DE10153035B4

DE10153035B4 - Spannrahmen

Info

Publication number: DE10153035B4
Application number: DE2001153035
Authority: DE
Inventors: Hanno Pfitzer; Christian Dehn; Danilo Miglierina
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2021-10-27
Also published as: DE10153035A1

Abstract

Spannrahmen zum Halten von dreidimensional zu verformenden Matten, insbesondere glasfaserverstärkten Matten, an Presswerkzeugen, bestehend aus seitlich neben dem Werkzeug angeordneten Leisten, wobei jeweils eine Leiste (4, 5) dem Ober- (2) und Unterwerkzeug (3) zugeordnet ist, die mit einer Hubvorrichtung (10, 11) zusammenwirken dadurch gekennzeichnet, dass jede Leiste (4, 5) aus einem elastischen Material besteht, wobei korrespondierende Leisten (4, 5) mit gegenpolig angeordneten Magneten (13, 14) ausgerüstet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannrahmen der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Die GB 879 404 A zeigt ein Werkzeug zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffmatten durch Umformen, bei dem an einem Stempel ein Dichtring angeordnet ist. Mittels diesem Dichtring kann eine umzuformende Matte gegen eine Werkzeugform verklemmt werden.
Die US 5 200 133 A zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Bauteilen aus Kunststoff. Hierbei wird eine Matte mit einem Stempel in eine Matrize gepresst und dabei in die Endform des Bauteils umgeformt.
Aus der GB 2 353 246 A ist ein Werkzeug zum Umformen von Matten bekannt, bei dem an dem Oberwerkzeug über Federn angeordnete Leisten vorhanden sind. Hierbei ist jeder Werkzeugseite eine Leiste zugeordnet. Beim Schließen des Werkzeugs gelangen die federbelasteten Leisten mit einer Anschlagfläche an dem Unterwerkzeug in Kontakt und klemmen so in die zu formende Matte ein.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist es, dass komplexere Konturen nicht faltenfrei drapiert werden können und dass das Nachfließen des Materials beim Umformen über Federn gesteuert wird, die jedoch einen zu geringen linearen Kraftbereich aufweisen. Damit kann eine Schädigung der Fasern entstehen, so dass die mechanischen Eigenschaften nicht mehr nach dem Umformen erreicht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und einen Spannrahmen vorzuschlagen, mit dem dreidimensionale Umformungen von Matten faltenfrei und kontrolliert möglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass die Leisten, aus denen der Spannrahmen zusammengesetzt ist, aus elastischem Material bestehen wobei korrespondierende Leisten mit gegenpolig angeordneten Magneten ausgerüstet sind, insbesondere vorteilhaft ist es, die Leisten aus einem flexiblen magnetisierbaren Material zu machen, so dass die Matte zwischen dem geschlossenen Rahmen aufgrund der Magnetkraft eingespannt wird. Damit ist ein Nachfließen des Materials in Abhängigkeit des Umformgrades gewährleistet. Die Abhängigkeit von einem geringen linearen Kraftbereich von Federn ist damit vollkommen aufgehoben. Auch sorgt die Einspannung zwischen den beiden Leisten, dass sich beim Schließen des Werkzeuges keine Falten in der Matte bilden. Darüber hinaus ist die von den Magneten ausgeübte Normalkraft auf die Matte auch unabhängig von den Schließbewegungen des Spannrahmens.
Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Bevorzugt wird (Anspruch 2) als Material Federstahl. Damit ist es möglich, dass sich jede Leiste der Kontur des Werkzeuges anpassen kann. So kann der unbelastete Spannrahmen in seiner Kontur von der Kontur des Werkzeugrandes abweichen. Deshalb ist es möglich, die Matten faltenfrei auf den im Ruhezustand im Wesentlichen ebenen Spannrahmen abzulegen.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird der Vorteil erzielt, dass die Matte im Bereich des Werkzeugrandes auf der Höhe des Werkzeugrandes liegt und nicht durch die Stärke der Leisten beabstandet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar:
1 bis 5 Der Ablauf eines schematisierten Einlege- und Umformvorganges;
6 eine perspektivische Ansicht zweier Leisten.
In 1 ist schematisiert eine Umformpresse 1 dargestellt. Sie besteht aus dem verfahrbar gelagerten Oberwerkzeug 2 und dem Unterwerkzeug 3, das ortsfest angeordnet ist.
Außerhalb des Verfahrweges des Oberwerkzeuges sind die Leisten 4, 5 eines Spannrahmens 6 schematisiert dargestellt. Hierbei sind die Leisten 4 im Bereich des Oberwerkzeuges und die Leisten 5 im Bereich des Unterwerkzeuges angeordnet, wobei das Unterwerkzeug einen Formenrand 7 aufweist, in dem die Leisten 5 abgelegt werden können.
Insgesamt sind an jeder Seite des Oberwerkzeuges je eine Leiste 4 und an jeder Seite des Unterwerkzeuges 3 je eine Leiste 5 vorgesehen, so dass insgesamt 4 Leistenpaare vorgesehen sind.
In 1 weiter dargestellt ist noch ein Materialtransportrahmen 8, mit dem eine Matte 9 in das geöffnete Werkzeug transportiert wird.
Zum Transport der Matte 9 in das Werkzeug sind die Leisten 4 von den Leisten 5 beabstandet, so dass der Materialtransportrahmen 8 die Matte 9 zwischen die geöffneten Leisten 4, 5 transportieren kann. Anschließend wird die Matte 9 auf die Leisten 5 abgelegt (2).
In einem weiteren Arbeitsgang wird dann der Spannrahmen 6 geschlossen, in dem die Leisten 4 abwärts in Richtung auf die Leisten 5 fahren. Hierzu dienen Hubzylinder 10.
Anschließend wird der geschlossene Spannrahmen 6 in Richtung des Unterwerkzeuges 3 verfahren, so dass die Leisten 5 mit dem Formrand 7 des Unterwerkzeugs 3 in Kontakt gelangen und dort aufliegen (4).
Um im Bereich des Formenrandes 7 die Matte 9 bündig auf den Formenrand 7 liegen zu lassen, sind in dem Formenrand 7 Vertiefungen 12 vorgesehen, die die Leisten 5 bündig aufnehmen.
Sodann wird das Oberwerkzeug 2 geschlossen und die Matte entsprechend der Formkontur verformt.
Das Öffnen und Entnehmen der verformten Matte geschieht in üblicher Weise.
In 6 ist schematisch eine Leiste 4 und eine Leiste 5 dargestellt. In den Leisten 4, 5 sind Magnete 13, 14 eingelassen und zwar so, dass die einander zuweisenden Seiten unterschiedliche Pole aufweisen.
Wird eine Matte 9 auf die Leiste 5 abgelegt und dann anschließend die Leiste 4 zur Leiste 5 hin bewegt, so wird die Matte zwischen den beiden Leisten 4 und 5 aufgrund der Magnetkraft eingeklemmt. Die Magnetkraft sorgt somit für eine konstante Normalkraft auf die Matte, die gewährleistet, dass keine Falten beim Schließen des Werkzeuges in die Werkzeugkontur gelangt. Diese Normalkraft ist auch unabhängig von den bis zum Schließen des Spannrahmens notwendigen Wegen.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Spannrahmens können Matten aus Glas-, Kohlenstofffasern- und Aramidrovings für komplexe Strukturen faltenfrei umgeformt werden. Damit wird eine Stückelung von Bauteilen in mehreren Substrukturen mit Überlappungen, die zu einem erheblichen Mehrgewicht führen, vermieden.

Claims

Spannrahmen zum Halten von dreidimensional zu verformenden Matten, insbesondere glasfaserverstärkten Matten, an Presswerkzeugen, bestehend aus seitlich neben dem Werkzeug angeordneten Leisten, wobei jeweils eine Leiste (4, 5) dem Ober- (2) und Unterwerkzeug (3) zugeordnet ist, die mit einer Hubvorrichtung (10, 11) zusammenwirken dadurch gekennzeichnet, dass jede Leiste (4, 5) aus einem elastischen Material besteht, wobei korrespondierende Leisten (4, 5) mit gegenpolig angeordneten Magneten (13, 14) ausgerüstet sind.
Spannrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leiste (4, 5) aus Federstahl besteht.
Spannrahmen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwerkzeug (3) in seinem Randbereich Vertiefungen (12) zur bündigen Aufnahme der zugeordneten Leisten (5) aufweist.