Verfahren und Einrichtung zum Biegen von Hartkunststoffplatten
Sogenannte Hartkunststoffplatten zeichnen sich gegenüber gewöhnlichen thermoplastischen Kunststoffplatten durch ihre grosse Widerstandsfähigkeit gegen Ritzen, Angriff durch Chemikalien, hohe Temperaturen usw. aus und haben sich daher als Beläge für Tischplatten und andere Abstellflächen in Laboratorien, Küchen, Restaurants usw. eingeführt. Sie haben jedoch den Nachteil, dass ihre polierte Oberfläche im durch Wärme erweichten Zustande sehr verletzbar ist, so dass sie nicht wie jene gewöhnlichen thermoplastischen Platten auf Abkantpressen und dergleichen gebogen werden können.
Infolgedessen war es bisher nicht möglich, diese Platten, wenn sie für die genannten Beläge verwendet werden sollten, mit angebogenen Zargen zum Schutz der Kanten der Tischplatten usw. zu versehen; dadurch konnten die vorteilhaften Eigenschaften dieser Platten gerade an den der Abnützung besonders ausgesetzten Kanten nicht ausgenützt werden, wo sie besonders erwünscht sind, und es war bisher nötig, für die Beläge aus Hartkunststoffplatten geeignete Einfassungen vorzusehen.
Das Patent betrifft ein Verfahren zum Biegen von in der Wärme erweichbaren Hartkunststoffplatten, das erlaubt, diesem Mangel abzuhelfen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte auf eine erwärmte Unterlage, deren Oberfläche eine der gewünschten Krümmung der Innenseite der gebogenen Platte entsprechende Krümmung aufweist, aufgelegt und gegen Gleiten längs dieser Oberfläche festgehalten wird, und dass auf der von der Unterlage abgewandten Seite der Platte ein ebenfalls erwärmter Wälzkörper unter einstellbarem Druck abgewälzt wird.
Ebenfalls Gegenstand des Patentes ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine heizbare Unterlage, eine Vorrichtung zum Festhalten der zu biegenden Platte auf dieser Unterlage und einen heizbaren Abwälzkörper umfasst, welch letzterer derart geführt und gelagert ist, dass sich seine Oberfläche längs derjenigen der genannten Unterlage abwälzen kann, und dass sie einstellbare Mittel umfasst, welche diesen Abwälzkörper gegen die Unterlage hin drücken.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung beispielsweise dargestellt. An Hand derselben wird nachstehend ebenfalls beispielsweise eine Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht, und
Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Ausführungsform der Einrichtung.
In der Zeichnung bezeichnet 1 die Hartkunststoffplatte, die gebogen werden soll. Mit 2 ist ein Tisch bezeichnet, dessen Platte mit einem Filzbelag 3 versehen ist, auf welchen die Platte 1 zu liegen kommt. Dieser Filzbelag soll verhindern, dass die Platte 1 beim Aufliegen zerkratzt wird.
Längs einer Kante der Tischplatte ist am Tisch 2 eine kreiszylindrische Unterlagewalze 5 in solcher Höhe befestigt, dass die Platte 1 auch auf ihr aufliegt, wenn sie auf dem Filzbelag 3 ruht. Diese Walze ist auf eine genau einstellbare Temperatur heizbar, zu welchem Zwecke sie als Rohr ausgebildet ist; entweder ist in sie ein elektrisches Widerstandsheizelement eingebaut, oder sie bietet in ihrem Innern einen Kanal für das Durchströmen von Dampf, der in einem nicht dargestellten Heizkessel erzeugt wird. Die Mantelfläche der Walze 5 ist tadellos geglättet.
Auf der Walze 5 ist ein bügelförmiges Gestell schwenkbar gelagert, das aus zwei parallelen Wangen 7 und einem diese miteinander verbindenden Joch 8 besteht. Die Wangen 7 weisen je eine gegen die Achse der Walze 5 laufende Führung auf, in welcher ein Lagerblock 9 gleitet. In diesen Lagerblöcken 9 laufen in Kugellagern die Endzapfen 10 einer zweiten, in nicht dargestellter Weise heizbaren Walze 11 von etwas grösserem Durchmesser als die Unterlagewalze 5. Zwischen jedem Lagerblock 9 und dem Joch 8 des schwenkbaren Gestells ist eine Schraubenfeder 12 angeordnet, die den Lagerblock gegen die Schwenkachse des Gestells und somit die Walze 11 gegen die Unterlagewalze 5 drückt.
An ihrem dem Joch 8 zugewandten Ende stützen sich die Schraubenfedern 12 auf Federteller, die in nicht dargestellter Weise mittels eines gemeinsamen Handrades 13 verstellt werden können, um die Spannung der Federn 12 und damit die Kraft, mit der die Walze 11 gegen die Unterlagewalze 5 gedrückt wird, zu verändern.
Mit der Platte des Tisches 2 wirkt eine Klemmvorrichtung zusammen, die einen beweglichen Querbalken 14 umfasst, welcher an seinen beiden Enden durch je eine Zugstange 15 mit einem Fusshebel 16 gekuppelt ist. Mittels dieses Fusshebels 16 kann daher der Querbalken 14 zum Festklemmen der Hartkunststoffplatte 1 auf der mit dem Belag 3 versehenen Tischplatte von der Vorderseite der Einrichtung aus nach unten gezogen werden.
Auf dem Tisch 2 sind vom Vorderende der Einrichtung gut sichtbar zwei Thermostate 17, 18 mit Einstellvorrichtung angeordnet, von denen der erste die Temperatur der Unterlagewalze 5 und der zweite diejenige der beweglichen Walze 11 einzustellen erlaubt, konstant hält und anzeigt.
Zum Biegen der Hartkunststoffplatte 1 geht man wie folgt vor:
Man schwenkt das die bewegliche Walze 11 tragende Gestell 7, 8 derart nach oben, dass die Achse der Walze 11 senkrecht über derjenigen der Unterlagewalze 5 liegt, und schiebt die zu biegende Hartkunststoffplatte 1 zwischen den Walzen 5 und 11 hindurch auf den Filzbelag 3 der Tischplatte des Tisches 2 bis die Stelle, an der die Hartkunststoffplatte ihre Biegung haben soll, über der vorderen Hälfte der Unterlagewalze 5 liegt. Die bewegliche Walze 11 wird hierbei mit der von den Federn 12 ausgeübten Kraft gegen die Platte 1 gedrückt. In dieser Lage wird die Platte 1 mittels des Querbalkens 14 durch Belasten des Fusshebels 16 festgeklemmt.
Die Walzen 5 und 11 werden je auf die erforderliche Temperatur erwärmt, die für die beiden Walzen verschieden sein kann, und dadurch die Hartkunststoffplatte 1 im Bereich, in dem sie diese Walzen berührt, auf ihre Erweichungstemperatur gebracht. Nun wird das Gestell 7, 8 langsam nach vorn niedergeschwenkt, wodurch die Walze 11 einen sich allmählich nach vorn verbreiternden Streifen der erweichten Platte 1 auf die Unterlagewalze 5 niederdrückt; in dem Masse, in welchem sich dieser Streifen verbreitert, nimmt auch die Breite des durch die Walzen erwärmten Bereiches der Platte 1 zu. Bei diesem Vorgang bleibt der von der beweglichen Walze 11 auf die erweichte Platte 1 ausgeübte Druck in den durch die einstellbare Spannung der Federn 12 gegebenen Grenzen, so dass ein Zerquetschen dieser Platte vermieden werden kann.
Ausserdem wälzt sich die Walze 11, da sie in den Lagerblöcken 9 frei drehbar ist, auf der in Biegung begriffenen Platte 1 ab, ohne dass ihre Mantelfläche auf der Platte gleitet oder auf die Platte eine nennenswerte Kraft parallel zur Plattenoberfläche überträgt. Dadurch wird eine Beschädigung dieser Oberfläche vermieden, trotzdem die Platte weich ist. Natürlich kann nicht vermieden werden, dass eine Dehnung der obersten bzw. eine Stauchung der untersten Schichten der Platte eintritt, da diese Verformungen vom Biegen an sich herrühren. Durch unterschiedliches Heizen der Unterlagewalze 5 und der beweglichen Walze 11 lassen sich jedoch die Verformungseigenschaften des Materials und somit die Dehnung der oberen und die Stauchung der unteren Schichten der Hartkunststoffplatte unterschiedlich beeinflussen, um ein optimales Ergebnis herbeizuführen.
Der vorstehend erläuterte Vorgang wird fortgesetzt, bis die Hartkunststoffplatte 1 den gewünschten Winkel zuzüglich der beim Abkühlen und Ausspannen zu erwartenden Rückbiegung bzw. Rückfederung erreicht hat. Hierauf wird die Heizung der Walzen 5 und 11 ausgeschaltet und die Platte 1 ohne weitere Bewegung des schwenkbaren Gestells 7, 8 erkalten und erhärten gelassen. Nach Zurückschwenken dieses Gestells und Lösen der Klemmvorrichtung durch Entlasten des Fusshebels 16 kann die Platte dann aus der Einrichtung herausgenommen werden.
Je nach der Form der verlangten Krümmung der Platte 1 können an die Stelle der Walzen 5 und 11 von der Zylinderform abweichend gestaltete Organe treten. So könnte beispielsweise die feste Walze von kegeliger Form vorgesehen sein und die bewegliche Walze derart im Gestell 7, 8 gelagert sein, dass ihre Achse beim Schwenken dieses Gestells um die Achse der andern Walze eine Kegelfläche beschreibt.
Es wäre auch möglich und ist zur Erreichung einer Biegung der Kunststoffplatte mit kleinem Krümmungsradius notwendig, die Unterlagewalze durch ein Lineal zu ersetzen, das oben und vorn durch zwei miteinander einen spitzen Winkel bildende, ebene Flächen begrenzt ist; die Kante, in welcher sich diese Flächen treffen, wäre gemäss einer Zylinderfläche von entsprechend kleinem Radius abzurunden.
Diese Zylinderfläche könnte auch ein von einem Kreisbogen verschiedenes Profil haben, z. B. elliptisches oder parabolisches Profil.
Wenn der Radius der Zylinderfläche des Unterlagelineals klein ist oder wenn diese Zylinderfläche keinen Kreisquerschnitt besitzt, kann das die bewegliche Walze tragende, schwenkbare Gestell oft nicht in der Krümmungsachse der Oberfläche des Unterlagelineals schwenkbar gelagert werden, sei es, weil diese Krümmungsachse zu nahe an der genannten Oberfläche liegt, sei es, weil ihre Lage infolge ver änderlicher Krümmung dieser Oberfläche für deren verschiedene Partien verschieden ist. In diesen Fällen genügt es, die Schwenkachse des genannten Gestells möglichst nahe an der Krümmungsachse der Linealoberfläche bzw. am Bereich, in welchem diese Krümmungsachse für die verschiedenen Oberflächenpartien liegt, anzuordnen. In diesem Falle verschieben sich die Lagerblöcke für die bewegliche Walze in ihren Führungen, während das die letzteren tragende Gestell geschwenkt wird.
Durch entsprechende Bemessung der auf diese Lagerblöcke wirkenden Federn lässt sich erreichen, dass die durch diese Verschiebung der Lagerblöcke bewirkten Anderungen der auf letztere und auf die bewegliche Walze ausgeübten Kraft in zulässigen Grenzen bleiben.