Verfahren zur Herstellung von sandwichartig zusarninengesetzten gewölbten Formlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gewölbten Formkörpern, die sandwichartig aus Deckschichten aus thermopl-asti- schen Kunststoffen und mindestens einer zwischen den Deckschichten liegenden Zellkörperschicht (Schaumstoffschicht) aus thermoplastischem Kunststoff durch Verkleben zusammengesetzt sind. Unter dem Ausdruck gewölbte Formkörper sollen nachstehend Gebilde verstanden werden, die eine oder mehrere ohne Knickstellen ineinander oder in ebene Bereiche übergehende Wölbungen besitzen.
Es ist bekannt, fertig in der vorstehenden Weise zusammengesetzte und verklebte Verbundkörper, sogenannte Sandwichplatten, in erwärmtem Zustand zu gewölbten Formkörpern zu verformen.
Diese Verformung wurde bei den bekannten Verfahren entweder durch Anwendung einer Patrize und einer Matrize oder nach den Druck- oder- Vakuum- verfahren durchgeführt.
Das Arbeiten mit Matrize und Patrize hat zur Folge, dass derjenige Teil der Sandwichplatte, der sich beim Tiefziehen zuerst auf einen der Teile des Formwerkzeugs auflegt, sehr stark gestreckt wird und seine ursprüngliche Dicke nicht behält, während der Rest der Sandwichplatte bei der Verformung viel weniger gestreckt wird, so dass der im Endergebnis entstehende Formkörper eine stark unterschiedliche Dicke aufweist.
Auch beim Arbeiten nach den bekannten Druckoder Vakuumverfahren können verformte Gebilde mit konstanter Dicke nicht erzeugt werden, weil die Sandwichplatte an ihrem Rand fest in den Rahmen des Verformungswerkzeuges eingespannt werden muss. In diesem Eall tritt in der Nähe der Einspannung des Randes der Sandwichplatte eine stärkere Streckung und Dehnung als im mittleren Teil der auszuwölbenden Platte auf. Das gleiche gilt, wenn man gemäss diesen bekannten Verfahren anstelle fertig-verklebter Sandwichplatten unverklebt aufeinanderliegende Schichten am Rande fest- einspannt.
Wendet man bei der Verformung mittels Patrize und Matrize die beim Druck- oder Vakuumverfahren bekannte feste Einspannung des Randes der zu verformenden Schichten an, bei der diese zwischen zwei je eine Mittelöffnung umgrenzende Rahmen eingespannt werden, so tritt gleichfalls beim Tiefziehen der Schichten eine ungleichmässige Streckung der verformten Schichtteile ein, die an dem- erhal- tenen Formkörper ungleichmässige Dicken zur Folge hat.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Sandwichformkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, die einen Zellkörperkern als Zwd schenschicht. zwischen Deckschichten enthalten, zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile einer ungleichmässigen Streckung einzelner Teile der Schichen nicht auftreten. und demgemäss der erhal teine Formkörper ein Gebilde mit praktisch gleiche mässiger Dicke darstellt.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von gewölbten. Fonnkörpern, die e sandwichartig aus Deckschichten aus s thermoplastischen Kunststoffen und einer zwischen den Deckschichten liegenden Zellkörperschicht aus thermoplastischem Kunststoff durch Verkleben zusammengesetzt sind, wobei die Schichten zwischen zwei je eine Mittelöffnung umgrenzende Rahmen eingespannt und in erwärmtem Zustand durch die eine dieser Öffnungen hindurch unter Anwendung eines aus Patrize und Gegenwerkzeug bestehenden FormwSerk- zeuges tiefgezogen werden, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (12, 13) jeweils an min des.tens einer der miteinander zu verklebenden Schichtflächen mit Klebstoff versehen, unverklebt aufeinanderliegend zwischen die Rahmen (8,
8a) eingespannt und nach Erwärmung auf die ErweiX chungstemperatur der Kunststoffe in ein und demselben Arbeitsgang gemeinsam zwischen Patrize (5) und Gegenwerkzeug (4) des Formwerkzeugs tiefgezogen und durch Anpressung an diese Werkzeugteile miteinander verklebt werden; dass ferner bei diesem Arbeitsgang der Einspanndruck der Rahmen so gering eingestellt ist, dass die Schichten den beim Tiefziehen auf sie ausgeübten Zugkräften nachgeben und von den Rahmen her in die eine der Rahmen Mittelöffnungen (8b oder 8c) hinein nachrutschen; ; und dass der Umriss der zwischen die Rahmen eingespannten Schichten vor dem Einspannen so gross zugeschnitten wird, dass ihr Rand auch nach Beendigung des Tiefziehens und Pressens noch zwischen den Rahmen gehalten wird.
Insbesondere soll die Erfindung es ermöglichen, grössere geformte Gebilde, wie zum Beispiel Boote oder Bootsteile, Badewannen, Autokarosserieteile, Kühlschranktüren, Dächer für Waggons und dergleichen, in Serienfertigung herzustellen.
Das für die Herstellung verwendete thermoplastische Material der vorzugsweise aus geschlossenen, Gas enthaltenden Zellen bestehenden Schaumstoffschicht und der Deckschichten soll zum Beispiel aus Polyvinylchlorid oder dessen Mischpolymerisaten, aus Polyäthylen oder aus Zelluloleacetat, bestehen, wobei diese Kunststoffe gegebenenfalls auch geringe Mengen Weichmacher und andere übliche Zusätze enthalten können.
Gemäss der Erfindung werden die Schichten, die zusammen den Formkörper bilden sollen, jeweils an mindestens einer der miteinander zu verklebenden Schichtfiächen mit Klebstoff versehen, aber noch unverbunden aufeinanderliegend zwischen die Einspannrahmen der Tiefzieh- und Pressvorrichtung eingespannt. Nach Erwärmung auf die Erweichungstemperatur der Kunststoffe werden die so eingespannten Schichten in ein und demselben Arbeitsgang gemeinsam zwischen Patrize und Gegenwerkzeug, zum Beispiel einer Matrize oder einer elastischen Membran des Formwerkzeuges, tiefgezogen und durch Anpressung an diese Werkzeugteile miteinander verklebt. Haben die Deckschichten und die Schaumstoffschicht verschiedene Erweichungstemperaturen, so muss die Erwärmung bis auf die höherliegende Erweichungstemperatur erfolgen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass bei dem vorgenannten Arbeitsgang der von den Rahmen auf die Schichten ausgeübte Einspanndruck so gering eingestellt wird, dass die Schichten den beim Tiefziehen auf sie ausgeübten Zugkräften nachgeben und von den Rahmen her in die eine der Rahmen-Mittelöffnungen hinein nacht rutschen. Damit die Schichten nachrutschen können, ohne dass ihr Rand zwischen den Einspannrahmen heraustritt, ist ferner vorgesehen, dass der Umriss der zwischen die Rahmen eingespannten Schichten vor dem Einspannen so gross zugeschnitten wird, dass ihr Rand auch nach Beendigung des Tiefziehens und Pressens noch zwischen den Rahmen gehalten wird.
Der grösste Teil des für die Verformung, zum Beispiel Auswölbung, der Schichten benötigten zusätzlichen Materials wird von der Einspannung her aus dem Überschuss nachgeliefert, um den der ursprüngliche Zuschnitt der Schichten grö sser gewählt wurde, als die Rahmenöffnung plus Breite des Randes beträgt, der bei Beendigung des Tiefziehens noch zwischen den Rahmen gehalten wird.
Dieser Überschuss des ursprünglichen Zuschnitts kann als Reserve bezeichnet werden. Diese Reserve kann, wenn die e Spannfläche der Rahmen sehr breit ist, schon bei Beginn des Tiefziehens zwischen den :Spannflächen der Rahmen liegen.
Vorzugsweise ist jedoch die Breite der Rahmen auf die Breite des Randes der Schichten beschränkt, der bei Beendigung des Tiefziehens und Pressens noch zwischen den Rahmen gehalten werden soll. In diesem Fall wird der Umriss der Schichten vor dem Einspannen so gross zugeschnitten und werden die Schichten so zwischen die Rahmen eingespannt, dass die Schichten vor Beginn des Tiefziehens zweckmässig über den äusseren Rand der Einspannrahmen allseitig vorstehen. Der aussen überstehende Teil der Schichten, die sogenannte Reserve, wird dann während des Tiefziehens der Schichten zwischen die Rahmen hineingezogen.
Selbstverständlich bringt man den so gebildeten Formkörper vorzugsweise ausserhalb des beheizten Teiles der Tiefziehvorrichtung zur Abkühlung, zum Beispiel durch Besprühen mit Wasser, und selbstverständlich wird der Rand des Formkörpers, der bei Beendigung des Tiefziehens noch zwischen den Rahmen gehalten wurde, abgeschnitten, um die endgültig gewünschte Form zu erhalten. Im allgemeinen wird man, wie üblich, den Formkörper, um einen genau ausgebildeten Rand zu erhalten, etwas tiefer ziehen, als für seine endgültige Gestalt gewünscht wird, und ihn nach Entnahme aus der Tiefziehvorrichtung am Rande auf die endgültig gewünschte Form zuschneiden.
Dadurch, dass erfindungsgemäss die vorgenannte Möglichkeit des Nachrutschens der Schichten von der Einspannung her gegeben ist, wird erreicht, dass der auf diese Weise durch Tiefziehen und Pressen gebildete Formkörper praktisch überall gleichmässige Dicke, eine einwandfreie Verklebung der Zellkörperschicht mit den Deckschichten und eine glatte, faltenfreie Oberfläche aufweist.
Als Klebstoffe werden zweckmässig Klebstoffe verwendet, welche bei der Tiefziehtemperatur ein einwandfreies Gleiten der verschiedenen Schichten aufeinander gewährleisten. Vorzugsweise werden thermoplastische, lösungsmittelfreie Klebstoffe verwendet, welche zum Beispiel auf der Grundlage von Mischpolymerisaten von Vinylchlorid und Vinylacetat gebildet sind. Der thermoplastische Klebstoff kann auf die zu verklebende Schichtfläche aufgetra gen sein oder in Form eines Filmes zwischen die zu verklebenden Flächen eingelegt werden. Es können auch wärmehärtende Klebstoffe, zum Beispiel Polyesterharze, verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Topfzeit (Pot living time) bei der Tiefziehtemperatur mindestens eben so gross ist wie die Dauer der Verformung der Schichten.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besitzt, wie bereits erwähnt, in an sich bekannter Weise relativ zueinander bewegliche Formwerkzeugteile (Patrize und Gegenwerkzeug) und in Richtung der Formwerkzeugteile gegeneinander bewegliche Einspannrahmen, die die zu verformenden Schichten zwischen sich aufnehmen.
Um nun bei einer solchen Vorrichtung den auf die Schichten ausgeübten Einspanndruck sicher auf eine geringe Grösse zu beschränken, der das erfindungsgemässe Nachrutschen der Schichten durch die Rahmen hindurch gewährleistet, sind zwischen dem Träger des einen Rahmens und dem Träger des anderen Rahmens Mittel, vorzugsweise Distanzstücke, angebracht, die das Gegeneinanderbewegen der Rahmen auf einen vorgegebenen Mindestabstand ihrer Spannflächen begrenzen. Dieser Mindestabstand soll nur wenig, zum Beispiel 2 bis 1O/o, vorzugsweise 3 bis 5 0/o, kleiner sein als die Summen der Dicken der zwischen die Rahmen einzuspannenden Schichten.
Um Schichten verschiedener Dicken auf diese Weise mit dem gewünschten begrenzten und geringen Einspanndruck zwischen den Rahmen einspannen zu können, sind die vorgenannten Distanzstücke vorzugsweise gegen Distanzstücke anderer Grösse bzw. Länge auswechselbar zwischen den Trägern der beiden Rahmen angebracht. Anstelle von Distanzstücken können die Mittel zur Abstandsbegrenzung aus einstellbaren Anschlägen bestehen, die mit dem einen Rahmen verbunden sind und gegen die sich der andere Rahmen in seiner Spannstellung anlegt.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass die Verformung der Schichten und ihre Verklebung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt, das heisst mit einem Hub des einen Formwerkzeugteils, zum Beispiel der Patrize, zu dem Gegenwerkzeug hin, zum : Beispiel der Ma- trize. Am Ende dieses Hubes kann man die beiden Formwerkzeugteile, zwischen die dann der Formkörper eingepresst ist, so lange in der Endstellung bel-assen, bis die Schichten, gegebenenfalls unter Fortsetzung der Erwärmung, miteinander verklebt sind.
Die Teile des Formwerkzeugs, Matrize und/oder Patrize, können aus Metall oder anderen geeigneten Werkstoffen hergestellt werden, wie zum Beispiel aus Polyesterharz, das mit Glasfasermaterial verstärkt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren und eine zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 schematisch im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 4 die Gesamtvorrichtung vor Beginn des Arbeitsganges, wobei die Matrize nur der Veranschaulichung halber in angehobener Stellung dargestellt ist,
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 4, wobei die Matrize in herabgesenkter Stellung vor Beginn des Tiefziehens dargestellt ist,
Fig. 3 in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 4, wobei sich die Matrize in der in Fig. 2 dargestellten Stellung befindet,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 bei abgenommenem Deckel und nach Wegnahme der Matrize,
Fig. 5 im Schnitt den oberen Teil der in Fig.
2 abgebrochen dargestellten Spindel zum Anpressen der Matrize gegen die zu verformenden Schichten und gegen die Patrize, und
Fig. 6 eine gegenüber Fig. 1 bis 3 abgeänderte Ausführungsform des Gegenwerkzeugs, das anstelle der Matrize der Fig. 1 bis 3 : verwendbar ist.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt den Gesamtaufbau der Tiefzieh- und Pressvorrichtung innerhalb einer mit wärmeisolierenden Wandungen versehene Heizkiste 1, die einen abnehmbaren Deckel 2 be sitzt, der gleichfalls aus wärmeisolierendem Material hergestellt sein kann und zum Anheben einen Haken 23 besitzt. In der Heizkiste befindet sich ein Metalleiasatz 18, zum Beispiel aus Aluminium, der als Strahlkingheizkörper und als Träger von Heizeie- menten 22 dient und auf Stützen 21 ruht. Leitungen 19 bilden die Sitromzuführung für die Heizele mente 22.
Vorzugsweise sind in der Kiste ein oder mehrere nicht gezeichnete Ventilatoren angebracht, die die erzeugte HeisslUft gleichmässig auf das Innere der Kiste verteilen.
Auf dem Boden des Einsatzes 18 ruht gleichfalls mittels Stützen 21a eine Tragplatte 20, auf die der untere Teil des Formwerkzeuges, im vorliegenden Fall die Patrize 3, aufgesetzt ist.
Ferner sind an den Ecken der Tragplatte 20 vier aufrechtstehende Spindeln 5 (Fig. 1, 2, 4 und 5) fest montiert, die durch passende Öffnungen des Deckels 2 hindurch nach oben ragen. In Fig. 1 sind nur die zwei vorderen Spindeln 5 sichtbar, die vor den beiden entsprechend angebrachten hinteren Spindeln liegen.
Die Spindeln 5 dienen zur Führung einer mit Führungslöchern 15b versehenen Grundplatte 15, die die Gegenform 4, gemäss Ausführung nach der Fig. 1 bis 3 die Matrize des Formwerkzeugs trägt und in einem Stück mit dieser ausgebildet ist. Ferner dienen die Spindeln 5 als Führung für eine als Ganzes mit 7 bezeichnete Haltevorrichtung, in die die zu verformenden Schichten 12 und 13 eingespannt werden.
Wie aus Fig. 1, 2 und 5 ersichtlich, ruhen auf der Grundplatte 15 vier Rohrstücke 14, von denen jedes eine der Spindeln 5 umgreilt. Die Rohrstücke 14 ragen zusammen mit den Spindeln 5 durch den Deckel 2 hindurch. Auf das mit Gewinde versehene obere Ende der Spindeln 5 ist je eine Mutter 6 aufgeschraubt, die auf dem oberen Ende des entsprechenden Rohrstückes 14 aufsitzt und mittels eines Steckschlüssels 6a verschraubt werden kann.
Gemäss Fig. 1 und 2 wird die Haltevorrichtung 7 von vier Lachen 10 getragen, die an ihrem äusseren Ende an je einer der Spindeln 5 auf und ab beweglich geführt sind. Die Laschen 10 sind an ihrer Unterseite fest mit einem umlaufenden Rahmen 8 (siehe auch-Fig. 4), zum Beispiel durch Verschweissen verbunden, der eine Mittelöffnung 8b besitzt, die etwas grösser ist als die in der Ebene der Grundplatte 15 liegende Öffnung der Matrize 4. An zwischen den Laschen 10 liegenden Stellen sind fest mit dem oberen Rahmen 8 obere Klemmbacken 9 (siehe Fig. 3 und 4) verbunden. Die oberen Klemmbacken 9 tragen mittels einer Anzahl Schran- benbolzen 17 und zugehörigen Muttern parallel zu den oberen Backen 9 verlaufende untere Klemmbacken 9a.
Die unteren Klemmbacken 9a tragen einen unteren umlaufenden Rahmen 8a, der den gleichen Aussendurchmesser wie der obere Rahmen 8 besitzt, und fest, zum Beispiel durch Verschwei ssung, mit den Klemmbacken 9a verbunden ist. Der untere Rahmen 8a besitzt eine Mittelöffnung 8c, die sich mit der Mittelöffnung 8b des oberen Rahmens 8 deckt.
Zwischen den einander zugekehrten Sp.annflächen der Rahmen 8 und 8a sind die zu verformen- den Schichten -eingespannt, und zwar in dem gezeichneten Beispiel eine mittlere Zeilkörper- bzw. Schaumstoffschicht 12 von etwa 10 mm Dicke und je eine obere und untere Deckschicht 13 in Form einer Folie yon etwa 1,5 mm Dicke. Wie ersichtlich, sind die Schichten so eingespannt, dass sie über den äusseren Rand der Rahmen 8 und 8a erheblich nach aussen vorragen und eine Reserve bilden, die nach innen in den Bereich der Öffnungen gegen den Bereich der Mittelöffnung 8b und 8c bei der Verformung nachrutschen kann.
Um dieses Nachrutschen zu gewährleisten, wird die Anpressung der Rahmen 8 und 8a gegen die Schichten 12 und 13 auf einen geringen Anpressdruck begrenzt. Zu diesem Zweck sind zwischen den einander zugekehrten Seiten der Klemmbacken 9 und 9a rohrförmige Distanzstücke 11 vorgesehen, die die Schraubenbolzen 17 umgeben. In der in Fig. 3 gezeigten Binspannstellung liegen die Distanz stücke mit ihren Enden an die ihnen zugekehrten Seiten der Klemmbacken 9 und 9a an. Die Länge dieser Distanzstücke begrenzt somit den Abstand der einander zugekehrten Spannflächen der Rahmen 8 und 8a auf einen Mindestabstand.
In dem genannten Beispiel, bei dem die Summe der Dicke der Deckschichten 13 und der Zellkörperzwischenschicht 12, 13 mm beträgt, sind zum Beispiel die Distanzstücke 11 so bemesen, dass der Abstand der Spannflächen der Rahmen 8 und 8a voneinander etwa 12,5 mm beträg, das heisst die Zusammenpressung der Schichten 12 und 13 beträgt etwa 40/0 der Summe ihrer Dicken.
Diese geringfügige Zusammenpressung der Schichten 12 und 13 gewährleistet dann, dass nur ein geringer Einspanndruck von den Rahmen 8 und 8a auf die Schichten 12 und 13 ausgeübt wird, so dass diese nur lose zwischen den Rahmen 8 und 8a gehalten werden und durch diese durchrutschen können, wenn sie bei der Verformung im Bereich der Öffnungen 8b und 8c radial nach innen gerichteten Zugkräften ausgesetzt werden.
Sollen zwischen die Rahmen 8 und 8a Schichten anderer Dicke eingespannt werden, so werden die Distanzstücke 11 gegen Distanzstücke anderer Länge ausgewechselt, die darm in der Spaunstellung in ähnlicher Weise einen Mindestabstand der einander zugekehrten Spannflächen der Rahmen 8 und 8a gewährleisten, derart, dass nur ein geringer Einspanndruck ausgeübt wird und die Schichten 12 und 13 bei der Verformung zwischen den Rahmen 8 und 8a durchrutschen können.
Wie ersichtlich, könnten anstelle der Distanzstücke 11 auch andere Mittel zur Begrenzung des Abstandes zwischen den Spannflächen der Rahmen 8 und 8a vorgesehen sein, zum Beispiel einstellbare Anschläge, die mit dem einen Rahmen verbunden sind und gegen die sich der andere Rahmen in seiner Spannstellung anlegt.
Fig. 1 zeigt die Matrize 4 nur zur Veranschau lichung in n angehobener Stellung, obgleich sie in Wirklichkeit in der Arbeitsstellung gemäss Fig. 2 auf den Laschen 10 aufliegt. Die Schichten 12, 13 sind zwischen die Rahmen 8 und 8a der vorste hend beschriebenen Haltevorrichtung eingespannt und liegen auf der Patrize 3 auf. Es könnte aber auch die Matrize 4 den ortsfesten, zum Beispiel unteren Formwerkzeugteil und die Patrize 3 den beweglichen, zum Beispiel oberen Formwerkzeugteil bilden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist eine Matrize vorgesehen, deren Hohlraum der Form der Patrize 3 entspricht. Arbeitet man auf diese Weise mit Patrize und Matrize, so kann man nach dem erfindungsgemässen Verfahren selbstverständlich auch gewölbte Formkörper herstellen, die mehrere Auswölbungen oder Einwölbungen besitzen, die ohne Knickstellen ineinander oder in ebene Bereiche des Formkörpers übergehen. Die Wölbungen können - von der Patrize aus gesehen - konkav oder konvex sein, vorausgesetzt, dass Patrize und Matrize einander in allen Teilen der herzustellenden Form entsprechen und beide als starre Formwerkzeugteile ausgebildet sind.
Soll aber der Formkörper, wie es der Matrize 4 entspricht, nur teine-von der Patrize aus gesehen-konkave Wölbung erhalten, so braucht das Gegenwerkzeug zur Patrize 3 nicht als starre Matrize ausgebildet zu sein. In diesem Fall kann die Matrize 4 der Fig. 1 bis 3 durch eine elastische Membran ersetzt werden, die sich an die Wölbung der Patrize 3 anlegt.
Eine solche Ausführungsform des Gegenwerkzeuges ist in Fig. 6 in Seitenansicht und abgebrochen dargestellt. Dabei ist anstelle der Grundplatte 15 eine Rahmenplatte 15a mit einer Mittelöffnung vorgesehen, die etwa ebenso gross oder grösser ist, wie die Mittelöffnung der Rahmen 8 und 8a. Die Rahmenplatte 15a besitzt an ihrem Rand Bohrungen 15b, durch die die Rahmenplatte an den Spindeln 5 auf und ab schiebbar geführt ist. Der Rahmenplatte 1 5a ist ein Klemmrahmen 24 zugeordnet, der mittels Schrauben 25 und zugehörigen Muttern von oben her gegen die Rahmenplatte 15a herangezogen werden kann. Der Klemmrahmen 24 steht über die Mittelöffnung der Rahmenplatte 15a nach innen vor und ist nach oben abgebogen und abgerundet.
Zwischen die Rahmenplatte 1 5a und den Klemmrahmen 24 ist der äussere Rand einer elastischen Membran 16, die zum Beispiel aus einem Gummituch bestehen kann, -fest eingespannt. In der Ausgangsstellung vor Auflegen der Haltevorrichtung 7 mit den Schichten 12 und 13 auf die Patrize 3 nimmt die Membran 16 die in ausgezogenen Linien (abgebrochen) dargestellte gestreckte Lage ein. Nach Beendigung des weiter unten beschriebenen Tief ziehvorgangs befindet sich die Membran in der in strichpunktierten Linien angedeuteten ausgewölbten Stellung.
Das auf diese Weise aus den Teilen 16, 15a, 24 und 25 gebildete Gegenwerkzeug wird genau in der gleichen Weise wie die Matrize 4 bzw. die Grundplatte 15 innerhalb der Heizkiste 1 an den Spindeln 5 geführt. Ebenso wie nach Fig. 1 auf der Grundplatte 15 sitzen nunmehr auf der Rahmenplatte 15a die Rohrstücke 14 auf, die durch Verschraubung der Muttern 6 an den Spindeln 5 nach unten gedrückt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Die Patrize 3, die Matrize 4 (oder das Gegenwerkzeug nach Fig. 6) und die Haltevorrichtung 7 werden zunächst ohne die Schichten 12, 13 innerhalb der Heizkiste 1 auf die Verformungstemperatur vorgewärmt. Die Matrize 4 bzw. das Gegenwerkzeug und die Haltevorrichtung 7 werden dann nach Öffnen des Deckels 2 aus der Heizkiste herausgehoben. Die Klemmbacken 9a werden durch Lösen der Bolzen 17 und ihrer Muttern zusammen mit dem unteren Rahmen 8a von dem übrigen Teil der Haltevorrichtung 7 gelöst.
Die Zellkörperpiatte 12 und die Deckfolien 13 werden auf den Rahmen 8a so aufgelegt, dass sie über den äusseren Rand dieses Rahmens in der in Fig. 2 und 3 gezeichneten Weise mit einer reichlichen Reserve überstehen, das heisst die Schichten 12 und 13 sind von vornherein so gross zugeschnitten, dass sie in der vorgenannten Weise ausserhalb der Rahmen 8 und 8a eine Reserve für die spätere Verformung bilden.
Vor dem Einlegen werden die Folien 13 auf der nach innen gekehrten Seite mit einem thermoplastischen Klebemittel versehen, das getrocknet wird und dessen lklebwirkung erst in einer späteren Stufe des Verfahrens bei der Wärmebehandlung wirksam wird, so dass die Schichten 12 und 13 vor Beginn des Tiefziehens noch unverklebt aufeinander liegen. Nunmehr wird der Rahmen 8 mit den Haltebacken 9 auf dien Rahmen 8a aufgelegt und werden die Schraubenbolzen 17 mittels ihrer Muttern angezogen, bis die die Bolzen umgebenden Distanzstücke 11 an den Klemmbacken 9 und 9a anliegen und der gewünschte geringe Anpressdruck zwischen den Rahmen 8 und 8a auf die Schichten 12 und 13 ausgeübt wird.
Die nun gemäss Fig. 3 fertig zusammengebaute Haltevorrichtung 7 wird über die Spindeln 5 geschoben und mit den Schichten 12, 13 auf die Patrize 3 aufgelegt. Hiernach wird entweder die Matrize 4 gemäss Fig. 1 bis 3 mittels der Grund platte 15 oder das in Fig. 6 dargestellte Gegenwerkzeug mittels der Rahmenplatte 15a auf die Spindeln 5 aufgeschoben, wobei sich die Grundplatte 15 bzw. die Rahmenplatte 15a auf die Laschen 10 auflegt und die Haltevorrichtu. ng 7 mit den eingespannten Schichten 12 und 13 unter dem Gewicht der Matrize bzw. des Gegenwerkzeuges gegen die Patrize 3 angedrückt wird. Dann werden die Rohrstücke 14 aufgesetzt, und es wird die zuvor schon beheizte Heizkiste mittels des Deckels 2 geschlossen.
Die Einbringung der Teile 7, 4 und
15 bzw. 15a in die Heizkiste und die Aufbringung des Deckels 2 kann mittels geeigneter Hebezeuge erfolgen, die mit nicht gezeichneten Mitteln an diesen Teilen bzw. am Haken 23 des Deckels angreifen.
Nach Schliessen der Heizkiste wird die Beheizung fortgesetzt, bis die Schichten 12 und 13 die gewünschte Verformungstemperatur angenommen haben. Ist diese Temperatur erreicht, so wird der Tiefzieh- und Pressvorgang auf folgende Weise bewirkt.
Die Muttern 6 werden mittels der Steckschlüssel 6a an den Spindeln 5 herabgeschraubt und drükken dadurch die Rohrstücke 14 gegen - die Grundplatte 1-5 der Matrize 4 (Fig. 1 bis 3) bzw. gegen die Rahmenplatte 15a, die die elastische Membran
16 trägt (Fig. 6). Hierdurch werden die Schichten
12 und 13 um die Patrize 3 herumgeformt und gleichzeitig in den Hohlraum der Matrize 4 hineingezogen (Fig. 1 bis 3) bzw. gegen die elastische Membran 16 angedrückt, die sich dabei nach oben elastisch auswölbt.
Im Falle eines Gegenwerkzeuges Fig. 6 erfolgt also schon bei Beginn des Tiefziehens eine Zusammenpressung der -Schichten 12 und 13 mit einer Kraft, die bis zum Erreichen der Endstellung zunimmt, in der die elastische Membran
16 gemäss der in Fig. 6 in strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung vollkommen auf der verformten oberen Schicht 13 aufliegt und längs der Patrize 3 bis unter die Linie A-A der Fig. 1 herabreicht.
Im Falle der Fig. 1 bis 3 ergibt sich eine entsprechende Zusammendrückung der Schichten 12 und 13 erst in der Endstellung des Tiefziehvorganges, in der die Patrize 3 die Schichten 12 und 13 vollständig in den Hohlraum der Matrize 4 eingedrückt und gegen deren Innenseite angepresst hat, wobei sich der untere Rand der Matrize 4 zusammen mit der Platte 15 unterhalb der Linie A-A der Fig. 1 befindet.
In beiden Fällen rutschen bei dem vorgenannten Tiefziehvorgang die Schichten 12 und 13 zwischen den Rahmen 8 und 8a hindurch. Dabei wird der grösste Teil des für die Auswölbung der Schichten benötigten Materials im wesentlichen durch die Reserve, das heisst durch den nach Fig. 2 und 3 aussen über die Rahmen 8 und 8a vorstehenden Teil der Schichten 12 und 13 geliefert. Infolge des nur verhältnismässig geringen Widerstandes. den der geringe Einspanndruck der Rahmen 8 und 8a dem Durch rutschen der Schichten 12, 13 entgegensetzt, werden diese bei dem Tiefzieh. vorgang nur wenig gestreckt und gedehnt, so dass sie praktisch gleichmässige Dicke behalten. In der vorgenannten Endstellung des Tiefziehvorganges befindet sich nur noch der äussere Rand der Schichten zwischen den Rahmen 8 und 8a.
Man lässt die Werkzeugteile in dieser Endstel- lung so lang stehen, bis der Klebstoff den gewünschten Zustand erreicht hat. Während dieses Zeitraumes wird die Verformungstemperatur aufrechterhalten.
Im Falle eines thermoplastischen Klebstoffes ist dS ser Zeitraum so zu bemessen, dass der Klebstoff so weit erweicht ist, wie es für seine Klebwirkung erforderlich ist, die durch späteres Abkühlen herbeigeführt wird. Im Falle eines wärmehärtenden Klb- bers erfolgt im vorgenannten Zeitraum bereits die Aushärtung des Klebers.
Es werden dann der Deckel 2 und die Matrize 4 bzw. das Gegenwerkzeug nach Fig. 6 sowie die Haltevorrichtung 7 und die Patrize 3 mit der Trag platte 20, das Ganze zusammengehalten mit den Muttern 6 über die Rohrstücke 14 und Spindeln 5, aus der Heizkiste herausgehoben, wobei wieder He beschrieben, eingebracht, der Deckel 2, die Rohrstücke 14 werden aufgesetzt und die Spindeln 5 mit den Muttern 6 nebst Steckschlüsseln 6a yer- sehen.
Die Verformung wird dann in der bereits oben beschriebenen Weise durchgeführt. Die Verformungstemperatur wird dabei, da für die Schichten weichmacherfreies Polyvinylchlorid verwendet wurde, auf 1200 C eingestellt. Insgesamt findet die Durchführung der einzelnen schon beschriebenen Verfahrensm schritte nacheinander wie folgt statt, abgesehen von dem Zuschneiden der Schichten vor dem Einspannen und von dem Abschneiden des Randes von dem erhaltenen Rohformkörper:
1. Vorwärmen der Patrize 3, der Matrize 4 bzw. des Gegenwerkzeuges und der Haltevorrich- tung 7 in der Heizkiste 1 vor Einspannen der Schichten, auf 1200C,
2.
Herausnehmen der vorgewärmten Matrize 4 bzw. des gegebenenfalls vorgewärmten Gegenwerkzeuges und der Haltevorrichtung 7 aus der Heizkiste 1 und Einspannen der Schichten 12 und 13; Einfühung der Haltevorrichtung 7 mit den Schichten 12 und 13 und der Matrize 4 bzw. des Gegenwerkzeuges in die Heizkiste; um Wärmeverluste zu vermeiden, ist dieser Arbeitsgang so schnell wie möglich durchzuführen.
3. Aufwärmen der Folien 12 und des Schaumstoffes 13 auf 120"C. Die Erwärmungsdauer hängt von der Grösse des herzustellenden Formstückes ab.
4. Verformung durch Tiefziehen und Zusammen pressen der Schichten 12 und 13. Die Matrize 4 bzw. das Gegenwerkzeug wird je nach Dicke der zu verformenden Platten 13 und Folie 12 mit einer Geschwindigkeit von 1-10, vorzugsweise 3-6 cm/min gegen die Patrize 3 gefahren. Bei diesem Verfahrensschritt rutschen die über den Rahmen der Haltevorrichtung ragenden Teile der zu verformenden Platten und Folien der Verformung entsprechend nach.
5. Stehenlassen der Formwerkzeugteile in der Endstellung der Verformung mit den dazwischen eingepressten Schichten 12 und 13 bei Aufrechterhaltung der Temperatur von 120"C während etwa 15 bis 20 Minuten.
6. Ausfahren von Patrize 3 der Matrize 4 bzw. des Gegenwerkzeuges und der Haltevorrichtung 7 zusammen mit dem Formkörper aus der Heizkiste 1.
7. Abkühlen von Patrize 3 der Matrize 4 bzw. des Gegenwerkzeuges und des Formkörpers durch Besprühen mit Wasser.
8. Trennen der Formwerkzeuge, Lösen der Rahmen 8 und 8a voneinander und Abnehmen des f ormkörpers.
Die Dauer des ganzen Arbeitszyklus beträgt insgesamt etwa 75 bis 80 Minuten.
Der erhaltene Rohfortnkörper hat, da die Schichten bei der Verformung zwischen den Rahmen 8 und 8a durchgezogen werden konnten, im Querschnitt überall nahezu die gleiche Dicke von 8 bis 9 mm. Würde man die Schichten fest und unverschieblich zwischen die Rahmen 8 und 8a einspannen, so würden sich bei dem Verformen unter schiedliche Dicken des s Rohfornakörpers ergeben, die zwischen 4 bis 10 mm liegen.