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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Hochdruckumformung
eines einlagigen oder mehrlagigen Schichtstoffes. Weiterhin betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hochdruckumformung eines
einlagigen oder mehrlagigen Schichtstoffes, wobei dieses Verfahren
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs
durchgeführt wird.
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Der
einlagige Schichtstoff kann eine Kunststofffolie sein; vorzugsweise
ist eine wenigstens teilweise bedruckte, metallisierte und/oder
sonst wie beschichtete Folie vorgesehen. Als Folienmaterialien kommen
beispielsweise Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat bzw. Poly(meth)acrylat
(PMMA), Polyester (PE), Polyamid (PA), Polyarylsulfon (PSU) und
Polyvinylchlorid (PVC) in Betracht.
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Ein
beispielhafter mehrlagiger Schichtstoff, der mittels isostatischer
Hochdruckverformung zu einem dreidimensional verformten Folienelement
umgeformt werden kann, ist aus dem Dokument
DE 103 27 435 A1 bekannt.
Hier wird ein Verbundsystem (Laminat) beschrieben, das für
die Herstellung von digital dekorierten Kunststoffformteilen nach
dem IMD-Verfahren eingesetzt werden kann, und das besteht aus:
- A) einer thermoplastischen, lichtdurchlässigen Kunststofffolie
mit einer Schichtdicke von 20 μm bis 1000 μm,
- B) einer Primerschicht mit einer Schichtdicke von 0,5 μm
bis 20 μm;
- C) einer Farbschicht, vorzugsweise mit einer Schichtdicke von
0,5 μm bis 80 μm, auf Basis von Pigmenten und
eines Bindemittels aus Kunststoff;
- D) gegebenenfalls einer zweiten Primerschicht mit einer Schichtdicke
von 0,5 μm bis 20 μm, die von B) verschieden sein
kann;
- E) einer Schicht aus einem thermoplastischen unter bestimmten
Bedingungen hergestellten Polyurethan mit einer Härte von
55 bis 95 Shore A; und
- F) einer thermoplastischen Kunststofffolie mit einer Schichtdicke
von 20 μm bis 1000 μm, vorzugsweise von 50 μm
bis 500 μm, die von (A) verschieden sein kann.
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Dieses
Verbundsystem wird vorzugsweise bei gemäßigten
Temperaturen verformt, beispielsweise mit Hilfe des so genannten ”High-Pressure-Forming”-Verfahrens
(
DE-A 3 844 584 ).
Vorzugsweise erfolgt die Verformung des Verbundsystems unterhalb
der Erweichungstemperatur der Folie (A), so dass deren Texturierung
erhalten bleibt und die Druckschicht nicht beeinträchtigt
wird.
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Ein
alternativer mehrlagiger Schichtstoff kann aufgebaut sein, aus
- – (A) einer zumindest teilweise transparenten
Trägerfolie,
- – (B) den Komponenten eines flächigen Elektrolumineszens-Elementes,
einschließlich Elektrodenschicht, Isolationsschicht(en),
einer Schicht mit einer, durch ein elektrisches Feld erregbaren Leuchtsubstanz,
und einer Rückelektrodenschicht, und
- – (C) einer Schutzschicht aus hochtemperaturbeständigem
Schutzlack.
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Die
Komponenten des Elektrolumineszens-Elementes bilden ein mit Hilfe
von Wechselstrom betreibbares Dickfilm-AC-EL-Element, das typischerweise
eine Schichtdicke von etwa 50 μm bis etwa 250 μm
haben kann, zusammen mit der transparenten Trägerfolie
(besonders bevorzugte Schichtdicke 150 μm bis 375 μm)
kann hier der gesamte umzuformende mehrlagige Schichtstoff eine
Schichtdicke von etwa 200 μm bis etwa 1500 μm
aufweisen. Ein solcher mehrlagiger Schichtstoff, der mittels isostatischer
Hochdruckverformung zu einem dreidimensional verformten Folienelement
umgeformt werden kann, ist beispielsweise aus dem Dokument
DE 10 2006 031 315
A1 bekannt.
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”Hochdruckumformung” meint
hier, dass der anfänglich ebene Schichtstoff mit einem
fluiden Druckmittel, das einen Druckmitteldruck von 20 bis 300 bar
aufweist, unmittelbar und direkt beaufschlagt wird und innerhalb
von 5 Sekunden, vorzugsweise schlagartig an eine vorgegebene Kontur
angeformt wird; als solches fluides Druckmittel kommt insbesondere
Druckluft in Betracht.
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Mehr
im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein Formwerkzeug
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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ZUM STAND DER TECHNIK
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Ein
Formwerkzeug dieser Art ist aus dem im Jahre 1992 ausgegebenen Dokument
DE 41 13 568 C1 bekannt.
Das Formwerkzeug hat typischerweise eine erste, eine Druckglocke
bildende Formhälfte und eine zweite Formhälfte,
die das eigentliche Werkzeug enthält, an dessen Kontur
der Schichtstoff angeformt werden soll. Eine beispielhafte Ausführungsform
des dort beschriebenen Formwerkzeugs ist für eine Formfläche
von ca. 240 cm
2 ausgelegt. Formfläche
bezeichnet hier die vom Innenumfang des Rahmens der zweiten Formhälfte
bzw. die vom Innenumfang des Rahmens der Mutterform dieser zweiten
Formhälfte begrenzte Fläche. Die bekannte Formfläche
von ca. 240 cm
2 ist mit Hilfe eines rechteckigen
Rahmens erhalten worden, der Innenabmessungen von 200 mm × 120
mm aufgewiesen hat. Naturgemäß begrenzt diese
Größe der Formfläche die maximale Abmessung
der damit erzielbaren Tiefziehteile. Mit einer rechteckigen Formfläche
mit Abmessungen von 200 mm × 120 mm lassen sich Tiefziehteile
herstellen, die typischerweise eine maximale Abmessung insbesondere
Länge bis etwa 18 cm haben.
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Es
besteht ein Bedarf nach dreidimensional verformten Tiefziehteilen
aus Kunststofffolien sowie ein Bedarf nach beschichteten Gegenständen,
wie beispielsweise Trägerteilen, die eine ausgeprägt dreidimensionale
Kontur haben und die mit den hier betrachteten Schichtstoffen beschichtet
sind, und die je eine maximale Abmessung, beispielsweise Länge größer
20 cm haben, beispielsweise eine Länge gleich oder größer
36 cm aufweisen. Solche beschichteten Trägerteile können
beispielsweise Komponenten der Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen sein,
wie mit dem Dokument
DE
199 57 850 A1 vorgeschlagen. Für die Erzeugung
relativ großer Tiefziehteile dieser Art und relativ großer
beschichteter Gegenstände dieser Art werden Formwerkzeuge
der hier betrachteten Art benötigt, welche eine wesentlich
größere Formfläche als ca. 240 cm
2 aufweisen, beispielsweise eine Formfläche
von wenigstens 800 cm
2 und vorzugsweise
eine noch größere Formfläche.
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Bei
dem aus dem Dokument
DE
41 13 568 C1 bekannten, für eine Formfläche
von ca. 240 cm
2 ausgelegten Formwerkzeug
bildet das Dichtmittel, das die, eine Druckglocke bildende erste
Formhälfte gegenüber dem zu verformenden Schichtstoff
abdichtet, einen O-Ring, der in eine Nut mit halbkreisförmigem
Querschnitt eingesetzt ist. Ein solcher O-Ring besteht typischerweise
aus einer Rundschnur, die einen Durchmesser von etwa 3 mm bis 4 mm
hat. Beim Versuch, die bekannte Presse und das bekannte Formwerkzeug
so zu erweitern und auszulegen, dass eine Formfläche von
wenigstens 800 cm
2 und vorzugsweise eine
noch größere Formfläche realisiert wird,
hat sich gezeigt, dass dies mit dem bekannten Dichtmittel in Form
einer Rundschnur nicht möglich ist. Zur Realisierung einer
Formfläche von wenigstens 800 cm
2 bei
einem maximalen Formdruck von etwa 300 bar muss die Presse für
eine Formschließkraft von wenigstens 2,4 Mega-Newton ausgelegt
sein. Unter diesen gewaltigen Kräften treten am Gewölbe
der Presse sowie am Formwerkzeug doch gewisse Verbiegungen und Verwölbungen
auf, als deren Folge ein Druckmitteldruck von bis zu 300 bar eine
mehr als 100 cm lange Rundschnur, die nur einen Durchmesser von
etwa 3 mm bis 4 mm hat, aus der angepassten Nut pressen und treiben
würde, weil diese Nut nur eine Tiefe von etwa 2 mm bis
3 mm hat.
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Das
Beschichten bzw. Überziehen eines Gegenstandes, der in
die zweite Formhälfte einbringbar ist, und der nach der
unter den Bedingungen der Hochdruckumformung erfolgten Beschichtung
mit einem mehrlagigen Schichtstoff bzw. Bezugsstoff, wieder aus
dieser Formhälfte herausnehmbar ist, ist mit dem Dokument
DE 199 57 850 A1 beschrieben.
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AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Davon
ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
ein Formwerkzeug der gattungsgemäßen Art bereitzustellen,
das eine Formfläche von wenigstens 800 cm2 und
gegebenenfalls eine noch größere Formfläche
zur Verfügung stellt.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zur Hochdruckumformung eines einlagigen oder mehrlagigen Schichtstoffes
anzugeben, mit dem sich unter den Bedingungen des aus
EP 0 371 425 B1 bekannten
High-Pressure-Forming-Verfahrens dreidimensional verformte Tiefziehteile,
bzw. eine dreidimensionale Kontur aufweisende und beschichtete Gegenstände
erzeugen lassen, die je eine maximale lineare Abmessung insbesondere
Länge gleich oder größer 20 cm haben, beispielsweise
eine Länge gleich oder größer 36 cm aufzuweisen,
vorzugsweise eine solche lineare Abmessung von wenigstens 60 cm
oder noch größer aufweisen.
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DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE
LÖSUNG DIESER AUFGABE
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Ausgehend
von einem Formwerkzeug
zur Hochdruckumformung
eines einlagigen
oder mehrlagigen Schichtstoffes,
mit einer ersten Formhälfte,
die eine Druckglocke bildet, in die ein fluides Druckmittel, insbesondere Druckluft,
unter einem Druckmitteldruck von 20 bar bis 300 bar einführbar
ist, und
diese erste Formhälfte eine umlaufende Dichtfläche hat,
in
der eine umlaufende Nut ausgespart ist,
in die ein umlaufendes
Dichtmittel eingelegt ist, und
mit einer zweiten Formhälfte,
an der oder in der sich eine Kontur befindet, oder
in der sich
ein einlegbarer und wieder herausnehmbarer Gegenstand befindet,
der mit einer Kontur versehen ist,
an welche Kontur der mit
dem fluiden Druckmittel beaufschlagte Schichtstoff angeformt wird,
und
diese zweite Formhälfte eine umlaufende Auflagefläche
für den Schichtstoff hat, und
diese zweite Formhälfte
eine von der ersten Formhälfte entfernte Freigabestellung
einnehmen kann sowie eine zur ersten Formhälfte benachbarte Schließstellung
einnehmen kann,
in dieser Freigabestellung der Schichtstoff
in einer, die beiden Formhälften voneinander trennenden Weise
zwischen den beiden Formhälften einbringbar ist,
und
in dieser Schließstellung
- – die
Dichtfläche an der ersten Formhälfte in einem
geringen Abstand von etwa [Schichtdicke des umzuformenden Schichtstoffes
plus 50 μm bis 1200 μm] zur Auflagefläche
an der zweiten Formhälfte angeordnet ist,
- – der zwischen die beiden Formhälften eingebrachte
Schichtstoff an der Auflagefläche anliegt, und
- – das Dichtmittel zwischen dem Schichtstoff und der
Dichtfläche abdichtet,
ist die erfindungsgemäße
Lösung obiger Aufgabe
dadurch gekennzeichnet, dass
das
Formwerkzeug wenigstens eine Formfläche von 800 cm2 hat,
das Dichtmittel eine strangförmige
Profildichtung ist, die einen in die Nut einsetzbaren Körper
hat, von dem wenigstens eine erste, einstückig angeformte Dichtlippe
absteht, die von einer inneren Dichtlippenflanke sowie von einer äußeren
Dichtlippenflanke begrenzt ist, und
diese Profildichtung so
in diese Nut eingesetzt ist, dass - – sich
diese erste Dichtlippe in einer auf die Druckglocke zu führenden
Richtung erstreckt, und
- – die innere Dichtlippenflanke dieser ersten Dichtlippe
bezüglich der Richtung der Dichtflächenebene schräg
ausgerichtet ist, so dass das anströmende und auf diese
innere Dichtlippenflanke treffende fluide Druckmittel die erste
Dichtlippe elastisch verformt und gegen den Schichtstoff presst.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass mit Hilfe
einer solchen strangförmigen Profildichtung ein Formwerkzeug
der gattungsgemäßen Art realisierbar ist, das
wenigstens eine Formfläche von 800 cm2 zur
Verfügung stellt. Tatsächlich ist mit der vorliegenden
Erfindung eine Presse mit darin eingesetztem Formwerkzeug der gattungsgemäßen
Art realisiert worden, das beispielsweise eine Formfläche
von 2340 cm2 oder das beispielsweise eine
Formfläche von 5000 cm2 zur Verfügung
stellt.
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Ein
weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
betrifft
ein Verfahren
zur Herstellung
eines tiefgezogenen Kunststoff-Formteils
bzw. Tiefziehteils, oder
eines, eine dreidimensionale Kontur
aufweisenden Gegenstandes,
der mit einem tiefgezogenen Kunststoff-Formteil
bzw. Tiefziehteil beschichtet ist.
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Ausgehend
von einem Verfahren
zur Herstellung
eines tiefgezogenen
Kunststoff-Formteils oder
eines, eine dreidimensionale Kontur
aufweisenden und mit
einem tiefgezogenen Kunststoff-Formteil
beschichteten Gegenstandes,
wobei ein einlagiger oder mehrlagiger,
anfänglich ebener Schichtstoff
in einem Formwerkzeug,
das
eine erste, eine Druckglocke bildende Formhälfte und
eine
zweite Formhälfte aufweist,
an der sich oder in der
sich eine Kontur befindet, oder
in der sich ein einlegbarer
und wieder herausnehmbarer
Gegenstand befindet, der mit einer
dreidimensionalen Kontur versehen ist,
mit einem fluiden Druckmittel,
insbesondere Druckluft
unter einem Druckmitteldruck von 20
bar bis 300 bar
unmittelbar und direkt beaufschlagt wird und
innerhalb
einer Zeitspanne kleiner 5 Sekunden isostatisch
an diese Kontur
angeformt wird,
ist hier die erfindungsgemäße
Lösung obiger Aufgabe
dadurch gekennzeichnet, dass
ein
Formwerkzeug verwendet wird, das die vorstehend angegebenen Merkmale
aufweist.
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Sofern
hier ein Formwerkzeug dieser Art verwendet wird, das wenigstens
eine rechteckige Formfläche von 800 cm2 hat,
können damit Tiefziehteile oder mit einem solchen Tiefziehteil
beschichtete Gegenstände erhalten werden, die eine maximale
lineare Abmessung, insbesondere Länge bis zu etwa 36 cm
aufweisen. Beispielsweise können hier nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren Tiefziehteile oder beschichtete Gegenstände hergestellt
werden, die eine Länge von etwa 20 cm bis 36 cm haben.
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Mit
einem Formwerkzeug dieser Art, das wenigstens eine rechteckige Formfläche
von 2340 cm2 hat, lassen sich Tiefziehteile
oder beschichtete Gegenstände erzeugen, die eine maximale
lineare Abmessung insbesondere Länge von etwa 60 cm aufweisen.
In diesem Falle können nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren beispielsweise Tiefziehteile oder beschichtete Gegenstände
hergestellt werden, die eine Länge von etwa 36 cm bis 60
cm haben.
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Sofern
hier ein Formwerkzeug dieser Art verwendet wird, das wenigstens
eine rechteckige Formfläche von 5000 cm2 hat,
können damit Tiefziehteile und beschichtete Gegenstände
erhalten werden, die eine maximale lineare Abmessung, insbesondere Länge
bis zu etwa 96 cm aufweisen. Beispielsweise können hier
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Tiefziehteile
oder beschichtete Gegenstände hergestellt werden, die eine
Länge von etwa 60 cm bis 96 cm haben.
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VORTEILHAFTE AUSGESTALTUNGEN
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Formwerkzeug hat wenigstens eine
Formfläche von 800 cm2 Eine rechteckige
Formfläche von 800 cm2 kann beispielsweise mit
einem rechteckigen Rahmen der zweiten Formhälfte oder mit
einem rechteckigen Rahmen der Mutterform der zweiten Formhälfte
erhalten werden, der Innenabmessungen von 400 mm × 200
mm aufweist. Damit lassen sich Tiefziehteile oder beschichtete Gegenstände
erzeugen, die eine maximale lineare Abmessung, hier insbesondere
Länge bis zu etwa 36 cm haben.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Formwerkzeugs hat eine Formfläche von 2340 cm2.
Diese Formfläche kann mit Hilfe eines rechteckigen Rahmens
bereitgestellt werden, der Innenabmessungen von 650 mm × 360
mm aufweist. Damit lassen sich Tiefziehteile oder beschichtete Gegenstände
erzeugen, die eine maximale lineare Abmessung, hier insbesondere
Länge bis zu etwa 60 cm haben. Als solche Tiefziehteile
oder beschichteten Gegenstände kommen insbesondere die mit
Bedienelementen versehenen Blenden von Haushaltsgeräten,
wie etwa Waschmaschine, Trockner, Spülmaschine, Kühlschrank,
Mikrowelle (so genannte ”weiße Ware”)
in Betracht, die häufig einem Rastermass (Breite) von 60
cm entsprechen.
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Eine
andere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Formwerkzeugs hat eine Formfläche von 5000 cm2.
Diese Formfläche kann mit Hilfe eines rechteckigen Rahmens
bereitgestellt, der Innenabmessungen von 1000 mm × 500
mm aufweist. Damit lassen sich Tiefziehteile oder beschichtete Gegenstände
erzeugen, die eine maximale lineare Abmessung, hier insbesondere
Länge bis zu etwa 96 cm haben. Als solche Tiefziehteile
oder beschichtete Gegenstände kommen beispielsweise großflächige
Interieurteile, wie etwa Teile der Innenverkleidung, von Türen,
von Türholmen, vom Armaturenbrett und sonstigen Bestandteile
der Innenausstattung für Kraftfahrzeuge, und andere Fahrzeuge, Flugzeuge,
Boote und dgl. in Betracht. Auch an die Oberflächen von
Möbeln und die Gestaltung der Wandelemente von Aufenthaltsräumen
ist hier zu denken.
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Sofern
das erfindungsgemäße Formwerkzeug eine rechteckige
Formfläche hat, kann für diese rechteckige Formfläche
ein Verhältnis von Länge:Breite von 1,8 bis 2,2:1
vorgesehen werden. Eine solche rechteckige Formfläche ist
mit den verfügbaren Hochdruckpressen und Ausrüstungen
kompatibel. Jedoch ist die Erfindung keinesfalls auf ein Formwerkzeug
mit rechteckiger Formfläche beschränkt. Sofern
es die Stückzahlen an umzuformendem Tiefziehteil oder an
zu beschichtendem Gegenstand erlauben, kann eine an die Gestalt
des Tiefziehteils bzw. zu beschichtendem Gegenstand angepasste Formfläche
vorgesehen werden. Alternativ könnte auch eine kreisrunde
oder ovale Formfläche vorgesehen werden. In allen diesen
Fällen hat das erfindungsgemäße Formwerkzeug
eine Formfläche von wenigstens 800 cm2 oder
eine noch größere Formfläche.
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Weiterhin
kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Nut eine im Querschnitt
quadratische bis rechteckige Aussparung bildet, und der in diese Nut
einsetzbare Körper der Profildichtung einen angepassten,
im Wesentlichen quadratischen bis rechteckigen Querschnitt hat.
Die Nut wird – abgesehen von den gekrümmten Abschnitten – typischerweise von
ebenen Flächen begrenzt, etwa von einem ebenen Nutgrund
und von dazu orthogonalen ebenen Nut-Seitenwänden. Typischerweise
kann eine solche Nut – ausgehend von der Richtung der Dichtflächenebene – eine
Tiefe von etwa 4 mm bis 8 mm, beispielsweise eine solche Tiefe von
etwa 6 mm haben. Die zur Kaverne benachbarte Nut-Seitenwand kann eine
etwas geringere Höhe haben und über eine Abschrägung
in die Dichtfläche übergehen (vgl. 6).
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Der
in die Nut einsetzbare Körper wird begrenzt von zwei gegenüber
angeordneten Seitenflächen, von einer, zum Nutgrund benachbarten
Fußfläche und von einer gegenüber befindlichen
Kopffläche. Von diesem Körper steht wenigstens
eine erste einstückig angeformte Dichtlippe ab. Diese erste Dichtlippe
kann einen keilförmigen Querschnitt haben, dessen Spitze
fehlt, so dass die erste Dichtlippe hier ein stumpfes Ende aufweist.
Beide, die innere Dichtlippenflanke und die äußere
Dichtlippenflanke sind je eben ausgebildet und gerade ausgerichtet. Bei
einer ersten Ausführungsform der strangförmigen Profildichtung
entwickelt sich diese erste Dichtlippe im wesentlichen aus der Kopffläche
des Körpers heraus (vgl. 6). Vorzugsweise
ist hier vorgesehen, dass die innere Dichtlippenflanke der ersten
Dichtlippe an dieser ersten Ausführungsform Profildichtung mit
der Richtung der Dichtflächenebene einen Winkel (α)
einschließt; vorzugsweise hat dieser Winkel (α) einen
Wert von 20° bis 30°; noch weiter bevorzugt einen
solchen Wert von etwa 26°. Die äußere
Dichtlippenflanke kann dann mit der Richtung der Dichtflächenebene
einen Winkel (β) einschließen; vorzugsweise hat
dieser Winkel (β) einen Wert von 8° bis 16°; besonders
bevorzugst einen solchen Wert von etwa 12°. Ausgehend von
den üblichen Materialien für eine solche strangförmige
Profildichtung weist eine solche Dichtlippe hohe Stabilität
und ausreichende Flexibilität auf, um von dem anströmenden
fluiden Druckmittel wirksam gegen den Schichtstoff gepresst zu werden,
um so eine hohe und sichere Abdichtung der Druckglocke gegenüber
dem Schichtstoff zu erzielen.
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Eine
Profildichtung dieser Art hat eine Höhe ”h”, – die
hier von der Fußfläche des in die Nut einsetzbaren
Körpers bis zur entfernten Kante am stumpfen Ende der ersten
Dichtlippe gemessen wird. Vorzugsweise hat bei dieser ersten Ausführungsform der
Profildichtung diese Höhe ”h” einen Wert
von 8 mm bis 12 mm, besonders bevorzugt ist hier eine solche Höhe ”h” von
etwa 9 mm bis 10 mm. Auch wenn die umlaufende, strangförmige
Profildichtung dieser Art eine Länge größer
100 cm hat, wird mit dieser Ausgestaltung und mit diesen Abmessungen
eine gute Abdichtung der Druckglocke gegenüber den verschiedensten
Schichtstoffen erzielt, und ein sicherer Sitz der strangförmigen
Profildichtung in der umlaufenden Nut erhalten. Im Wesentlichen
kann sich die gesamte Dichtfläche der ersten Formhälfte
in Richtung der Dichtflächenebene erstrecken.
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Bei
einer abgewandelten, mehr bevorzugten Ausführungsform des
Formwerkzeugs kann vorgesehen sein, dass die an der ersten Formhälfte
befindliche Dichtfläche im Randbereich zwischen Nut und Kaverne
der Druckglocke eine gegenüber der Richtung der Dichtflächenebene
zurückgesetzte Stufe bildet. Beispielsweise kann die Ebene
dieser Stufe um etwa 2 bis 5 mm, und vorzugsweise um etwa 3 mm gegenüber
der Richtung der Dichtflächenebene zurückgesetzt
sein. Es wird ein breiterer Spalt für das unter hohem Druck
anströmende, auf die Dichtlippe treffende und diese verformende
fluide Druckmittel geschaffen, und ferner wird mehr Freiraum für
die Verformung der Dichtlippe geschaffen. Hierdurch kann die Anlage
der Dichtlippe an dem Schichtstoff und die damit erzielte Abdichtung
noch weiter gesteigert und verbessert werden.
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Auch
in diesem Falle kann die Nut – ausgehend von der Richtung
der Dichtflächenebene – eine Tiefe von etwa 4
mm bis 8 mm haben, beispielsweise eine solche Tiefe von etwa 6 mm
haben. Die Kavernen benachbarte Nut-Seitenwand hat dann eine geringere
Höhe von etwa 2 mm bis 5 mm, beispielsweise eine solche
Höhe von etwa 3 mm, weil die Nut hier von der zurückgesetzten
Stufe begrenzt ist, die gegenüber der Richtung der Dichtflächenebene
um etwa 2 bis 5 mm, beispielsweise um etwa 3 mm zurückgesetzt
ist. Das unter hohem Druck anströmende fluide Druckmittel
wird die in die Nut eingesetzte Profildichtung gegen die gegenüberliegende
hohe Nut-Seitenwand drücken, die typischerweise eine Höhe
von etwa 4 mm bis 8 mm hat. Eine solche Ausgestaltung erhöht
die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Herausrutschen der Profildichtung
aus der Nut, selbst wenn die strangförmige Profildichtung eine
Länge größer 100 cm hat, und ein besonders hoher
Druckmitteldruck bis zu etwa 300 bar angewandt wird.
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Für
diese abgewandelte Ausführungsform des Formwerkzeugs ist
vorzugsweise auch eine abgewandelte zweite Ausführungsform
der strangförmigen Profildichtung vorgesehen, bei welcher
sich die erste Dichtlippe im wesentlichen aus dem Eckenbereich des
in die Nut einsetzbaren Körpers heraus entwickelt, der
von der Kopffläche und der zur Kaverne der Druckglocke
benachbarten Seitenfläche des Körpers begrenzt
ist (vgl. 7). Es wird mehr Raum für die
Dichtlippe und deren Verformung geschaffen, was eine größere/längere
Dichtlippe ermöglicht. Ferner wird mehr Raum für
die Verformung der Dichtlippe durch das unter hohem Druck anströmende
und auf die Dichtlippe treffende fluide Druckmittel geschaffen.
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Auch
diese zweite Ausführungsform der strangförmigen
Profildichtung ist mit einer ersten Dichtlippe versehen, die vorzugsweise
einen keilförmigen Querschnitt hat, dessen Spitze fehlt,
so dass die erste Dichtlippe hier ein stumpfes Ende aufweist. Beide,
die innere Dichtlippenflanke und die äußere Dichtlippenflanke
sind je eben ausgebildet und gerade ausgerichtet. Hier ist vorzugsweise
vorgesehen, dass die innere Dichtlippenflanke der ersten Dichtlippe
an dieser zweiten Ausführungsform der Profildichtung mit
der Richtung der Dichtflächenebene einen Winkel (α)
einschließt; vorzugsweise hat dieser Winkel (α)
einen Wert von 24° bis 36°; noch weiter bevorzugt
einen solchen Wert von etwa 30°. Die äußere Dichtlippenflanke
kann dann mit der Richtung der Dichtflächenebene einen
Winkel (β) einschließen; vorzugsweise hat dieser
Winkel (β) einen Wert von 10° bis 15°;
besonders bevorzugt einen solchen Wert von etwa 12°. Ausgehend
von den üblichen Materialien für eine solche strangförmige
Profildichtung weist eine solche Dichtlippe hohe Stabilität
und ausreichende Flexibilität auf, um von dem anströmenden fluiden
Druckmittel wirksam gegen den Schichtstoff gepresst zu werden, um
so eine hohe und sichere Abdichtung der Druckglocke gegenüber
dem Schichtstoff zu erzielen.
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Für
diese zweite Ausführungsform der Profildichtung ist eine
von der Fußfläche des in die Nut einsetzbaren
Körpers bis zur entfernten Kante am stumpfen Ende der ersten
Dichtlippe gemessenen Höhe ”h” vorgesehen,
die vorzugsweise einen Wert von 6 mm bis 9 mm hat, besonders bevorzugt
ist hier eine solche Höhe ”h” von etwa
7 mm bis 8 mm. Auch wenn die umlaufende, strangförmige
Profildichtung dieser Art eine Länge größer
100 cm hat, wird mit dieser Ausgestaltung und mit diesen Abmessungen
eine gute Abdichtung der Druckglocke gegenüber den verschiedensten
Schichtstoffen erzielt, und ein sicherer Sitz der strangförmigen
Profildichtung in der umlaufenden Nut erhalten.
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Gut
bewährt hat sich auch eine alternative Ausgestaltung der
strangförmigen Profildichtung dieser Art. In diesem Falle
ist eine dritte Ausführungsform der Profildichtung vorgesehen,
bei welcher von dem in die Nut einsetzbaren Körper zusätzlich
zu der ersten Dichtlippe eine zweite, einstückig angeformte Dichtlippe
absteht, die im Abstand zur ersten Dichtlippe angeordnet ist, und
die sich in die gleiche Richtung erstreckt, wie die erste Dichtlippe
(vgl. 8). Auch diese zweite Dichtlippe hat vorzugsweise
einen keilförmigen Querschnitt, dessen Spitze fehlt, und das
so gebildete stumpfe Ende der zweiten Dichtlippe stützt
sich an einer Schulter und/oder an Abstützflächen
ab, die an der zurückgesetzten Stufe im Randbereich der
Dichtfläche ausgebildet sind. Bei dieser dritten Ausführungsform
der Profildichtung drückt das anströmende fluide
Druckmittel nicht nur die erste Dichtlippe unter deren elastischer
Verformung gegen den Schichtstoff, um dort eine gute Abdichtung
zu erzielen, sondern das anströmende Druckmittel presst
auch die zweite Dichtlippe gegen deren Abstützfläche(n),
womit auch der Körper der Profildichtung in die Nut gepresst
und damit insgesamt der Sitz dieser Profildichtung innerhalb der
Nut noch weiter gesteigert wird.
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Vorzugsweise
hat auch diese zweite Dichtlippe einen keilförmigen Querschnitt,
dessen Spitze fehlt, so dass die zweite Dichtlippe hier ein stumpfes Ende
aufweist. Beide, die innere Dichtlippenflanke und die äußere
Dichtlippenflanke der zweiten Dichtlippe sind je eben ausgebildet
und gerade ausgerichtet. Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung
ist vorzugsweise vorgesehen, dass die innere Dichtlippenflanke der
zweiten Dichtlippe an dieser Profildichtung mit der Richtung der
Dichtflächenebene einen Winkel γ einschließt;
vorzugsweise hat dieser Winkel (γ) einen Wert von 16° bis
24°; noch weiter bevorzugt einen solchen Wert von etwa
19° bis 20°. Mit ihrer äußeren
Dichtlippenflanke liegt die zweite Dichtlippe an einer Abstützfläche,
die an der zurückgesetzten Stufe im Randbereich der Dichtfläche
ausgebildet ist. Mit dieser Ausgestaltung wird auch an der zweiten
Dichtlippe eine innere Dichtlippenflanke geschaffen, die bezüglich
der Richtung der Dichtflächenebene schräg ausgerichtet
ist, so dass das anströmende und auf diese innere Dichtlippenflanke
treffende fluide Druckmittel die zweite Dichtlippe elastisch verformt
und gegen ihre Anlage an der Abstützfläche presst.
Dies erhöht insgesamt den Sitz der Profildichtung in ihrer
Nut.
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Hier
werden gute Ergebnisse erzielt, wenn die mit zwei Dichtlippen versehene
Profildichtung eine Höhe ”h”, – gemessen
von der Basisfläche des in die Nut eingesetzten Körpers,
bis zur dazu entfernten Kante am stumpfen Ende der ersten Dichtlippe – hat
und diese Höhe ”h” vorzugsweise einen
Wert von 9 bis 12 mm hat; besonders bevorzugt ist hier eine solche
Höhe ”h” mit einem Wert von etwa 10 bis
11 mm. In diesem Falle kann die hohe Nut-Seitenwand ein Höhe
von etwa 8 mm bis 12 mm, beispielsweise eine solche Höhe
von etwa 9 mm.
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Weiterhin
ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine strangförmige Profildichtung
der vorstehend beschriebenen Art aus einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomermaterial
besteht. Ein besonders gut geeignetes Polyurethan-Elastomermaterial
weist eine Shore-A-Härte von 90 bis 100 auf; besonders
bevorzugt ist hier ein thermoplastisches Polyurethan-Elastomermaterial
mit einer Shore-A-Härte von etwa 95. Eine strangförmige
Profildichtung aus einem derartigen Polyurethan-Elastomermaterial
weist einerseits die notwendige Steifigkeit auf, um einen stabilen
Sitz in der Nut zu gewährleisten, und ist trotzdem in ausreichendem
Maße elastisch verformbar, damit sich die erste Dichtlippe unter
der Einwirkung des anströmenden fluiden Druckmittels eng
und sicher an den Schichtstoff anschmiegt, um eine sichere Abdichtung
der mit fluidem Druckmittel beaufschlagten Druckglocke gegenüber dem
Schichtstoff zu gewährleisten.
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Strangförmige
Profildichtungen aus dem genannten Polyurethan-Elastomermaterial
sind handelsüblich zugänglich und werden beispielsweise von
SKF Economos Deutschland GmbH, Robert-Bosch-Straße 11,
74321 Bietigheim-Bissingen, DE vertrieben. Hier sind auch bestimmte,
nach den Vorgaben des Kunden gestaltete strangförmige Profildichtungen
erhältlich, wie etwa die im Rahmen der vorliegenden Erfindung
vorgesehenen Profildichtungen.
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Das
erfindungsgemäße Formwerkzeug stellt eine Formfläche
von wenigstens 800 cm2 zur Verfügung.
In diesem Falle kann für die beiden Formhälften
je eine quaderförmige Gestalt vorgesehen sein, mit Außenabmessungen
von etwa 420 mm × 220 mm. Die Nut an der Dichtfläche
der ersten Formhälfte verläuft in einem Abstand
von etwa 6 mm zum Rand dieser Dichtfläche benachbart zur
Kaverne der Druckglocke. Die in die Nut eingesetzte Profildichtung
bildet einen Strang mit geschlossenem Umfang; vorzugsweise hat dieser
Umfang eine Länge im Bereich von etwa 100 bis 300 cm.
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In
diesem Falle weist die in die Nut eingesetzte strangförmige
Profildichtung längs ihres Umfangs gerade und gekrümmte
Abschnitte auf; die gekrümmten Abschnitte folgen vorzugsweise
einem Krümmungsradius größer 3 cm. Um
eine ursprüngliche gerade, relativ steife Profildichtung
aus dem vorstehend genannten thermoplastischen Polyurethan-Material
in eine gekrümmte Nut mit diesem Krümmungsradius
einzusetzen, wird die Profildichtung vorher vorzugsweise erwärmt,
beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von etwa 40 C bis 50°C.
Diese Erwärmung kann mit Hilfe von Heißluft erfolgen.
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Nach
ihrem Einsetzen in die Nut wird die strangförmige Profildichtung
an ihren aneinander liegenden Stoßflächen verschweißt
oder verklebt, um eine umlaufende und allseitig geschlossene Profildichtung
zu erhalten. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Klebestelle
an einer solchen strangförmigen Profildichtung auch nach
mehr als 30.000 Druckbelastungen dicht und elastisch bleibt.
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Typischerweise
wird die strangförmige Profildichtung innerhalb der Nut
fixiert. Dies kann formschlüssig mit Hilfe mechanisch wirkender
Mittel (Hinterschnitt, Spannleiste und dgl.) erfolgen oder durch Verklebung.
Als Klebemittel kommen hier beispielsweise so genannte Sekundenkleber
auf der Basis von Cyanacrylaten in Betracht, gut geeignet ist hier beispielsweise
ein von Kisling AG, Ringstrasse, 8137 Tegelswangen, SCHWEIZ unter
der Handelsbezeichnung ergo 5011 vertriebener Sekundenkleber auf
der Basis von Cyanacrylsäureethylester, der an Stahl eine
Zugscherfestigkeit größer 17 N/mm2 aufweist.
Mehr bevorzugt ist die Fixierung durch Verklebung. Eine solche Fixierung
verhindert, dass die nach einem Umformungsschritt an dem Schichtstoff anliegende
Profildichtung beim Öffnen des Formwerkzeugs und voneinander
Entfernen der beiden Formhälften aus der Nut heraus gezogen
wird.
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ZEICHNUNGEN
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Nachstehend
wird die Erfindung mehr im Einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsformen mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Formwerkzeug in geöffnetem
Zustand;
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2 das
Formwerkzeug nach 1 in geschlossenem Zustand nach
Durchführung einer isostatischen Hochdruckumformung;
-
3 eine
schematische Längsschnittdarstellung einer Presse, in welcher
das Formwerkzeug einsetzbar ist, um die Hochdruckumformung durchzuführen;
-
4 eine
schematische Querschnittsdarstellung dieser Presse;
-
5 eine
ausschnittsweise perspektivische Darstellung der Doppel-Kniehebel-Anordnung
einer solchen Presse;
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6 anhand
einer schematischen Querschnittsdarstellung einen Ausschnitt aus 1 mit einer
ersten Ausführungsform einer strangförmigen Profildichtung;
und
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7 anhand
einer schematischen Querschnittsdarstellung einen Ausschnitt aus 1 mit einer
zweiten Ausführungsform der strangförmigen Profildichtung;
und
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8 anhand
einer schematischen Querschnittsdarstellung einen Ausschnitt aus 1 mit einer
dritten Ausführungsform der strangförmigen Profildichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Als
umzuformender, einlagiger oder mehrlagiger Schichtstoff können
die bekannten, nach dem High-Pressure-Forming Verfahren umformbaren Schichtstoffe,
Laminate und Verbundstoffe eingesetzt werden. Das Dokument
EP 0 371 425 B1 nennt hier
einlagige oder mehrlagige Folienanordnungen aus kaltreckbaren, thermoplastischen
oder duroplastischen Folienmaterialien, insbesondere Polycarbonate
(beispielsweise die von BAYER AG vertriebenen MAKROLON-Sorten),
Polyester, insbesondere aromatische Polyester (beispielsweise Polyalkylenterephthalate),
Polyamide (beispielsweise PA 6- oder PA 66-Sorten, hochfeste ”Aramide-Folien”),
Polyimide (beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung ”KAPTON” vertriebenen
Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid)) sowie
Polyarylate, die sich hier gut bewährt haben und vorzugsweise angewandt
werden.
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Weiterhin
können die aus dem Dokument
EP 0 691 201 B1 bekannten, 0,02 mm bis 0,8
mm dicken Folien aus thermoplastischem Kunststoff zusammen mit einer
3 μm bis 50 μm dicken Farbschicht eingesetzt werden.
Als geeignete Folienmaterialien werden hier unter anderem thermoplastische
aromatische Polycarbonate, thermoplastische Polyarylsulfone, thermoplastische
Celluloseester, thermoplastische Polyvinylchloride und thermoplastische
Styrol–Acrylnitril-Copolymerisate angegeben. Die Farbschicht
enthält typischerweise Pigmente, die in einem bestimmten
Farbschichtträger auf Basis Polycarbonat dispergiert sind.
Alle dort beschriebenen Materialien und Materialkombinationen können
auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
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Einlagige
Schichtstoffe haben – zusammen mit einer Farbschicht und/oder
einer Metallisierung – typischerweise eine Schichtdicke
von etwa 40 μm bis 2000 μm, vorzugsweise eine
Schichtdicke von etwa 150 μm bis 800 μm. Mehrlagige
Schichtstoffe, Laminate und Verbundstoffe, einschließlich
der eingangs genannten Verbundstoffe mit mehrschichtigem Elektrolumineszens-Element
haben typischerweise eine Schichtdicke von etwa 60 μm bis
etwa 2400 μm und vorzugsweise eine solche Schichtdicke
von etwa 120 μm bis etwa 1200 μm; noch weiter
bevorzugt sind hier Schichtdicken von etwa 150 μm bis etwa
375 μm.
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Die 1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug 9 in
geöffnetem Zustand; die 2 zeigt
dieses Formwerkzeug 9 in geschlossenem Zustand nach Durchführung
einer isostatischen Hochdruckumformung. Wie im Einzelnen aus den 1 und 2 ersichtlich,
besteht das Formwerkzeug 9 im Wesentlichen aus einer ersten
Formhälfte 10 und aus einer zweiten Formhälfte 60.
Die erste Formhälfte 10 bildet eine Druckglocke
und ist in einer Presse typischerweise oben angeordnet, so dass
die offene Kaverne 17 der Druckglocke nach unten zeigt.
Diese erste Formhälfte 10 hat einen abstehenden
Halteflansch 11, der an einem umlaufenden Winkelprofil 89 gehalten
ist, das seinerseits an einem oberen Formtisch 80 der Presse 70 angebracht
ist. Die Kaverne 17 der Druckglocke wird von einem umlaufenden
Steg 12 begrenzt, dessen Stirnfläche die umlaufende
Dichtfläche 13 der ersten Formhälfte 10 bildet. Im
wesentlichen kann sich der gesamte oder überwiegende Teil
der Dichtfläche 13 in der Richtung ”d” der
Dichtflächenebene erstrecken. ”Dichtflächenebene” bezeichnet
hier und an anderer Stelle die Ebene der Dichtfläche 13.
In dieser Dichtfläche 13 ist – in geringem
Abstand zur Kaverne 17 der Druckglocke – eine
umlaufende Nut 16 ausgespart. In diese Nut 16 ist
eine umlaufende, strangförmige Profildichtung eingesetzt,
die nachstehend mit Bezugnahme auf die 6, 7 und 8 näher
erläutert ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform
des Formwerkzeugs ist die Dichtfläche 13 an der
ersten Formhälfte ebenfalls eben ausgebildet. Jedich ist
im Randbereich zwischen der Nut 16 und der Kaverne 17 eine gegenüber
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene zurückgesetzte
Stufe 14 ausgebildet. Typischerweise ist diese Stufe 14 um
etwa 2 mm bis 5 mm gegenüber der Richtung ”d” der
Dichtflächenebene zurückgesetzt. Damit wird mehr
Raum für das unter hohem Druck anströmende fluide
Druckmittel geschaffen, das auf die Dichtlippe der Profildichtung
treffen und diese verformen soll. Diese erste Formhälfte 10 begrenzt
eine Kaverne 17, in welche ein Kanal 18 mündet, über
den ein fluides Druckmittel zugeführt und wieder entfernt
werden kann. Lediglich schematisch angedeutete Steuerorgane 19 regeln
die Druckmittelversorgung. Das fluide Druckmittel kann eine erhöhte Temperatur
aufweisen, insbesondere dann, wenn der zu verformende Schichtstoff
bei der Beaufschlagung mit dem fluiden Druckmittel eine höhere
Temperatur als die Umgebungstemperatur aufweist.
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Dieses
Formwerkzeug 9 hat eine zweite Formhälfte 60,
die typischerweise unterhalb der ersten Formhälfte 10 angeordnet
ist und sich auf einem unteren Formtisch 90 der Presse 70 abstützt.
Zu dieser zweiten Formhälfte 60 gehört
eine Tragplatte 61, eine Bodenplatte 63, und das
eigentliche Werkzeug 64 mit den lediglich schematisch und
beispielhaft angedeuteten Konturen 65, 65', 65'';
sowie eine gefederte Mutterform 66, welche das Werkzeug 64 umschließt.
Die Bodenplatte 63 kann vorzugsweise mit einer Heizeinrichtung
ausgerüstet sein, die ihrerseits Heizdrähte und
eine Regelungseinrichtung zur Temperaturkonstanthaltung aufweist.
Damit kann die Temperatur der zweiten Formhälfte 60 an
die Temperatur des Schichtstoffes 4 bei dessen Hochdruckumformung
angepasst werden. Zwischen der Tragplatte 61 und der Bodenplatte 63 ist
eine Lage aus wärme-isolierendem Material 62 angeordnet.
Die Tragplatte 61 wird mit Hilfe der Winkelprofile 99 am
unteren Formtisch 90 gehalten.
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Die
Mutterform 66 weist einen Rahmen 67 auf, der federnd
auf Federn 68 abgestützt ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform begrenzen und definieren die Innenabmessungen
des Rahmens 67 die Formfläche des Formwerkzeugs 9.
Die obere Stirnfläche des Rahmens 67 bildet eine
Auflagefläche 69 für den Schichtstoff 4.
Dieser anfänglich ebene Schichtstoff 4 wird typischerweise
an einem rahmenartigen Träger 5 gehalten, beispielsweise
einer Palette. Am Außenumfang des Rahmens 67 der
Mutterform 66 kann eine umlaufende, nach außen
offene Stufe 69' ausgespart sein, in welche die rahmenartige
Aussparung des Trägers 5 einsetzbar ist. Auf diese
Weise kann der Träger 5 gegenüber der
zweiten Formhälfte 60 des Formwerkzeugs 9 zentriert
werden, wodurch eine passgenaue Anordnung des Schichtstoffes 4 bezüglich
der Konturen 65, 65' und 65'' erhalten
wird, an welche dieser Schichtstoff 4 angeformt werden
soll.
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Ein
Formwerkzeug dieser Art ist in einer Presse angeordnet, die nachstehend
mit Bezugnahme auf die 3, 4 und 5 erläutert
wird.
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Eine
typische Presse 70 weist einen oberen Formtisch 80,
einen unteren Formtisch 90 und ein Säulengestell
mit vier vertikal ausgerichteten Säulen 71 auf,
an welchem die Formtische 80, 90 geführt sind.
Für ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug 9, das
wenigstens eine Formfläche von 800 cm2 bereitstellt,
ist typischerweise eine Anordnung gewählt, bei welcher
die Säulen 71 an den Ecken eines Rechtecks angeordnet
sind, das beispielsweise eine Länge von 750 mm und eine
Breite von 580 mm hat. Jede Säule 71 ist am oberen
Endabschnitt mit einem Außengewindeabschnitt 72 versehen.
Jeder Formtisch 80, 90 ist in der Draufsicht im
Wesentlichen rechteckig ausgebildet und weist erweitere Eckenbereiche auf,
in welchen je eine durchgehende Bohrung 84, 94 ausgespart
ist, durch welche je eine Säule 71 geführt ist.
Jeder Formtisch 80, 90 weist je eine Tischplatte 81 und 91 auf,
die an je einem Traggestell 82, 92 abgestützt
ist, das seinerseits mehrere Tragholme 83, 93 aufweist.
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Wie
insgesamt aus den 3 und 4 ersichtlich,
ist für die Presse 70 eine schwere, massive Konstruktion
vorgesehen, die erhebliche Kräfte aufnehmen und/oder ausüben
kann. Für ein beispielhaftes Formwerkzeug 9, das
wenigstens eine Formfläche von 800 cm2 bereitstellt
und das für einen maximalen Druck des fluiden Druckmittels
von 300 bar ausgelegt ist, ist eine Presse vorgesehen, die mit Hilfe
des noch zu erläuternden Antriebs eine Formschließkraft
von wenigstens 2,4 Mega-Newton erzeugt.
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Typischerweise
ist der obere Formtisch 80 ist im Wesentlichen ortsfest
angeordnet, kann jedoch zu Justierzwecken in geringem Umfang in
vertikaler Richtung verstellt werden. Hierzu ist ein Kettengleichlauf
vorgesehen. In die durchgehenden Bohrungen 84 am oberen
Formtisch 80 ist je eine drehbar gehaltene Buchse 85 eingesetzt,
die an ihrem Innenumfang mit einem Innengewindeabschnitt 86 versehen
ist. Zusätzlich ist an jeder Buchse 85 ein Zahnkranz 87 befestigt.
Eine motorisch angetriebene Kette 88 greift nacheinander
in jeden Zahnkranz 87 ein und verursacht eine Drehung jeder
Buchse 85 um den gleichen Betrag, was eine vertikale Verstellung des
oberen Formtisches 80 längs der Gewindeabschnitte 75/86 bewirkt.
Hierdurch kann der von der Schichtdicke des umzuformenden Schichtstoffes 4 abhängige
Abstand zwischen der Dichtfläche 13 an der ersten
Formhälfte 10 zur Auflagefläche 69 an
der zweiten Formhälfte 60 in der Schließstellung
des Formwerkzeugs 9 eingestellt werden.
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Der
untere Formtisch 90 ist vertikal verstellbar längs
der Säulen 71 geführt. Der Aufbau des
Antriebs 100 zur Verstellung des unteren Formtisches 90 ist
insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich;
hier zeigt die linke Darstellung von 3 die obere
Totstellung der Formtischverstellung (Schließstellung),
und die rechte Teildarstellung der 3 zeigt
die untere Totstellung der Formtischverstellung (Freigabestellung).
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Zu
diesem Antrieb 100 gehören ein elektrisch betätigter
Stirnrad-Getriebebremsmotor 101, der einen Kurbelantrieb 102 treibt.
Die Kurbel 103 wirkt über ein Pleuel 104 auf
ein verschiebliches Pleuellager 105, das an Führungsstäben 106 in
vertikaler Richtung verschieblich geführt ist. Eine Doppel-Kniehebel-Anordnung 110 weist
drei gelenkig miteinander verbundene Arme 111, 112 und 113 auf, die
sämtlich an der gemeinsamen Kniehebelwelle 114 gelagert
sind. Der erste Arm 111 erstreckt sich zwischen der Kniehebelwelle 114 und
eine Welle 107 am Pleuellager 105. Der zweite
Arm 112 erstreckt sich zwischen der Kniehebelwelle 114 und
einer Stützwelle 108, die am Pressengestell abgestützt
ist. Der dritte Arm 113 erstreckt sich zwischen der Kniehebelwelle 114 und
einer Welle 115, die an den Tragholmen 93 des
Hubgestells 92 des unteren Formtisches 90 abgestützt
ist.
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Wie
aus der linken Teildarstellung nach 3 ersichtlich,
erstrecken sich – in der oberen Totstellung der Kurbelbewegung – der
erste Arm 111 im wesentlichen horizontal, und der zweite
und dritte Arm 112 und 113 in vertikaler Richtung,
parallel zu den Säulen 73 des Säulengestells.
Der Stirnrad-Getriebebremsmotor kann exakt in dieser Stellung angehalten
werden, welcher der Schließstellung des unteren Formtisches 90 entspricht.
In dieser Stellung kann der Antrieb 100 einen besonders
hohen Formdruck ausüben und/oder aufnehmen. Durch die sinusförmige
Verstellung über Kurbelantrieb 102 und Doppel-Kniehebel-Anordnung 110 arbeitet
der Antrieb 100 sehr leise, und der untere Formtisch 90 nimmt
allmählich seine obere oder untere Endstellung beziehungsweise
Totstellung ein. Die stärksten Kräfte wirken stets
in vertikaler Richtung, parallel zu den Säulen 71,
und eine Beschädigung der Säulen 71 und
der Führungen 94 am unteren Formtisch wird sicher
vermieden. Die gewünschte hohe Formschließkraft
von etwa ... Mega-Newton und mehr kann mit einem Antrieb 100 erzielt
werden, der vergleichsweise geringe Abmessungen aufweist. Durch entsprechende
Ansteuerung des Motors 101 wird der untere Formtisch 90 so
lange angehoben, bis er einen oberen Totpunkt erreicht hat und seine
Schließstellung einnimmt; beziehungsweise so weit abgesenkt,
bis der untere Formtisch 90 seinen unteren Totpunkt erreicht
hat und eine Freigabestellung einnimmt. Exakt in diesen jeweiligen
Endstellungen kann der Getriebebremsmotor 101 angehalten
werden.
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Für
ein Formwerkzeug mit einer besonders hohen Formfläche von
5000 cm2 oder größer kann ein
abgewandelter Antrieb der Presse vorgesehen sein. Zur Erreichung
der Schließstellung kann nicht nur der untere Formtisch
angehoben werden, sondern gleichzeitig auch der obere Formtisch
abgesenkt werden, bis eine der Schließstellung zugeordnete
Arretierung der beiden Formtische in den jeweiligen Positionen erfolgt.
Diese Ausgestaltung gewährleistet besonders hohe Formschließkräfte
in einer Größenordnung von etwa 8 Mega-Newton.
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An
der Tischplatte 91 des unteren Formtisches 90 und
an der Tischplatte 81 des oberen Formtisches 80 sind
paarweise Winkelprofile 99, 89 angeordnet, die
je eine Führungsnut begrenzen, in welche je ein Tragelement 12 der
ersten Formhälfte 10 bzw. ein Tragelement 61 der
zweiten Formhälfte 60 einschiebbar ist. Je eine – nicht
dargestellte – Arretiervorrichtung sichert die eingeschobene
Formhälfte 10 bzw. 60 in der vorgesehenen
Anordnung. Die resultierende Einschubtechnik erlaubt einen schnellen Wechsel
der Formhälften 10 bzw. 60 des Formwerkzeugs 9.
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Im
oberen Totpunkt der Verstellbewegung des unteren Formtisches 90 nimmt
die zweite Formhälfte 60 des Formwerkzeugs 9 eine
Schließstellung bezüglich der ersten Formhälfte 10 ein.
Zum Erreichen dieser Schließstellung kann der innerhalb
der Presse 70 befindliche Träger 5 für
den Schichtstoff 4 geringfügig angehoben werden,
beispielsweise um ca. 3 mm bis 4 mm, um bei Bedarf auch eine Positiv-Verformung
des Schichtstoffes 4 durchzuführen. In dieser
Schließstellung ist das Formwerkzeug 9 geschlossen,
wie das mit 2 dargestellt ist. Die, die Mutterform 66 haltenden
Federn 68 sind zusammengedrückt, und die untere
Stirnfläche des Rahmens 67 der Mutterform 66 liegt
an der Bodenplatte 63 an. Der von dem Träger 5 gehaltene
Schichtstoff 4 befindet sich anfänglich in geringem
Abstand oberhalb des Werkzeugs 64. Die Dichtfläche 13 der
ersten Formhälfte 10 befindet sich in einem geringen
Abstand von [Schichtdicke des Schichtstoffes plus 100 μm
bis 1200 μm] zur Auflagefläche 69 an
der Mutterform 66. Die in die Nut 16 eingesetzte
Profildichtung sorgt für eine druckdichte Abdichtung zwischen
der Dichtfläche 13 und dem Schichtstoff 4.
Sofern ein fluides Druckmittel über den Kanal 18 in
die Kaverne 17 eingeführt wird, trifft dieses
Druckmittel auf die schräg gestellte innere Dichtlippenflanke 25 bzw. 35 an
der ersten Dichtlippe 24 bzw. 34 der Profildichtung 20 bzw. 30 (vgl.
nachstehende 6 und 7), verformt
diese erste Dichtlippe 24 bzw. 34 elastisch und presst
die so verformte erste Dichtlippe 24 bzw. 34 gegen
die Oberfläche des Schichtstoffes 4. Auf diese Weise
wird auch bei einer hohen Formfläche von wenigstens 800
cm2 und einem hohen Druckmitteldruck bis
zum 300 bar eine sichere Abdichtung der Druckglocke gegenüber
dem Schichtstoff 4 innerhalb der ersten Formhälfte 10 erhalten.
Das in die Kaverne 17 eingeführte Druckmittel
formt den Schichtstoff 4 innerhalb von 5 sec, vorzugsweise
schlagartig an die Konturen 65, 65', 65'' des
Werkzeugs 64 an. Daraufhin wird mit Hilfe der Steuerorgane 19 die
Kaverne 17 wieder entlastet, und der untere Formtisch 90 wird abgesenkt.
Die Federn 68 heben die Mutterform 66 an, und
der verformte Schichtstoff 4 wird vom Werkzeug 64 gelöst,
bzw. der an einen, innerhalb der zweiten Formhälfte 60 befindlichen – nicht
dargestellten – Gegenstand angeformte Schichtstoff wird
zusammen mit diesem Gegenstand aus der zweiten Formhälfte 60 entnommen.
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Nachstehend
wird mit Bezugnahme auf die 6, 7 und 8 die
strangförmige Profildichtung im Einzelnen erläutert,
welche in die Nut 16 an der ersten Formhälfte 10 des
Formwerkzeugs 9 eingesetzt ist. Die 6 zeigt – in
vergrößertem Maßstab – einen
Ausschnitt aus der 1, nämlich an der ersten
Formhälfte 10 denjenigen Bereich, wo die Dichtfläche 13 in
die Kaverne 17 übergeht und die Nut 16 ausgebildet
ist. Bei dieser Ausgestaltung der ersten Formhälfte 10 erstreckt
sich im wesentlichen die gesamte Dichtfläche 13 in
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene.
In diese, eine im Querschnitt quadratische bis rechteckige Aussparung
bildende Nut 16 ist eine erste Ausführungsform
des Dichtmittels eingesetzt, nämlich die strangförmige
Profildichtung 50. Diese Profildichtung 50 besteht
aus einem in die Nut 16 einsetzbaren Körper 51,
von dem wenigstens eine erste, einstückig angeformte Dichtlippe 54 absteht.
Sofern die Nut 16 eine im Querschnitt quadratische bis
rechteckige Aussparung bildet, hat auch dieser Körper 51 einen
angepassten, im Wesentlichen quadratischen bis rechteckigen Querschnitt.
Benachbart zum Nutgrund befindet sich am Körper 51 dessen
Fußfläche 52. Die in die Nut einführbaren
Kanten am Körper 21 können abgefast sein.
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Die
am Körper 51 einstückig angeformte erste
Dichtlippe 54 entwickelt sich aus dessen Kopffläche 53 heraus
und hat einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt,
dessen Spitze fehlt. Folglich hat diese erste Dichtlippe 54 dort
ein stumpfes Ende 57 und wird ansonsten begrenzt von der
inneren Dichtlippenflanke 55 sowie von der äußeren
Dichtlippenflanke 56. Diese innere Dichtlippenflanke 55 schließt mit
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel α ein; vorzugsweise hat dieser Winkel α einen Wert
von 20° bis 30°, besonders bevorzugt einen Wert
von etwa 26°. Richtung ”d” der Dichtflächenebene
meint hier und nachfolgend diejenige Richtung, in welcher sich die
Ebene der Dichtfläche 13 erstreckt. Die äußere
Dichtlippenflanke 56 schließt mit der Richtung ”d” der
Dichtflächenebene einen Winkel β ein; vorzugsweise
hat dieser Winkel β einen Wert im Bereich von 8° bis
16°; besonders bevorzugt einen Wert von etwa 12°.
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Insbesondere
diese Ausrichtung der inneren Dichtlippenflanke 55 ist
bedeutsam, weil diese innere Dichtlippenflanke 55 bezüglich
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
schräg ausgerichtet ist, so dass das unter einem Druck
von 20 bar bis 300 bar anströmende und auf die innere Dichtlippenflanke 55 treffende
fluide Druckmittel die Dichtlippe 54 elastisch verformt
und gegen den Schichtstoff 4 presst.
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Diese
strangförmige Profildichtung 50 hat eine – von
der Fußfläche 52 am Körper 51 bis
zur entfernten Kante am stumpfen Ende 57 der ersten Dichtlippe 54 gemessene – Höhe ”h”;
vorzugsweise hat dies Höhe ”h” einen
Wert von 8 mm bis 12 mm, besonders bevorzugt einen solchen Wert
von etwa 9 mm bis 10 mm. Mit diesen Abmessungen wird eine ausreichende
elastische Verformung der ersten Dichtlippe 54 an der ersten
Ausführungsform der strangförmigen Profildichtung 50 erzielt.
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Die 7 zeigt – in
vergrößertem Maßstab – einen
Ausschnitt aus der 1, nämlich an der ersten
Formhälfte 10 denjenigen Bereich, wo die Dichtfläche 13 in
die Kaverne 17 übergeht und die Nut 16 ausgebildet
ist. Hier ist eine abgewandelte Ausführungsform der ersten
Formhälfte 10 vorgesehen, bei welcher im Randbereich
zwischen der Nut 16 und der Kaverne 17 eine gegenüber
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
zurückgesetzte Stufe 14 ausgebildet ist. In die
Nut 16 ist eine zweite Ausführungsform des Dichtmittels
eingesetzt, nämlich die strangförmige Profildichtung 20.
Diese Profildichtung 20 besteht aus einem in die Nut 16 einsetzbaren
Körper 21, von dem wenigstens eine erste, einstückig
angeformte Dichtlippe 24 absteht. Sofern die Nut 16 eine im
Querschnitt quadratische bis rechteckige Aussparung bildet, hat
auch dieser Körper 21 einen angepassten, im Wesentlichen
quadratischen bis rechteckigen Querschnitt. Benachbart zum Nutgrund
befindet sich am Körper 21 dessen Fußfläche 22.
Die in die Nut einführbaren Kanten am Körper 21 können abgefast
sein.
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Die
am Körper 21 einstückig angeformte erste
Dichtlippe 24 entwickelt sich im Wesentlichen aus dessen
Eckenbereich heraus, der von dessen Kopffläche 23 und
von dessen zur Kaverne 17 benachbarten Seitenfläche
begrenzt ist. Diese erste Dichtlippe 24 hat einen im Wesentlichen
keilförmigen Querschnitt, dessen Spitze fehlt. Folglich
hat diese erste Dichtlippe 24 dort ein stumpfes Ende 27 und
wird ansonsten begrenzt von der inneren Dichtlippenflanke 25 sowie
von der äußeren Dichtlippenflanke 26.
Diese innere Dichtlippenflanke 25 schließt mit
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel α ein; vorzugsweise hat dieser Winkel α einen
Wert von 24° bis 36°; besonders bevorzugt einen
Wert von etwa 30°. Richtung ”d” der Dichtflächenebene
meint hier und nachfolgend diejenige Richtung, in welcher sich die
Ebene der Dichtfläche 13 erstreckt. Die äußere Dichtlippenflanke 26 schließt
mit der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel β ein; vorzugsweise hat dieser Winkel β einen
Wert im Bereich von 10 bis 15°; besonders bevorzugt einen
Wert von etwa 12°.
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Insbesondere
diese Ausrichtung der inneren Dichtlippenflanke 25 ist
bedeutsam, weil diese innere Dichtlippenflanke 25 bezüglich
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
schräg ausgerichtet ist, so dass das unter einem Druck
von 20 bar bis 300 bar anströmende und auf die innere Dichtlippenflanke 25 treffende
fluide Druckmittel die Dichtlippe 24 elastisch verformt
und gegen den Schichtstoff 4 presst.
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Diese
strangförmige Profildichtung 20 hat eine – von
der Fußfläche 22 am Körper 21 bis
zur entfernten Kante am stumpfen Ende 27 der ersten Dichtlippe 24 gemessene – Höhe ”h”;
vorzugsweise hat dies Höhe ”h” einen
Wert von 6 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt einen solchen Wert
von 8 mm bis 9 mm. Mit diesen Abmessungen wird eine ausreichende
elastische Verformung der ersten Dichtlippe 24 erzielt.
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Die 8 entspricht
im Wesentlichen der vorstehend erläuterten 7;
abweichend zeigt die 8 eine Ausführungsform,
bei welcher in die Nut 16 eine dritte Ausführungsform
des Dichtmittels eingesetzt ist, nämlich die strangförmige
Profildichtung 30, die zusätzlich zu einer ersten
Dichtlippe 34 eine zweite Dichtlippe 44 aufweist.
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Die 8 zeigt – in
vergrößertem Maßstab – einen
Ausschnitt aus der 1, nämlich an der ersten
Formhälfte 10 denjenigen Bereich, wo die Dichtfläche 13 in
die Kaverne 17 übergeht und die Nut 16 ausgebildet
ist. Diese Nut 16 bildet eine im Querschnitt quadratische
bis rechteckige Aussparung. Im Randbereich zwischen der Nut 16 und
der Kaverne 17 ist eine gegenüber der Richtung ”d” der
Dichtflächenebene zurückgesetzte Stufe 14 ausgebildet.
In dieser zurückgesetzten Stufe 14 kann nochmals
eine treppenförmige Abstufung ausgebildet sein, so dass die
Schulter 15 resultiert. In die Nut 16 ist eine
dritte Ausführungsform des Dichtmittels eingesetzt, nämlich
die strangförmige Profildichtung 30. Diese Profildichtung 30 besteht
aus einem in die Nut 16 einsetzbaren Körper 31,
von dem eine erste, einstückig angeformte Dichtlippe 34 absteht,
sowie zusätzlich eine zweite, einstückig angeformte
Dichtlippe 44 absteht, die im Abstand zur ersten Dichtlippe 34 angeordnet ist,
und sich in die gleiche Richtung erstreckt, wie die erste Dichtlippe 34.
Sofern die Nut 16 eine im Querschnitt quadratische bis
rechteckige Aussparung bildet, hat auch dieser Körper 31 einen
angepassten, im wesentlichen quadratischen bis rechteckigen Querschnitt.
Benachbart zum Nutgrund befindet sich am Körper 31 dessen
Basisfläche 32. Die in die Nut einführbaren
Kanten am Körper 31 können abgefast sein.
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Die
am Körper 31 einstückig angeformte erste
Dichtlippe 34 entwickelt sich im Wesentlichen aus dessen
Eckenbereich heraus, der von dessen Kopffläche 33 und
von dessen, zur Kaverne 17 benachbarten Seitenfläche
begrenzt ist. Diese erste Dichtlippe 34 hat einen im Wesentlichen
keilförmigen Querschnitt, dessen Spitze fehlt. Folglich
hat diese erste Dichtlippe 34 dort ein stumpfes Ende 37 und
wird ansonsten begrenzt von der inneren Dichtlippenflanke 35 sowie
von der äußeren Dichtlippenflanke 36.
Diese innere Dichtlippenflanke 35 schließt mit
der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel α ein; vorzugsweise hat dieser Winkel α einen
Wert von 24° bis 36°, besonders bevorzugt einen
Wert von etwa 30°. Die äußere Dichtlippenflanke 36 schließt
mit der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel β ein; vorzugsweise hat dieser Winkel β einen
Wert im Bereich von 10° bis 15°; besonders bevorzugt
einen Wert von etwa 12°.
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Die
zweite Dichtlippe 44 entwickelt sich aus der zur Kaverne 17 benachbarten
Seitenfläche des Körpers 31 heraus. Auch
diese zweite Dichtlippe 44 hat einen keilförmigen
Querschnitt, dessen Spitze fehlt. Folglich hat diese zweite Dichtlippe 44 dort
ein stumpfes Ende 47 und wird ansonsten begrenzt von der
inneren Dichtlippenflanke 45 sowie von der äußeren
Dichtlippenflanke 46. Diese innere Dichtlippenflanke 45 schließt
mit der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
einen Winkel γ ein; vorzugsweise hat dieser Winkel γ einen
Wert von 16° bis 24°; besonders bevorzugt einen
Wert von etwa 19° bis 20°. Das stumpfe Ende 47 dieser
zweiten Dichtlippe 44 kann sich an der Schulter 15 oder
an der zurückgesetzten Stufe 14 abstützen,
die im Randbereich der Dichtfläche 13 ausgebildet
ist. Ferner liegt die äußere Dichtlippenflanke 46 auf
der verbleibenden Anlagefläche bis zur Schulter 15 oder
bis zur zurückgesetzten Stufe 14 auf. Diese Anlagefläche
bildet eine Abstützfläche für die zweite
Dichtlippe 44.
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Auch
für diese dritte Ausführungsform der Profildichtung 30 ist
die Ausrichtung der inneren Dichtlippenflanke 35 an der
ersten Dichtlippe 34, sowie die Ausrichtung der inneren
Dichtlippenflanke 45 an der zweiten Dichtlippe 44 bedeutsam.
Beide inneren Dichtlippenflanken 35 und 45 sind
bezüglich der Richtung ”d” der Dichtflächenebene
schräg ausgerichtet, so dass das unter einem Druck von
20 bar bis 300 bar anströmende und auf diese inneren Dichtlippenflanken 35 und 45 treffende
fluide Druckmittel diese Dichtlippen 34 und 44 elastisch
verformt; hierbei wird die erste Dichtlippe 34 gegen den
Schichtstoff 4 gepresst; und die zweite Dichtlippe 44 wird
gegen ihre Abstützfläche an der zurückgesetzten
Stufe 14 und an die Schulter 15 gepresst, womit
auch der Körper 31 dieser Profildichtung 30 in
die Nut 16 gepresst wird, und der Sitz dieses Körpers 31 innerhalb
der Nut 16 gesteigert und gesichert wird.
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Diese
strangförmige Profildichtung 30 hat eine – von
der Basisfläche 32 am Körper 31 bis
zur dazu entfernten Kante am stumpfen Ende 37 der ersten
Dichtlippe 34 gemessene – Höhe ”h”;
diese Höhe ”h” hat vorzugsweise einen
Wert von 9 bis 12 mm; besonders bevorzugt einen Wert von 10 bis
11 mm.
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Der
anfänglich ebene Schichtstoff
4 wird typischerweise
in Form einzelner Stücke eingesetzt. Solche Stücke
können einzeln von Hand in das geöffnete Formwerkzeug
9 eingelegt
werden. Alternativ kann je ein Stück Schichtstoff
4 an
einem rahmenartigen Träger
5 angebracht werden
und zusammen mit diesem Träger
5 in das geöffnete
Formwerkzeug
9 eingeschoben werden. Der Träger
5 kann
dann längs seiner Innenaussparung an der umlaufenden Stufe
69' abgesetzt
werden, die am Außenumfang des Rahmens
67 der
Mutterform
66 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine
exakte Positionierung des am Träger
5 gehaltenen
Schichtstoffes
4 bezüglich der Konturen
65,
65',
65'' am
Werkzeug
64 in der zweiten Formhälfte
60 erreicht
werden. Ein solcher, den zu verformenden Schichtstoff
4 haltender
Träger
5 kann mit Hilfe eines – nicht
dargestellten – Schlittens transportiert werden, der einerseits
zwischen einer Auflagestation, wo der anfänglich ebene
Schichtstoff
4 auf den Träger
5 aufgelegt
wird sowie einer Entnahmestation, wo der verformte Schichtstoff
bzw. der mit dem Schichtstoff beschichtete Gegenstand von dem Träger
5 entfernt
wird und andererseits der Anlage an der zweiten Formhälfte
60 hin-
und herbewegt werden. Alternativ kann der rahmenförmige
Träger
5 eine Palette sein, und eine Vielzahl
solcher Paletten kann mit Hilfe eines endlosen, umlaufenden Kettenförderers
durch die verschiedenen Stationen geführt werden, wie das
im Einzelnen in dem Dokument
DE 41 13 568 C1 beschrieben ist.
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Nach
Einführung des Schichtstoffes
4 in das geöffnete
Formwerkzeug
9 und Schließen der beiden Formhälften
10 und
60 kann
die Umformung des ebenen Schichtstoffes
4 und Anformung
an die in der zweiten Formhälfte
60 vorhandenen
Konturen
65,
65',
65'' nach dem in der
Fachwelt gut bekannten Verfahren der Hochdruckverformung erfolgen;
dieses Verfahren ist mehr im Einzelnen in dem Dokument
EP 0 371 425 B1 beschrieben.
Wie dort im Einzelnen ausgeführt, kann der Schichtstoff
4 zum Zeitpunkt der Beaufschlagung mit dem fluiden Druckmittel eine
höhere Temperatur aufweisen. Nach dem Dokument
EP 0 371 425 B1 wird
kaltreckbares Folienmaterial bei eine Arbeitstemperatur unterhalb
der Erweichungstemperatur des Folienmaterials mit Hilfe eines fluiden
Druckmittels unmittelbar und direkt beaufschlagt und isostatisch
verformt. Diese Verformung kann beispielsweise bei einer Arbeitstemperatur
zwischen 80 C und 130°C durchgeführt werden. Sofern ein
Schichtstoff auf der Basis Polycarbonat (PC) vorgesehen ist, kann
die isostatische Umformung auch unter Bedingungen vorgenommen werden,
bei welcher wenigstens eine Seite des gesamten Folienabschnitts
oder des überwiegenden Teils des Folienabschnitts eine
Folienoberflächentemperatur im Bereich von 180°C
bis 200°C aufweist; wahlweise können einzelne
ausgewählte Folienstücksegmente sogar eine noch
höhere Temperatur aufweisen, welche diese Folienoberflächentemperatur
um wenigstens 3°C und um nicht mehr als 10°C übersteigt.
Sofern ein Schichtstoff auf Basis Polymethylmethacrylat oder Poly(meth)acrylat
(PMMA) vorgesehen ist, kann diese isostatische Umformung auch unter
Bedingungen vorgenommen werden, bei welcher wenigstens eine Seite
des gesamten Folienabschnitts oder des überwiegenden Teils
des Folienabschnitts eine Folienoberflächentemperatur im
Bereich von 130°C bis 150°C aufweist; auch in
diesem Falle können wahlweise einzelne ausgewählte
Folienstücksegmente sogar eine noch höhere Temperatur
aufweisen, welche diese Folienoberflächentemperatur um
wenigstens 3°C und um nicht mehr als 10°C übersteigt;
vergleiche hierzu das Dokument
DE 10 2007 046 472 A1 .
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Mit
der ausdrücklichen Bezugnahme auf die Dokumente
DE 41 13 568 C1 ,
EP 03 71 425 B1 und
DE 10 2007 046 472
A1 soll deren Inhalt – soweit zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung hilfreich – auch zum Bestandteil
der hier vorliegenden Anmeldungsunterlagen gemacht werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung
eines
tiefgezogenen Kunststoff-Formteils bzw. Tiefziehteils oder
eines,
eine dreidimensionale Kontur aufweisendes und mit
einem solchen
Tiefziehteil beschichteten Gegenstandes,
wobei ein einlagiger
oder mehrlagiger, anfänglich ebener Schichtstoff
in
einem Formwerkzeug,
das eine erste, eine Druckglocke bildende
Formhälfte und
das eine zweite Formhälfte
aufweist,
an der sich oder in der sich eine Kontur befindet,
oder
in der sich ein einlegbarer und wieder herausnehmbarer
Gegenstand
befindet, der mit einer dreidimensionalen Kontur versehen ist,
mit
einem fluiden Druckmittel, insbesondere Druckluft
unter einem
Druckmitteldruck von 20 bar bis 300 bar
unmittelbar und direkt
beaufschlagt wird und
innerhalb einer Zeitspanne kleiner 5
Sekunden isostatisch
an diese Kontur angeformt wird,
wird
mit Hilfe des erfindungsgemäßen, diese bestimmte
Formfläche
von wenigstens 800 cm2 aufweisenden und
mit dieser bestimmten, strangförmigen Profildichtung ausgerüsteten
Formwerkzeug unter den bekannten Bedingungen der Hochdruckumformung
(= High-Pressure-Forming) durchgeführt. Hinsichtlich dieser
bekannten Verfahrensbedingungen wird auf die vorstehend genannten
Dokumente verwiesen, so dass sich hier eine erneute Beschreibung
dieser Verfahrungsbedingungen erübrigt.
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Nach
diesem Verfahren können Tiefziehteile oder mit einem solchen
Tiefziehteil beschichtete Gegenstände hergestellt werden,
die je eine Länge von etwa 20 cm bis 36 cm haben.
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Sofern
beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Formwerkzeug
der oben beschriebenen Art gearbeitet wird, das eine rechteckige
Formfläche von wenigstens 2340 cm2 aufweist,
können nach diesem Verfahren Tiefziehteile oder mit einem
solchen Tiefziehteil beschichtete Gegenstände hergestellt werden,
die je eine Länge von etwa 36 cm bis 60 cm aufweisen.
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Sofern
beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Formwerkzeug
der oben beschriebenen Art gearbeitet wird, das eine rechteckige
Formfläche von wenigstens 5000 cm2 aufweist,
können nach diesem Verfahren Tiefziehteile oder mit einem
solchen Tiefziehteil beschichtete Gegenstände hergestellt werden,
die je eine Länge von etwa 60 cm bis 96 cm aufweisen.
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Bei
Bedarf könnten auch erfindungsgemäße Formwerkzeuge
bereitgestellt werden, die eine Formfläche, insbesondere
eine rechteckige Formfläche je größer
als 5000 cm2 aufweisen. Mit solchen Formwerkzeugen
könnten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
auch Tiefziehteile oder mit einem solchen Tiefziehteil beschichtete
Gegenstände hergestellt werden, die je eine maximale lineare
Abmessung größer als 96 cm aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10327435
A1 [0003, 0055]
- - DE 3844584 A [0004]
- - DE 102006031315 A1 [0006, 0055]
- - DE 4113568 C1 [0009, 0011, 0084, 0086]
- - DE 19957850 A1 [0010, 0012, 0055]
- - EP 0371425 B1 [0014, 0053, 0085, 0085, 0086]
- - EP 0691201 B1 [0054]
- - DE 102007046472 A1 [0085, 0086]