JP2000510405A - 押出し成形された成形体の表面を変形する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、熱可塑性の材料から成る押出し成形された成形体の表面を、装置を用いて、つまり所望の変形ジオメトリに対して相補するように成形された変形面を有していて、前記変形ジオメトリを連続した成形体にエンボス加工する装置を用いて、変形する方法に関する。本発明の課題は、簡単かつ経済的にしかも高い均一性をもって成形体を材料を節約して製造することができ、しかも同時に必要な安定性を完全に維持することができる方法及び装置を提供することである。この課題を解決するために本発明の構成では、変形装置が所望の変形ジオメトリを連続した成形体にエンボス加工し、その結果エンボス加工部の環状の縁部がその壁厚を減じられ、そして冷間硬化される。また成形体は冷却され、かつ形状安定的な状態において次のように、すなわちエンボス加工部の高さが連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に相当するように、変形される。

Description

【発明の詳細な説明】 押出し成形された成形体の表面を 変形する方法及び装置 本発明は、熱可塑性の材料から成る押出し成形された成形体の表面を、装置を 用いて、つまり所望の変形ジオメトリに対して相補するように成形された変形面 を有していて、前記変形ジオメトリを連続した成形体にエンボス加工する装置を 用いて、変形する方法に関する。 米国特許第２０７５７３５号明細書に開示されたこのような装置は、形状付与 装置に後置されている。このエンボス加工装置では、エンボス加工体がコンベヤ ベルトに無限軌道の履帯状に環状に配置されており、この場合これらのエンボス 加工体は、エンボス加工すべき直線的に製造された成形体の両側に配置されてい て、該成形体に対して作用する。この場合エンボス加工表面は最初の成形方法に よってまだ暖かく、必要とあらば、再度加熱されることができる。 変形ジオメトリは、エンボス加工装置に相補的な形状をもって形成されており 、連続した成形体にエンボス加工される。 この公知の装置は、その構造が極めて複雑であり、したがってコストが高くか つ故障しやすい。この公知 の装置の別の欠点としては次のことが挙げられる。すなわち公知の装置は、それ ぞれ連続した成形体のためにしか使用することができず、成形体の交換時には、 かなりの時間とコストをかけて取り外され、相応な成形体のための新たな装置が 再び取り付けられねばならない。 ヨーロッパ特許第００９２７４５号明細書に開示された別の装置は、熱可塑性 の成形体の表面を、該成形体の形状付与の直後における暖かい変形可能な状態に おいてエンボス加工する装置である。使用されるエンボス加工工具は、その周面 を所望のエンボス加工ジオメトリに対して相補的な形状に形成されていて、この 所望のジオメトリを通過する成形体材料にエンボス加工する。 この場合、ローラとして形成されたエンボス加工工具の領域に設けられた負圧 装置は、成形体材料を、転動するローラ周面に向かって吸い込む。エンボス加工 ローラはその外周の一部が、負圧室の開口を貫通していて、口径決定ノズル（Ka librierduese）の始端部に配置されている。 ローラはこの場合転動シールのように、成形体材料のエンボス加工されるなお 変形可能な表面の上を転動し、この際に、成形体材料をエンボス加工ローラに向 かって引っ張る吸込み作用によって、成形体材料の表面には、精密かつ明確にし かも不都合な加工痕跡を残 すことなしに、エンボス加工ローラの外側成形形状に相当する所望の成形パター ンが与えられる。得ることのできる吸込み作用は、エンボス加工ローラに向かっ て成形体材料の表面を引き付けるために十分であり、きれいなエンボス加工部が 得られるが、しかしながら、成形体材料の寸法安定性を持続的に損なわないよう な小さな力作用しか生じない。別の利点としては、エンボス加工工程が、成形体 材料がなお変形可能でありかつ不都合な変形が阻止されるような押出し成形後に 行われるということが挙げられる。 一般的には中空室成形体のためにしか使用されないこの公知の装置における欠 点としては、この装置が構造的に極めて複雑かつ高価であり、かつ変形が熱可塑 性の領域において行われるということが挙げられる。変形後に成形体材料は完全 に冷却され、緩和もしくはリラクゼーションによってエンボス加工部の輪郭は時 間の経過中にぼやけてしまう。別の欠点としては、成形体材料の表面をエンボス 加工する方法が真空の作用下で行われるということが挙げられる。このためには 極めて嵩張った大きな装置が必要であり、この場合エンボス加工方法のコントロ ール及び制御は大きな困難を伴ってしか可能でない。 使用されるエンボス加工ローラは、連続した成形体と同じ幅を有しており、し たがって連続した成形体の縁部領域において損傷及び変形の引き起こされること がある。 この公知の方法の別の欠点としては、このエンボス加工方法のために使用され る装置が部分的に連続した成形体材料の表面に侵入し、この成形体材料を損傷し 、かつ成形体材料の内部におけるエンボス加工ジオメトリから切欠き効果が発生 し、ひいては潜在的な亀裂が生ぜしめられるということが挙げられる。 ゆえに本発明の課題は、従来公知の先行技術を改良して、簡単かつ経済的にし かも高い均一性をもって成形体を材料を節約して製造することができ、しかも同 時に必要な安定性を完全に維持することができる方法及び装置を提供することで ある。 この課題を解決するために本発明の方法では、請求項１及び２の特徴部分に記 載したようになっており、かつ本発明の装置では、請求項３の特徴部分に記載の ように構成されている。 この場合第１の方法ステップにおいて、変形すべき形成体は冷却され、形状安 定的な状態において変形装置に供給される。第２の方法ステップにおいて、変形 装置は所望の変形ジオメトリを連続した成形体にエンボス加工し、その結果エン ボス加工部の環状の縁部はその壁厚を減じられ、これによって冷間硬化される。 第３の方法ステップにおいて、エンボス加工された成形体は規定された単位で分 断されて排出貯蔵される。 本発明による方法の別の構成では、変形すべきＣ字 形又はＵ字形の成形体が、第１の方法ステップにおいて冷却され、形状安定的な 状態において変形装置に供給される。第２の方法ステップにおいて、Ｃ字形又は Ｕ字形の成形体の側壁が拡開され、第３の方法ステップにおいて、変形装置を用 いて所望の変形ジオメトリが、連続したＣ字形又はＵ字形の成形体にエンボス加 工される。これによってエンボス加工部の環状の縁部はその壁厚を減じられて冷 間硬化される。第４の方法ステップにおいて、Ｃ字形又はＵ字形の成形体の側壁 が、既に拡開された状態において保たれ、さらに第５の方法ステップにおいて、 Ｃ字形及びＵ字形の成形体の側壁は再び出発状態に戻される。そして第６の方法 ステップにおいて、エンボス加工されたＣ字形又はＵ字形の成形体は規定の単位 で分断されて排出貯蔵される。 この本発明による方法における利点としては次のことが挙げられる。すなわち この場合、簡単かつ安価な形式で成形体が製造され、この成形体に対しては、機 械的な特性を等しく維持しながら材料の使用を少なくすることができ、しかもこ のような成形体の製造はさらに効果的である。それというのは、減じられた壁厚 によって冷却時間ひいては製造時間全体を短縮することができるからである。 本発明による方法の別の利点としては、この方法が使用される成形ジオメトリ とはほとんど無関係に使用 できるということが挙げられ、この場合所望の変形ジオメトリだけが必要な変形 装置を規定する。 変形装置の決定的な利点としては次のことが挙げられる。すなわち本発明によ る装置では、成形体が冷却され、かつ形状安定的な状態において次のように、す なわちエンボス加工部の高さが連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に相当す るように、変形される。 本発明の別の有利な構成では、変形装置が逆向きに回転するエンボス加工工具 であり、該エンボス加工工具が少なくとも１つの押し型ローラ（Stempelwalze） と少なくとも１つの母型リング（Matrizenring）とから成っている。 間隙、すなわち押し型ローラの最高ポイントと母型リングの最高ポイントとの 間の間隔は、少なくとも連続した成形体の壁厚に相当している。 本発明の有利な構成では、押し型ローラの最高ポイントと最深ポイントとの間 における間隔が、連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に相当している。この ように構成されていると、エンボス加工部の環状の縁部領域はその壁厚を減じら れ、冷間硬化され、これによって連続した成形体は特に安定化する。母型リング の最高ポイントと最深ポイントとの間における間隔もまた、連続した成形体の壁 厚の少なくとも半分に相当しており、このようになっていることによって、壁厚 の減少及びこれに関連した成形体材料の硬化が達成さ れる。 本発明による装置の別の有利な構成では、単数又は複数の押し型ローラと単数 又は複数の母型リングとが、区間内に組み込まれている。 この場合、押し型ローラと母型リングとは駆動装置なしにかつ自由回転可能に 支承されていることができ、このようになっていると、逆向きのエンボス加工工 具の速度は、押出し成形区間における引出し速度によって決定される。 本発明の別の有利な構成では、押し型ローラと母型リングとが、押出し成形区 間における連続した成形体の引出し速度にほぼ等しい速度をもつ共通の駆動ユニ ットを有している。 本発明の別の構成では、変形装置が、長さを規定された少なくとも１つのプラ ンジャ工具（Stempelwerkzeug）と、相補的な形状を有する少なくとも１つの対 応受けとから成っている。この場合有利な構成では、プランジャ工具と相補的な 形状を有する対応受けとが、軸方向においてつまり押出し方向において可動に支 承されていて、間欠的な運動を実施するようになっている。このようになってい ると、変形プロセスを押出し成形区間において安価に実施することができる。そ れというのは、変形工具は連続した成形体と同じ速度で運動するからである。 本発明の別の有利な構成では、変形工具が次のよう に、すなわちプランジャ工具と相補的な形状を有する対応受けとが、押出し方向 に対して垂直な方向における運動を実施することができるように、構成されてい る。 このことは例えば比較的低い押出し成形速度において有利である。このような 比較的低い押出し成形速度では、連続した成形体が押出し成形区間においてスト ックされる間に、変形すべき成形品はしっかりとクランプされ、かつ所望の変形 ジオメトリが挿入される。 これによって変形工具のためのコストを低く抑えることができ、このことは完 成品の価格に対してポジティブに作用する。 この構成においても、プランジャ工具の最高ポイントと相補的な形状を有する 対応受けの最高ポイントとの間の間隔が、少なくとも連続した成形体の壁厚に相 当している。この構成においてさらに有利には、プランジャ工具の最高ポイント と最深ポイントとの間の間隔が、エンボス加工部の領域において、連続した成形 体の壁厚の少なくとも半分の壁厚で構成されている。相補的な形状を有する対応 受けの最高ポイントと最深ポイントとの間の間隔が、エンボス加工部の領域にお いて、連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に相当するように構成されている と、有利である。 このように構成されていると、エンボス加工部の環状の縁部領域における補強 が達成され、同じ機械的な 強度を維持しながら、従来技術によって製造された汎用の成形体に比べて薄い基 本壁厚を有する成形体を製造することができる。 実施例 次に図面を参照しながら、変形された成形体の実施例を説明する。 第１図は、帯状の成形体を示す断面図である。 第２図は、Ｌ字形の成形体を示す断面図である。 第３図は、Ｕ字形の成形体を示す断面図である。 第４図は、Ｃ字形の成形体を示す断面図である。 第１図には、基本壁厚Ｓ１を備えた帯状の成形体１が示されている。この成形 体１には、並んで配置されている高さＨ１を備えたエンボス加工部２５と高さＨ ２を備えたエンボス加工部３５とが構成されている。 高さＨ１はこの実施例では基本壁厚Ｓ１のほぼ１．５倍に相当しており、これ に対して高さＨ２は基本壁厚Ｓ１の半分に相当している。エンボス加工部２５の 縁部領域２１，２２及びエンボス加工部３５の縁部領域３１，３２には、冷間硬 化（Kaltverfestigung）によって減じられた壁厚Ｓ２が認識可能である。 第２図には、鉛直な脚１０に基本壁厚Ｓ１を備えたＬ字形の成形体１が示され ている。水平な脚２０は減じられた壁厚Ｓ３で構成されている。それというのは 、この場合成形体１の基本壁厚Ｓ１の２倍に相当する高さＨを備えたエンボス加 工部２５によって、減じら れた壁厚Ｓ３にもかかわらず、等しい安定性及び強度が得られるからである。エ ンボス加工部２５の縁部領域２１，２２には、材料の冷間硬化によって減じられ た壁厚Ｓ２が認識可能である。 第３図に示されたＵ字形の成形体１はダブルに変形されている。脚１０におい て実現されている、成形体１の基本壁厚Ｓ１は、変形の領域において壁厚Ｓ３に 減じられることができた。成形体１の底部分２０におけるエンボス加工部２５の 高さＨ１は、成形体１の鉛直な脚１０の基本壁厚Ｓ１にほぼ相当している。エン ボス加工部２５の縁部領域２１，２２には、冷間硬化によって減じられた壁厚Ｓ ２が認識可能である。成形体１の右側の脚３０には、成形体１の脚１０の基本壁 厚Ｓ１にほぼ相当する高さＨ２を備えたエンボス加工部３５が認識可能である。 成形体１の脚３０における基本壁厚Ｓ３は、成形体１の底部分２０の壁厚に相当 している。成形体１の右側の脚３０のエンボス加工部３５の縁部領域３１，３２ には、冷間硬化によって生ぜしめられた減じられた壁厚Ｓ２が認識可能である。 第４図にはＣ字形の成形体１が示されており、この場合左側の脚１０と右側の 脚３０とが基本壁厚Ｓ１で構成されている。底部分２０の領域にはエンボス加工 部２５が設けられており、このエンボス加工部２５の高さＨは、左側の脚１０及 び右側の脚３０の基本壁厚Ｓ１のほぼ１.５倍に相当する。底部分２０の壁厚Ｓ ３ は成形体１の基本壁厚Ｓ１に対して減じられている。エンボス加工部２５の縁部 領域２１，２２には、冷間硬化によって減じられた壁厚Ｓ２が認識可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ハインル ドイツ連邦共和国 ホーフ エールシュニ ッツァーシュトラーセ 25 (72)発明者 ハルトムート シンツェル ドイツ連邦共和国 ミュンヒベルク ゴッ テルスドルファー ヴェーク ９ (72)発明者 クラウス ディットマン ドイツ連邦共和国 レーアウ ドレスデナ ー シュトラーセ 34

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 熱可塑性の材料から成る押出し成形された成形体の表面を、変形工具を用い て、つまり所望の変形ジオメトリに対して相補するように成形された変形面を有 する変形工具を用いて、変形する方法であって、第１の方法ステップにおいて、 変形すべき成形体を冷却し、形状安定的な状態において変形装置に供給し、第２ の方法ステップにおいて、変形装置を用いて所望のジオメトリを、連続した成形 体にエンボス加工し、これによってエンボス加工部の環状の縁部の壁厚を減少さ せて冷間硬化させ、さらに第３の方法ステップにおいて、エンボス加工された成 形体を規定の単位で分断して排出貯蔵することを特徴とする、押出し成形された 成形体の表面を変形する方法。 2. 熱可塑性の材料から成る押出し成形された成形体の表面を、変形装置を用い て、つまり所望の変形ジオメトリに対して相補するように成形された変形面を有 する変形装置を用いて、変形する方法であって、第１の方法ステップにおいて、 変形すべき成形体を冷却し、形状安定的な状態において変形装置に供給し、第２ の方法ステップにおいて、Ｃ字形及びＵ字形の成形体の側壁を拡開し、第３の方 法ステップにおいて、変形装置を用いて所望のジオメトリを、 連続した成形体にエンボス加工し、これによってエンボス加工部の環状の縁部の 壁厚を減少させて冷間硬化させ、第４の方法ステップにおいて、Ｃ字形及びＵ字 形の成形体の側壁を、既に拡開された状態において保ち、さらに第５の方法ステ ップにおいて、Ｃ字形及びＵ字形の成形体の側壁を再び出発状態に戻し、そして 第６の方法ステップにおいて、エンボス加工された成形体を規定の単位で分断し て排出貯蔵することを特徴とする、押出し成形された成形体の表面を変形する方 法。 3. 熱可塑性の材料から成る成形体の表面を変形する装置であって、成形体のた めの案内と変形工具とを備えており、該変形工具が、所望の変形ジオメトリに対 して相補するように成形された変形面を有していて、前記変形ジオメトリを連続 した成形体にエンボス加工する形式のものにおいて、成形体が冷却され、かつ形 状安定的な状態において次のように、すなわちエンボス加工部の高さが連続した 成形体の壁厚の少なくとも半分に相当するように、変形されることを特徴とする 、成形体の表面を変形する装置。 4. 変形工具が逆向きに回転するエンボス加工工具であり、該エンボス加工工具 が少なくとも１つの押し型ローラと少なくとも１つの母型リングとから成ってい る、請求項３記載の装置。 5. 押し型ローラの最高ポイントと母型リングの最高 ポイントとの間の間隔が、少なくとも連続した成形体の壁厚に相当している、請 求項４記載の装置。 6. 押し型ローラの最高ポイントと最深ポイントとの間における間隔が、連続し た成形体の壁厚の少なくとも半分に相当している、請求項３から５までのいずれ か１項記載の装置。 7. 母型リングの最高ポイントと最深ポイントとの間における間隔が、連続した 成形体の壁厚の少なくとも半分に相当している、請求項３から６までのいずれか １項記載の装置。 8. 押し型ローラと母型リングとが駆動装置なしにかつ自由回転可能に支承され ている、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置。 9. 単数又は複数の押し型ローラと単数又は複数の母型リングとが、１つの共通 の駆動ユニットを有している、請求項３から８までのいずれか１項記載の装置。 10．逆向きに回転するエンボス加工工具の速度が、押出し成形区間における連続 した成形体の引き抜き速度にほぼ等しい、請求項３から９までのいずれか１項記 載の装置。 11．変形工具が、長さを規定された少なくとも１つのプランジャ工具と、相補的 な形状を有する少なくとも１つの対応受けとから成っている、請求項３記載の装 置。 12．プランジャ工具と相補的な形状を有する対応受けとが、軸方向可動に支承さ れていて、間欠的な運動を実施する、請求項１１記載の装置。 13．プランジャ工具と相補的な形状を有する対応受けとが、押出し方向に対して 垂直な方向における運動を実施する、請求項３から１２までのいずれか１項記載 の装置。 14．プランジャ工具の最高ポイントと相補的な形状を有する対応受けの最高ポイ ントとの間の間隔が、少なくとも連続した成形体の壁厚に相当している、請求項 ３から１３までのいずれか１項記載の装置。 15．プランジャ工具の最高ポイントと最深ポイントとの間の間隔が、エンボス加 工部の領域において、連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に相当している、 請求項３から１４までのいずれか１項記載の装置。 16．相補的な形状を有する対応受けの最高ポイントと最深ポイントとの間の間隔 が、エンボス加工部の領域において、連続した成形体の壁厚の少なくとも半分に 相当している、請求項３から１５までのいずれか１項記載の装置。