundet sind.
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Der Stempel umfaßt eine Erhöhung 32, die aus der
ebenen Stirnseite 20 des vorstehenden Teils gegenüber dem
Boden 28 der Aufnahme hervorsteht. Mit Bezug auf die 5 hat diese Erhebung in der
Draufsicht eine längliche
durchgehende rechteckige Form mit abgerundeten Ecken. Diese Form
ist bis auf einen Skalenfaktor gleich der Form der Draufsicht des
vorstehenden Teils. Die Erhebung 32 ist benachbart zu jeder
der seitlichen Wände 22 des
vorstehenden Teils. Mit Bezug auf 2 hat
diese Erhebung ein Querschnittsprofil mit im wesentlichen rechteckiger
Form. Sie weist einen ebenen Scheitel 34, der parallel
zur ebenen Fläche 20 und
zum Boden 28 verläuft,
und seitliche innere 36 beziehungsweise äußere 38 Wände auf,
die rechtwinklig zur ebenen Fläche 20 und
zum Scheitel 34 stehen. Die Verbindung zwischen jeder inneren
Wand 36 und der ebenen Fläche 20 wird durch
eine abgeschrägte
Kante 40 gebildet. Die Verbindung zwischen jeder äußeren Wand 38 und
der ebenen Fläche 20 wird
durch einen Bereich gekrümmter
Fläche 42 gebildet,
der in kontinuierlicher Fortsetzung mit diesen beiden Flächen verläuft. Die
Verbindung zwischen jeder seitlichen Wand 36, 38 und
dem Scheitel 34 wird durch eine Kante gebildet, die einen
Krümmungsradius
von weniger als dem 0,5-fachen einer Höhe h der Erhebung aufweist.
Vorzugsweise weist diese Kante in etwa einen rechten Winkel auf.
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Das Profil der Erhebung hat eine
Höhe h,
die beispielsweise größer als
das 0,4-fache der Dicke des Werkstücks ist oder sogar größer als
das 0,7-fache dieser Dicke. Im vorliegenden Fall ist diese Höhe gleich
der Dicke des herzustellenden Werkstücks, vermindert um den Krümmungsradius
der Zone 31 der Aufnahme, derart, daß der Abstand der Erhebung vom
Boden gleich dem Krümmungsradius
ist. Im vorliegenden Fall beträgt
diese Höhe
12 mm. Das Profil der Erhebung hat eine Breite 1, die höchstens
gleich seiner Höhe
h ist. Im vorliegenden Fall ist diese Breite 5 mm. In geschlossener
Stellung der Form erstreckt sich jede äußere Wand 38 gegenüber einer seitlichen
Wand 30 der Aufnahme und parallel zu dieser. Der Abstand
zwischen diesen beiden Wänden
ist demnach kleiner als die Höhe
h der Erhebung. Der Abstand m, der jeden äußeren Wandabschnitt 38 von der
zugehörigen
seitlichen Wand 22 des vorstehenden Teils trennt, ist beispielsweise
kleiner als das 0,7-fache der Dicke des Werkstücks oder sogar kleiner als
das 0,4-fache dieser Dicke. Im vorliegenden Fall ist dieser Abstand
gleich dem Krümmungsradius und
dem Abstand der Erhebung zum Boden, wobei der Abstand m 5 mm ist.
In der geschlossenen Stellung der Form trennt demnach derselbe Abstand
jede äußere Wand 38 von
der zugehörigen
seitlichen Wand 30 der Aufnahme. Im vorliegenden Fall ist
die Form demnach derart ausgebildet, daß in geschlossener Stellung
der Scheitel 34 der Erhebung sich im Abstand von 5 mm vom
Boden 28 der Aufnahme befindet. In dieser Stellung nimmt
die rechtwinklige Kante, die die Verbindung zwischen dem Scheitel 34 der
Erhebung und jeder äußeren seitlichen
Wand 38 bildet, die Position im Zentrum der Krümmung des Bereichs
gekrümmter
Fläche 31 ein,
im Abstand von 5 mm von diesem. Die Erhebung 32 befindet
sich somit benachbart zum Bereich gekrümmter Fläche 31 wenn die beiden
Teile der Form einander angenähert werden.
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Diese Form gestattet die Realisierung
des Werkstücks 44,
das in vereinfachter Form in den 7 und 8 dargestellt ist. Dieses
Werkstück
kann beispielsweise ein hinteres Ablagebord für den Fahrzeuginnenraum eines
Kraftfahrzeugs oder eine Kofferraumplatte sein.
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Zuerst werden die beiden Schalen 6 des
stapelförmigen
Materials auf eine geeignete Temperatur aufgeheizt, beispielsweise
gemäß den Aussagen
des vorgenannten Schriftstücks
EP-0 649 736 A1. Danach wird der stapelförmige Aufbau der 6 realisiert. Mit Bezug
auf 1, in der die Form
geöffnet und
mit der Matrize 12 entfernt vom Stempel 10 dargestellt
ist, wird das stapelförmige
Material auf dem Stempel angeordnet, wobei die innere Seite des
stapelförmigen
Materials sich auf dem Scheitel 34 der Erhebung abstützt und
wobei die Form vor dem Einbringen des stapelförmigen Materials in die Form
auf Umgebungstemperatur ist. Anschließend wird das Schließen der
Form durchgeführt,
beispielsweise durch die Verschiebung der Matrize in Richtung des Stempels.
Wenn die seitlichen Wände 30 der
Aufnahme mit den seitlichen Wänden 22 des
vorstehenden Teils in Kontakt kommen, zerdrücken diese Wände lokal
das stapelförmige
Material und schneiden die sich außerhalb der Form erstreckenden Überschüsse 45 des
stapelförmigen
Materials ab. Diese Überschüsse fallen
auf den Rumpf 16 des Stempels. Nach dem Einführen des
vorstehenden Teils in die Aufnahme wird der zentrale Bereich des
stapelförmigen
Materials zwischen der ebenen Fläche 20 des
vorstehenden Teils und dem Boden 28 der Aufnahme gepresst.
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Gleichzeitig werden die äußeren Bereiche des
stapelförmigen
Materials lokal entlang der Richtung 14 zwischen dem Scheitel
der Erhebung und dem Boden der Aufnahme zerdrückt. Außerdem werden die Randbereiche
des stapelförmigen
Materials seitlich durch Gleiten zwischen den äußeren Wänden 38 der Erhebung
und den seitlichen Wänden 30 der Aufnahme
zerdrückt.
Auf den äußeren Bereichen und
den Randbereichen vermindert dieses Zerdrücken die Dicke des stapelförmigen Materials
entlang der Richtung des Zerdrückens
auf etwa 5 mm. Das Zerdrücken
der Randbereiche erzeugt die Ränder des
Werkstücks.
Die von der ebenen Stirnseite 20 hervorstehende Erhebung 32 zwingt
das stapelförmige
Material sich der Krümmung
des Bereichs gekrümmter
Fläche 31 der
Aufnahme anzupassen. Die Form kann mit Mitteln zum Abkühlen des
stapelförmigen
Materials während
des Preßvorgangs
ausgestattet sein, entsprechend dem vorgenannten Schriftstück. Das
Werkstück
wird schließlich
der Form entnommen. Seine Dicke beträgt 16 mm.
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Mit Bezug auf die 4, 7 und 8 erhält man somit ein rechteckiges
im wesentliches flaches Werkstück,
das einen wabenförmigen
Kern, zwei Schalen, die zwei gegenüberliegende Seiten des Kerns
bedecken, und zwei Verkleidungsschichten 8, die die Schalen
bedecken, umfaßt.
Das Werkstück
weist eine erste 46 und eine zweite 48 ebene Seite,
die zueinander parallel und sich gegenüberliegend sind, und vier Ränder 54 auf.
Es weist auf seiner Umrandung einen Bereich gekrümmter Fläche 50 im Bereich
der ersten Seite 46 und benachbart zu dieser auf. Es weist
ebenso eine Vertiefung 52 oder Rinne im Bereich der zweiten
Seite 48 und benachbart zu dieser auf, die sich in Richtung
der ersten Seite und benachbart zum Bereich gekrümmter Fläche 50 erstreckt.
Der Bereich gekrümmter
Fläche
und die Rinne werden vom Bereich 31 der Aufnahme beziehungsweise
der Erhebung 32 erzeugt, durch die Kombination beider miteinander.
Der Bereich gekrümmter
Fläche 50 des
Werkstücks
weist im Querschnitt einen Krümmungsradius
gleich demjenigen des Bereichs gekrümmter Fläche 31 der Aufnahme auf,
der im vorliegenden Fall 5 mm beträgt. Die Dicke des Werkstücks im Bereich
der Rinne ist gleich dem Krümmungsradius.
Der Bereich gekrümmter
Fläche 50 und
die Rinne 52 weisen in der Draufsicht eine mit der Form
der Draufsicht des Bereichs gekrümmter Fläche der
Aufnahme beziehungsweise der Erhebung übereinstimmende Form auf.
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Insbesondere weist die Rinne 52 in
der Draufsicht eine längliche
durchgehende rechteckige Form auf. Diese Rinne, ebenso wie der Bereich 50, sind
benachbart zu den Rändern 54 des
Werkstücks. Diese
Ränder
sind zur Hauptebene des Werkstücks um
90° umgebogen
und weisen eine Dicke auf, die kleiner als die Dicke des Werkstücks ist,
beispielsweise 3 oder 4 mm. Die Höhe der Ränder ist in etwa gleich der
Dicke des Werkstücks.
Die Ränder 54 weisen
eine ebene äußere seitliche
Wand 57 auf, die rechtwinklig zu den Flächen 46 und 48 steht
und sich in Verlängerung
des Bereichs gekrümmter
Fläche 50 und
in Kontinuität
mit diesem erstreckt.
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Die Rinne 52 weist eine
ebene innere seitliche Wand 59 auf, die parallel zur äußeren seitlichen Wand 57 des
Rands 54 verläuft
und dieser gegenüberliegt
auf beiden Seiten des Rands 54 und eine innere Wand des
Rands bildet.
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Die äußeren und inneren Seitenwände des Randes
sind durch einen Abstand kleiner als eine größte Dicke des Werkstückes, die
zwischen der ersten und der zweiten Seite des Werkstückes gemessen
wird, voneinander getrennt.
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Darüber hinaus sind die äußeren und
inneren Seitenwände
des Rands durch einen Abstand voneinander getrennt, der kleiner
ist, als eine Tiefe der Rinne.
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Somit weist die Rinne 52 zwei
ebene innere Seitenwände
auf, die rechtwinklig zu den Flächen 46 und 48 des
Werkstücks
stehen. Die Rinne weist einen flachen Boden auf.
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Darüber hinaus weist die Rinne
einen Bereich gekrümmter
Fläche
auf, der sich zwischen dem Boden und der zum Rand gehörenden Seitenwand 59 der
Rinne erstreckt, wobei dieser Bereich einen Krümmungsradius von weniger als
dem 0,5-fachen der Tiefe der Rinne aufweist.
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Der Rand 54 ist ein Abschlußrand des
Werkstücks.
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Die Form gemäß der Erfindung gestattet es somit,
ein Werkstück
mit wabenförmigem
Kern herzustellen, wobei Bereiche gekrümmter Fläche erzeugt werden, die einen
Krümmungsradius
aufweisen, der kleiner als die Dicke des Werkstücks ist.
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Die 9 stellt
eine Ausführungsvariante der
Form dar. Die Erhebung 32 weist dieses mal im Querschnitt
ein im wesentlichen trapezförmiges
Profil auf, wobei die Basis des Profils durch diejenige der beiden
parallelen Seiten des Trapezes gebildet wird, die größer als
die andere ist. Außerdem
weist der Scheitel 34 der Erhebung ein abgerundetes Profil auf,
das sich in Verlängerung
der Seitenwände
der Erhebung erstreckt. Dieser Scheitel weist eine Seite, die zum
Rand des vorstehenden Teils orientiert ist (rechts in der Figur),
und eine diesem Rand gegenüberliegende
Seite (links in der Figur) auf. Die zum Rand des vorstehenden Teils
orientierte Seite weist einen größeren Krümmungsradius
als die dem Rand gegenüberliegende
Seite auf. Diese Variante vermindert während des Formvorgangs das
Risiko von Ansätzen
zu Rissen auf der Verbundstruktur. Der Scheitel der Erhebung kann
nur auf der zum Rand des vorstehenden Teils orientierten Seite abgerundet
sein.
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Mit Bezug auf 10 können
beispielsweise zwei untereinander übereinstimmende Werkstücke 44 verwendet
werden, indem die beiden Werkstücke mit
den längs
verlaufenden Rändern 54 Seite
an Seite angeordnet werden, wobei ihre äußeren Seitenwände 57 im
gegenseitigen Kontakt Fläche
gegen Fläche
stehen, die Bereiche gekrümmter
Fläche 50 einander
gegenüber
stehen und aneinander angrenzen und die Flächen 46 und 48 der
beiden Werkstücke
gegenseitig komplanar sind. Somit wird eine ästhetische akzeptable Kopplung
realisiert, berücksichtigt
man, daß die
beiden Bereiche gekrümmter
Fläche 50 angrenzend
sind, wie dies der gestrichelte Kreis andeutet. Außerdem sorgen
die äußeren Seitenwände 57 der
Ränder 54 für eine genaue
und zuverlässige
gegenseitige Positionierung der beiden Werkstücke.
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Eine zweite Ausführungsform der Form ist in 11 dargestellt. Die Form
umfaßt
einen Stempel und eine Matrize, die im wesentlichen mit denen der ersten
Ausführungsform übereinstimmen.
Ein erster Unterschied ist, daß der
Bereich 40, der die Verbindung zwischen der Stirnfläche 20 des
vorstehenden Teils und der inneren Seitenwand 36 der Erhebung 32 bildet,
diesmal von gekrümmter
Form ist, wie der Bereich 42 auf der anderen Seite der
Erhebung.
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Außerdem umfaßt die Matrize 12 eine
Erhebung 132, die aus dem Boden 28 hervorsteht.
Diese Erhebung hat eine Form und Proportionen, die im wesentlichen
gleich denen der Erhebung 32 des vorstehenden Teils sind,
abgesehen davon, daß die
Erhebung 132 in der Draufsicht eine verkleinerte Form im
Vergleich zu derjenigen der Erhebung 32 aufweist, wobei
in der Draufsicht die Form der Erhebung 132 bis auf einen
Skalenfaktor derjenigen der Erhebung 32 entspricht. Die
Profile der Erhebungen 32 und 132 sind in der
Form und den Abmessungen identisch. Die Erhebung 132 weist
eine innere Seitenwand 136 und eine äußere Seitenwand 138 auf,
wobei sich letztere in einem Abstand von der inneren Seitenwand 30 der
Aufnahme erstreckt, der größer als
der Abstand l + m ist, der die innere Seitenwand 36 der
Erhebung 32 von der inneren Seitenwand 30 der
Aufnahme trennt, und vorteilhafterweise zwischen 3 × l und
4 × l
liegt. Die Erhebung 132 ist ausgebildet sich, wenn das
vorstehende Teil in der Aufnahme aufgenommen wird, benachbart zur
Erhebung 32 des vorstehenden Teils 18 zu erstrecken,
derart, daß die
Erhebung 32 des vorstehenden Teils zwischen die Erhebung 132 der
Aufnahme und die Seitenwand 30 der Aufnahme tritt. Die äußere Seitenwand 138 der Erhebung 132 ist
dann der inneren Seitenwand 36 der Erhebung 32 in
einem Abstand gegenüberliegend.
In dieser Position sind diese beiden Wände durch einen rechtwinkligen
Abstand am Boden 28 getrennt, der kleiner als die Höhe h ist.
In dieser Position liegt der Bereich gekrümmter Fläche 40 der Erhebung 32 gegenüber der
Kante des Scheitels der Erhebung 132, die der äußeren Seitenwand 138 zugeordnet
ist.
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Die Form gestattet das Formen ausgehend von
einem stapelförmigen
Material wie dem in 6, wobei
ein Werkstück 44 in 12 dargestellt ist. Dieses
Werkstück
ist im wesentlichen identisch mit dem der 7 und 8,
weist jedoch eine Rinne 152 auf, die sich in der ersten
Seite 46 in Richtung der zweiten Seite 48 benachbart
zur ersten Rinne 52 erstreckt, wobei die Rinne 52 zwischen
dem Rand 54 und der Rinne 152 liegt. Außerdem haben
die beiden Erhebungen zwischen sich lokal das stapelförmige Material
in der Weise zerdrückt,
daß die
Rinne 52 einen flachen Boden, der parallel zur Hauptebene
des Werkstücks
verläuft,
und zwei ebene Seitenwände, die
rechtwinklig zu diesem Boden stehen, aufweist. Die beiden Rinnen
sind rechtwinklig voneinander entlang der Hauptebene des Werkstücks getrennt
durch einen Abstand d, der kleiner ist als eine größte zwischen
den Flächen 46,48 gemessene
Dicke e des Werkstücks
ist.
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Ein Werkstück 44 dieser Art kann
Bestandteil einer Sitzfläche
oder Rückenlehne
eines Sitzes 60 eines Kraftfahrzeugs sein, so wie das in 13 abgebildete. Diese Rückenlehne
umfaßt
einen Block 62 aus wabenförmigem synthetischem Schaumstoff,
der gegen die Fläche 46 angeordnet
ist. Die Rückenlehne
umfaßt
einen Bezug 64 aus Stoff, der so angeordnet ist, daß alle Seiten
des Schaumstoffblocks 62 bedeckt werden, ausgenommen die
dem Werkstück 44 zugeordnete.
Der Bezug 64 umfaßt
ein kreisförmig profiliertes
Verbindungselement aus Kunstoffmaterial, an dem der Stoffrand befestigt
ist. Das Verbindungselement ist an der Rückenlehne des Sitzes befestigt,
indem es mit Kraft in die Rinne 52 über deren ganze Länge und
deren vier Abschnitte eingefügt wird.
Der Bezug 64 bedeckt den Rand 54 des Werkstücks 44,
insbesondere die äußere Seitenwand 57, die
er somit vor dem Blick verbirgt.
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In der 14 wird
das Werkstück 44 eingesetzt,
um eine Platte für
einen Kofferraum oder einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs
zu bilden. Das Fahrzeug umfaßt
ein Strukturelement 66, das eine Schulter mit in der Seitenansicht
rechtwinkliger Form bildet, in dem das Werkstück 44 angeordnet wird,
mit der Seite 48 der Schulter gegenüberliegend. Die Schulter umfaßt auf einer
parallel zur Hauptebene des Werkstücks liegenden Fläche zum
Abstützen eine
längliche
gerade Rippe oder Vorsprung 68, über die die Rinne 152 gestülpt wird.
Anschließend
wird auf der Seite der Fläche 48 eine
Konterplatte 70 angeordnet, die am Element 66 befestigt
und in Kontakt mit diesem ist. Diese Konterplatte 70 umfaßt ebenfalls
eine längliche
gerade Rippe oder Vorsprung 72, dazu bestimmt in die Rinne 52 einzudringen.
Die Konterplatte verdeckt den Rand 54 des Werkstücks vor
dem Blick. Das Werkstück 54 ist
somit befestigt und genau positioniert ohne, daß das Werkstück 44 geklebt
oder durchbohrt werden muß.
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Die 15 stellt
eine analoge Anordnung dar, in dem die Schulter des Elements 66 keine
Rippe aufweist. Das Werkstück 44 ist
wie vorher in der Schulter angeordnet, wobei eine der Rinnen 52 des Werkstücks eine
Achse 72 aufnimmt, die am Element 66 befestigt
ist, um eine gegenüber
dem Element 66 drehbare Verbindung des Werkstücks 44 zu
realisieren.
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Die 16 zeigt
eine dritte Ausführungsform der
Form. Diesmal umfaßt
das vorstehende Teil 18 eine zweite Erhebung 232,
die aus der Stirnfläche 20 vorsteht
und benachbart zur ersten Erhebung 32 des vorstehenden
Teils angeordnet ist. Diese zweite Erhebung hat ein Profil gleicher
Form und gleicher Abmessungen wie das Profil der ersten Erhebung 32. Seine
Form in der Seitenansicht ist bis auf einen Skalenfaktor gleich
derjenigen der ersten Erhebung. Sie ist derart angeordnet, daß wenn das
vorstehende Teil 18 in der Aufnahme 26 aufgenommen
wird, die Erhebung 132 der Aufnahme äquidistant zwischen den Erhebungen 32 und 232 des
vorstehenden Teils liegt.
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17 zeigt
ein Werkstück 44,
das mittels dieser Form realisiert wurde. Die Rinne 152 weist
einen flachen Boden, der parallel zur Hauptebene des Werkstücks liegt,
und Seitenwände,
die senkrecht zu diesem Boden liegen, auf. Außerdem umfaßt dieses Werkstück eine
zweite Rinne 252, die sich auf der zweiten Seite 48 in
Richtung der ersten Seite 46 erstreckt, benachbart zur
ersten Rinne 52, wobei die Rinne 152 zwischen
den Rinnen 52 und 252 liegt. Der Abstand zwischen
den Rinnen 52 und 152 ist gleich dem Abstand zwischen
den Rinnen 152 und 252.
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Dieses Werkstück 44 kann in einer
Anordnung der Art wie diejenige der 18 verwendet werden,
das analog zu dem in 14 ist. Diesmal liegt
die Seite 46 der Schulter gegenüber, die Rippe 68 wird
in der Rinne 52 aufgenommen und die Rippe 72 wird
in der Rinne 152 aufgenommen. Dieses Werkstück 44 gestattet
es, eine Schulter mit geringeren Abmessungen in der Ebene des Werkstücks zu realisieren.
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Das Werkstück gemäß der Erfindung kann insbesondere
für jede
Art von Fahrzeug zur Erde, Wasser oder Luft vorgesehen werden.