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Verfahren zum '!erGteiien von Verbundkörpern Die @@@findung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen von Verbundkörpern, ule aus verschiedenartigen Werkstoffen,
z.B. Kuststoff und Metall, bestenen, wobei die Werkstoffe in einem einm@fen Arbeitsvorgang
und in einer einzigen Vorrichtung mit einancer versenweilit weruen unu wobei ferner
Saugkräfte zur Verformung eines Kunststoffteile auf di-eses wirken.
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@rm@ co@ierende Formteito fär Fühlschranktüren oder Künlschrankgehäuse
werden
bekanntlich in der Weise hergestellt, daß die selbsttragenden Blechteile innen mit
einer Steinwollisolation oder liner Isolation aue vorgeschäumtem Polyetyrol versehen
werden. Anschließend wird eine bereits fertig vorgeformte Kunststoffplatte auf das
Blechteil aufgesetzt und Kunststoffplatte und Bleohteil werden mechanisch miteinander
verbunden. Dieses bekannte Verfahren erfordert einen relativ hohen Meterialaufwand
und kostspielige Montagezeit. Außerdem ist die Wirkung der Steinvgollisolation gering,
so daß bestimmte Isolationswandetärken nicht, unterschritten werden können.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren erfolgt das Auf schäumen und
Verschweißen von Metallblechen mit Kunststoff in einem einzigen Arbeitsgang und
in einer einzigen Vorrichtung. Dabei wird vorgeschäumtes Polystyrol, bekannt unter
dem Warenzeichen Styropor1 zusammen mit einer thermoplastischen Platte in eine Presse
eingebracht. Nachdem die thermoplastische Platte durch Einwirkung von Heißdampf
oder Elochfrequenzenergie aufgeweicht ist, wird sie mittls eines Formstempels in
das $vorgeschäumte Polystyrol gep eßt und von diesem wiederum zur Anlage an den
Formetempel gebracht. riabei bereitet aber das Anliegen der thermoplastisch'en Platte
in Ecken und anderen unzuänglichen Teilen des Formstempels erhebliche Schwierigkeiten.
Abgesehen davon, daß der beim Aufschäumen des polystyrols entstehende Druck oft
nicht ausreicht, um ein einwandfreies Anliegen der Platte em Formstempel zu erzwingen,
treten an diesen kritischen Stellen infolge von örtlichen Materialspannungen Schlierenbildungen
auf,
die @@w@hl die Haltbarkeit als auch das Aus-@@hen des äaterials besinträchtigen.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Ausdehnungsphase
des Polystyrols @blange fortgesetzt werden muß, bis der Raum zwischen der thermopletti@chen
Platte und dem Formstempel woll auagefüllt ist. Dadurch verlängert sich die Zeit
sur herst@l-Lung des Verbundkörpers unnötigerweise um einen Betrage. @@@ mit der
Komplisiertheir der herzustellenden Form zunimmt.
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Die der Erfindung sugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diess Nachteile
zu vermeiden und bei gleichzeitiger Verkürzung der Herstellunga@eit eine annähernd
spannungsfreie Verformung bei gleiahseitiger Ver@@hweißung des aus einem Blechteil
und Kunststoffteilen bestehenden Verbudkörpers zu erzielen. D@@ Verfahren nach der
Erfindung ist durch dle Kombination der folgenden nerkmale a bie @ gekennseichnet
: a) Verformung einer vorzugeweise durch Infrarctstrahler vorgewärmeten, mit Leim
bestrichenen und einem Dehnvorgang ausgesetzten Kunststoffplatte im Vakuum-Tiefziehverfahren.,
b) Aufsetzen eines Biechgehäuses auf die mit der Kunststoffplatte überzsogene Tiefzlehform
unter gieichzeitigem Anpressen des Blechgehäuserandes auf den Rand der sind, zleh£orm
mittels eines Formstempels, wobei das Bleehgehäuse und die Tiefziehform elektrisch
voneinander isoliert sind.
c) Einbringen eines Kunststoffes, vorzugsweise
in Granulatform, in den von dem Blechgehäuse und der verformten Kunststoffplatte
gebildeten Zwischenraum und Verschäumen des Kunststoffgrsnulats im kapazitiven Hochfrequenzfeld.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß die Zeit zur Herstellung des Verbundteiles
nicht wesentlich die Zeit überschreitet, die zur Verformung tier Kunststoffplatte
erforderlich ist. Ferner ist keine zusätzliche mechanische Befestigung der Kunststoffplatte
an dem Blechgehäuseteil notwendig. Da die Kunststoffplatte bis zum Einde des Fertigungsvorganges
in der Tiefziehform verbleibt, kann sie sich nicht verziehen.
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Vorteilhaft werden die gratartig überstehenden Ränder des Verbundkörpers
in noch warmem Zustand abgeschnitten, um ein Einreißen des Materials beim Entfernen
des Grates zu verhindern.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Tiefziehform Kanäle für ein
Heiz- und Kühlmedium auf, so daß für die Aufheizung und die Kühlung der Tiefziehform
dieselben Kanäle verwendet werden.
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Schließlich weisen Tiefziehform und Formsteinpel vorteilhaft schlitzartige
Ausnehmungen auf, aie zur Führung von Schneiowerkzeugen dienen. Diese Scnneidwerkzeuge
können so angebracht sein, daß der Grat beim Herausneh@en tier Form sbgeschnitten
wird. lr;u diesem Zweck mu@ aas Messer durch die Isolation hindurchreichen, usmit
die Schnittstelle bis zum Schnittvorgang noch warm gehaiten wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhana eines
Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt das Erwärmen einer Kunststofi'platte und das Auftragen
von Leim vor de Tiefziehvorgang, Fig. 2 stellt den Vakuum-Tiefziehvorgang dar und
Fig. 3 zeigt den fertigen Verbundkörper in der Tiefziehform vor dem Abheben des
Formstempels.
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In Fig. 1 ist eine Kunststoffplatte 1, in; folgenden als Polystyrolplatte
bezeichnet, in einem Rahmen 2 eingespannt. Die Polystyrolplatte wird durch Infrarotstrahler
3 vorgeheizt. Auf die Oberseite der Polystyrolplatte 1 wird eine Leimschicht 4 aufgetragen,
z.R. aufgespritzt. The Polystyrolplatte wird aann Tmi ttels eincr Föraervorrichtung
5 in die in Fig. 2 dargestellte @age gebracht; sie liegt dann mit dem Rahmen 2 auf
der Oberkante cer Tiefziehform 6 auf und wird durch Druckkräfte, die durch aie @@ei@e
7 angedeutet sind, als luftdichter Abschluß auf dem Rand er Tieíziehform. gehsiten.
Durcn Einblasen von Preßluft durch uie @ffnungen 8 wird die @olystyrolplatte 1 gechnt
und befindet sich ann in der gestrichert angeoeuteten Lage 9. Bei dem nachforgenden
Absaugen der Luft durch die Kanäle 8 wird die Polystyrolplatte aus s@@@hrer gezeichneten
bage tj in die Ausnehmungen aer Tiefzieh-@orm 6 hineingezogen, so daß sie sich in
der in Fig. 3 gezeich-Koten @@age 10 befin@et.
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@urcn die in den @@@@. 2 und 3 bei 11 dargestellten Kanäle wird
heißes
Öl geleitet, wodurch die Tiefziehform erwärmt wird. Ein vorgewärmtes Blechgehäuse
12 wird auf den Rand der Tiefziehform 6 aufgesetzt und durch einen Formstempel 13
fest angedrückt.
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Dieser Formstempel 13 ist der Kontur oes Blechgehäuses 12 angepaßt
und nimnt uie beim Verschäumen des noch einzubringenoen Kunststoffgranulats 14 auftretenden
inneren Druckkräfte auf.
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Das Rlechgehäuse 12 ist an den Seitenrändern durch eine Isolatior
15 gegen elektrische Überschläge gesichert.
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Durch eine hier nicht dargestellte Öffnung in dem Blechgehäuse 12
wird anschließend ein Kunststoffgranulat, z.B. aus tyropor, zwischen die Polystyrolplatte
und uas Blechgehäuse eingeblasen. Während der Formstempel an Erd@otential liegt,
wird die Tiefziehform an Hochfrequenzspannung gelegt. Vilt dem Beginn des Schäumens
des Styroporgranulats 14 wird eine Wasserkühlung eingeschaltet, wobei das Vasser
den Kanal 11 durchströmt. Danach kann der aus der Polystyrolplatte 10, de t ; tyroporgranulat
14 und dem Flechgehäuse 12 bestehende Verbunckörper als fest verschweißtes Pertigteil
aus aer Form genommen werden.
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Das Styroporgranulat binaet mit einer warmen Metallfläche ohne Klebstoff
ab, während zur Verbindung des Granulats mit der Polys rolplatte eine Leimschicht
erforderlich ist. Der verwendete Lein darf nicht thermisch, sondern muß mit der
Zeit ausnärten. Zum Schutz des bereits lackierten Stahlgenäuses 12 ku-nn oer Formstempel
13 innen mit einer weichen Gummischicht 17 versehen seim
DAs Abschneiden
des überstehenden Grates des Verbundkörpers kann durch Messer 16 erfolgen, die so
angeordnet werden können, daß der Schneidvorgang beim Abnehmen des Formstempels
ausgelöst wird. Das Abkühlen der Form dauert etwa 2 inuten, ein nachträgliches Verformen
des Verbundkörpers kann dann nicht mehr eintreten.
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3 Figuren 4 Patentansprüche