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Aus Schichten bestehendes, verstärktes Kunststoffprodukt und Verfahren
zur Herstellung desselben.
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Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastisches Material und aus
demselben hergestellte Gegenstände, insbesondere Gegenstände mit Metailverstärkungen.
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Die wichtigste Anwendung der Erfindung ist die Herstellung von Bügeln,
welche auf jeder Seite des die Brillengläser tragenden teils von Brillengestellen
angelenkt sind.
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Solche Bügel werden im allgemeinen aus einem thermoplastischen Material
hergestellt, das einen axial verlaufenden, in der Mitte angeordneten Verstärkungsdraht
aufweist. Bei einem älteren Verfahren zum einbetten der Verstärkung in das Bügelmaterial
wurden zwei in axialer Richtung geteilte und mit einer inneren Nut versehene Bügelteile
verwendet, in der Nut ein Draht angeordnet und ein Klebemittel, sowie Hitze und
Druck zur Einwirkung gebracht, um eine Bindung zu erzielen.
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Ein jüngeres Verfahren, das swar Vorteile bei der Herstellung bietet,
aber häufig unzufriedenstellende Ergebnisse liefert, besteht darin, daß ein fester
Rohling des Bügelmaterials, der
ungefähr die gewünschte endgültige
Form aufweist, erhitzt wird, wobei sich der Bügel in ortsfester Stellung befindet,
unddaß der Verstärkungsdraht in axialer Richtung in den Rohling von einem Ende desselben
eingeführt wird. Thermoplastische Materialien mit der erforderlichen Festigkeit
müssen jedoch auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erhitzt werden, damit der
mittlere Teil derselben genügend weich wird, um den Durchgang des Drahtes zu gestatten.
Nach Beendigung der Erhitzung besteht ein Demperaturunterschied zwischen dem äußeren
Teil oder der --Haut des Rohlings und der kitte desselben, welcher im allgemeinen
zu einer unzulässigen Schrumpfung führt.
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Infolge der Härte des Materials ist es überdies schwierig, das Einführen
des Drahtes in den Rohling zu bewirken, und der Draht zeigt die Neigung, von dem
vorgeschriebenen Weg abzuweichen, wenn derselbe in das Bügelmaterial gedrückt oder
gestossen wird. Nachdem der durch den Draht verstärkte Bügel poliert worden ist,
kann der Draht auf einem Teil der Länge des Bügels sichtbar sein, welcher der Außenfläche
näher liegt als an anderer Stelle. Sin solcher Bügel ist jedoch praktisch unverkäuflich.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein thermoplastisches Material, das
sehr erfolgreich zur Herstellung solcher Bügel und anderer durch Draht verstärkter
Gegenstände verwendet werden kann. Das thermoplastische Material gemäß der Erfindung
besteht aus mehreren Schichten, die zu einem einheitlichen Bauteil verbunden sind,
wobei die innere Schicht eine niedrigere Schmelztemperatur aufweist als die mit
derselben verbundenen äußeren Schichten.
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Rohlinge für Bügel, die aus solchem thermoplastischem Material geformt
sind, brauchen nur auf die Sohmelztemperatur der inneren Schicht erhitzt zu werden,
damit es möglich ist,
einen Verstärkungsdraht in diese Schicht hineinzudrücken,
während die äußeren Schichten hart genug bleiben, um ein Wandern des Drahtes in
die Nähe der Oberfläche des Rohlinge zu verhindern. Außerdem ist es nicht erforderlich,
den Rohling auf solche Temperaturen zu erhitzen, daß ein unerwünschtes Schrumpfen
erfolgt.
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Die Erfindung wird in ihrer Anwendung auf die Herstellung drahtverstärkter
Bügel nachstehend genauer beschrieben.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Brillengestells
mit gemäß der Erfindung hergestellten Bügeln, wobei ein Teil eines Bügels weggebrochen
ist, um bestimmte Merkmale deutlicher zu veranschaulichen.
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Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Pig. 3 schematisch
und teilweise im Schnitt eine Art der Einführung der Verstärkung in die Bügel, welche
ungefähr die gewünschte endgültige Form aufweise, ig. 4 im Querschnitt eine abgeänderte
Ausführungsform der Erfindung.
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In Fig. 1 ist mit 10 ganz allgemein ein Brillengestell bezeichnet,
das einen die Brillengläser haltenden Teil 11 mit einem Steg 12 aufweist und an
welchem mittels der Scharniere 13 zwei Bügel 14 angelenkt sind. Wie Fig. 2 zeigt,
besteht jeder Bügel aus inneren und äußeren Kunststoffschichten 14a und 14c, die
mit den gegenüberliegenden Flächen einer Kunst~ stoff-Zwisohenschicht 14b verbunden
sind, in welche eine in der Mitte angeordnete, axial verlaufende Verstärkung 15
eingebettet ist. Die Schichten 14a und 14c können beispielsweise eine Dicke von
0,950 mm aufweisen, die Zwischenschicht 14b
beispielsweise eine
Dicke von 1,625 mm und die Verstärkung 15 beispielsweise einen Durchmesser von 1,425
mm.
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Jedes der bekannten thermoplastischen Materialien mit der erforderlichen
Festigkeit, dem erforderlichen Glanz und der äh erforderlichen Strangpreßf4sSigkeit
kann zur Herstellung der Bügel 14 verwendet werden, wie z.B. Zellulosenitrat, Zellulosebutyrat
und Zelluloseazetat, wobei das letztere in der Praxis am häufigsten verwendet wird.
Die aus Zelluloseazetat bestehende Zwischenschicht 14b kann beispielsweise eine
Schmelztemperatur von 140-150°C aufweisen, während die inneren und äußeren Zelluloseazetat-Schichten
14a und 14c eine Schmelztemperatur von 165-175°O haben. Besonders zufriedenstellende
Ergebnisse werden erzielt, wenn die äußeren Schichten 14a und 14c eine Schmelztemperatur
von i7OOC haben und die Zwischenschicht 14b bei ungefähr 15000 srweicht.
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Die Schmelztemperatur der Schichten 14a-c kann aber auch außerhalb
der angegebenen Bereiche liegen, wenn nur die Zwischenschicht 14b bei einer niedrigeren
Temperatur erweicht als die äußeren Schichten, um einen Weg für die Drahtverstärkung
15 zu finden und um die Notwendigkeit übermäßig hoher Ofentemperaturen zur genügenden
erhitzung des mittleren Teils des Bügels zu vermeiden, um das Hineindrücken des
Drahtes in denselben zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung werden die Bügel 14 hergestellt, indem aus einem
Stück des aus drei Schichten bestehenden Materials die Bügel ausgestanzt werden,
die Verstärkung eingeführt wird und die verstärkten Teile poliert oder auf andere
Weise fertiggestellt werden. Das mehrschichtige Material kann auf verschiedene Weise
hergestellt werden, indem beispielsweise ein Streifen thermoplastischen Materials
mit verhältnismäßig niedriger Schmelztemperatur zwischen Streifen thermoplastischen
Materials mit höherer Schmelztemperatur angeordnet wird, auf welche ein Klebemittel
aufgebracht worden ist, und indem Hitze und Druck zur Einwirkung gebracht werden,
um einen zusammengesetzten Bauteil zu erhalten. Vorzugsweise
wird
jedoch das mehrschichtige Material durch ein Strangpreßverfahren hergestellt, das
in der amerikanischen Patentschrift 2 985 556 beschrieben ist. Die in dieser Patentschrift
veranschaulichte Vorrichtung wird verwendet, um mehrfarbige Strangpreßteile zu erzeugen,
die für die Herstellung von Brillengestellen und Bügeln verwendet werden und die
ausgezeichnete Ergebnisse liefern, wenn ein Streifen mit niedriger Schmelztemperatur
ausgepreßt und zwischen gleichzeitig ausgepreßten Streifen mit höherer Schmelztemperatur
angeordnet wird, die nach dem Abkühlen ein eng miteinander verbundenes mehrschichtiges
1Material ergeben.
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In aus mehrschichtigem Material hergestellten Bügeln können die Drahtverstärkungen
auf verschiedene Weise eingebracht werden. Ein Arbeitsverfahren ist schematisch
in Fig. 3 dargestellt. Die Bügel 20, welche ungefähr die gewünschte endgültige Form
aufweisen, werden in (nicht dargestellten) entsprechend geformten Hohlräumen in
einem Ofen 21 angeordnet, der auf einer genügend hohen Temperatur gehalten wird,
um die Temperatur der Zwischenschicht auf ihren Erweichungs- oder Schmelzpunkt zu
erhöhen. Eine vorherbestimmte Länge des Verstärkungsdrahtes 15, der vorzugsweise
aus nicht rostendem Stahl besteht und der auf ungefähr 204°C vorerhitt ist, wird
dann durch entsprechende Oeffnungen 21a in einer Wand des Ofens mit der Hand oder
mechanisch allmählich in jeden Bügel 20 eingeführt.
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Die Bügel 20 können aber auch in einem Ölbad vorerhitzt werden, um
die Temperatur der Zwischenschicht auf ihren Schmelapunkt zu erhöhen, worauf die
Bügel rasch in einen Halter übertragen werden, der die Bügel aufnehmende Hohlräume
aufweist. Die Verstärkungsdrähte werden dann in axialer RichtuRg-in die bügel hineingedrückt.
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Obwohl ein Strangpreßverfahren für die Herstellung des mehrschichtigen
Materials bevorzugt wird, können auch Streifen
des thermoplastischen
Materials, auf welche ein Klebemittel aufgebracht ist, übereinander angeordnet und
der Hitze und Druck unterworfennwerden, um die Streifen fest miteinander zu verbinden.
Ein Bügel, der unter Anwendung dieses Verfahrens in sehr zufriedenstellender Weise
hergestellt werden kann, ist bei 24 in Fig. 4 dargestellt. Der Bügel besteht aus
inneren und äußeren Schichten 24a und 24c thermoplastischen Materials mit einer
verhältnismäßig hohen Schmelztemperatur, zwischen welchen eine schmälere Schicht
24b thermoplastischen Materials mit einer niedrigeren Schmelztemperatur angeordnet
ist. In die mittlere Schicht 24b ist eine Verstärkung 25 eingebettet, welche in
der in Big. 3 angegebenen Weise eingeführt oder in der mittleren Schicht bei einem
früheren Vorgang vor der Schichtbildung getrennt angeordnet werden kann. Selbstverständlich
sind die gegenüberliegenden Schichten 24a und 24c gewöhnlich auf ihrer Innenseite
mit einer axialen Nut zur Aufnahme der mittleren Schicht versehen.
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Die mittlere Schicht kann auch eine on der dargestellten rechteckigen
Form abweichende Querschnittsform aufweisen.
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Auch bei Verwendung des Strangpreßverfahrens gemäß der amerikanischen
Patentschrift 2 985 556 ist es möglich, einen mittleren Streifen von geringerer
Breite als die gegenüberliegenden Schichten zu verwenden. Fig. 4 verans¢haulicht
einen Gegenstand, der aus einem stranggepreßten zusammengesetzten I'ila-t;erial
hergestellt werden kann.
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Wie bereits erwähnt, weist die Erfindung wesentliche Vorteile bei
der Herstellung der üblichen Bügel auf. Außerdem ist zu bemerken, daß mittels der
Erfindung die Qüerschnittsabmessungen der Bügel verringert werden können, weil ein
Wandern des Drahtes ausgeschlossen ist. Das beschriebene Verfahren weist nur wenige
auszuführende Schritte auf, es kann rasoh ausgeführt werden und ergibt gleichmäßig
herzustellende Teile von hoher Qualität, denen durch Verwendung verschiedener Farben
oder Muster für die Schichten 14a-o neue dekorative Wirkungen gegeben werden können.