DE4446846C2 - Verfahren und Werkzeug zur Herstellung einer Auflage für ein flächiges Bauteil in einer Ausnehmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung einer Auflage für ein flächiges Bauteil, beispielsweise einer Glasplatte, in einer Ausnehmung einer aus einem dünnwandigen metallischen Werkstoff bestehenden Frontplatte.

Es ist bekannt, für Ausnehmungen an Frontplatten an den Begrenzungsrändern der rechteckförmigen Ausnehmung eine als Vorsprang ausgebildete Auflagefläche für flächige Bauteile, wie Glasplatten, vorzusehen, in dem die Frontplatte ausgefräst wird. Auf den ausgefrästen Stegen, die parallel zu den jeweiligen Außenrändern der Frontplatte verlaufen, sind die flächigen Bauteile montierbar.

Es hat sich bei diesem Verfahren gezeigt, daß die Bearbeitung der Frontplatte sehr Zeit- und kostenaufwendig ist, da für unterschiedliche geometrische Abmessungen der Ausnehmung eine eigene daran angepaßte Vakuum-Spannplatte eingesetzt und ein eigenes NC-gesteuertes Fräsprogramm geschrieben und verwaltet werden muß. Die Arbeitsvorbereitung ist demzufolge wegen der Beschaffungszeit für unterschiedliche Spannvorrichtungen, Bandstahlschnitte und die Erstellung von Fräsprogrammen äußerst zeitaufwendig.

Des weiteren ist beim Fräsen darauf zu achten, daß das zu bearbeitende Werkstück eine gewisse Stabilität aufweisen muß, die nur bei einer entsprechenden Materialstärke der Frontplatte gegeben ist. Die zu bearbeitenden Frontplatten müssen somit mindestens eine Materialstärke von 2,5 mm aufweisen, da bei unzureichender Stabilität des Werkstückes beim Fräsen eine ungenaue Bearbeitung die Folge ist. Auch entsteht beim Fräsen von dünnen Blechen zwangsläufig eine Wölbung, durch die eine ungleichmäßige Kantenhöhe hervorgerufen ist.

Ferner ist bei der Bearbeitung einer Frontplatte mit einem Fräswerkzeug von Nachteil, daß bei rechteckigen Ausnehmungen in den Eckbereichen nur in den Ecken runde Ausnehmungen mit einem Radius, der größer als 1 mm ist, herstellbar sind. Dies führt mit dazu, daß die flächigen Bauteile in den Ecken nicht ausreichend dichtend mit der Frontplatte zu verbinden sind oder daß die Eckbereiche der Bauteile nachbearbeitet werden müssen.

Es hat sich auch gezeigt, daß beim Fräsen der Ausnehmung die gesamte den Steg bildende Auflagefläche, auf die die Glasplatte montiert wird, bearbeitet werden muß, da sonst keine gleichmäßige Auflagefläche für die Glasplatte vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels dem kostengünstig und ohne die Verwendung von aufwendigen Spannvorrichtungen die Frontplatte zu bearbeiten ist, wobei eine gleichmäßige zufriedenstellende Auflagefläche erzeugt wird. Außerdem soll insbesondere auch in den Eckbereichen eine rechtwinkelige Ausnehmung ausgebildet werden können, so daß eine zusätzliche Bearbeitung der Eckbereiche der Ausnehmung und/ oder der diese aufnehmendem Bauteile nicht erforderlich ist.

Das Verfahren zur Herstellung einer Auflage für ein flächiges Bauteil in einer Ausnehmung einer dünnwandigen Frontplatte ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung mit drei oder mehreren einzelne Auflagenflächen bildende Vorsprünge versehen wird, die in einem oder mehreren Eckbereichen der Ausnehmung und/ oder an den diese begrenzenden Seitenwänden angearbeitet werden, und daß die Auflagenflächen der Vorsprünge bei der auf einem Widerlager aufliegenden Frontplatte mittels eines kurzzeitig und kurzhubig zustellbaren Formstempels aus dem Material der Frontplatte herausgedrückt werden.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird ein Werkzeug verwendet, das aus einem mit einer der Höhe der Begrenzungskante entsprechenden Vertiefung versehenen Widerlager und einem diesem zugeordneten Formstempel besteht, der eine der Vertiefung des Widerlagers entsprechenden überstehenden Ansatz aufweist oder wobei ein Formstempel und ein Widerlager derart ausgebildet sind, daß die Höhe der Begrenzungskante über einen steuerbaren Hubweg des Formstempels hergestellt ist, der der Höhe der zu bildenden Begrenzungskante entspricht.

Weitere Verfahrensschritte und Lösungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeit und Kosten lassen sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch einsparen, daß das Verformen auf einer Nibbel- oder Prägemaschine vorgenommen wird, da eine zeitaufwendige Programmierung entfällt.

Des weiteren ist es bei diesem Verfahren vorteilhaft, daß ein Vorsprung einer Ausnehmung jeweils derart aus der Frontplatte herausgedrückt wird, daß die Rückseite des Vorsprunges in einer Ebene mit der Rückseite der Frontplatte verläuft, da dadurch gewährleistet ist, daß die Frontplatte mit dem Tastaturgehäuse leicht montierbar ist.

Bei entsprechend konstruktiven Maßnahmen ist es aber auch möglich, die Vorsprünge der Ausnehmung jeweils derart aus der Frontplatte herauszudrücken, daß die Auflageflächen der Vorsprünge in einer Ebene mit der Rückseite der Frontplatte verlaufen.

Die Auflageflächen sind vorteilhafterweise derart ausgeformt, daß diese kreissegmentförmig oder rechteckig ausgebildet sind, um eine möglichste große in den Hohlraum der Ausnehmung liegende Auflagefläche zu erzeugen.

Das Verfahren der Erfindung und die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Werkzeug-Kombination ist nachfolgend an Hand einer Zeichnung beschrieben, in der die einzelnen Verfahrensschritte und zwei konstruktive Ausführungsbeispiele der Ausgestaltung für die Auflageflächen und die dazugehörige Lage bezüglich der Rückseitenebene der Frontplatte dargestellt sind. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer ebenen Frontplatte mit einer Ausnehmung, die zwischen einem ebenen Widerlager und einem Stempel angeordnet ist,

Fig. 2 die Frontplatte nach Fig. 1, nachdem der Stempel eine Auflagefläche an dem Ausnehmungsrand ausgeformt hat,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die ausgeformte Auflagefläche nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Frontplatte mit einer Ausnehmung, die in den Eck- und Seitenbereichen kreissegmentförmig ausgeformte Auflageflächen aufweist,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Frontplatte mit einer Ausnehmung, die in ihren Eckbereichen viertelkreisförmige Auflagenflächen und die in ihren Seitenbereichen rechteckförmig ausgeformte Auflageflächen aufweist,

Fig. 6 eine Werkzeug-Kombination in Form eines Formstempels und eines Widerlagers mit einem Ansatz bzw. einer Vertiefung als Teil einer Nibbel- oder Prägemaschine,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Widerlager nach der Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Frontplatte, aus der ein Vorsprung mit einer unteren Fläche ausgeformt ist, dessen untere Fläche in einer gemeinsamen Ebene mit der Rückseite der Frontplatte liegt, und

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Frontplatte, aus der ein Vorsprung mit einer Auflagefläche ausgeformt ist, dessen Auflagefläche in einer gemeinsamen Ebene mit der Rückseite der Frontplatte liegt.

In Fig. 1 ist eine ebene, dünnwandige Frontplatte 10 dargestellt, die eine rechteckförmige Ausnehmung 11 aufweist und auf einem Widerlager 20 aufliegt. Auf der Vorderseite der Frontplatte 10 befindet sich ein Formstempel 21, der einer nicht dargestellten Nibbel- oder Prägemaschine zu zu ordnen ist. Der Formstempel 21 ist stationär angeordnet und wird kurzhubig und kurzzeitig senkrecht zur Frontplatte 10 bewegt, und zwar auf und nieder, so daß zur Herstellung der jeweiligen Verformung die Frontplatte 10 an der entsprechenden Stelle der Ausnehmung 11 mit dem Widerlager 20 unter den sich auf und nieder bewegenden Formstempel 21 von Hand oder mittels einer nicht dargestellten Verspann- und Verschiebeeinrichtung gebracht werden muß, um einen Vorsprung aus der Frontplatte zu formen.

Der Formstempel 21 kann einen in etwa halbkreisförmigen Ansatz 22 mit einer Anschlagfläche 23 aufweisen, der an der äußeren Mantelfläche des Formstempels 21 derart angeordnet ist, daß die Anschlagfläche 23 des Ansatzes 22 zu der Prägefläche 24 des Formstempels 21 genau die Höhendifferenz aufweist, die dem Hubweg des Formstempels 21 zur Verformung der Frontplatte 10 entspricht.

Fig. 2 zeigt den Formstempel 21 in seinem unteren Totpunkt. Der Hub der Nibbel- oder Prägemaschine ist bei einem Formstempel 21 ohne Ansatz 22 derart eingestellt, daß der Formstempel 21 seinen unteren Totpunkt erreicht und dabei ein entsprechender Abstand zu dem Widerlager 20 gewahrt bleibt, der der Dicke des ausgeformten Vorsprunges 12 der Frontplatte 10 entspricht. Der Vorsprung 12 weist dabei eine Auflagefläche 13 und eine untere Fläche 14 auf.

Der Formstempel 21 mit Ansatz 22 erreicht seinen unteren Totpunkt, wenn die Anschlagfläche 23 des Ansatzes 22 auf der Vorderseite der Frontplatte 10 anliegt. Zwischen der Prägefläche 24 des Formstempels 21 und dem Widerlager 20 bleibt ebenfalls ein Abstand gewahrt, der der Dicke eines ausgeformten Vorsprunges 12 der Frontplatte 10 entspricht.

Die Frontplatte 10 wird durch den vom Formstempel 21 aufgebrachten Druck plastisch verformt. Das Widerlager 20 weist eine ebene Widerlagerfläche 25 auf, so daß die Frontplatte 10 auf ihrer Rückseite eben ausgebildet wird.

Bei der Verwendung eines Formstempels 21 mit Ansatz 22 weist die Anschlagfläche 23 des Ansatzes 22 eine derart große Fläche auf, daß die erzeugte Flächenpressung der Prägefläche 24 des Formstempels 21 einerseits und der Anschlagfläche 23 des Ansatzes 22 andererseits insgesamt einen Verformungsvorgang der Frontplatte 10 nicht mehr zu lassen, da der von der Nibbel- oder Prägemaschine erzeugte Druck kleiner ist als die zur Verformung notwendige Flächenpressung und der Formstempel 21 dadurch den unteren Totpunkt erreicht, obwohl die Nibbel- oder Prägemaschine den Formstempel 21 weiter hinunterzudrücken versucht.

Bei einer solchen Verformung entsteht zwischen der Auflagenfläche 13 des Vorsprunges 12 und der Vorderseite der Frontplatte 10 eine Begrenzungskante 19.

Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung der Auflagefläche 13 in einem Eckbereich der Ausnehmung 11. Hier ist eine zweifach kreissegmentförmige Auflagefläche 13 dargestellt. Die kreissegmentartige Form dieser Auflagefläche 13 ergibt sich durch die Form des Formstempels 21, die hier kreisförmig ist. Die Frontplatte 10 muß derart verformt werden, daß der Vorsprung 12 mit der sich herausgebildeten Auflagefläche 13 nach der Verformung in die Ausnehmung 11 hineinragt.

Die Größe der Anschlagfläche 23 des Ansatzes 22 ist abhängig vom aufgebrachten Arbeitsdruck der Nibbel- oder Prägemaschine.

In Fig. 4 ist die Frontplatte 10 mit der gesamten Ausnehmung 11 dargestellt, die in allen vier Ecken und zwei an den Seitenränder der Ausnehmung 11 gegenüberliegend angeordnete kreissegmentförmig ausgebildete Auflagenflächen 13 aufweist. Die Anzahl der Auflagenflächen 13 ist beliebig wählbar, muß aber mindestens drei betragen, da sonst eine dünnwandige Platte, beispielsweise eine Glasplatte, nicht kippfest auf der Frontplatte 10 montierbar ist.

In Fig. 5 sind wie in Fig. 4 die Auflagenflächen 13' in den Eck- und Seitenbereichen der Ausnehmung 11 dargestellt. Die geometrische Form der Auflagenflächen 13' ist hier an den Seitenbereichen rechteckförmig und in den Eckbereichen viertelkreisförmig in Richtung der Ausnehmung 11 sich erstreckend ausgebildet.

Die Werkzeug-Kombination zur Herstellung der viertelkreisförmigen Auflagefläche 13' ist in Fig. 6 gezeigt. Es handelt sich dabei um einen Formstempel 35 mit einem Ansatz 36, der der Prägefläche 24 des Formstempels 35 zugeordnet ist und einem Widerlager 30, das eine mit dem Ansatz 36 des Formstempels 35 korrespondierende Vertiefung 31 aufweist.

Fig. 7 zeigt die viertelkreisförmige Vertiefung 31 des Widerlagers 30, in die das Material der Frontplatte 10, insbesondere das Material der Eckbereiche der Frontplatte 10, durch den Formstempel 35 gedrückt wird, so daß dadurch die viertelkreisförmige Auflagefläche 13 entsteht.

Hat das Widerlager 30 eine zu Fig. 7 unterschiedliche geometrische Form als den Viertelkreis, so entsteht beispielsweise eine rechteckige Auflagefläche 13', wie es in den Seitenbereichen der Ausnehmung 11 der Fig. 5 dargestellt ist.

In Fig. 8 ist die Frontplatte 10 im montierten Zustand dargestellt. Auf der Auflagefläche 13 des Vorsprunges 12 ist eine dünnwandige Platte 15 angeordnet. Die untere Fläche 14 des Vorsprunges 12 liegt in einer Ebene zu der Rückseite der Frontplatte 10.

Die Auflagefläche 13 ragt weit genug in die Ausnehmung 11 hinein, so daß die Platte 15 auf einer genügend großen Auflagefläche 13 montierbar ist.

Auf der Vorderseite der Frontplatte 10 und der dünnwandigen Platte 15 ist eine Schutzfolie 16 und eine Lackschicht 17 angebracht, die die Aufgabe haben, einen Spalt 18 zwischen der Begrenzungskante 19 des Vorsprunges 12 und der Platte 15 abzudichten. Die Platte 15 hat in etwa die gleichen geometrischen Abmessungen wie die Ausnehmung 11.

Die Fig. 9 zeigt die Frontplatte 10 mit dem Vorsprung 12, der in diesem Ausführungsbeispiel derart ausgeformt ist, daß die Auflagefläche 13 des Vorsprunges 12 in einer Ebene mit der Rückseite der Frontplatte 10 liegt. Dabei ist das Widerlager 20' entsprechend der gewünschten Form des Vorsprunges 12 ausgebildet. Der Formstempel 21', der hier nicht dargestellt ist, weist eine mit dem Widerlager 20' korrespondierende Form auf.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Auflage für ein flächiges Bauteil, beispielsweise einer Glasplatte in einer Ausnehmung einer aus einem dünnwandigen metallischen Werkstoff bestehenden Frontplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (11) mit drei oder mehreren, einzelne Auflagenflächen (13) bildenden Vorsprüngen (12) versehen wird, die in einem oder mehreren Eckbereichen der Ausnehmung (11) und/oder an den diese begrenzenden Seitenwänden angearbeitet werden, und daß die Auflagenflächen (13) der Vorsprünge (12) bei der auf einem Widerlager (20) aufliegenden Frontplatte (10) mittels eines kurzzeitig und kurzhubig zustellbaren Formstempels (21) aus dem Material der Frontplatte (10) herausgedrückt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) der Ausnehmung (11) jeweils derart aus der Frontplatte (10) herausgedrückt werden, daß die unteren Flächen (14) der Vorsprünge (12) in einer Ebene mit der Rückseite der Frontplatte (10) verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) der Ausnehmung (11) jeweils derart aus der Frontplatte (10) herausgedrückt werden, daß die Auflagenflächen (13) der Vorsprünge (12) in einer Ebene mit der Rückseite der Frontplatte (10) verlaufen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) derart ausgeformt werden, daß deren Auflagenflächen (13) kreissegmentförmig oder rechteckig ausgebildet sind.

5. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Vorsprung mit einer Begrenzungskante aus einer Frontplatte geformt wird, wobei das Werkzeug aus einem mit einer der Höhe der Begrenzungskante (19) entsprechenden Vertiefung (31) versehenen Widerlager (30) und einem diesem zugeordneten Formstempel (35) besteht, der einen der Vertiefung (31) des Widerlagers (30) entsprechenden überstehenden Ansatz (36) aufweist, oder ein Formstempel (21) und ein Widerlager (20) derart ausgebildet sind, daß die Höhe der Begrenzungskante (19) über einen steuerbaren Hubweg des Formstempels (21) hergestellt ist, der der Höhe der zu bildenden Begrenzungskante (19) entspricht.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einer kreisförmig ausgebildeten Stirnfläche versehenen Widerlager (30) die Vertiefung (31) sich über einen Quadranten der Auflagenfläche (13) erstreckt.

7. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (31) des Widerlagers (30) und der Ansatz (36) des Stempels (35) jeweils in Form eines vorzugsweise rechtwinkeligen Winkelstückes oder eines geradlinigen Steges ausgebildet sind.