-
Vorrichtung zum Ziehen von Hohlkörpern aus Platten thermoplastischen
Kunststoffes Es ist bekannt, beim Ziehen von Hohlkörpern aus Platten thermoplastischen
Kunststoffes die Wandstärke besonders an den Kanten dadurch zu vergleichmäßigen,
daß die durch Erwärmung plastifizierte Platte während des Ziehvorgangs nur an einigen
Stellen nahe den Kanten und nur so weit festgehalten wird, daß die Folie beim Ziehen
nachgleiten kann. Ebenso ist es bekannt, an Stelle einer voll ausgebildeten Matrize
nur einen hohlen Rahmen, den sogenannten »Ziehrahmen«, zu verwenden und gegebenenfalls
auch die Patrize oder den Ziekern selbst hohl auszuführen, so daß Patrize und Matrize
nur aus hohlen Rahmen bestehen, die ausschließlich durch ihre als Wendekonturen
wirkende Kanten die Formgebung bewirken. Noch etwas weiter geht in dieser Richtung
ein weiterer Vorschlag, nach dem der Ziehkern aus starren, miteinander fest verbundenen,
verhältnismäßig schmalen Leisten besteht, so daß auch die Seitenflächen des Ziehkerns
praktisch leer sind.
-
Der Vorteil der beiden letztgenannten Verfahren gegenüber den mit
voller Patrize arbeitenden Verfalen besteht darin, daß die zu ziehende Folie während
des Ziehvorgangs fast auf keiner festen Fläche aufliegt und das Material daher nicht
durch Reibung am freien Nachgleiten in den Ziehraum gehindert wird, womit gleichmäßigere
Wandstärken gegenüber den mit vollem Kern arbeitenden Verfahren erzielt werden können.
Dafür muß allerdings der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die nur an ihren
Rändern und vor Beginn des Ziehvorgangs nur auf den Kanten des Kerns aufliegende
plastifizierte Platte in der Mitte keine Aufstützung hat und sich daher vor Beginn
des Ziehvorgangs unter ihrem eigenen Gewicht in der Mitte wölbt. Das ist vor allen
Dingen bei der Herstellung verhältnismäßig flacher Formkörper nachteilig, weil die
Wölbung leicht größere Werte annehmen kann, als der jeweils gewünschten Tiefe des
herzustellenden Formkörpers entspricht, so daß der erhaltene Formkörper entweder
zu große Tiefe oder keinen völlig ebenen Boden aufweist.
-
Außerdem ist diese Vorverformung der Platte ausschließlich durch ihre
Dimensionen und mechanischen Eigenschaften bedingt und daher nicht willkürlich beeinflußbar,
so daß es zu örtlicher Materialanhäufung und Materialverlust kommt, was während
des Ziehens ungleichmäßige Wandstärken des erhaltenen Formkörpers verursacht.
-
Die Erfindung ermöglicht es, die Vorteile der beiden letztgenannten
Verfahrensgruppen gleichzeitig wahrzunehmen, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen
zu müssen. Erreicht wird dies im wesentlichen dadurch, daß die plastifizierte und
gegebenenfalls in einen Klemmrahmen leicht eingespannte Platte vor dem Ziehen auf
einen besonders ausgebildeten vollen Kern aufgelegt wird, der wahlweise als Patrize
oder Matrize verwendet werden kann. Dieser Kern besteht im wesentlichen aus verhältnismäßig
schmalen, starren und miteinander starr verbundenen Leisten, z. B. aus Holz oder
Kunststoff, deren Zwischenräume mindestens so weit durch andere, elastisch nachgebende
Auflageflächen geschlossen sind, daß wenigstens die der zu verformenden Platte anliegende
Fläche des Ziehkerns eine geschlossene Auflagefläche bildet. Dadurch ist es möglich,
die plastifizierte Platte vor Beginn des Ziehvorgangs auf diese Auflagefläche aufzulegen
und dabei jedes Wölben zu vermeiden. Obwohl während des Ziehvorgangs durch den Ziehrahmen
auf die Platte im wesentlichen nur ein horizontaler Zug ausgeübt wird, wurde überraschenderweise
gefunden, daß die elastisch nachgebende Füllfläche dabei so weit in vertikaler Richtung
ausweicht, daß die Platte praktisch völlig reibungsfrei in den Ziehrahmen nachgleiten
kann, so als ob die Füllfläche überhaupt nicht vorhanden wäre. Weiter wurde gefunden,
daß sich das Vorurteil der Fachwelt, die höhere Wärmekapazität eines vollen Rahmens
müsse unbedingt zu ungleichmäßigem Erkalten und Erstarren und damit zu Spätschäden
Anlaß geben, bei dem erfindungsgemäß verwendeten Ziehkern mit elastisch nachgebenden
Füllflächen überraschenderweise nicht begründet ist, vor allem, wenn durch Vorwärmen
des Ziehkerns dafür Sorge getragen wird, daß die erwärmte Platte nicht durch das
Auflegen auf den zu kalten Kern abgeschreckt wird. Dieses Vorwärmen tritt bei längeren
Ziehserien nach einigen Zügen von selbst ein, sie kann aber auch durch Vorwärmen
in einem eigenen Ofen schon vor dem ersten Zug vorgenommen werden. Es ist vorteilhaft,
die starren Leisten so schmal wie möglich zu gestalten, weshalb nach einer be-
vorzugten
Ausgestaltung der Erfindung diese Leisten aus Metall gefertigt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden auch die
Flächen zwischen den die seitlichen Ziehkanten abgebenden Leisten des Ziehkerns
durch elastisch nachgebende Füliplatten verschlossen. Die elastische Ausbildung
der Füllstücke kann auf verschiedene Weise, z. B. durch Einlagen von Federn od.
dgl. zwischen die Füllfläche und einen dahinter gelegenen und mit den Ziehkanten
verbundenen Hilfsrahmen bzw. Hilfskem, bewirkt werden. Vorzugsweise werden für diesen
Zweck verhältnismäßig niedrige Polster aus Schaumgummi oder einem anderen elastischen
Schaumstoff von etwa 15 bis 20mm Höhe verwendet.
-
Diese bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bietet den zusätzlichen
Vorteil, daß dadurch die Kanten und vor allem die Ecken des Kerns beim Eindrücken
in den Rahmen entlastet werden. Dadurch ergibt sich eine besonders gleichmäßige
Druckverteilung auf die Platte, so daß die Spannungen am gezogenen Stück weiter
vergleichmäßigt und Spannungsfehler auch bei komplizierten, besonders tief undioder
besonders steil gezogenen Formstücken mit Sicherheit vermieden werden. Außerdem
wird das Aufschrumpfen des Materials beim Erkalten auf den Kern praktisch über alle
Teile des Formstücks vollständig vermieden.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nachstehend an Hand der Figuren
schematisch und beispielsweise näher erläutert.
-
Fig. 1 stellt die wesentlichen Teile der Gesamtanordnung in perspektivischer
Ansicht dar, wobei der Übersichtlichkeit halber verschiedene zum Verständnis nicht
unbedingt erforderliche Einzelheiten ausgelassen sind; Fig. 2 ist eine Ansicht von
von auf einen senkrechten Querschnitt durch F i g. 1 entlang der Linie 11-11; F
i g. 3 ist die Ansicht eines senkrechten Querschnitts von vorn entsprechend F i
g. 2 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
-
Mit 1 ist die auf Ziehtemperatur vorgewärmte Platte bezeichnet, die
gegebenenfalls in einen Klemmrahmen 2 eingespannt sein kann, 3 ist der Ziehrahmen,
und 4 ist der erfindungsgemäße Ziehkern. Seine wirksamen Ziehkanten a, b werden
von starren und starr miteinander verbundenen Leisten 5 und 6 gebildet. Mindestens
die obere, von den Leisten 5 umschlossene Fläche ist durch eine Füllplatte 8 abgeschlossen,
die auf einen im Inneren des Ziehkems angeordneten und mit diesem starr verbundenen
Hilfskern oder Hilfsrahmen 9 unter Zwischenschaltung elastischer Elemente 10 aufgesetzt
ist. Die von den Leisten 5 und 6 umschlossenen Seitenflächen 11 können leer gelassen
oder durch mit den Leisten starr verbundene Füllflächen geschlossen sein. Gemäß
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die in F i g. 2 dargestellt ist,
sind aber auch diese Seitenflächen durch Füllplatten 12 verschlossen, die ebenfalls
unter Zwischenschaltung elastischer Elemente 13 auf dem im Innern des Ziehkerns
angeordneten Hilfskern oder Hilfsrahmen 9 aufgebracht sind. Die elastischen Zwischenkörper
10 sind in der linken Hälfte der F i g. 2 als Federn und in der rechten Hälfte als
Schaumgummipolster dargestellt, jedoch kann für diesen Zweck auch Luftfederung verwendet
werden.
-
Bei der besonderen Ausgestaltung der Erfindung gemäß F i g. 3 ist
die elastisch nachgebende, aber selbst starre Füllplatte 8 durch eine ein elastisches
Luftkissen 14 bildende Doppelmembran entsprechender Stärke ersetzt, das beispielsweise
aus Gummi besteht. Das Luftkissen wird nach dem Auflegen der auf Ziehtemperatur
vorgewärmten Platte, aber vor Beginn des eigentlichen Ziehvorgangs durch über Leitung
15 geführte Preßluft zu der gestrichelt dargestellten Blase 14' aufgeblasen. Dadurch
wird die Platte vorgedrückt. Wenn der Ziehvorgang zu etwa 50 bis 60 ovo abgelaufen
ist. wird die Luft aus dem Luftkissen abgelassen, beispielsweise über Leitung 16,
wodurch die Wölbung des Kissens 14 wieder so weit zurückkehrt, bis die Bodenfläche
eben ist. Da vor Beginn des Ziehvorgangs die plastifizierte Platte sich an die gewölbte
Fläche 14' anlegt und deren Form annimmt, ist auf der Wölbung der Platte anfänglich
mehr plastisches Material vorhanden, als einer gleichmäßigen Dicke des Materials
über einer ebenen Fläche des gleichen Umfangs entspricht, so daß beim Fertigziehen
bereits an Ort und Stelle überschüssiges Material zur Verfügung steht. wodurch die
den Ziehkanten 5 und 6 entsprechenden Kanten des fertigen Stücks verstärkt werden
und nicht wie bei bekannten Ziehverfahren dünner ausfallen als die Wände. Das Luftkissen
14 kann die einzige Füllplatte der ÖfFnung des Ziehkerns 4 sein, vorzugsweise wird
es jedoch erst auf einem Rahmen 5 montiert. der mittels elastischer Zwischenglieder
10 auf dem Hilfskern 9 aufgebracht ist. An Stelle einer Doppelmembran kann auch
eine einfache Membran verwendet werden, die die Innenfläche des Rahmens 5 gasdicht
abschließt, in welchem Falle allerdings der ganze Ziehkern 4 gasdicht ausgestaltet
werden muß. Diese Membran oder gegebenenfalls Doppelmembran kann nicht nur bei runden,
z. B. konischen oder zylindrischen Patrizen, sondern auch bei Patrizen mit beliebigem
anderem Querschnitt, beispielsweise quadratischem oder rechteckigem, verwendet werden.
-
Außerdem ist es in vielen Fällen zweckmäßig, auch die Seitenwände
der Patrize mit solchen Membranen oder Doppelmembranen zu versehen. Letztere wird
aber vorteilhafterweise nur leicht aufgeblasen, soweit es die Matrize bzw. der Ziehling
gestattet, während der Boden der Patrize weit stärker, gegebenenfalls bis zu halber
Kugelgestalt aufgeblasen wird.