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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Elements aus zwei deckungsgleichen oder nahezu deckungsgleichen Platten aus thermoplastischem Material, welche durch
Einwirkung von Wärme und eines zumindestens an einer Plattenseite aufgebrachten Vakuums oder Druckes in die gewünschte Form gebracht werden, wobei die Ränder der Platten z. B. durch Verkleben miteinander verbunden werden und die eine Platte durch eine Lufteintrittsöffnung beidseitig dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird.
Die USA-Patentschrift Nr. 2, 624, 978 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen
Glaselements, bei welchem zwei Glasplatten mittels elektrisch leitender Streifen am Rand verschweisst und dann unter Verwendung von Vakuumkissen oder evakuierten Formen voneinander getrennt werden. Das Glas befindet sich nur im Bereich der Schweissränder in erweichtem Zustand, während die übrigen Bereiche unbeeinflusst bleiben. Eine solche Verfahrensweise wäre bei thermoplastischem Material nicht zielführend.
Wenn dieses nämlich an seinen Rändern auf eine solche Temperatur erhitzt würde, dass es schmilzt und eine Verschweissung eintritt, und dann an die thermoplastischen Flächen, die innerhalb der Randbereiche eine Temperatur aufweisen, bei der kein Erweichen eintritt, Vakuumkissen angelegt würden, träte ein Reissen oder gegebenenfalls eine solche
Schwächung der Platten im gezogenen Bereich auf, dass sie für jeden Verwendungszweck unbrauchbar würden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein doppelwandiges Element aus thermoplastischem Material auf die eingangs erwähnte Art herzustellen, wobei jedoch keine Vakuumkissen oder Formen verwendet werden sollen, so dass einerseits ein verhältnismässig einfach herzustellendes Produkt erhalten wird, das anderseits in seinem Aussehen und seinen optischen Eigenschaften höchste Qualität aufweist.
Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass die öffnungslose Platte von der mit der Öffnung versehenen Platte mittels des angelegten Vakuums oder Druckes nur soweit weggezogen wird, bis sie an einer ringförmigen Abstützung zur Anlage kommt, worauf der Luftdruck auf beiden Seiten der weggezogenen Platte rasch ausgeglichen wird, bevor das doppelwandige Element unter den Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials ausgekühlt wird, so dass beide Platten im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet werden. Beim erwähnten Druckausgleich springt die weggezogene Platte überraschenderweise zurück und kommt so parallel zur unbeeinflussten Platte zu liegen. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lässt sich somit das doppelwandige Element herstellen ohne dass dessen Oberflächen an irgendwelchen Formen oder Kissen anliegen.
Die Erfindung besteht auch darin, dass beim Ausgleich des Luftdruckes auf beiden Seiten der weggezogenen Platte derjenige Teil unter Vakuumeinwirkung verbleibt, der sich zwischen der Abstützung und dem Plattenrand befindet.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur näheren Erläuterung ist sie an Hand der Zeichnungen beschrieben. Fig. l ist ein Vertikalschnittbild durch eine Vakuumformeinrichtung, die zur Herstellung eines doppelwandigen Elements nach der Erfindung verwendet wird, Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines doppelwandigen Elements, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren unter Verwendung der Einrichtung nach Fig. l hergestellt wurde, die Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichen die Herstellung eines doppelwandigen Wohnwagenfensters nach dem erfindungsgemässen Verfahren.
Gemäss Fig. 1 ist eine zylindrische Vakuumformkammer--l--mit einem kreisförmigen, angeflanschten Deckel--2--versehen, der eine sechseckige Öffnung aufweist, die sich über annähernd die Hälfte der Deckelfläche erstreckt. Mittels einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe wird über den Auslass--3--innerhalb der Kammerwand ein Vakuum erzeugt. Der angeflanschte Rand des Deckels weist vier Knieklemmen--4-- auf, die gleichmässig über den Umfang verteilt sind.
Die Knieklemmen ermöglichen das feste Einspannen der thermoplastischen Platten--5 und 6--zwischen einem zylindrischen Klemmring--7--und dem Deckel --2--. Die Vakuumformkammer enthält einen offenen zylindrischen Behälter--8--, der in bezug auf die sechseckige öffnung zentral angeordnet ist und zwischen seinem Rand und der unteren Fläche der Platte
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kann.
Die Vakuumformkammer--l--besitzt durchsichtige Wände, geeigneterweise aus Poly (methylmethacrylat), um die Einsicht in die Kammer während des Formvorganges zu gestatten.
Zwei hitzeerweichte thermoplastische Platten--5, 6--in Scheibenform, von denen eine--6--ein kleines Loch aufweist und mindestens eine in dem Bereich, den auch der Klemmring--7--bedeckt, mit einem Klebstoff behandelt worden war, werden, solange sie sich in erweichtem Zustand befinden, zwischen Klemmring--7--und Deckel--2--eingespannt. Die Kammer--l--wird dann evakuiert und die Platte die kein Loch aufweist, wird durch die beaufschlagte Vakuumkraft nach unten gezogen bis die so geformte Wölbung am Rand des Behälters --8-- anliegt und die nach oben weisende Öffnung des Behälters - somit verschliesst. Das Vakuum im Raum zwischen Behälter-8-und Platte-5-wird sodann rasch aufgehoben um den Druck auf beiden Seiten der Platte--5--auszugleichen.
Auf diese Weise wird der vom Rand des Behälters -8-- eingeschlossene Bereich der Platte flach und es entsteht ein doppelwandiges Element mit im wesentlichen parallelen Flächen. Das auf diese Art hergestellte Element ist in Fig. 2 perspektivisch dargestellt.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht auf die Einzelheiten der Ausführungsform gemäss Fig. 1 beschränkt. Insbesondere muss der die gedehnte Platte unterstützende Rand nicht von einem getrennten Behälter gebildet werden, sondern er kann auch einstückig mit dem Deckel der Vakuumformkammer ausgebildet sein.
Ausserdem kann es bei der Herstellung von Elementen mit grossen Abmessungen vorteilhaft sein, die gestreckte Platte durch einen Tisch zu unterstützen, so dass der Zentralbereich der Platte nicht unnötig gestreckt wird, bevor die äusseren Bereiche der Platte den Stützrand berühren. Ein solcher Tisch sollte auf herkömmliche Weise einen Schutz gegen eine Beschädigung der thermoplastischen Oberfläche aufweisen, z. B. einen Überzug aus weichem Tuch. In der Praxis ist die Zeit, in der die erweichte Platte eine Unterstützung berührt, sehr kurz, da der Druckausgleich auf beiden Seiten der Platte sofort erfolgt sobald die Platte den Stützrand berührt.
Die Einspannvorrichtung kann mit einer Messerkante ausgestattet sein, die ein Zuschneiden der Ränder des Elements auf die erforderliche Grösse während des Wärmeformverfahrens gestattet. Dadurch kann das Element leicht zugeschnitten werden und die Bearbeitung des Elements nach seiner Herstellung fällt weg, wodurch das Risiko einer Beschädigung herabgesetzt wird.
Die Erfindung kann auch im Rahmen eines Verfahrens angewendet werden, bei welchem die erweichten Platten unter Verwendung von Druck an Stelle von Vakuum wärmegeformt werden. In diesem Fall kann die Druckbeaufschlagung durch die mit einem Loch versehene Platte des Elements erfolgen, um die andere Platte wegzustrecken, bis sie den Stützrand berührt. Die gestreckte Platte kann dann durch raschen Druckausgleich auf beiden Seiten der Platte verflacht werden.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die Herstellung eines doppelwandigen Wohnwagenfensters unter Verwendung einer vertikal angeordneten Vakuumformeinrichtung.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Vakuumformeinrichtung besteht aus einem mit--20-bezeichneten offenen Gehäuse, das einen Flansch--21--und einen innen befestigten Dichtungsrand--22-aufweist. In einem durch die Aussenwand-25-des Gehäuses-20-und den abstehenden Dichtungsrand - 22-begrenzten Bereich-24-ist im Gehäuse-20-ein Rohr-23-vorgesehen. Das Rohr
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Die thermoplastischen Platten--30 und 31--, von denen die Platte--30--ein Loch--32-- aufweist, sind mittels Klemmen --33-- an einer von der Vakuumformeinrichtung horizontal abstehenden Schiene --34-- aufgehängt.
Die erhitzten Platten werden gegen den Flansch--21--mittels des Klemmringes--35--und einer Anzahl (nicht dargestellter) Klemmen gepresst. Der kLEMMRING -35- TRäGT an seinem äusseren Umfang gleitbar eine Schneidvorrichtung--36--, die durch (nicht dargestellte) Einrichtungen gegen den Flansch - 21--gepresst werden kann.
Die thermoplastischen Platten--30 und 31--werden in einem (nicht dargestellten) Luftofen vertikal hängend auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials erhitzt, wobei durch Zwischenlage eines Bogens Packpapier--37--ein Kontakt der Platten im erhitzten Zustand vermieden wird.
Die erhitzten Platten werden dann auf der Schiene --34-- vertikal aufgehängt, und die Zwischenlage-37wird entfernt. Durch Anlegen eines Vakuums über das Ventil --26-- wird die platte --31-- bis zur Berührung mit dem abstehenden Rand --22-- gezogen, wie in Fig. 4 dargestellt. Das Ventil --29-- wird dann der Atmosphäre geöffnet, während in dem Bereich der Kammer, der durch die Aussenwand-25-, den abstehenden Dichtungsrand--22--und den Teil der Platte--31--, der zwischen Wand--25--und Rand - gestreckt wurde, begrenzt ist, Vakuum aufrechterhalten wird.
Das Aufheben des Vakuums über das Ventil--29--kann gesteuert werden, so dass die Platte--31--in eine annähernd zur ungestreckten Platte --30-- parallele Lage kommt. Solange die Platten in einem hitzeerweichten Zustand sind, können die Ränder durch die Schneidvorrichtung--36--, zugeschnitten werden.
Die mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens vermeiden eine Beschädigung der Oberfläche der Platten, da eine Wärmeformung ohne die Anwendung von Formen ermöglicht wird, die sonst fehlerhafte Oberflächen verursachen.
Das Verfahren ist von besonderer Bedeutung bei der Formung von Platten aus Poly (methylmethacrylat) und insbesondere für die Herstellung von Elementen aus transparenten Platten. Der für die Erweichung dieses Materials bevorzugt verwendete Temperaturbereich liegt zwischen 140 und 1700C. Das Verfahren ist in gleicher Weise auch für Platten anwendbar, die aus einem Copolymeren bestehen, dessen Hauptanteil Methylmethacrylat ist.
Das Verfahren kann auch bei der Herstellung doppelwandiger Elemente aus andern thermoplastischen Materialien, z. B. Celluloseacetat-butyrat, Polymeren und Copolymeren von Styrol, Polymeren und Copolymeren von Vinylchlorid und geeigneten Mischungen jedes der beschriebenen Materialien, einschliesslich
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