DE2201007A1 - Verfahren und vorrichtung zum warmstauchen von aus thermoplastischem kunststoff bestehenden teilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum warmstauchen von aus thermoplastischem kunststoff bestehenden teilen

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DE2201007A1 DE19722201007 DE2201007A DE2201007A1 DE 2201007 A1 DE2201007 A1 DE 2201007A1 DE 19722201007 DE19722201007 DE 19722201007 DE 2201007 A DE2201007 A DE 2201007A DE 2201007 A1 DE2201007 A1 DE 2201007A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Warmstauchen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Teilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Warmstauchen an Teilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem das zu stauchende Teil mit einem#erwärmten Stauchstempel belastet und dadurch in einen plastischen Zustand überführt sowie durch Niederdrücken des Stauchstempels gestaucht wird.
  • Ein derartiges Stauchverfahren dient z.B. zum Stauchen von Nieten an einem Werkstück aus thermoplastischem Eunststoff, das mit einem anderen Werkstück, sei dieses nun aus Metall oder ebenfalls aus Kunststoff, zu verbinden ist. Nach der Verformung, d.h. dem Austauchen der Nieten, Klammern, Stifte, Leisten oder dgl., muß das Werkstück zunächst eine gewisse Zeit abkühlen, bevor es, ohne Schaden zu erleiden, aus der Stauchvorrich.tung, z.B. einer Stauchpresse, entnommen werden kann. Viele thermoplastische Kunststoffe haben das Bestreben, bei nachlassendem Druck des Stauchstempels und solange diese Stoffe sich noch in einem warmen und somit auch plastischen -Zustand befinden, sich ganz oder teilweise zu verziehen, bzw.
  • in die ursprungliche Form zurückgehen. Die dadurch entstehenden Schäden können zu einem Ausschuß des Werkstückes führen. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird nach erfolgtem Stauchvorgang der elektrische Strom zum Erwärmen des Stauchstempels abgeschaltet, wobei man den Stauchstempel so lange in Anschlagverbindung mit dem gestauchten Werkstück hält, bis der Stauchstempel und somit auch das Werkstück sich abgekühlt haben. Nachteilig bei diesem Verfahren ist es indessen, daß die Abkühlzeiten verhältnismäßig groß sind, so daß auch der Arbeitszeitauawand entsprechend hoch ist.
  • Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde 9 durch T@rfahEOnS-und vorrichtungsmäßige Maßnahme diese Nachteile zu beheben.
  • Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird nunmehr derart gearbeitet, daß man nach erfolgtem Stauchen, den Stauchstempel zwangsweise kühlt, und mittels des so gekühlten Stauchstempels den gestauchten Teil des Werkstückes kühlt. Durch diese verfahrensmäßige Arbeitsweise kann die Kühlzeit zum Erhärten des plastifizierten Werkstückes wesentlich gesenkt werden.
  • Nach einem weiteren Merkmal des erfinderischen Verfahrens arbeitet man derart, daß man den Stauchstempel durch einen, von einem Schweißstromtakter geschalteten, von einem Schweißstromtransformator gelieferten kurzzeitigen, vorzugsweise weniger als 0,5 Sekunden betragenden Stromimpuls auf die Plastifizierungstemperatur des zu stauchenden Kunststoffteiles erwärmt und nach erfolgtem Stauchen des Kunststoffteiles Wasser durch den Stauchstempel leitet und die Wärme abführt, wobei man den Wasserdurchlaß so auslegt, daß der Stauchstempel und somit auch der angestauchte Teil des Werkstückes innerhalb einer Zeit von höchstens fünf Sekunden, vorzugsweise nur zwei Sekunden, auf die Raumtemperatur abkühlt.
  • Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besitzt einen unter der Last einer Druckfeder stehenden Stauchstempel, wobei gemäß der Erfindung der Stauchstempel aus zwei im Abstand voneinander gehaltenen, durch eine Prägeschiene metallisch miteinander verbundenen, von Kanälen durchzogenen Kühlblöcken besteht. Das Stauchwerkzeug ist hierbei die vom Strom durch flossene Prägeschiene. Die Kanäle in den Kühlblöcken stehen mit einer Wasserzu- und ableitung in Verbindung, wobei vorteilhaft in der Wasserzuleitung ein elektromagnetisch arbeitendes Ventil gelegen ist, das über eine elektrische Steuerleitung mit dem dlen Strom zur Erwärmung der Prägeschiene auslösenden Schweißstromtakter in Verbindung steht.
  • Mit dem Einschalten des Schweißtakters wird gleichzeitig das Wasserzulaufventil geöffnet.I?ie Prägeschiene besitzt einen im Vergleich zu den Kühlblöcken hohen elektrischen Widerstand Die Erwärmung der Prägeschiene erfolgt durch einen Stromimpuls, geliefert von einer, einen Zeitgeber und Transformator aufweisenden Schweißvorrichtung, wie solche auch in der Widerstandssehweißtechnik benutzt werden. Die Prägeschiene des Stauchstempels ist in Form einer Verbindungsbrücke zwischen den beiden im Abstand voneinander gehaltenen Kühlbiöcken gebildet. Die Prägeschiene und der Schweißtransformator sind so ausgelegt, daß sich beim Auslösen eines Heizstromimpulses die Prägeschiene innerhalb von 0,5 Sekunden auf die Plastifizierungstetnperatur des Werkstückes erhöht.
  • Beim Erreichen dieser Temperatur drückt der unter der Last einer Feder stehenden Stauchstempel den plastifizierten Kunststoff abwärts und staucht ihn in die gewünschte Form. Durch das #den Kühlblöcken zu- und abströmende Wasser wird innerhalb kürzester Zeit der Prägeschiene die Wärme entzogen, so daß diese und somit auch das mit der Prägeschiene in Anschlagve-Fbindung stehende Kunststoffteil schnell abkühlt.
  • In den Zeichnungen sind eine nach der Erfindung gebildete Vorrichtung zum Wärme stauchen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Teilen sowie Einzelheiten hierzu dargestellt.
  • Figur 1 zeigt einen Stauchstempel 5. An einem aus thermoplastischem Eunstatoff gebildeten Teil 1 sind z.B. Zapfen 2 angeformt; die Zapfen ragen durch Bohrungen 3 eines mit dem Kunststoffteil 1 zu verbindenden Teiles 4. Der Stauchstempel 5 besteht aus einer aus Metall gebildeten Stauchschiene-8, die z.B. durch Hartlöten oder Schweißen mit zwei Kühlblöcken 9, 10 verbunden ist. Die Kühlbiöcke sind jeweils mit einer Kontaktleiste 11, 12 verbunden. Zwischen den beiden- Kühlblöcken befindet sich eine Isolierschicht, z.B. eine Glimmerplatte 38. Die Kontaktleiste 11 wird z.B. an ein Pote#ntial Px und die andere Kontaktleiste 12 an ein Potential Py gelegt, so daß die Kühlblöcke und die Stauchschiene vom Strom durchflossen werden.
  • Wie insbesondere aus Figur 2 zu ersehen ist, sind in den Eühlblöcken 9 und 10 Kühlkanäle 13 eingebracht, die mit einem Wassereinlaß 14 bzw. Wasserauslaß 15 in Verbindung stehen.
  • Die Kühlechiene 8 besitzt einen verhältnismaßig kleinen Querschnitt im Vergleich zu den Kühlblöcken 9 und 10. Wird ein von einem Scbweißstromtakter ausgelöster Stromimpuls durch den so gebildeten Stauchstempel hindurchgeführt, so erwärmt sich die Stauchschiene 8 in weniger als 1 Sekunde auf die zum Stauchen von thermoplastischen Kunststoffen erforderliche Temperatur von z.B. 1500 C.
  • In Figur 3 ist eine von Hand betriebene Stauchpresse dargestellt.
  • Mittels eines Handhebels 17 wird der Stauchstempel 5 brs getrieben. Der Stauchstempel mit den Kontaktleisten 11 und 19 steht in Verbindung mit einem zylinderischen Bührungsteil 18, das in einer Muffe 19 eingesetzt ist. Eine Druckfeder 20 lastet einerseits gegen den Kopf 21 der Muffe 19, andererseits gegen den Boden des zylinderischen Führungsteiles 18. Der zylinderische Führungsteil trägt einen Führungsstift 22, der in einem Langloch 23 der Muffe geführt ist. Die Prägeschiene setzt somit federelastisch auf das Werkstück auf, wobei beim Auslösen eines Stromimpulses und damit Plastifizieren des Kunststoffes, die Feder den Stauchstempel 5 in Richtung des Pfeiles 6 bis auf die Basis 16 des Werkstückes (Figur 1) treibt. Dabei wird der plastifizierte Kunststoff z.B. in die Ausnehmungen 3' der Bohrungen 3 getrieben. Im Beispiel sind die Kühlk#n#le 13 als Durchgangsbohrungen gebildet und münden in Rohrstittzen 7, die mittels einer Schlauchleitung 24 miteinander verbunden sind. Das bei 14 in den Kühlbloek 9 eingespeiste Kühlwasser durchströmt diesen Block und gelangt über die Schlauchverbindung 24 in den Kühlblock 10 und verläßt den Kühlblock 10 durch den Auslaß 15. Wie ersichtlich, liegen die beiden Kontaktleisten 11 und 12 über Leitungen 25, 25' an den Klemmen eines Schweißtransformators 29. Das Auslösen eines Stromimpulses zum Erwärmen der Prägeschiene erfolgt, wie an sich bekannt, durch einen Schweißstromtakter 30 entweder durch einen mit dem Stauchstempel verbundenen Auslöseschalter 26 oder durch einen Fuß- bzw. Handkontakt während des Betriebes der Stauchpresse.
  • Bei der Inbetriebnahme der Stauchpresse wird der Wasserzulauf z.B. 27, für die Eühlblëcke 9, 10 eingeschaltet, wobei der Kühlwasserumlauf oder Durchlauf auch während der Lalrzzeitigen Perioden der Stromimpulsgabe zum Erwärmen der Prägeschiene aufrecht erhalten bleibt. In der Zeichnung Figur 3 besitzt die Stauchpresse einen eigenen Kühlwasser-Umwälzer 28; sie kann aber auch unmittelbar über ein Ventil mit einer Frischwasserleitung verbunden sein.
  • 6 Patentanspriiche 3 Figuren

Claims (6)

  1. P a t en t a n s p r ü c h e ) Verfahren zum Warmstauchen an Teilen aus thermoplastischem W Kunststoff, bei dem das zu stauchende Teil mit eine erwärmten Stauchstempel belastet und dadurch in einen plastischen Zustand überführt sowie durch Niederdrücken des Stauchstempels gestaucht wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man nach erfolgtem Stauchen den Stauchstempel (5) zwangsweise kühlt und mittels des so gekühlten Stauchstempels den gestauchten Teil des Werkstückes kühlt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e -i c h n e t , daß man den Stauchstempel durch einen von einem Schweißstromtakter (29) gelieferten kurzzeitigen, vorzugsweise weniger als 0,5 Sekunden betragenden Stromimpuls auf die Plastifizierungstemperatur des zu stauchenden Kunststoffteiles erwärmt und nach erfolgtem Stauchen des Kunststoffteiles Wasser durch den Stauchstempel leitet und die Wärme abführt, wobei man den Wasserdurchlaß so auslegt, daß der Stauchstempel und somit auch Fer angestauchte Teil des Werkstückes innerhalb einer Zeit von höchstens 5 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 2 Sekunden, auf die Raumtemperatur abkühlt.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, bestehend aus einer Stauchpresse mit einem darin geführten elektrisch erwärmbaren Stauehstem#el, der unter der Last einer Druckfeder steht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stauchstempel (5) aus zwei im Abstand voneinander gehaltenen, durch eine Prägeschiene (8) metallisch miteinander verbundenen von Kanälen (13) durchzogenen Kühlblbcken (9, 10) besteht.
  4. 4. Vorrichturg nach Anspruch 3, dadurch g ek e n n z e i c h -n e t , daß die Kanäle (13) in den Kühlblöcken (9, 1Oj ,ìt einer Wasserzu- und ableitung (27) in Verbindung steht, wobei das Kühlwasser durch einen Einlaß (14) in einen ersten Kühlblock (9) einströmt und über einen Stutzen (7) einer Schlauchleitung (24) zum anderen Kühlblock (10) geführt ist und diesen Kühlblock durch den Auslaß (15) verläßt.
  5. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch g ek e n n -z e i c h n e t , daß zwischen den beiden Kühlblööken (9, 10) eine Glimmerplatte (31) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch g e 1 e n n -z e i c h n e t , daß jeder Kühlblock (9, 10) eine Kontaktleiste (11, 12) zum Anschluß an eine Stromzuführungsleitung (25) trägt.
    L e e r s e i t e
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10062021C2 (de) * 1999-12-14 2003-04-10 Toyoda Gosei Kk Airbagabdeckung mit einem Emblem
US6613415B2 (en) 1999-12-14 2003-09-02 Toyoda Gosei Co., Ltd. Emblem having a fastening structure

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