DE102021000926A1 - Device and method for the production of molded parts - Google Patents
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (1, 1b, 1c, 1d, 1e) zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus Faserverbund-Werkstoff. Um auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Abdichtung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Membran (4, 4b, 4c, 4d) sich in dem Arbeitsraum (11) wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens abschnittsweise in eine Erstreckungsrichtung (E, E', Ec, Ec') erstreckt, dass die Erstreckungsrichtung (E, E', Ec, Ec') in einem Winkel von weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 65°, weiter vorzugsweise weniger als 45°, insbesondere im Wesentlichen parallel, zu der Pressachse (P) verläuft, dass die Vorrichtung (1, 1b, 1c, 1d, 1e) wenigstens eine Umlenkeinrichtung (15, 15b, 15c) zum Umlenken der Membran (4, 4b, 4c, 4d) umfasst und dass die Membran (4, 4b, 4c, 4d) durch die Umlenkeinrichtung (15, 15b, 15c) wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung (E, E', Ec, Ec') in eine Abdichtrichtung (A, A') umlenkbar ist, sodass zum wenigstens abschnittsweise Abdichten der Kavität (6, 6b, 6c, 6d) die Presskraft (PK) über die Dichtung (12, 12c, 12d) auf die aus der Erstreckungsrichtung (E, E', Ec, Ec') umgelenkte Membran (4, 4b, 4c, 4d) aufbringbar ist. Dargestellt und beschrieben ist zudem ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus Faserverbund-Werkstoff.Shown and described is a device (1, 1b, 1c, 1d, 1e) for producing molded parts, in particular from fiber composite material. In order to achieve a reliable seal in a structurally simple manner, it is proposed that the membrane (4, 4b, 4c, 4d) in the working chamber (11), at least in the closed position, extend at least in sections in one direction (E, E', Ec , Ec') that the extension direction (E, E', Ec, Ec') extends at an angle of less than 90°, preferably less than 65°, more preferably less than 45°, in particular substantially parallel to the pressing axis (P) runs in that the device (1, 1b, 1c, 1d, 1e) comprises at least one deflection device (15, 15b, 15c) for deflecting the membrane (4, 4b, 4c, 4d) and that the membrane (4, 4b, 4c, 4d) can be deflected by the deflection device (15, 15b, 15c) at least in the closed position from the extension direction (E, E', Ec, Ec') into a sealing direction (A, A'), so that at least sectional sealing of the cavity (6, 6b, 6c, 6d), the pressing force (PK) via the seal (12, 12c, 12d) on the off the direction of extension (E, E', Ec, Ec') deflected membrane (4, 4b, 4c, 4d) can be applied. A method for the production of molded parts, in particular made of fiber composite material, is also shown and described.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus Faserverbund-Werkstoff, umfassend: ein erstes Presswerkzeug, ein zweites Presswerkzeug, wenigstens eine Membran, und wenigstens eine Dichtung, wobei das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug entlang einer Pressachse zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Membran wenigstens abschnittsweise zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweite Presswerkzeug angeordnet ist, wobei sich zwischen der Membran und dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens eine Kavität für ein Arbeitsmedium ausbildet, wobei sich zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweiten Presswerkzeug wenigstens in der geschlossenen Stellung ein Arbeitsraum für ein Werkstück ausbildet, wobei das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug angrenzend zum Arbeitsraums wenigstens abschnittsweise eine gekrümmte Oberfläche aufweist, wobei eine Presskraft zum Pressen eines Werkstücks, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der Pressachse, mittels des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs auf ein Werkstück aufbringbar ist, und wobei die Kavität in der geschlossenen Stellung durch die Dichtung mittels der auf die Dichtung aufbringbaren Presskraft wenigstens abschnittsweise abdichtbar ist.The invention relates to a device for producing molded parts, in particular from fiber composite material, comprising: a first pressing tool, a second pressing tool, at least one membrane, and at least one seal, the first pressing tool and the second pressing tool moving along a pressing axis between an open position and a closed position are movable relative to one another, the membrane being arranged at least in sections between the first pressing tool and the second pressing tool, with at least one cavity for a Working medium forms, wherein a working space for a workpiece is formed between the first pressing tool and the second pressing tool at least in the closed position, the first pressing tool and/or the second pressing tool adjoining the working space at least abs has a curved surface in section, wherein a pressing force for pressing a workpiece, preferably essentially along the pressing axis, can be applied to a workpiece by means of the first pressing tool and/or the second pressing tool, and wherein the cavity in the closed position is closed by the seal by means of the compressive force that can be applied to the seal can be sealed at least in sections.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus Faserverbund-Werkstoff, umfassend die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen einer Vorrichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Formteilen, insbesondere aus Faserverbund-Werkstoff, umfassend: ein erstes Presswerkzeug, ein zweites Presswerkzeug, wenigstens eine Membran, und wenigstens eine Dichtung, wobei das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug entlang einer Pressachse zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Membran wenigstens abschnittsweise zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweite Presswerkzeug angeordnet ist, wobei sich zwischen der Membran und dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug wenigstens in der geschlossenen Stellung eine Kavität für ein Arbeitsmedium ausbildet, wobei sich zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweiten Presswerkzeug wenigstens in der geschlossenen Stellung ein Arbeitsraum für ein Werkstück ausbildet, wobei eine Presskraft zum Pressen eines Werkstücks, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der Pressachse, mittels des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs auf ein Werkstück aufbringbar ist, und wobei die Kavität in der geschlossenen Stellung durch die Dichtung mittels der auf die Dichtung aufbringbaren Presskraft wenigstens abschnittsweise abdichtbar ist, b) Bereitstellen von wenigstens einem Werkstück,
- c) Einlegen des Werkstücks in die Vorrichtung, und d) Aufbringen einer Presskraft zum Pressen eines Werkstücks, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der Pressachse, auf das Werkstück mittels des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs.
- a) Providing a device, preferably for the production of molded parts, in particular made of fiber composite material, comprising: a first pressing tool, a second pressing tool, at least one membrane, and at least one seal, wherein the first pressing tool and the second pressing tool along a pressing axis between a open position and a closed position are movable relative to one another, the membrane being arranged at least in sections between the first pressing tool and the second pressing tool, with a cavity between the membrane and the first pressing tool and/or the second pressing tool at least in the closed position a working medium is formed, with a working space for a workpiece being formed between the first pressing tool and the second pressing tool at least in the closed position, with a pressing force for pressing a workpiece, preferably essentially along the pressing axis can be applied to a workpiece by means of the first pressing tool and/or the second pressing tool, and wherein the cavity in the closed position can be sealed at least in sections by the seal by means of the pressing force that can be applied to the seal, b) providing at least one workpiece,
- c) placing the workpiece in the device, and d) applying a pressing force for pressing a workpiece, preferably essentially along the pressing axis, onto the workpiece using the first pressing tool and/or the second pressing tool.
Bei Faserverbundwerkstoffen handelt es sich um Verbundwerkstoffe, die im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten bestehen: aus verstärkenden Fasern sowie aus einem Kunststoff, in den die Fasern eingebettet sind („Matrix“ bzw. „Harz“). Durch die Kombination der beiden Hauptkomponenten kann erreicht werden, dass der Verbundwerkstoff insgesamt bessere Eigenschaften aufweist, als die beiden Komponenten allein betrachtet. Beispielsweise tragen die Fasern aufgrund ihrer hohen Zugfestigkeit in Faserrichtung dazu bei, die Zugfestigkeit des Verbundmaterials zu erhöhen. Die Matrix sorgt hingegen beispielsweise dafür, dass die Fasern in ihrer Position gehalten werden und vor mechanischen und chemischen Einflüssen geschützt werden.Fiber composite materials are composite materials that essentially consist of two main components: reinforcing fibers and a plastic in which the fibers are embedded ("matrix" or "resin"). By combining the two main components, it can be achieved that the composite material has overall better properties than the two components considered alone. For example, due to their high tensile strength in the fiber direction, the fibers help to increase the tensile strength of the composite material. The matrix, on the other hand, ensures that the fibers are held in their position and protected from mechanical and chemical influences.
Eine von mehreren Möglichkeiten der Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen basiert auf der Verwendung von vorgefertigten Faser-Harz-Halbzeugen (sog. „Prepregs“, Kurzform von „preimpregnated fibers“). Bei derartigen Halbzeugen sind die Fasern mit einem noch nicht fertig reagierten Harzsystem versehen, so dass die Halbzeuge noch in flexibler Form vorliegen (z.B. bahnförmig, auf Rollen). Erst bei der Herstellung der Bauteile werden die Prepregs umgeformt und bei hohem Druck und hohen Temperaturen durch die Vollendung der chemischen Reaktion ausgehärtet. Dieser Schritt kann beispielsweise in einer Presse erfolgen.One of several options for manufacturing components from fiber composite materials is based on the use of prefabricated fiber-resin semi-finished products (so-called "prepregs", short for "preimpregnated fibers"). In such semi-finished products, the fibers are provided with a resin system that has not yet fully reacted, so that the semi-finished products are still in a flexible form (e.g. in web form, on rolls). Only when the components are manufactured are the prepregs shaped and hardened at high pressure and high temperatures through the completion of the chemical reaction. This step can take place in a press, for example.
Prepregs werden beispielsweise in der Luftfahrtindustrie in großen Mengen verarbeitet. Eine Herausforderung bei der Verarbeitung liegt darin, dass in der Luftfahrtindustrie häufig sehr komplexe Bauteilgeometrien erforderlich sind, beispielsweise aufgrund von Verstärkungselementen wie Stringern. Zudem soll der Montageaufwand verringert werden, was durch die Verwendung weniger, aber dafür größerer Bauteile erreicht werden soll. Die Kombination aus komplexen Geometrien und großen Bauteildimensionen stellt erhöhte Anforderungen an Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile. Eine Anforderung besteht beispielsweise darin, bei den verwendeten Vorrichtungen die Leckage von Arbeitsmedien zu vermeiden.Prepregs are processed in large quantities in the aviation industry, for example. One of the processing challenges is that the aerospace industry often requires very complex component geometries, for example due to reinforcement elements such as stringers. In addition, the assembly effort is to be reduced, which is to be achieved by using fewer but larger components. The combination of complex geometries and large component dimensions places increased demands on devices and processes for manufacturing these components. For example, there is a requirement is to avoid the leakage of working media in the devices used.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff sind beispielsweise aus der
Um einen reibungslosen Betrieb bei der Herstellung zu gewährleisten ist eine zuverlässige Abdichtung des als Arbeitsmedium verwendeten Öls nötig. Die Membran muss dafür, vorzugsweise mittels einer Dichtung, ausreichend mit einer Dichtungskraft beaufschlagt werden. Bei wenigstens abschnittsweise gekrümmten Schalen oder Presswerkzeugen, wie sie bei gekrümmten Bauteilen in der Regel zum Einsatz kommen, gestaltet sich die Aufbringung einer ausreichenden Dichtungskraft auf die aufgrund der Bauteilgeometrie ebenfalls gekrümmte Membran jedoch oft als schwierig. Die verwendeten Schalen oder Presswerkzeuge bringen ihre Presskraft im Wesentlichen in eine Richtung auf das Bauteil auf. In Abschnitten, in denen die Membran in einem spitzen Winkel oder gar parallel zu der Richtung der Presskraft verläuft, kann die Presskraft nicht oder nur eingeschränkt eine Dichtungskraft bewirken. Für eine zuverlässige Abdichtung sind daher aufwändige Konstruktionen nötig, die eine ausreichende Dichtungskraft auf die Membran aufbringen.Reliable sealing of the oil used as the working medium is necessary to ensure smooth operation during production. For this purpose, the membrane must be subjected to a sufficient sealing force, preferably by means of a seal. In the case of shells or pressing tools that are curved at least in sections, as are generally used with curved components, it is often difficult to apply sufficient sealing force to the membrane, which is also curved due to the component geometry. The shells or pressing tools used essentially apply their pressing force in one direction to the component. In sections in which the membrane runs at an acute angle or even parallel to the direction of the pressing force, the pressing force cannot bring about a sealing force, or only to a limited extent. Complex constructions are therefore necessary for reliable sealing, which apply sufficient sealing force to the membrane.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Vorrichtung sowie das eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of designing and developing the device mentioned at the outset and described in more detail above, as well as the method mentioned at the outset and described in more detail above, in such a way that reliable sealing is made possible in a structurally simple manner.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Membran sich in dem Arbeitsraum wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens abschnittsweise in eine Erstreckungsrichtung erstreckt, dass die Erstreckungsrichtung in einem Winkel von weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 65°, weiter vorzugsweise weniger als 45°, insbesondere im Wesentlichen parallel, zu der Pressachse verläuft, dass die Vorrichtung wenigstens eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken der Membran umfasst und dass die Membran durch die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung in eine Abdichtrichtung umlenkbar ist, sodass zum wenigstens abschnittsweise Abdichten der Kavität die Presskraft über die Dichtung auf die aus der Erstreckungsrichtung umgelenkte Membran aufbringbar ist.This object is achieved with a device according to the preamble of patent claim 1 in that the membrane extends in the working chamber, at least in the closed position, at least in sections in a direction of extent that the direction of extent at an angle of less than 90°, preferably less than 65° °, more preferably less than 45°, in particular essentially parallel, to the pressing axis, that the device comprises at least one deflection device for deflecting the membrane and that the membrane can be deflected by the deflection device at least in the closed position from the extension direction into a sealing direction , so that for at least partially sealing the cavity, the pressing force can be applied via the seal to the membrane that is deflected from the direction of extension.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei ein erstes - beispielsweise oberes - Presswerkzeug und zweites - beispielsweise unteres - Presswerkzeug, die Vorrichtung kann jedoch noch weitere Presswerkzeuge umfassen. Das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug können dabei einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug sind vorzugsweise aus Metall, weiter vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Invar, hergestellt. Durch die Verwendung von Metall, insbesondere Stahl kann eine hohe Standzeit der Presswerkzeuge erreicht werden. Invar weist zudem einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Die Verwendung von Invar ermöglicht daher eine sehr präzise Bearbeitung bzw. Herstellung von Werkstücken, insbesondere Formteilen, selbst bei sich während des Pressvorgangs verändernden Temperaturen.The device according to the invention comprises a first—for example, upper—pressing tool and a second—for example, lower—pressing tool, but the device can also include other pressing tools. The first pressing tool and/or the second pressing tool can be designed in one piece or in multiple pieces. The first pressing tool and/or the second pressing tool are preferably made of metal, more preferably of steel, in particular of Invar. By using metal, in particular steel, a long service life of the pressing tools can be achieved. Invar also has a very low coefficient of thermal expansion. The use of Invar therefore enables very precise processing or production of workpieces, in particular molded parts, even when the temperatures change during the pressing process.
Die Vorrichtung umfasst zudem wenigstens eine Membran. Die Membran kann beispielsweise durch ein dünnes Metallblech, vorzugsweise ein dünnes Stahlblech, gebildet sein. Eine Membran aus Metallblech, insbesondere aus Stahlblech, hat den Vorteil, dass die Membran aufgrund der mechanischen Eigenschaften von Metall einerseits hohe Drücke übertragen kann und andererseits aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit von Metall gut dazu geeignet ist, ein Werkstück zu heizen oder zu kühlen. Die Membran ist daher vorteilhafterweise für die Aufbringung von Druck und/oder Temperatur auf ein Werkstück vorgesehen. Die Membran ist vorzugsweise einteilig ausgebildet, kann jedoch alternativ auch mehrteilig ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann zudem zwei oder wenigstens zwei Membranen umfassen. Durch die Verwendung von zwei oder wenigstens zwei Membranen kann auf einfache Weise von verschiedenen Seiten Druck und/oder Temperatur auf ein Werkstück, insbesondere auf ein Formteil, übertragen werden.The device also includes at least one membrane. The membrane can be formed, for example, by a thin sheet metal, preferably a thin sheet steel. A membrane made of sheet metal, in particular sheet steel, has the advantage that the membrane can transmit high pressures due to the mechanical properties of metal and is well suited to heating or cooling a workpiece due to the high thermal conductivity of metal. The membrane is therefore advantageously provided for the application of pressure and/or temperature to a workpiece. The membrane is preferably designed in one piece, but can alternatively also be designed in multiple parts. The device can also comprise two or at least two membranes. By using two or at least two membranes, pressure and/or temperature can be transferred to a workpiece, in particular a molded part, in a simple manner from different sides.
Die Vorrichtung umfasst außerdem wenigstens eine Dichtung. Bei der Dichtung kann es sich beispielsweise um eine Graphitdichtung handeln, die vorzugsweise ein Drahtgeflecht aufweist. Die Dichtung kann dabei an dem ersten Presswerkzeug und/oder an dem zweiten Presswerkzeug vorgesehen sein. Außerdem kann die Dichtung sich wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen parallel zu der Membran, insbesondere der Membranfläche, erstrecken. Vorzugsweise ist die Dichtung zweiteilig oder wenigstens zweiteilig ausgestaltet, wobei insbesondere ein erster - beispielsweise oberer - Teil der Dichtung an dem ersten Presswerkzeug angeordnet ist und ein zweiter - beispielsweise unterer - Teil der Dichtung an dem zweiten Presswerkzeug angeordnet ist.The device also includes at least one seal. The seal can be a graphite seal, for example, which preferably has a wire mesh. The seal can be provided on the first pressing tool and/or on the second pressing tool. In addition, the seal can change little tens in sections essentially parallel to the membrane, in particular the membrane surface. The seal is preferably designed in two parts or at least in two parts, with a first—for example upper—part of the seal being arranged on the first pressing tool and a second—for example lower—part of the seal being arranged on the second pressing tool.
Das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug sind dabei entlang einer Pressachse zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung relativ zueinander bewegbar. Die Relativbewegung zwischen dem erstem Presswerkzeug und zweitem Presswerkzeug kann, vorzugsweise zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellung, eine im Wesentlichen lineare Bewegung sein, insbesondere eine Auf- und Ab-Bewegung. Eine lineare Bewegung, insbesondere eine Auf- und Ab-Bewegung, ermöglicht eine konstruktiv einfache und schnelle Verstellbarkeit der Presswerkzeuge zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellung. In der geschlossenen Stellung sind das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug zueinander zugefahren. In der offenen Stellungen sind das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug auseinandergefahren, sodass ein Werkstück zwischen die beiden Presswerkzeuge eingebracht werden kann. Neben der offenen Stellung und der geschlossenen Stellungen sind das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug relativ zueinander noch in wenigstens eine Zwischenstellung bewegbar. Die wenigstens eine Zwischenstellung ist dabei vorzugsweise entlang der Pressachse vorgesehen und insbesondere zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellungen angeordnet.The first pressing tool and the second pressing tool can be moved relative to one another along a pressing axis between an open position and a closed position. The relative movement between the first pressing tool and the second pressing tool, preferably between the open position and the closed position, can be a substantially linear movement, in particular an up and down movement. A linear movement, in particular an up and down movement, enables the pressing tools to be adjusted between the open position and the closed position in a structurally simple and rapid manner. In the closed position, the first pressing tool and the second pressing tool are closed towards one another. In the open positions, the first pressing tool and the second pressing tool are moved apart, so that a workpiece can be introduced between the two pressing tools. In addition to the open position and the closed positions, the first pressing tool and the second pressing tool can also be moved relative to one another into at least one intermediate position. The at least one intermediate position is preferably provided along the pressing axis and is in particular arranged between the open position and the closed position.
Die Membran ist zudem wenigstens abschnittsweise zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweite Presswerkzeug angeordnet. Vorteilhafterweise ist Membran zudem wenigstens in der geschlossenen Stellung mit einem Werkstück in Kontakt bringbar. Die Membran kann wenigstens in der geschlossenen Stellung insbesondere wenigstens abschnittsweise in Anlage mit einem Werkstück sein. The membrane is also arranged at least in sections between the first pressing tool and the second pressing tool. In addition, the membrane can advantageously be brought into contact with a workpiece at least in the closed position. At least in the closed position, the membrane can be in contact with a workpiece, in particular at least in sections.
Zwischen der Membran und dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug bildet sich wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens eine Kavität für ein Arbeitsmedium aus. Die Kavität wird dabei vorzugsweise durch die wenigstens eine Membran und das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug wenigstens abschnittsweise begrenzt. Die Kavität ist dazu bestimmt, ein Arbeitsmedium in sich aufzunehmen. Mit anderen Worten: Die Kavität ist mit einem Arbeitsmedium befüllbar. Durch die Befüllung der Kavität ist die Membran vorteilhafterweise verformbar. Das Arbeitsmedium ist beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit. Das Arbeitsmedium ist zudem vorzugsweise mit Druck und/oder Temperatur beaufschlagbar. Der Druck und/oder die Temperatur, mit dem das Arbeitsmedium beaufschlagbar ist, ist an ein Werkstück übertragbar, insbesondere mittels der Membran. Die Kavität ist zudem vorteilhafterweise in Richtung eines, vorzugsweise an die Membran angrenzendes, Werkstücks bewegbar, insbesondere durch die Befüllung mit einem Arbeitsmedium und/oder die Beaufschlagung mit Druck und/oder Temperatur. Wenigstens in der geschlossenen Stellung ist die wenigstens eine Dichtung wenigstens abschnittsweise an einem Ende der Kavität vorgesehen und/oder wird wenigstens ein Ende der Kavität durch die wenigstens eine Dichtung begrenzt. Wenn vorzugsweise zwei oder wenigstens zwei Membranen vorgesehen sind, kann eine Kavität zwischen dem ersten Presswerkzeug und einer ersten Membran vorgesehen sein und vorzugsweise eine zweite Kavität zwischen dem zweiten Presswerkzeug und einer zweiten Membran.At least one cavity for a working medium is formed between the membrane and the first pressing tool and/or the second pressing tool, at least in the closed position. The cavity is preferably delimited at least in sections by the at least one membrane and the first pressing tool and/or the second pressing tool. The cavity is intended to accommodate a working medium. In other words: The cavity can be filled with a working medium. By filling the cavity, the membrane is advantageously deformable. The working medium is, for example, a gas or a liquid. The working medium can also preferably be subjected to pressure and/or temperature. The pressure and/or the temperature to which the working medium can be subjected can be transmitted to a workpiece, in particular by means of the membrane. In addition, the cavity can advantageously be moved in the direction of a workpiece that is preferably adjacent to the membrane, in particular by being filled with a working medium and/or by being subjected to pressure and/or temperature. At least in the closed position, the at least one seal is provided at least in sections at one end of the cavity and/or at least one end of the cavity is delimited by the at least one seal. If preferably two or at least two membranes are provided, a cavity can be provided between the first pressing tool and a first membrane and preferably a second cavity between the second pressing tool and a second membrane.
Zudem bildet sich zwischen dem ersten Presswerkzeug und dem zweiten Presswerkzeug wenigstens in der geschlossenen Stellung ein Arbeitsraum für ein Werkstück aus. Das Werkstück ist insbesondere ein Formteil, vorzugsweise aus Faserverbund-Werkstoff. In den Arbeitsraum kann dabei wenigstens ein Werkstück einbringbar sein, vorzugsweise zwischen der wenigstens einen Membran, dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug. In dem Arbeitsraum ist vorteilhafterweise ein Werkstück wenigstens in der geschlossenen Stellung, insbesondere durch die Membran, mit Druck und/oder Temperatur beaufschlagbar. Wenigstens in der geschlossenen Stellung kann die Dichtung neben dem Arbeitsraum vorgesehen sein. Die Dichtung bildet in diesem Fall keinen Bestandteil des Arbeitsraums. Vorteilhaft ist es zudem, wenn sich die Membran wenigstens in der geschlossenen Stellung, insbesondere im Arbeitsraum, wenigstens abschnittsweise gekrümmt erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens in der geschlossenen Stellung die Membran wenigstens abschnittsweise in Anlage mit dem Werkstück ist, vorzugsweise wenn die Kavität mit Arbeitsmedium befüllt ist, insbesondere wenn das Arbeitsmedium in der Kavität mit Druck und/oder Temperatur beaufschlagt ist.In addition, a working space for a workpiece is formed between the first pressing tool and the second pressing tool, at least in the closed position. The workpiece is in particular a molded part, preferably made of fiber composite material. At least one workpiece can be introduced into the working space, preferably between the at least one membrane, the first pressing tool and/or the second pressing tool. In the working space, a workpiece can advantageously be subjected to pressure and/or temperature, at least in the closed position, in particular through the membrane. At least in the closed position, the seal can be provided next to the working space. In this case, the seal does not form part of the working space. It is also advantageous if the membrane extends in a curved manner at least in sections, at least in the closed position, in particular in the working chamber. Alternatively or additionally, it can be provided that at least in the closed position the membrane is at least partially in contact with the workpiece, preferably when the cavity is filled with working medium, in particular when the working medium in the cavity is subjected to pressure and/or temperature.
Die Pressachse, entlang welcher das erste Presswerkzeug und das zweite Presswerkzeug bewegbar sind, verläuft vorzugsweise im Wesentlichen mittig, also zentral durch das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug. Alternativ oder zusätzlich verläuft die Pressachse zudem im Wesentlichen senkrecht zu dem Boden der Vorrichtung und/oder dem Untergrund auf dem die Vorrichtung angeordnet ist, also in Richtung der Schwerkraft. Die Pressachse kann zudem alternativ oder zusätzlich im Wesentlichen mittig, also zentral durch den Arbeitsraum und/oder das in den Arbeitsraum einzubringende Werkstück verlaufen.The pressing axis, along which the first pressing tool and the second pressing tool can be moved, preferably runs essentially centrally, ie centrally through the first pressing tool and/or the second pressing tool. Alternatively or additionally, the pressing axis also runs essentially perpendicularly to the base of the device and/or the subsurface on which the device is placed tion is arranged, ie in the direction of gravity. Alternatively or additionally, the pressing axis can also run essentially in the middle, that is to say centrally, through the work space and/or the workpiece to be introduced into the work space.
Das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug weisen angrenzend zum Arbeitsraum wenigstens abschnittsweise eine gekrümmte Oberfläche auf. Dies vereinfacht eine Bearbeitung bzw. Herstellung von wenigstens abschnittsweise gekrümmten Werkstücken, insbesondere Formteilen. Das in der Vorrichtung aufzunehmende Werkstück ist daher vorzugsweise wenigstens abschnittsweise gekrümmt. Das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug können insbesondere eine wenigstens abschnittsweise schalenförmige und/oder wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmige Oberfläche aufweisen. Hierdurch lassen sich schalenförmige und/oder im Wesentlichen kreisbogenförmige Werkstücke besonders präzise bearbeiten. Die gekrümmte, vorzugsweise die wenigstens abschnittsweise schalenförmige und/oder wenigstens im Wesentlichen abschnittsweise kreisbogenförmige, Oberfläche des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs kann wenigstens abschnittsweise als wenigstens ein Viertel-Bogen, vorzugsweise wenigstens ein Halb-Bogen, weiter vorzugsweise wenigstens ein Dreiviertel-Bogen, insbesondere als im Wesentlichen vollumlaufender Bogen, ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist zudem die Oberfläche des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs angrenzend zu dem Arbeitsraum, wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise im Wesentlichen, an die Form des zu bearbeitenden bzw. herzustellenden Werkstücks angepasst.The first pressing tool and/or the second pressing tool have a curved surface adjacent to the working space, at least in sections. This simplifies the processing or production of workpieces that are curved at least in sections, in particular molded parts. The workpiece to be accommodated in the device is therefore preferably curved at least in sections. The first pressing tool and/or the second pressing tool can in particular have a surface which is shell-shaped at least in sections and/or essentially circular-arc-shaped at least in sections. As a result, shell-shaped and/or essentially circular-arc-shaped workpieces can be machined particularly precisely. The curved surface of the first pressing tool and/or the second pressing tool, which is preferably at least partially cup-shaped and/or at least partially circular-arc-shaped, can at least partially be at least a quarter arc, preferably at least a half arc, more preferably at least a three-quarter arc. Arch, be configured in particular as a substantially full-circumferential arch. In addition, the surface of the first pressing tool and/or the second pressing tool adjacent to the working space is preferably adapted, at least in sections, preferably substantially, to the shape of the workpiece to be machined or produced.
Zudem ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass eine Presskraft zum Pressen eines Werkstücks, vorzugsweise im Wesentlichen entlang der Pressachse, mittels des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs auf ein Werkstück aufbringbar ist. Die Presskraft kann dabei beispielsweise pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch auf das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug übertragen werden, vorzugsweise mittels Presszylinder. Die Presskraft wirkt vorzugsweise im Wesentlichen vertikal, in diesem Fall verläuft vorzugsweise auch die Pressachse im Wesentlichen vertikal. Alternativ wirkt die Presskraft vorzugsweise im Wesentlichen horizontal, in diesem Fall verläuft vorzugsweise auch die Pressachse im Wesentlichen horizontal. Die Presskraft kann wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens mittelbar, vorzugsweise über die Membran und/oder ein Arbeitsmedium in der Kavität, auf ein Werkstück im Arbeitsraum aufbringbar sein. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung Druck und/oder Temperatur mittels der Membran auf ein Werkstück im Arbeitsraum aufbringbar. Es kann zusätzlich zudem vorgesehen sein, dass wenigstens eine zweite Presskraft im Wesentlichen entlang der Pressachse, mittels des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs auf ein Werkstück aufbringbar ist. Die zweite Presskraft wirkt dabei vorzugsweise entgegengesetzt zu der ersten Presskraft.In addition, a device according to the invention provides that a pressing force for pressing a workpiece, preferably essentially along the pressing axis, can be applied to a workpiece by means of the first pressing tool and/or the second pressing tool. The pressing force can, for example, be transmitted pneumatically, hydraulically and/or mechanically to the first pressing tool and/or the second pressing tool, preferably by means of a pressing cylinder. The pressing force preferably acts essentially vertically; in this case, the pressing axis preferably also runs essentially vertically. Alternatively, the pressing force preferably acts essentially horizontally; in this case, the pressing axis preferably also runs essentially horizontally. At least in the closed position, the pressing force can be applied to a workpiece in the working space, at least indirectly, preferably via the membrane and/or a working medium in the cavity. Alternatively or additionally, preferably at least in the closed position, pressure and/or temperature can be applied to a workpiece in the working space by means of the membrane. In addition, it can also be provided that at least a second pressing force can be applied to a workpiece essentially along the pressing axis by means of the first pressing tool and/or the second pressing tool. The second pressing force preferably acts in the opposite direction to the first pressing force.
Um eine Abdichtung der Kavität zu erreichen, ist die Kavität in der geschlossenen Stellung durch die Dichtung mittels der auf die Dichtung aufbringbaren Presskraft wenigstens abschnittsweise abdichtbar. Durch die Presskraft ist daher an der Dichtung eine Dichtungskraft hervorrufbar, welche mittels der Dichtung auf die Membran aufbringbar ist. Die Kavität muss jedoch nicht alleine durch die Presskraft abdichtbar sein, vorzugsweise ist die Kavität jedoch wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen durch Presskraft abdichtbar.In order to achieve sealing of the cavity, the cavity can be sealed at least in sections in the closed position by the seal by means of the pressing force that can be applied to the seal. The pressing force can therefore cause a sealing force on the seal, which can be applied to the membrane by means of the seal. However, the cavity does not have to be sealable solely by the pressing force, but preferably the cavity can be sealed at least in sections essentially by the pressing force.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Membran sich in dem Arbeitsraum wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens abschnittsweise in eine Erstreckungsrichtung erstreckt. Die Erstreckungsrichtung verläuft dabei in einem Winkel von weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 65°, weiter vorzugsweise weniger als 45°, insbesondere im Wesentlichen parallel, zu der Pressachse. Die Erstreckungsrichtung kann somit vorzugsweise in einem spitzen Winkel zu der Pressachse verlaufen. Gemessen wird der Winkel zwischen der Erstreckungsrichtung und der Pressachse vorzugsweise zwischen der Pressachse und der Membranseite, die wenigstens in der geschlossenen Stellung mit einem Werkstück in Kontakt bringbar ist, und/oder der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung der wenigstens einen Kavität gegenüberliegt.According to the invention, it is provided that the membrane extends at least in sections in one direction of extension in the working chamber, at least in the closed position. The direction of extension runs at an angle of less than 90°, preferably less than 65°, more preferably less than 45°, in particular essentially parallel to the pressing axis. The direction of extension can thus preferably run at an acute angle to the pressing axis. The angle between the direction of extension and the pressing axis is preferably measured between the pressing axis and the side of the membrane that can be brought into contact with a workpiece at least in the closed position and/or the side of the membrane that is opposite the at least one cavity in the closed position.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zudem vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken der Membran umfasst und dass die Membran durch die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung in eine Abdichtrichtung umlenkbar ist, sodass zum wenigstens abschnittsweise Abdichten der Kavität die Presskraft über die Dichtung auf die aus der Erstreckungsrichtung umgelenkte Membran aufbringbar ist. Durch das Umlenken der Membran aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung, kann die Presskraft, insbesondere über die Dichtung, in einem günstigeren Winkel auf die Membran wirken und somit eine zuverlässigere Abdichtung der Kavität erreicht werden. Vorteilhafterweise wird die Membran durch die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung umgelenkt. Die Membran erstreckt sich vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung angrenzend an die Dichtung, insbesondere im Kontaktbereich mit der Dichtung, in die Abdichtrichtung. Die Erstreckungsrichtung und die Abdichtrichtung verlaufen vorzugsweise in einem Winkel von höchstens 160°, vorzugsweise höchstens 140°, weiter vorzugsweise höchstens 120°, insbesondere höchstens 100°, zueinander. Gemessen wird der Winkel zwischen der Erstreckungsrichtung und der Abdichtrichtung vorzugsweise jeweils zwischen der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung der wenigstens einen Kavität zugewandt ist und/oder jeweils zwischen der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung nicht in Kontakt bringbar mit dem Werkstück ist. Die Abdichtrichtung kann vorzugsweise im Wesentlichen horizontal oder im Wesentlichen vertikal verlaufen. Die Membran wird zudem vorteilhafterweise wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung umgelenkt.In a device according to the invention, it is also provided that the device comprises at least one deflection device for deflecting the membrane and that the membrane can be deflected by the deflection device at least in the closed position from the direction of extension into a sealing direction, so that the pressing force is applied to seal the cavity at least in sections the seal can be applied to the membrane that is deflected from the direction of extension. By deflecting the membrane from the extension direction into the sealing direction, the pressing force, in particular via the seal, can act on the membrane at a more favorable angle and thus more reliable sealing of the cavity can be achieved. The membrane is advantageously deflected by the deflection device at least in the closed position from the extension direction into the sealing direction. the The diaphragm preferably extends in the sealing direction at least in the closed position adjacent to the seal, in particular in the area of contact with the seal. The extension direction and the sealing direction preferably run at an angle of at most 160°, preferably at most 140°, more preferably at most 120°, in particular at most 100° to one another. The angle between the extension direction and the sealing direction is preferably measured between the side of the membrane that faces the at least one cavity in the closed position and/or between the side of the membrane that cannot be brought into contact with the workpiece in the closed position. The sealing direction can preferably run essentially horizontally or essentially vertically. In addition, the membrane is advantageously deflected at least in the closed position from the extension direction into the sealing direction.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung durch einen Gleitabschnitt des ersten Presswerkzeugs und/oder durch einen Gleitabschnitt des zweiten Presswerkzeugs gebildet wird und vorzugsweise, dass der Gleitabschnitt verbesserte Gleiteigenschaften im Vergleich zu den angrenzenden Abschnitten des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs aufweist. Indem die wenigstens eine Umlenkeinrichtung durch einen Gleitabschnitt gebildet wird, kann auf konstruktiv einfache Weise eine Umlenkung der Membran erreicht werden. Verbesserte Gleiteigenschaften führen zudem zu einer geringeren Gleitreibung zwischen der Membran und der Umlenkeinrichtung und ermöglichen ein einfaches und verschleißarmes Umlenken der Membran. Der Gleitabschnitt wird durch einen Abschnitt des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs gebildet. Der Gleitabschnitt ist vorzugsweise relativ zu dem Presswerkzeug, welches den Gleitabschnitt bildet, unbeweglich. Der Gleitabschnitt kann insbesondere einstückig mit dem Presswerkzeug, welches den Gleitabschnitt bildet, ausgebildet sein. Der Gleitabschnitt kann dabei eine, vorzugsweise reibungsarme, Beschichtung aufweisen, insbesondere eine DLC (=Diamond-Like Carbon) Beschichtung. Hierdurch können die Gleiteigenschaften des Gleitabschnitts verbessert werden.According to a first preferred configuration of the device, it is provided that the deflection device is formed by a sliding section of the first pressing tool and/or by a sliding section of the second pressing tool and preferably that the sliding section has improved sliding properties compared to the adjacent sections of the first pressing tool and/or of the second pressing tool. Since the at least one deflection device is formed by a sliding section, the membrane can be deflected in a structurally simple manner. Improved sliding properties also lead to lower sliding friction between the membrane and the deflection device and enable simple and low-wear deflection of the membrane. The sliding portion is formed by a portion of the first die and/or the second die. The slide portion is preferably immovable relative to the pressing tool forming the slide portion. The sliding section can in particular be designed in one piece with the pressing tool which forms the sliding section. The sliding section can have a preferably low-friction coating, in particular a DLC (=Diamond-Like Carbon) coating. Thereby, the sliding property of the sliding portion can be improved.
Nach einer weitere Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung, vorzugsweise beweglich, an dem ersten Presswerkzeug und/oder an dem zweiten Presswerkzeug angeordnet ist. Durch eine Anordnung der Umlenkeinrichtung an dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug ist die Umlenkeinrichtung separat von dem jeweiligen Presswerkzeug herstellbar und austauschbar. Durch eine bewegliche Anordnung der Umlenkeinrichtung kann zudem die Gleitreibung zwischen der Membran und der Umlenkeinrichtung weiter verringert werden, was ein einfaches und verschleißarmes Umlenken der Membran ermöglicht. Die Umlenkeinrichtung ist dabei relativ zu dem Presswerkzeug, an dem die Umlenkeinrichtung angeordnet ist, beweglich. Die Umlenkeinrichtung kann dabei durch ein rotierendes Element gebildet werden, vorzugsweise eine Rolle, eine Kugel, ein Wälzlager und/oder ein Gleitlager. Die Umlenkeinrichtung kann zudem eine, vorzugsweise reibungsarme, Beschichtung aufweisen, insbesondere eine DLC (=Diamond-Like Carbon) Beschichtung.According to a further embodiment of the device, it is provided that the deflection device is arranged, preferably movable, on the first pressing tool and/or on the second pressing tool. By arranging the deflection device on the first pressing tool and/or the second pressing tool, the deflecting device can be manufactured and replaced separately from the respective pressing tool. A movable arrangement of the deflection device can also further reduce the sliding friction between the membrane and the deflection device, which enables simple and low-wear deflection of the membrane. The deflection device is movable relative to the pressing tool on which the deflection device is arranged. The deflection device can be formed by a rotating element, preferably a roller, a ball, a roller bearing and/or a sliding bearing. The deflection device can also have a preferably low-friction coating, in particular a DLC (=Diamond-Like Carbon) coating.
Die Vorrichtung kann zudem wenigstens zwei Umlenkeinrichtungen umfassen, wobei vorzugsweise jeweils eine Umlenkeinrichtung auf, insbesondere relativ zu der Pressachse, gegenüberliegenden Seiten des ersten Presswerkzeuges und/oder des zweiten Presswerkzeuges vorgesehen ist. Die Umlenkeinrichtungen können dabei gleichartig ausgestaltet sein. Alternativ kann wenigstens eine Umlenkeinrichtung durch einen Gleitabschnitt des ersten Presswerkzeugs und/oder durch einen Gleitabschnitt des zweiten Presswerkzeugs gebildet sein und wenigstens eine Umlenkeinrichtung, vorzugsweise beweglich, an dem ersten Presswerkzeug und/oder an dem zweiten Presswerkzeug angeordnet sein.The device can also comprise at least two deflection devices, one deflection device preferably being provided on opposite sides of the first pressing tool and/or the second pressing tool, in particular relative to the pressing axis. The deflection devices can be designed in the same way. Alternatively, at least one deflection device can be formed by a sliding section of the first pressing tool and/or by a sliding section of the second pressing tool and at least one deflecting device can be arranged, preferably movably, on the first pressing tool and/or on the second pressing tool.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung einen Radius, insbesondere angrenzend zu der Membran, zum Umlenken der Membran aufweist. Durch einen Radius an der Umlenkeinrichtung kann die Gleitreibung zwischen Umlenkeinrichtung und der Membran verringert werden, dies ermöglicht ein einfaches und verschleißarmes Umlenken der Membran. Der Radius ist dabei insbesondere an der Kontaktfläche der Umlenkeinrichtung zu der Membran vorgesehen. Die Umlenkung der Membran erfolgt dabei vorteilhafterweise aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung. Vorzugsweise beträgt der Radius der Umlenkeinrichtung wenigstens 20 mm, vorzugsweise wenigstens 35 mm, insbesondere wenigstens 50 mm. Zudem kann die Bogenlänge des Radius wenigstens 19,6 mm, vorzugsweise wenigstens 27,4 mm, insbesondere wenigstens 39,2 mm, betragen. Durch einen entsprechend großen Radius und/oder eine entsprechend lange Bogenlänge des Radius können beim Umlenken der Membran die Spannung in der Membran niedrig gehalten werden, wodurch die Gefahr von Beschädigungen (z.B. Knicke, Risse) verringert wird. Es kann deshalb auch bevorzugt sein, dass die Bogenlänge des Radius wenigstens 50 mm, vorzugsweise wenigstens 70 mm, insbesondere wenigstens 90 mm, betragen.According to a further embodiment of the device, it is provided that the deflection device has a radius, in particular adjacent to the membrane, for deflecting the membrane. The sliding friction between the deflection device and the membrane can be reduced by a radius on the deflection device, which enables simple and low-wear deflection of the membrane. The radius is provided in particular on the contact surface of the deflection device with the membrane. The membrane is advantageously deflected from the extension direction into the sealing direction. The radius of the deflection device is preferably at least 20 mm, preferably at least 35 mm, in particular at least 50 mm. In addition, the arc length of the radius can be at least 19.6 mm, preferably at least 27.4 mm, in particular at least 39.2 mm. With a correspondingly large radius and/or a correspondingly long arc length of the radius, the tension in the membrane can be kept low when deflecting the membrane, which reduces the risk of damage (e.g. kinks, cracks). It can therefore also be preferred that the arc length of the radius is at least 50 mm, preferably at least 70 mm, in particular at least 90 mm.
Eine besonders reibungsarme Umlenkung kann zudem erreicht werden, indem die Umlenkeinrichtung wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgestaltet ist.A particularly low-friction deflection can also be achieved in that the deflection device is designed essentially in the shape of a circular arc, at least in sections.
Die Membran ist vorzugsweise aus Metall hergestellt und weist im Bereich der Umlenkung und zur möglichen Ausdehnung auch in ihrem Umfeld vorzugsweise eine polierte Oberfläche auf. Vorzugsweise weist die Membran eine Dicke im Bereich zwischen 0,2 mm und 3,5 mm auf. Um genügend gut umlenkbar, gleichzeitig aber auch genügend Zugfest gestaltet zu sein ist eine Dicke im Bereich zwischen vorzugsweise 0,6 mm bis 2,2 mm ganz besonders bevorzugt.The membrane is preferably made of metal and preferably has a polished surface in the area of the deflection and for possible expansion also in its surroundings. The membrane preferably has a thickness in the range between 0.2 mm and 3.5 mm. In order to be able to be deflected sufficiently well, but at the same time to be designed with sufficient tensile strength, a thickness in the range between preferably 0.6 mm and 2.2 mm is very particularly preferred.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Membran durch die Umlenkeinrichtung um einen Winkel im Bereich von 20° bis 160°, vorzugsweise von 45° bis 135°, weiter vorzugsweise von 70° bis 110°, insbesondere von 85° bis 95°, umlenkbar ist. Insbesondere wird die Membran durch die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung um einen Winkel im Bereich von 20° bis 160°, vorzugsweise von 45° bis 135°, weiter vorzugsweise von 70° bis 110°, insbesondere von 85° bis 95°, umgelenkt. Durch eine entsprechende Umlenkung der Membran kann die Abdichtung der Kavität mittels der Presskraft verbessert werden, und zwar auch dann, wenn die Richtung der Membran für die Abdichtung ungünstig verläuft (z.B. etwa parallel zur Pressachse). Die Membran ist durch die Umlenkeinrichtung um einen entsprechenden Winkel vorzugsweise aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung umlenkbar, insbesondere wird die Membran durch die Umlenkeinrichtung um einen entsprechenden Winkel aus der Erstreckungsrichtung in die Abdichtrichtung umgelenkt. Gemessen wird der Winkel vorzugsweise jeweils zwischen der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung der wenigstens einen Kavität zugewandt ist und/oder jeweils zwischen der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung nicht in Kontakt bringbar mit dem Werkstück ist.A further embodiment of the device is characterized in that the membrane is deflected by the deflection device at an angle in the range from 20° to 160°, preferably from 45° to 135°, more preferably from 70° to 110°, in particular from 85° to 95°, is deflectable. In particular, the membrane is deflected by the deflection device at least in the closed position by an angle in the range from 20° to 160°, preferably from 45° to 135°, more preferably from 70° to 110°, in particular from 85° to 95° . The sealing of the cavity by means of the pressing force can be improved by appropriate deflection of the membrane, even if the direction of the membrane is unfavorable for the sealing (e.g. approximately parallel to the pressing axis). The membrane can be deflected by the deflection device by a corresponding angle, preferably from the extension direction into the sealing direction, in particular the membrane is deflected by the deflection device by a corresponding angle from the extension direction into the sealing direction. The angle is preferably measured in each case between the side of the membrane that faces the at least one cavity in the closed position and/or in each case between the side of the membrane that cannot be brought into contact with the workpiece in the closed position.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung neben dem Arbeitsraum vorgesehen ist. Somit kann sich die Membran im Arbeitsraum bestmöglich an die Geometrie des zu bearbeitenden bzw. herzustellenden Werkstücks anpassen, da die Membran erst außerhalb des Arbeitsraums durch die Umlenkeinrichtung vom Werkstück weg umgelenkt werden kann. Die Umlenkeinrichtung ist vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung unterhalb und/oder oberhalb des Arbeitsraums vorgesehen.According to a further embodiment of the device, it is provided that the deflection device is provided next to the working space, at least in the closed position. In this way, the membrane in the working space can be adapted in the best possible way to the geometry of the workpiece to be machined or produced, since the membrane can only be deflected away from the workpiece by the deflection device outside of the working space. The deflection device is preferably provided below and/or above the working space, at least in the closed position.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Membran, vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung, relativ zu der Dichtung bewegbar ist, insbesondere an der Dichtung vorbeiführbar und/oder durch die Dichtung hindurchführbar ist. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Membran kann ein gleichmäßiges Anliegen der Membran an dem zu bearbeitenden bzw. herzustellenden Werkstück sichergestellt werden, da bei Kontraktion der Membran Abschnitte der Membran in den Arbeitsraum nachgeführt oder bei Ausdehnung der Membran Abschnitt der Membran aus dem Arbeitsraum hinausgeführt werden können.A further embodiment of the device is characterized in that the membrane, preferably at least in the closed position, can be moved relative to the seal, in particular can be guided past the seal and/or through the seal. A corresponding configuration of the membrane can ensure that the membrane rests evenly on the workpiece to be machined or produced, since sections of the membrane can be fed into the working space when the membrane contracts or sections of the membrane can be led out of the working space when the membrane expands.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass wenigstens in der geschlossenen Stellung die Membran angrenzend an die Dichtung, insbesondere im Kontaktbereich mit der Dichtung, mit der Kraftrichtung der Presskraft einen Winkel zwischen 5° und 175°, vorzugsweise zwischen 45° und 135°, weiter vorzugsweise zwischen 70° und 110°, insbesondere zwischen 85° und 95°, einschließt. Durch eine entsprechende Ausgestaltung wird sichergestellt, dass die Presskraft ausreichend stark auf die Membran wirken kann und somit eine hinreichende Abdichtung der Kavität erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist es wenn die Membran angrenzend an die Dichtung, insbesondere im Kontaktbereich mit der Dichtung, zu der Kraftrichtung der Presskraft im Wesentlichen senkrecht verläuft. Gemessen wird der Winkel zwischen der Kraftrichtung der Presskraft und der Membran vorzugsweise zwischen der Kraftrichtung der Presskraft und der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung der wenigstens einen Kavität zugewandt ist und/oder der Membranseite, die in der geschlossenen Stellung nicht in Kontakt bringbar mit dem Werkstück ist. Alternativ oder zusätzlich schließt wenigstens in der geschlossenen Stellung die Membran angrenzend an die Dichtung, insbesondere im Kontaktbereich mit der Dichtung, mit der Pressachse einen Winkel zwischen 5° und 175°, vorzugsweise zwischen 45° und 135°, weiter vorzugsweise zwischen 70° und 110°, insbesondere zwischen 85° und 95°, ein.A further embodiment of the device provides that, at least in the closed position, the membrane adjacent to the seal, in particular in the contact area with the seal, forms an angle of between 5° and 175°, preferably between 45° and 135°, with the direction of the pressing force. more preferably between 70° and 110°, in particular between 85° and 95°. A corresponding configuration ensures that the pressing force can act sufficiently strongly on the membrane and that the cavity is thus sufficiently sealed. It is particularly advantageous if the membrane runs essentially perpendicularly to the direction of the pressing force adjoining the seal, in particular in the area of contact with the seal. The angle between the force direction of the pressing force and the membrane is measured, preferably between the force direction of the pressing force and the side of the membrane that faces the at least one cavity in the closed position and/or the side of the membrane that cannot be brought into contact with the cavity in the closed position workpiece is. Alternatively or additionally, at least in the closed position, the membrane closes an angle of between 5° and 175°, preferably between 45° and 135°, more preferably between 70° and 110°, with the pressing axis adjacent to the seal, in particular in the area of contact with the seal °, in particular between 85° and 95°.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft umfasst und dass, vorzugsweise, die Dichtungskraft durch die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft unabhängig von der Presskraft veränderbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Dichtungskraft nicht ausschließlich durch die Presskraft bewirkt wird. Hierdurch keine eine zuverlässigere Abdichtung der Kavität erreicht werden. Die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft kann zum Verändern, insbesondere Erhöhen, der Dichtungskraft wenigstens einen hydraulischen Zylinder, pneumatischen Zylinder und/oder elektrischen Aktuator umfassen. Die Vorrichtung kann zudem wenigstens eine zweite Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft umfassen. Hierbei ist es besonders von Vorteil, wenn die zweite Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft relativ zu der wenigstens einen Dichtung und/oder der Abdichtrichtung gegenüber der wenigstens einen Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft vorgesehen ist.According to a further embodiment of the device, it is provided that the device comprises at least one device for changing the sealing force and that, preferably, the sealing force can be changed by the device for changing the sealing force independently of the pressing force. This configuration makes it possible that the sealing force is not exclusively caused by the pressing force. A more reliable sealing of the cavity cannot be achieved as a result. The device for changing the sealing force can include at least one hydraulic cylinder, pneumatic cylinder and/or electric actuator for changing, in particular increasing, the sealing force. The device can also have at least one second device for change in sealing force. It is particularly advantageous here if the second device for changing the sealing force is provided relative to the at least one seal and/or the sealing direction opposite the at least one device for changing the sealing force.
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft kraftgesteuert und/oder weggesteuert ist. Hierdurch lässt sich die Dichtungskraft besonders präzise verändern. Hierfür ist es besonders von Vorteil, wenn die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft wenigstens einen Kraftsensor, wenigstens einen Drucksensor und/oder wenigstens einen Wegsensor umfasst.A further embodiment of the device provides that the device for changing the sealing force is force-controlled and/or path-controlled. This allows the sealing force to be changed particularly precisely. It is particularly advantageous for this if the device for changing the sealing force comprises at least one force sensor, at least one pressure sensor and/or at least one displacement sensor.
Eine Ausbildung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft an dem ersten Presswerkzeug und/oder an dem zweiten Presswerkzeug angeordnet ist und/oder vorzugsweise, dass die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft angrenzend an die Dichtung vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine möglichst direkte und somit zuverlässige Veränderung der Dichtungskraft. Die Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft kann insbesondere an der wenigstens einen Dichtung angeordnet sein und/oder mit der wenigstens eine Dichtung verbunden sein. Hierdurch lässt sich die Dichtungskraft besonders präzise verändern.One embodiment of the device is characterized in that the device for changing the sealing force is arranged on the first pressing tool and/or on the second pressing tool and/or preferably that the device for changing the sealing force is provided adjacent to the seal. This enables the sealing force to be changed as directly and as reliably as possible. The device for changing the sealing force can in particular be arranged on the at least one seal and/or be connected to the at least one seal. This allows the sealing force to be changed particularly precisely.
Gemäß einer Ausbildung der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zur Kompensation der Presskraft umfasst. Die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft bringt dabei eine Kompensationskraft auf die Vorrichtung auf, welche im Wesentlichen entgegengesetzt zur Presskraft wirkt. Hierdurch kann die Presskraft wenigstens abschnittsweise in der Vorrichtung kompensiert werden. Zum Aufbringen der Kompensationskraft auf die Vorrichtung kann die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft wenigstens eine Feder, wenigstens einen Zylinder und/oder wenigstens einen elektrischen Aktuator umfassen. Bei dem wenigstens einen Zylinder handelt es sich beispielsweise um einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder. Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft als wenigstens ein höhenverstellbarer Fuß, vorzugsweise der Vorrichtung, ausgestaltet sein.According to one embodiment of the device, it is provided that the device comprises at least one device for compensating for the pressing force. The device for compensating the pressing force applies a compensating force to the device, which acts essentially in the opposite direction to the pressing force. As a result, the pressing force can be compensated for at least in sections in the device. To apply the compensating force to the device, the device for compensating the pressing force can include at least one spring, at least one cylinder and/or at least one electric actuator. The at least one cylinder is, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder. Alternatively or additionally, the device for compensating the pressing force can be designed as at least one height-adjustable foot, preferably of the device.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft kraftgesteuert und/oder weggesteuert ist. Hierdurch lässt sich die Presskraft besonders präzise kompensieren. Hierfür ist es besonders von Vorteil, wenn die wenigstens eine Einrichtung zur Kompensation der Presskraft wenigstens einen Kraftsensor, wenigstens einen Drucksensor und/oder wenigstens einen Wegsensor umfasst.A further embodiment of the device is characterized in that the device for compensating the pressing force is force-controlled and/or path-controlled. This allows the pressing force to be compensated particularly precisely. It is particularly advantageous for this if the at least one device for compensating the pressing force comprises at least one force sensor, at least one pressure sensor and/or at least one displacement sensor.
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, dass die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft an dem ersten Presswerkzeug und/oder an dem zweiten Presswerkzeug angeordnet ist. Hierdurch lässt sich konstruktiv einfach die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft an der Vorrichtung anbringen und besonders Präzise der Presskraft entgegengewirkt werden. Die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft ist vorzugsweise an einem Ende des ersten Presswerkzeus, des zweiten Presswerkzeugs und/oder der Vorrichtung angeordnet. Insbesondere kann die Vorrichtung zur Kompensation der Presskraft am Boden der Vorrichtung angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft mit dem ersten Presswerkzeug und/oder dem zweiten Presswerkzeug verbunden sein. Hierdurch lässt sich die Kompensationskraft unmittelbar an die Presswerkzeuge übertragen.A further embodiment of the device provides that the device for compensating the pressing force is arranged on the first pressing tool and/or on the second pressing tool. As a result, the device for compensating the pressing force can be attached to the device in a structurally simple manner and the pressing force can be counteracted with particular precision. The device for compensating the pressing force is preferably arranged at one end of the first pressing tool, the second pressing tool and/or the device. In particular, the device for compensating the pressing force can be arranged on the bottom of the device. Alternatively or additionally, the device for compensating the pressing force can be connected to the first pressing tool and/or the second pressing tool. This allows the compensation force to be transferred directly to the pressing tools.
Eine Weiterbildung der Vorrichtung zeichnet sich durch wenigstens eine Einrichtung zur Veränderung der Vorspannung der wenigstens einen Membran aus. Dies bietet sich insbesondere in Verbindung mit wenigstens einer Membran an die, vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung, relativ zu der Dichtung bewegbar ist, insbesondere an der Dichtung vorbeiführbar und/oder durch die Dichtung hindurchführbar ist. Die Einrichtung zur Vorspannung der Membran kann beispielsweise durch eine Feder mit verstellbarem Federweg bzw. verstellbarer Vorspannung realisiert werden. Durch eine derartige Einrichtung ist die Vorspannung der Membran einstellbar und/oder veränderbar, beispielsweise um die Vorspannung an die herzustellenden Werkstücke anzupassen. Die Einstellung einer Vorspannung und deren Veränderbarkeit ermöglichen es, dass die Membran bereits eine Vorspannung aufweist, bevor das Werkstück mit Druck und/oder Temperatur beaufschlagt wird, insbesondere bereits bevor das in der Kavität befindliche Arbeitsmedium unter Druck gesetzt wird und/oder aufgeheizt wird. Vorzugsweise ist die Vorspannkraft größer als die Reibungskraft der auf die Membran einwirkenden Dichtung, da andernfalls keine zuverlässige Vorspannung der Membran erreicht werden kann, wenn die Vorspannkraft außerhalb der Dichtung an die Membran angreift.A further development of the device is distinguished by at least one device for changing the prestressing of the at least one membrane. This is particularly useful in connection with at least one membrane which, preferably at least in the closed position, can be moved relative to the seal, in particular can be guided past the seal and/or through the seal. The device for prestressing the membrane can be realized, for example, by a spring with an adjustable spring deflection or adjustable prestress. Such a device allows the prestressing of the membrane to be adjusted and/or changed, for example in order to adapt the prestressing to the workpieces to be produced. The setting of a prestress and its variability make it possible for the membrane to already have a prestress before the workpiece is subjected to pressure and/or temperature, in particular before the working medium in the cavity is pressurized and/or heated. The pretensioning force is preferably greater than the frictional force of the seal acting on the membrane, since otherwise no reliable pretensioning of the membrane can be achieved if the pretensioning force acts on the membrane outside of the seal.
Die zuvor beschriebene Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 15 dadurch gelöst, dass bei der in Schritt a) bereitgestellten Vorrichtung die Membran sich in dem Arbeitsraum wenigstens in der geschlossenen Stellung wenigstens abschnittsweise in eine Erstreckungsrichtung erstreckt und dass die Erstreckungsrichtung in einem Winkel von weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 65°, weiter vorzugsweise weniger als 45°, insbesondere im Wesentlichen parallel, zu der Pressachse verläuft, dass die in Schritt a) bereitgestellte Vorrichtung wenigstens eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken der Membran umfasst und dass die Membran durch die Umlenkeinrichtung wenigstens in der geschlossenen Stellung aus der Erstreckungsrichtung in eine Abdichtrichtung umgelenkt wird, sodass die in Schritt d) aufgebrachte Presskraft ein wenigstens abschnittsweise Abdichten der Kavität bewirkt indem die Presskraft über die Dichtung auf die aus der Erstreckungsrichtung umgelenkte Membran wirkt. Ein derartig ausgestaltetes Verfahren hat die bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorrichtung diskutierten Vorteile.The object described above is achieved in a method according to the preamble of patent claim 15 in that in the device provided in step a), the membrane moves in the working chamber at least in the closed position, at least in sections, into a first position stretching direction and that the direction of extension runs at an angle of less than 90°, preferably less than 65°, more preferably less than 45°, in particular essentially parallel to the pressing axis, that the device provided in step a) has at least one deflection device for comprises deflecting the membrane and that the membrane is deflected by the deflection device at least in the closed position from the extension direction into a sealing direction, so that the pressing force applied in step d) causes the cavity to be sealed at least in sections by the pressing force being applied via the seal to the Extension direction deflected membrane acts. A method designed in this way has the advantages already discussed above in connection with the device.
Dabei wird die Membran durch die Umlenkeinrichtung insbesondere während Schritt d) wenigstens zeitweise umgelenkt.In this case, the membrane is deflected at least temporarily by the deflection device, in particular during step d).
Vorzugsweise wird zudem in Schritt c) das Werkstück insbesondere in den Arbeitsraum eingelegt.In addition, in step c), the workpiece is preferably placed in particular in the working space.
Vorteilhafterweise ist zudem vorgesehen, dass bei der in Schritt a) bereitgestellten Vorrichtung das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug angrenzend zum Arbeitsraum wenigstens abschnittsweise eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Dies vereinfacht eine Bearbeitung bzw. Herstellung von wenigstens abschnittsweise gekrümmten Werkstücken, insbesondere wenigstens abschnittsweise gekrümmten Formteilen.Advantageously, it is also provided that in the device provided in step a), the first pressing tool and/or the second pressing tool has a curved surface at least in sections adjacent to the working space. This simplifies the processing or production of workpieces that are curved at least in sections, in particular molded parts that are curved at least in sections.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt c1): c1) Bewegen des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs in die geschlossene Stellung. Der Schritt c1) erfolgt nach Schritt c) und vorzugsweise vor Schritt d).Preferably, the method also comprises a step c1): c1) moving the first pressing tool and/or the second pressing tool to the closed position. Step c1) takes place after step c) and preferably before step d).
Gemäß einer Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die in Schritt a) bereitgestellte Vorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ist. Unabhängig hiervon sind die im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemachten Ausführungen auf das vorliegende Verfahren, insbesondere auf die in Schritt a) bereitgestellte Vorrichtung, übertragbar.According to one embodiment of the method, it is provided that the device provided in step a) is a device according to one of claims 1 to 14. Irrespective of this, the statements made in connection with the device can be transferred to the present method, in particular to the device provided in step a).
Eine weitere Ausbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren den folgenden Schritt e) umfasst, der nach Schritt c) durchgeführt wird: e) Beaufschlagen des Arbeitsmediums mit Druck und/oder Temperatur, wodurch die Membran relativ zu der Dichtung bewegt wird, insbesondere an der Dichtung vorbeigeführt und/oder durch die Dichtung hindurchgeführt wird, und wodurch die Membran in Anlage an wenigstens eine Hinterschneidung des Werkstücks gelangt. Hierdurch können Werkstücke mit besonders komplexen Geometrien bearbeitet bzw. hergestellt werden. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Hinterschneidung des Werkstücks durch die anliegenden Membran mit Druck und/oder Temperatur beaufschlagt. Die Hinterschneidung des Werkstücks liegt vorzugsweise wenigstens in der geschlossenen Stellung des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs vor. Vorteilhafterweise weist auch das erste Presswerkzeug und/oder das zweite Presswerkzeug wenigstens eine Hinterschneidung auf, wobei insbesondere die Hinterschneidung des Werkstücks und des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweite Presswerkzeugs in der geschlossenen Stellung zueinander angrenzen, vorzugsweise sich kontaktieren. Die Hinterschneidung des Werkstücks, des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs liegt dabei vorzugsweise in Richtung der Pressachse und/oder in Kraftrichtung der Presskraft gesehen vor. Schritt e) erfolgt zudem vorteilhafterweise wenigstens abschnittsweise gleichzeitig mit Schritt d). Alternativ oder zusätzlich erfolgt Schritt e) vorzugsweise nach Schritt c1), vor Schritt f) und/oder vor Schritt g). Auf die Schritte f) und g) wird nachfolgend noch eingegangen.A further embodiment of the method is characterized in that the method comprises the following step e), which is carried out after step c): e) subjecting the working medium to pressure and/or temperature, as a result of which the membrane is moved relative to the seal, in particular guided past the seal and/or guided through the seal, and as a result of which the membrane comes into contact with at least one undercut of the workpiece. As a result, workpieces with particularly complex geometries can be machined or manufactured. The at least one undercut of the workpiece is preferably subjected to pressure and/or temperature by the adjacent membrane. The undercut of the workpiece is preferably present at least in the closed position of the first pressing tool and/or the second pressing tool. Advantageously, the first pressing tool and/or the second pressing tool also has at least one undercut, with the undercut of the workpiece and the first pressing tool and/or the second pressing tool adjoining one another in the closed position, preferably contacting one another. The undercut of the workpiece, the first pressing tool and/or the second pressing tool is preferably present in the direction of the pressing axis and/or in the direction of the pressing force. Step e) is also advantageously carried out at least in sections at the same time as step d). Alternatively or additionally, step e) preferably takes place after step c1), before step f) and/or before step g). Steps f) and g) will be discussed below.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren zudem einen Schritt f) umfasst: f) Bewegen des ersten Presswerkzeugs und/oder des zweiten Presswerkzeugs in die offene Stellung. Der Schritt f) erfolgt nach Schritt d), insbesondere nach Schritt e).In a further embodiment of the method, it is provided that the method also includes a step f): f) moving the first pressing tool and/or the second pressing tool into the open position. Step f) takes place after step d), in particular after step e).
Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren einen Schritt g): g) Entnehmen des Werkstücks aus der Vorrichtung, insbesondere aus dem Arbeitsraum. Der Schritt g) erfolgt nach Schritt d), vorzugsweise nach Schritt e) und insbesondere nach Schritt f).Alternatively or additionally, the method comprises a step g): g) removing the workpiece from the device, in particular from the work area. Step g) takes place after step d), preferably after step e) and in particular after step f).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1A eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt in offener Stellung, -
1B die Vorrichtung aus1A im Querschnitt in geschlossener Stellung, -
2A eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt in offener Stellung, -
2B die Vorrichtung aus2A im Querschnitt in geschlossener Stellung, -
3A eine dritte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt in offener Stellung, -
3B die Vorrichtung aus3A im Querschnitt in geschlossener Stellung, -
4A eine vierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt in offener Stellung, -
4B die Vorrichtung aus4A im Querschnitt in geschlossener Stellung, -
5A eine fünfte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt in offener Stellung, und -
5B die Vorrichtung aus5A im Querschnitt in geschlossener Stellung.
-
1A a first embodiment of a device according to the invention in cross section in the open position, -
1B the device off1A in cross section in closed position, -
2A a second embodiment of a device according to the invention in cross section in the open position, -
2 B the device off2A in cross section in closed position, -
3A a third embodiment of a device according to the invention in cross section in the open position, -
3B the device off3A in cross section in closed position, -
4A a fourth embodiment of a device according to the invention in cross section in the open position, -
4B the device off4A in cross section in closed position, -
5A a fifth embodiment of a device according to the invention in cross section in the open position, and -
5B the device off5A in cross-section in the closed position.
Die in
Das erste Presswerkzeug 2 der in
In der in
Die Erstreckungsrichtung E schließt mit der Pressachse P einen Winkel von weniger als 90° ein, vorliegend verlaufen die Erstreckungsrichtung E und die Pressachse P sogar fast parallel. In dem Abschnitt der Membran 4, in dem sich die Membran 4 entlang der Erstreckungsrichtung E erstreckt, wäre die Kavität 6 durch die Presskraft PK nur schwer abdichtbar. Denn die Presskraft PK kann in diesem Abschnitt lediglich mit einem kleinen Anteil ihrer Kraft entlang der Orthogonalen der Oberfläche des Werkstücks 5 wirken. Eine Dichtung 12 die entlang der Erstreckungsrichtung E angeordnet wäre, könnte daher nur mit einem geringen Anteil der Presskraft PK beaufschlagt werden und somit nur eine unzureichende Dichtungskraft DK auf die Membran 4 aufbringen. Um eine ausreichende Abdichtung der Kavität 6 zu erreichen, lenkt die Umlenkeinrichtung 15 die Membran 4 daher aus der Erstreckungsrichtung E in die Abdichtrichtung A um. Die Membran 4 wird dabei vorliegend um fast 90° umgelenkt. Die Membran 4 erstreckt sich nach dem Umlenken durch die Umlenkeinrichtung 15 an der Dichtung 12 vorbei. Angrenzend an die Dichtung 12 erstreckt sich die Membran 4, insbesondere die Oberfläche der Membran 4, entlang der Abdichtrichtung A fast senkrecht zu der Kraftrichtung der Presskraft PK. Dies ermöglicht es, dass die Presskraft PK im Bereich der Dichtung 12 fast vollständig auf die Membran 4 wirkt und somit ein wenigstens abschnittsweises Abdichten der Kavität 6 bewirkt wird. Dabei bewirkt die Presskraft PK an der Dichtung 12 eine Dichtungskraft DK, welche mittels der Dichtung 12 auf die Membran 4 aufbringbar ist. Für eine ausreichende Abdichtung der Kavität 6 reicht es jedoch beispielsweise schon aus, wenn die Membran 4 angrenzend an die entsprechende Dichtung 12 mit der Kraftrichtung der Presskraft PK einen Winkel zwischen 45° und 135° einschließt.The direction of extension E encloses an angle of less than 90° with the pressing axis P; in the present case, the direction of extension E and the pressing axis P even run almost parallel. In the section of the membrane 4 in which the membrane 4 extends along the extension direction E, the
Die Membran 4 ist bei der in
Die Umlenkeinrichtungen 15b, welche für das Umlenken der Membran 4b vorgesehen sind, werden bei der in
Die Membran 4b wird vorliegend, wie bei der ersten Ausführungsform, durch die Umlenkeinrichtung 15b aus der Erstreckungsrichtung E in die Abdichtrichtung A umgelenkt. Die Kavität 6b kann dadurch in der geschlossenen Stellung durch die Presskraft PK zuverlässig abgedichtet werden.In the present case, as in the first embodiment, the
In der in
In der zweiten Stellung, in der die Membran 4c in
In
In der dargestellten vierten Ausführungsform der Vorrichtung 1d sind zwei Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' vorgesehen. Dabei ist jeweils eine Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' an relativ zu der Pressachse P gegenüberliegenden Seiten des zweiten Presswerkzeugs 3d vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch wenigstens eine Einrichtung zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' an dem ersten Presswerkzeug 2d vorgesehen sein. Die Einrichtungen zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' sind dabei an den Dichtungen 12d angeordnet, insbesondere mit diesen verbunden, und können die Dichtungskraft DK, DK', DK'', DK''' der jeweiligen Dichtung 12d verändern. Hierdurch keine eine zuverlässigere Abdichtung der Kavität erzielt werden. Die Einrichtungen zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' sind dabei kraftgesteuert und/oder weggesteuert. Zur Veränderung der Dichtungskraft können die Einrichtungen zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' jeweils wenigstens einen hydraulischen Zylinder, pneumatischen Zylinder und/oder elektrischen Aktuator umfassen. Die Einrichtungen zur Veränderung der Dichtungskraft 20d, 20d' weisen insbesondere zudem jeweils wenigstens einen Kraftsensor, Drucksensor und/oder Wegsensor auf. Hierdurch wird eine präzise Veränderung der Dichtungskraft DK, DK', DK'', DK''' ermöglicht.In the illustrated fourth embodiment of the
In der dargestellten fünften Ausführungsform der Vorrichtung 1e ist eine Einrichtung zur Kompensation der Presskraft 21e vorgesehen. Dabei ist die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft 21e an einem, vorzugsweise dem unteren, Ende des zweiten Presswerkzeugs 3e angeordnet. Die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft 21e bringt dabei eine Kompensationskraft KK auf die Vorrichtung 1e auf, welche im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Presskraft PK wirkt. Die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft 21e ist dabei kraftgesteuert und/oder weggesteuert und umfasst vorzugsweise wenigstens einen Kraftsensor, Drucksensor und/oder Wegsensor auf. Hierdurch wird eine präzise Veränderung Kompensationskraft ermöglicht. Vorliegend ist die Einrichtung zur Kompensation der Presskraft 21e als wenigstens ein höhenverstellbarer (in der
BezugszeichenlisteReference List
- 1, 1b, 1e, 1d, 1e1, 1b, 1e, 1d, 1e
- Vorrichtungcontraption
- 2, 2b, 2c, 2d, 2e2, 2b, 2c, 2d, 2e
- erstes (oberes) Presswerkzeugfirst (upper) pressing tool
- 3, 3b, 3c, 3d, 3e3, 3b, 3c, 3d, 3e
- zweites (unteres) Presswerkzeugsecond (lower) pressing tool
- 4, 4b, 4c, 4d4, 4b, 4c, 4d
- Membranmembrane
- 5, 5c5, 5c
- Werkstückworkpiece
- 6, 6b, 6c, 6d6, 6b, 6c, 6d
- Kavitätcavity
- 77
- Kanalchannel
- 88th
- unterer Bestandteillower component
- 99
- oberer Bestandteilupper component
- 1010
- Werkstückworkpiece
- 1111
- Arbeitsraumworking space
- 12, 12c, 12d12, 12c, 12d
- Dichtungpoetry
- 1313
- oberer Teil (der Dichtung)upper part (of the seal)
- 1414
- unterer Teil (der Dichtung)lower part (of the seal)
- 15, 15b, 15c15, 15b, 15c
- Umlenkeinrichtungdeflection device
- 1616
- Gleitabschnittsliding section
- 17b17b
- Rollerole
- 18c, 18c'18c, 18c'
- Hinterschneidung (des zweiten Presswerkzeugs)Undercut (of the second press tool)
- 19c, 19c'19c, 19c'
- Hinterschneidung (des Werkstücks)undercut (of the workpiece)
- 20d, 20d'20d, 20d'
- Einrichtung zur Veränderung der DichtungskraftDevice for changing the sealing force
- 21e21e
- Einrichtung zur Kompensation der PresskraftDevice for compensating the pressing force
- A, A'A, A'
- Abdichtrichtungsealing direction
- DK, DK', DK'', DK'''DK, DK', DK'', DK'''
- Dichtungskraftsealing force
- E, E', Ec, Ec'E, E', Ec, Ec'
- Erstreckungsrichtungdirection of extension
- KKKK
- Kompensationskraftcompensation force
- PP
- Pressachsepress axis
- PKPC
- Presskraftpressing force
- RR
- Radiusradius
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102017113595 A1 [0006]DE 102017113595 A1 [0006]
Claims (17)
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-
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- 2021-02-22 DE DE102021000926.6A patent/DE102021000926A1/en active Pending
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