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Vorrichtung zur Herstellung von Platten, Verfahren zur
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Herstellung der Vorrichtung und mittels dieser Vorrichtung hergestellte
Platten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von
Platten, inbesondere aus Kunststoff, wie z.B.
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Acryl, Polystyrol oder dergleichen, mittels eines Formgebungs-Werkzeuges,
welches bevorzugt als eine Walze, Presse oder Gießform ausgebildet ist und eine
strukturierte Oberfläche aufweist. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren
zur Herstellung der genannten Vorrichtung-.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf Platten, welche mit einer derartigen
Vorrichtung hergestellt sind.
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Es ist hinlänglich bekannt, derartige Platten mittels Walzeinrichtungen,
Pressen oder Gießformen herzustellen.
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Damit die Oberfläche der Platten die gewünschte Struktur aufweist,
werden die Oberflächen der entsprechenden Formgebungs-Werkzeuge mit einer entsprechenden
Struktur versehen. So werden beispielsweise die Walzen, Preßformen oder Gießformen
durch Ätzen oder Gravieren bearbeitet, um entsprechend die gewünschten Oberflächenstruktur
Vertiefungen zu erhalten. Die Herstellung derartiger Formgebungs-Werkzeuge war daher
mit einem vergleichsweise großen Aufwand verbunden. Ferner mußten die derart bearbeiteten
Formgebungs-Werkzeuge in der Regel einem besonderen Härtungs-Prozeß unterworfen
werden, um die entsprechende Standzeit bzw.
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Lebensdauer zu erhalten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung
der genannten Art das Formgebungs-Werkzeug derart auszubilden, daß einerseits die
vielfältigsten Oberflächenstrukturen erzeugt werden können und daß andererseits
eine hohe Lebensdauer gewährleistet wird. Ferner soll das Formgebungs-Werkzeug ohne
besonderen Aufwand für die jeweils gewünschte Oberflächenstruktur der zu erzeugenden
Platte herstellbar sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche
des Formgebungs-Werkzeuges eine Anzahl von Vertiefungen aufweist, welche jeweils
zumindest teilweise von wulstähnlichen Materialanhäufungen umgeben sind. Derartige
Vertiefungen sind in einfacher Weise durch Einschlagen mittels eines Bearbeitungswerkzeuges,
genannt sei hier beispielsweise ein einfacher Niethammer, in die Oberfläche des
Formgebungs-Werkzeuges einzubringen. Hierbei entstehen um die genannten Vertiefungen
gleichzeitig wulstähnliche Materialanhäufungen, welche die Vertiefungen zumindest
teilweise umgeben. Je nach Wahl des Bearbeitungswerkzeuges und je nach Anordnung,
Winkellage und Aufbringung derselben können die unterschiedlichsten Formen und Strukturen
in der Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges erreicht werden.
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Bevorzugt werden die Vertiefungen und die genannten Materialanhäufungen
durch spanlose Formgebung, insbesondere durch Einschlagen eines Niethammersoin die
Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges eingebracht. Es sind also keine aufwendigen
Vorrichtungen oder Herstellverfahren erforderlich, sondern es kann ein ganz einfaches
Werkzeug, wie es eben ein Niethammer beispielsweise darstellt, eingesetzt werden.
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Der hierdurch erzielte Kostenvorteil liegt auf der Hand.
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Vorteilhaft weisen die Vertiefungen und/oder die genannten Materialanhäufungen
im wesentlichen abgerundete Konturen auf.
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Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Formgebung gewährleistet,
da das Formgebungs-Werkzeug durch Reste des zu verarbeitenden Kunststoffes praktisch
nicht verschmutzt wird. So wird insbesondere beim kontinuierlichen Walzen die erfindungsgemäß
mit Vertiefungen und Materialanhäufungen versehene Formgebungs-Walze sich zuverlässig
von dem Kunststoff lösen, ohne daß hierbei Kunststoffreste an der Walze kleben bleiben.
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In vorteilhafter Weise ist die Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges
im Bereich der genannten Vertiefungen und Materialanhäufungen in stärkerem Maße
verdichtet als in den übrigen Bereichen. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise
eine hohe Standzeit erreicht bzw. es werden aufwendige Verfahren zur Erzielung einer
hohen Oberflächengüte vermieden.
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Bevorzugt weisen die Materialanhäufungen jeweils kammartige Spitzen
auf, an welchen die Außenflächen und die Innenflächen unter Bildung eines vorzugsweise
stumpfen Winkels aufeinander stoßen. Es wird somit in einfacher Weise eine klare
und auffallande Kontur vorgegeben, welche dann in entsprechender Weise in der fertigen
Platte in Erscheinung tritt.
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Vorteilhaft weisen die besagten Außenflächen und/oder auch die Innenflächen
der Materialanhäufungen feine Haarrisse auf, welche bei der mittels der Vorrichtung
hergestellten Platte besondere optischexwirkungen erzeugen. Hierbei erstrecken sich
die Haarrisse in der Außenfläche von der Spitze her bis im wesentlichen zu der äußeren
Basiszone, an welcher die Materialanhäufung in die ansonsten glatte Oberfläche übergeht.
Darüber hinaus sei besonders hervorgehoben, daß die Haarrisse im wesentlichen sternförmig
mit
Zentrum in der jeweiligen Vertiefung laufen. Die genannten Haarrisse ergeben in
der fertigen Platte in einfacher Weise wahrnehmbare, besondere optische Effekte.
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Vorteilhaft ist das Volumen einer Vertiefung im wesentlichen gleich
dem Volumen der zugeordneten Materialanhäufung, wobei auch die Materialverdichtung
beim Einschlagen bzw. Einpressen zu berücksichtigen ist. Die Vertiefungen und die
Materialanhäufungen stehen sozusagen in einem Volumen-Gleichgewicht, welches in
entsprechender Weise auch in der fertigen Platte wahrgenommen werden kann.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung
der genannten Art, das Formgebungs-Werkzeug in einfacher und kostengünstiger Weise
herzustellen. Hierzu wird vorgeschlagen, daß das Formgebungs-Werkzeug mittels eines
Profilier- Werkzeuges spanlos bearbeitet wird. Eine derartige spanlose Bearbeitung
läßt sich mit einem äußerst geringen Material- und Geräteaufwand durchführen. So
kann als Profilier-Werkzeug ein hinlänglich bekannter Körner verwendet werden, welcher
mittels eines Hammers auf die Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges aufgeschlagen
wird.
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Bevorzugt wird mittels des Profilier-Werkzeuges die zuvor im wesentlichen
glatt polierte Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges bearbeitet. Zweckmäßigerweise
erfolgt diese Bearbeitung durch Einschlagen oder Einpressen des Profilier-Werkzeuges,
wobei der Ort die Anzahl und die gegenseitige Winkellage der jeweiligen Bearbeitungsstellen
nach der gewünschten Oberflächenstruktur entsprechend vorgegeben werden kann. Mit
anderen Worten, auf der Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges werden zunächst die
Bearbeitungspunkte entsprechend der gewünschten Oberflächenstruktur markiert und
nachfolgend wird dann mittels des Profilier-Werkzeuges in einfacher Weise die Bearbeitung
durchgeführt. Es sind hierbei
keine aufwendigen Maschinen, Werkzeuge
oder sonstige Vorrichtungen erforderlich.
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bevorzugt wird das Profilier-Werkzeug im wesentlichen senkrecht auf
die Oberfläche des Formgebungs-Werkzeuges aufgesetzt bzw. eingeschlagen oder eingepreßt.
Hierdurch. wird in einfacher Weise gewährleistet, daß die Vertiefungen und auch
die Materialanhäufungen weitgehends symmetrisch sind, wobei die Materialanhäufungen
die genannten Vertiefungen etwa ringförmig umgeben. In einer anderen bevorzugten
Ausführungsform wird hingegen das Profilier-Werkzeug unter einem Winkel auf die
Oberfläche aufgesetzt. Hierdurch ergeben sich somit unsymmetrische Vertiefungen
und Materialanhäufungen, wobei letztere die Vertiefungen beispielsweise etwa sichelförmig
umgeben.
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Vorteilhaft weist das Profilier-Werkzeug eine ballige, konische oder
pyramidenförmige Spitze auf. Die mit einem derartigen Profilier-Werkzeug erzeugten
Vertiefungen weisen daher entsprechende Formen auf. Es sei an dieser Stelle hervorgehoben,
daß auf ein und demselben Formgebungs-Werkzeug die besagten Vertiefungen und Materialanhäufungen
in ihrer Formgebung keineswegs einheitlich gestaltet sein müssen, sondern vielmehr
können die unterschiedlichsten Formen in der jeweils gewünschten Weise miteinander
kombiniert werden.
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Die erfindungsgemäße Platte weist eine Anzahl von linsenartigen Erhebungen
auf, welche zumindest teilsweise von Senken umgeben sind. Eine derartige Platte
weist überraschenderweise durch die linsenartigen, abgerundeten Erhebungen und den
genannten Senken besondere optische Eigsnschaften auf. Diese linsenartigen Erhebungen
stehen etwas über die übrige Oberfläche der Platte hervor, während die genannten
Senken etwas tiefer als die übrige Oberfläche der Platte
liegen.
Es ergibt sich somit eine effektvolle optische Wechselbeziehung zwischen den Erhebungen
einerseits und den Senken andererseits. Durch entsprechende Wahl der Anzahl, Größe
und Verteilung auf der Oberfläche der Platte ist eine nahezu unendlich große Variationsmöglichkeit
gegeben.
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Vorteilhaft weisen die Erhebungen und/oder die genannten Senken abgerundete
Konturen auf, so daß trotz der besonderen Oberflächenstruktur eine schnelle Verschmutzung
der Oberfläche nicht zu erwarten ist. Es ist darüber hinaus ersichtlich, daß eine
derart ausgebildete Platte in besonders einfacher Weise zu säubern ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Erhebungen von etwa
sichelförmigen Senken umgeben. Die derart ausgebildeten Erhebungen und Senken vermitteln
somit einen asymmetrischen Eindruck und es ergeben sich besonders reizvolle optische
Effekte, wenn Lichtstrahlen auf die Platte auftreten bzw. durch die Platte hindurchtreten.
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Es bedarf wohl keiner besonderen Erwähnung, daß die Oberflächen der
linsenartigen Erhebungen entsprechend der oben erläuterten Formgebung des oder der
Profilier-Werkzeuge abgerundet, konisch oder pyramidenförmig ausgebildet sein können.
Hierbei können auf der Platte selbstverständlich auch Erhebungen und Senken unterschiedlichste
Formgebung, Größe angeordnet sein, so daß in besonders eindrucksvoller Weise die
optische Wirkung der Platte vorgegeben wird. Die linsenartigen Erhebungen ergeben
nämlich entsprechend ihrer Formgebung und Gestaltung beim Auftreffen bzw. beim Durchdringen,
sofern die Platte transparent ausgebildet ist, von Licht die unterschiedlichsten
optischen Effekte.
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Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie eine mittels
dieser Vorrichtung hergestellte Platte anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hieraus ergeben sich auch weitere erfindungswesentliche
Merkmale und Vorteile. Es zeigen: Figur 1 einen schematischen Schnitt senkrecht
zur Drehachse eines als Walze ausgebildeten Formgebungs-Werkzeuges, Figur 2 eine
vergrößerte Darstellung des Teilbereiches II gemäß Figur 1, Figur 3 eine perspektivische
Darstellung der Walze gemäß Figur 1, Figur 4 teilweise eine Aufsicht auf die Oberfläche
einer mit dem erfindungsgemäßen Formgebungs-Werkzeug hergestellten Platte, Figur
5 einen senkrechten Schnitt durch eine linsenartige Erhebung entlang der Schnittlinie
V gemäß Figur 4, Figur 6 vergrößert eine Aussicht auf eine Vertiefung in Blickrichtung
A gemäß Fig. 2 und Figur 7 schematisch die Herstellung einer Vertiefung mittels
eines Profilier-Werkzeuges.
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Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt senkrecht zur Drehachse einer
Walze 2, welche das Formgebungs-Werkzeug zur Herstellung einer Platte mit strukturierter
Oberfläche ist.
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Es sei an dieser Stelle ausdrücklich hervorgehoben, daß hierdurch
keinesfalls eine Einschränkung der Erfindung auf die Formgebung mittels einer Walze
bzw. durch ein Walzvorgang vorgenommen wird. Vielmehr umfaßt die erfindungsgemäße
Vorrichtung auch Pressvorrichtungen oder auch Gießvorrichtungen, deren Formgebungs-Werkzeuge
in entsprechender Weise als Preßplatten oder Gießtische ausgebildet sind. Die Walze
2 weist auf ihrer Oberfläche eine Anzahl von Vertiefungen 4 auf, welche sowohl in
Umfangsrichtung als auch in Richtung der Drehachse 6 auf der Oberfläche 8 der Walze
2 verteilt angeordnet sind. Diese Vertiefungen sind durch spanlose Bearbeitung der
Oberfläche 8 der Walze 2 hergestellt worden und zwar durch Einschlagen, Einpressen
eines hierfür geeigneten
Werkzeuges. Ein solches Werkzeug kann
z.B. ein normaler Niethammer mit einer balligen Schlagfläche oder ein entsprechender
Preßstempel sein. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren, bei welchen durch
sätzen, Gravieren o.ä.
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die Oberfläche 8 der Walze bearbeitet wurde, wird die erfindungsgemäße
Walze bzw. allgemein das erfindungsgemäße Formgebungs-Werkzeug durch spanlose Bearbeitung
der besagten Oberfläche 8 mit den Vertiefungen 4 versehen.
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In Figur 2 ist der Teilbereich II gemäß Figur 1 vergrößert dargestellt,
um den Aufbau einer der Vertiefungen 4 zu erläutern. Die Innenfläche 10 der Vertiefung
4 ist ballig bzw.
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abgerundet, wobei die genaue Form durch das hier nicht weiter dargestellte
Bearbeitungswerkzeug vorgegeben ist. Dieses Bearbeitungswerkzeug, welches im einfachsten
Falle als ein hinlänglichbekannter Niethammer ausgebildet ist, wird beispielsweise
in Richtung der Achse 12, also senkrecht zur OberfL;iche 8 auf die Walze 2 aufgeschlagen.
Hierbei entsteht die besagte Vertiefung, wobei auch eine gewisse Material-Verdichtung
in dem gestrichelt dargestellten Bereich 14 unterhalb der Vertiefung 4 erfolgt.
Durch diese Verdichtung wird in hervorragender Weise eine nicht unerhebliche Verbesserung
der Oberflächengüte erreicht mit der Folge, daß die Standzeit und Lebensdauer der
Walze 2 in überraschender Weise größer ist, als bei den bisher bekannten durch Ätzen
oder Gravieren behandelten Walzen. Darüberhinaus entstehen beim Einschlagen oder
Einpressen des genannten Bearbeitungswerkzeuges seitliche Materialanhäufungen 16,
welche die Innenfläche 10 der Vertiefung 4 als Wulste zumindestens teilweise umgeben.
Wird das Bearbeitungswerkzeug exakt in Richtung der Achse 12, also senkrecht auf
die Oberfläche 8 der Walze 2 aufgeschlagen, so umgibt die Materialanhäufung 16 im
wesentlichen ringförmig die Innenfläche 10. Es ist ersichtlich, daß bei schrägem
Aufschlagen des Bearbeitungswerkzeuges, wie es durch die strichpunktierte Linie
18, welche zur Achse 8
um den Winkel Alpha geneigt verläuft, die
Materialanhäufung 16 auf der linken Seite gemäß Figur 2 größer ist, als die Materialanhäufung
auf der rechten Seite, welche ggf. auch gar nicht erzeugt wird. In besonders einfacher
Weise kann somit die Formgebung der Vertiefung 4 mit der Innenfläche 10 und den
seitlichen Materialanhäufungen den jeweiligen Erfordernissen entsprechend variiert
werden. Auch in den genannten seitlichen Materialanhäufungen 16 tritt eine Material-Verdichtung
ein, so daß insgesamt eine hohe Standzeit und Lebensdauer der Walze 2 gewährleistet
ist. Die Materialanhäufungen 16 ragen über die Oberfläche 8 der Walze 2 um einen
vorgegebenen Betrag heraus, während die Vertiefung 4 in radialer Richtung nach innen,
also zur Drehachse 6 hin in die Oberfläche 8 der Walze 2 hineinragen. Es bedarf
keiner besonderen Erwähnung, daß die Vertiefungen 4 keinesfalls notwendigerweise
rotationssymetrisch bezüglich der Achse 12 ausgebildet sein müssen, sondern beispielsweise
senkrecht zur Zeichenebene eine größere Ausdehnung aufweisen können, als in der
Zeichenebene selbst. Mit anderen Worten, der Querschnitt der Vertiefungen und der
besagten Materialanhäufungen bzw. Wulste 16 kann rund, oval ausgebildet sein oder
auch sonstige Formen aufweisen.
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In Fig. 3 ist perspektivisch eine Walze 2 dargestellt, mittels welcher
in einem hinlänglich bekannten Walzverfahren die Oberfläche der herzustellenden
Platten mit einer gewünschten Struktur versehen wird. Die Oberfläche der Walze 2
weist eine Vielzahl von Vertiefungen 4 auf, welche in einer vorgegebenen Weise angeordnet
sind. Es bedarf wohl keiner besonderen Erwähnung, daß durch die entsprechende Anordnung
und Ausbildung der genannten Vertiefungen die verschiedensten Strukturierungen und
optischen Effekte in
und mit der derart hergestellten Platte erzielt
werden können.
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In Fig. 4 ist teilweise in Aufsicht die Oberfläche einer derart hergestellten
Platte 20 dargestellt. Die Platte 20 weist auf ihrer Oberfläche eine Vielzahl von
linsenartigen Erhebungen 22 auf.Die optischen Eigens#aften der Platte 20 werden
in maßgebender Weise durch die genannten linsenartigen Erhebungen 22 geprägt, wobei
durch entsprechende Vorgabe der Form, Größe, Anzahl und gegenseitiger Zuordnung
der einzelnen Erhebungen untereinander die vielfältigsten optischen Wirkungen erzielt
werden können. Die genannten linsenartigen Erhebungen 22 entsprechen hierbei den
oben erläuterten Vertiefungen 4, welche somit sozusagen die Negative der für die
linsenartigen Erhebungen 22 darstellen. Beim Walzen der Platten gelangt nämlich
das Plattenmaterial auch in die genannten Vertiefungen, so daß die Platte 20 an
den entsprechenden Stellen dann die linsenartigen Erhebungen 22 aufweist.
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In Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch eine der linsenartigen
Erhebungen 22 gemäß Schnittlinie V von Fig. 4 dargestellt. Die linsenartige Erhebung
22 ist zumindest teilweise von einer Senke 26 umgeben. Je nach Ausbildung und Anordnung
der Vertiefung 4 mit den seitlichen Materialanhäufungen 16 wird auch die linsenartige
Erhebung 22 mit der zugeordneten Senke 26 ausgebildet sein. Die Erhebung 22 mit
der seitlichen Senke 26 stellt somit das Spiegelbild der oben erwähnten Vertiefung
mit der zugehörigen Materialanhäufung dar. Durch die linsenartige Erhebung mit zumindest
teilweise umgebender Senke 26 wird in überraschend einfacher Weise ein besonderer
optischer Effekt erzielt. Die linsenartige Erhebung 22 und auch die Senke 26 weisen
insgesamt abgerundete Konturen auf, wobei scharfe Kanten oder Rillen
nicht
vorhanden sind. Eine derartige Platte wird daher viel weniger verschmutzen und ist
darüber hinaus auch wesentlich leichter zu säubern als eine Platte mit scharfkantigen
Rillen oder Vertiefungen und dergleichen.
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Fig. 6 zeigt vergrößert eine Aufsicht auf die Vertiefung 4 in Blickrichtung
A gemäß Fig. 2. Die Vertiefung 4 ist hierbei rotationssymmetrisch bezüglich der
Achse 12 dargestellt, doch es bedarf keiner besonderen Erwähnung, daß die Vertiefung
4 auch andere Formen aufweisen kann. An der im wesentlichen koaxial zur Achse 12
liegenden kammartigen Spitze 28 stößt die Außenfläche 30 mit der Innenfläche 32
zusammen.
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Wie in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich, schließt die Außenfläche
30 mit der Innenfläche 32 an der kammartigen Spitze einen stumpfen Winkel ein. Der
Übergang der Außenfläche 30 zur glatten Oberfläche 8 des Formgebungs-Werkzeuges
ist durch die getrichelte Linie als äußere Basiszone 37 dargestellt.
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Die Außenfläche 30 weist feine Haarrisse 34 und die Innenfläche 32
weist feine Haarrisse 36 auf. Die genannten Haarrisse 34 und 36 entstehen beim Einschlagen
des Profilier-Werkzeuges, da ja das Material im Bereich der Materialanhäufungen
nach oben hin, also gemäß Fig. 6 aus der Zeichenebene nach vorn heraus, weggedrückt
wird und hierbei eine Vergrößerung der Oberfläche erfolgt. Hierbei sind die Haarrisse
34 der Außenfläche länger als die genannten Haarrisse 36 der Innenfläche.
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In Fig. 7 ist schematisch die Herstellung einer Vertiefung in die
Oberfläche 8 des Formgebungs-Werkzeuges 2 dargestellt.
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In Richtung der vertikalen Achse 12 ist das Profilier-Werkzeug 38
auf die Oberfläche 8 aufgesetzt. Es sei hervorgehoben, daß die Oberfläche 8 ähnlich
einem Spiegel vollkommen glatt poliert ist. Das Profilier-Werkzeug 38 ist ein hinlänglich
bekannter
Körner, dessen Spitze 40 konisch ausgebildet ist.
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Mittels der gestrichelten Linien 42 soll angedeutet werden, daß die
Spitze 40 auch pyramidenförmig ausgebildet sein kann.
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Es sei angemerkt, daß die Vertiefung gemäß Fig. 6 mit einem Profilier-Werkzeug
hergestellt worden ist, welches mit einer abgerundeten, balligen Spitze versehen
war. Der Vollständigkeit halber ist noch ein Hammer 44 dargestellt, mittels welchem
das Profilier-Werkzeug auf die Oberfläche 8 aufgeschlagen wird, um die oben ausführlich
erläuterte Vertiefung zu erzeugen. Wird der Hammer 44 exakt in Richtung der Achse
12 auf das Profilier-Werkzeug 38 aufgeschlagen, so wird sich eine symmetrische Vertiefung
in der Oberfläche 8 ausbilden.
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Wird hingegen das Profilier-Werkzeug beispielsweise um den Winkeln
geneigt aufgesetzt und entsprechend schräg eingeschlagen, so wird notwendigerweise
eine unsymmetrische Vertiefung und eine entsprechend unsymmetrische Materialanhäufung
erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste 2 Walze 4 Vertiefung 6 Drehachse 8 Oberfläche
von 2 10 Oberfläche von 4 12 Achse 14 Bereich 16 seitliche Materialanhäufung 18
strichpunktierte Linie 20 Platte 22 linsenartige Erhebung 24 Oberfläche von 20 26
Senke 28 kammartige Spitze 30 Außenfläche 32 Innenfläche 34,36 Haarrisse 37 äußere
Basiszone 38 Profilier-Werkzeug 40 Spitze von 38 42 gestrichelte Linie 44 Hammer