DE19733441A1 - Verfahren zur Herstellung einer Wanne mit einer Außenschale aus Metall und einer Innenschale aus einem Kunststoff - Google Patents

Description

Zur Herstellung von Wannen aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Acryl-Kunststoff, wird durch Tiefziehen einer Acryl­ platte entsprechend einer vorgegebenen Form eine Wannenschale geformt. Da eine derartige tiefgezogene Wannenschale keine ausreichende Eigenfestigkeit aufweist, wird auf die Außenflä­ che dieser Wannenschale eine Verstärkungsschicht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder aus einem geschäumten Kunststoff aufgebracht.

Alternativ hierzu wurde gemäß DE-A-26 18 070 vorgeschlagen, eine Außenschale aus Metall und eine Innenschale aus einem Kunststoff vorzufertigen und die Kunststoff-Innenschale in die Metall-Außenschale einzusetzen, wobei die nicht zu ver­ meidenden Toleranzen, die zwangsläufig zu einem Zwischenraum zwischen der Außenschale und der Innenschale führen, mit ei­ nem klebenden Füllstoff ausgeglichen werden müssen, um so ei­ nen einwandfreien Verbund zwischen den beiden Schalen zu be­ wirken. Das Einbringen eines Füllstoffs in einen derart ge­ ringen und unter Umständen ungleichmäßigen Zwischenraum ist verfahrenstechnisch schwierig zu bewerkstelligen.

In EP-A-0 052 869 sowie aus DE-A-44 31 716 ist daher vorge­ schlagen worden, einen Außenmantel aus Metall vorzusehen, der mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen versehen ist. Die Innenfläche der Außenschale wird mit einem Kleber, vorzugs­ weise einem wärmeaktivierbaren Kleber, beschichtet. Auf die Trogöffnung der Außenschale wird eine Platte aus Acryl-Kunst­ stoff abdichtend aufgelegt, auf Ziehtemperatur aufge­ heizt, so daß durch Anlegen eines Unterdrucks auf der Außen­ seite der Außenschale der Acryl-Kunststoff in die Innenschale paßgenau eingezogen werden soll, wobei durch den bereits vor­ handenen Kleber der feste Verbund zwischen der Außenschale und der Innenschale bewirkt werden soll. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die gewünschte paßgenaue Form­ gebung durch Tiefziehen der Innenschale aus Acryl-Kunststoff in die Außenschale nicht gelingt, da beim Tiefziehen in die kalte Außenschale die auf ihre Tiefziehtemperatur von etwa 160°C aufgeheizte Platte aus Acryl-Kunststoff unmittelbar beim Kontakt mit der kalten Außenschale aus Metall erstarrt und ihre Fließeigenschaft und damit ihre Verformbarkeit ver­ liert, so daß ein einwandfreier vollflächiger Kontakt mit dem auf die Innenwandung der Außenschale aufgebrachten Kleber­ schicht praktisch nicht möglich ist. Da anschließend die In­ nenschale mittels Kaltluft abgekühlt wird und die Innenschale schrumpft, der wärmeaktivierbare Kleber jedoch noch nicht seine volle Klebkraft erreicht hat, wird der gewünschte feste Verbund von Außenschale und Innenschale nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch das die vorstehend geschilderten Nachteile vermieden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Verbund­ wanne, mit einer Außenschale aus Metall, in deren Trog eine Innenschale aus einem wärmeverformbaren Kunststoff eingesetzt ist, weist nachstehende Verfahrensschritte auf:

• - In einen von seiner Unterseite her mit einem Unterdruck be­ aufschlagbaren Ziehtisch wird die mit einer Vielzahl von Boh­ rungen versehene Außenschale so eingelegt, daß ihre Trogöff­ nung nach oben weist,
• - die Außenschale wird vor und/oder nach dem Einlegen in den Ziehtisch auf eine vorgegebene Temperatur aufgewärmt,
• - über der Trogöffnung wird eine Platte aus dem wärmeverform­ baren Kunststoff angeordnet und im Randbereich dicht gegen­ über dem Trog der Außenschale verspannt,
• - die Platte wird auf die Verformungstemperatur des Kunst­ stoffs aufgeheizt,
• - auf der Unterseite der Außenschale wird der Unterdruck an­ gelegt und die Platine zur Bildung der Innenschale in den Trog der Außenschale tiefgezogen und anschließend der Wannen­ rand geformt,
• - Außenschale und Innenschale werden abgekühlt und wieder voneinander getrennt,
• - die Innenfläche der Außenschale und/oder die Außenfläche der Innenschale werden mit einem Kleber versehen,
• - die Innenschale wird wieder in die Außenschale eingesetzt, so daß über den Kleber eine feste Verbindung zwischen beiden Schalen bewirkt wird.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß durch das Aufwärmen der Außenschale auf eine vorgegebene Temperatur, deren Höhe sich im wesentlichen nach der Temperatur richtet, die für das Tiefziehen der Platte er­ forderlich ist, der Kunststoff während des Tiefziehvorganges bei der Berührung der Innenwandung der Außenschale seine Fließfähigkeit behält und so auch ein Tiefziehen des Kunst­ stoffs in eine Außenschale mit konturierten Innenwandungen, beispielsweise in Form von Armlehnen, Armaturensockeln oder dergl. möglich ist. Durch eine gezielte Führung der Tempera­ turdifferenz zwischen Außenschale und Innenschale läßt sich unter Ausnutzung der unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizi­ enten des Materials der Außenschale, in der Regel Metall, insbesondere Stahl, und des Materials der Innenschale, in der Regel Sanitäracryl, praktisch ein definierter geringer Zwi­ schenraum erzeugen, wie er für die aufzutragende Kleber­ schicht benötigt wird. Ein weiterer vorteilhafter Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nicht ver­ meidbare Maßabweichungen bei der Herstellung der metallischen Außenschale, die ebenfalls über einen Tiefziehvorgang erfol­ gen kann, durch das unmittelbare Einformen der Kunst­ stoff-Innenschale bis auf den beim Abkühlen zwangsläufig entstehen­ den Zwischenraum ausgeglichen werden. Hierdurch ist gewähr­ leistet, daß nach dem Trennen sowohl die Innenfläche der Au­ ßenschale als auch die Außenschale der Innenschale für den jeweils verwendeten Kleber, sofern erforderlich, vorbehandelt werden können und anschließend auf eine oder auf beide Flä­ chen eine entsprechende Kleberschicht aufgebracht werden kann, die dann beim erneuten Einsetzen der Innenschale in die Außenschale den Verbund bewirkt.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist vorgesehen, daß die Außenschale gegen Verformungen durch den Unterdruck im Ziehtisch zumindest zonenweise abge­ stützt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß die erhebli­ che, beim Tiefziehen auf die Außenschale wirkende Druckbeauf­ schlagung nicht zu ungewünschten Verformungen führen, die zu entsprechenden Fehlverformungen der eingezogenen Innenschale führen. Es ist aber auch möglich, durch ein gezieltes Unter­ lassen von Abstützungen durch die Druckbeaufschlagung "kritische" Stellen bzw. Zonen in ihrem elastischen Bereich gezielt zu verformen, so daß auch über diese gezielten ela­ stischen Verformungen der Außenschale die entsprechende Zone der Außenschale beim Abkühlen der Schrumpfung der Kunst­ stoff-Innenschale "nachgeführt" werden kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Außenschale auf eine Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von 50°C bis 80°C aufgewärmt wird. Die einzusetzende Aufwärmtemperatur für die Außenschale richtet sich im wesentlichen nach der Tiefziehtemperatur des jeweils verwendeten Kunststoffs.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß zum Trennen von Innenscha­ le und Außenschale die Unterseite der Außenschale zumindest in Teilbereichen mit Druck beaufschlagt wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß die nach dem Tiefziehen praktisch paßgenau in der Außenschale befindliche dünnwandige und damit empfind­ liche Kunststoff-Innenschale ohne Überbeanspruchung durch ei­ nen punktuellen Kraftangriff aus der Außenschale herausgenom­ men werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß als Kleber ein Kontaktkleber verwendet wird und daß Innen­ schale und Außenschale mit Druck oder ohne Druck ineinander­ gefügt werden. Die Verwendung eines sogenannten Kontaktkle­ bers hat den Vorteil, daß sowohl die Innenschale als auch die Außenschale entsprechend beschichtet werden können und daß der Verbund erst nach dem Ineinanderfügen bewirkt wird. Dies kann nach dem Einsetzen der mit Kleber beschichteten Innen­ schale in die mit Kleber beschichtete Außenschale beispiels­ weise durch Anlegen eines Unterdrucks auf der Außenseite der Außenschale unterstützt werden, wobei der Kontaktklebers, der üblicherweise nach dem Auftragen nicht mehr fließfähig ist, durch die Einwirkung des Unterdrucks nicht aus dem Zwischen­ raum herausgesaugt werden kann.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Kleber ein wärmeaktivierbarer Kleber verwendet wird und daß vor, bei oder nach dem Ineinandersetzen der beiden Schalen zumindest die mit dem Kleber versehene Schale erwärmt wird. Auch hier kann zusätzlich ein Unterdruck angelegt wer­ den, um eine vollflächige Anlage der Innenschale an der In­ nenfläche der Außenschale und damit einen einwandfreien Ver­ bund zu bewirken. Der zu verwendende Unterdruck zum Ineinan­ derpressen von Innenschale und Außenschale kann jedoch gerin­ ger bemessen werden, als der beim voraufgegangenen Tiefziehen der Kunststoffplatine notwendige Unterdruck. Um ein Zusetzen der für die Absaugung aus dem Zwischenraum zwischen Innen­ schale und Außenschale erforderlichen Löcher in der Außen­ schale durch den Kleber zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn beim wärmeaktivierbaren Kleber nur die Außenfläche der Innen­ schale mit einer Klebeschicht versehen wird, vorausgesetzt, der gewählte Kleber geht mit der metallischen Oberfläche der Außenschale den gewünschten Haftverbund ein. Der Kleber kann hierbei sowohl über eine Erwärmung der Innenschale als auch über eine Erwärmung der Außenschale aktiviert werden.

Der zu verwendende wärmeaktivierbare Kleber muß jedoch so eingestellt sein, daß die Zersetzungs- und/oder Erwei­ chungstemperatur mindestens 90°C beträgt, da nur dann sicher­ gestellt ist, daß der Kleber später in Gebrauch bei einer Be­ füllung der betreffenden Wanne mit heißem Wasser seine Haft­ kraft nicht verliert.

Grundsätzlich ist es natürlich möglich, eine oder auch beide der miteinander zu verbindenden Flächen mit einem Kleber mit geringem Überschuß zu beschichten und beide Schalen rein me­ chanisch mit nur geringem Druck ineinanderzufügen, wobei dann die Klebkraft erst nach Abdampfung eines Lösungsmittels oder nach einem Vernetzen beider Kleberschichten vorhanden ist.

Die in der Außenschale angeordneten Löcher dürfen bei den hier geschilderten Verfahren einen Durchmesser von etwa 1,5 mm nicht überschreiten, damit diese Löcher sich nicht beim Tiefziehvorgang auf der Gebrauchsoberfläche der Innenschale "abbilden". Da die Außenschale aus Metall zweckmäßigerweise bereits die erforderlichen Löcher für die Ablaufarmatur, Überlaufarmatur, Zulaufarmaturen und anderen Einbauteile auf­ weist, müssen bei komplexen Formen und/oder großen Löchern diese Bereiche der Außenschale abgedeckt werden, um zu ver­ hindern, daß beim Tiefziehen an diesen Stellen der Kunststoff hineingesaugt oder in unerwünschter Weise verformt wird. Hier­ bei kann es jedoch zweckmäßig sein, wenn die Abdeckung in der Weise erfolgt, daß sich die Ausnehmung in der Kunst­ stoff-Innenschale abzeichnet, so daß für die spätere Konfektionie­ rung der Wanne jeweils die Stellen deutlich sichtbar sind, an denen der Kunststoff zur Freilegung der Löcher entfernt wer­ den muß.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundwanne mit einer Außenschale aus Metall, in deren Trog eine Innenschale aus einem wärmeverformbaren Kunststoff eingesetzt ist, das nach­ stehende Verfahrensschritte aufweist:

• - In einen von seiner Unterseite her mit einem Unterdruck be­ aufschlagbaren Ziehtisch wird die mit einer Vielzahl von Bohrungen versehene Außenschale so eingelegt, daß ihre Trogöffnung nach oben weist,
• - die Außenschale wird vor und/oder nach dem Einlegen in den Ziehtisch auf eine vorgegebene Temperatur aufgewärmt,
• - über der Trogöffnung wird eine Platte aus dem wärmeverform­ baren Kunststoff angeordnet und im Randbereich dicht gegen­ über dem Trog der Außenschale verspannt,
• - die Platte wird auf die Verformungstemperatur des Kunst­ stoffs aufgeheizt,
• - auf der Unterseite der Außenschale wird der Unterdruck an­ gelegt und die Platte zur Bildung der Innenschale in den Trog der Außenschale tiefgezogen sowie der Wannenrand durch eine Aufwärtsbewegung der Außenschale geformt,
• - Außenschale und Innenschale werden abgekühlt und wieder voneinander getrennt,
• - die Innenfläche der Außenschale und/oder die Außenfläche der Innenschale werden mit einem Kleber versehen,
• - die Innenschale wird wieder in die Außenschale eingesetzt, so daß über den Kleber eine feste Verbindung zwischen bei­ den Schalen bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale gegen Verformungen durch den Unterdruck im Zieh­ tisch zumindest zonenweise abgestützt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale auf eine Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise eine Temperatur von 50°C bis 80°C aufgewärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Trennen von Innenschale und Außenschale die Unterseite der Außenschale zumindest in Teilbereichen mit Druck beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kleber ein Kontaktkleber verwendet wird und daß Innenschale und Außenschale mit oder ohne Druck in­ einandergefügt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kleber ein wärmeaktivierbarer Kleber verwendet wird und daß vor, bei oder nach dem Ineinanderset­ zen der beiden Schalen zumindest die mit dem Kleber versehene Schale erwärmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzungs- und/oder Erweichungstemperatur für den Kleber mindestens 90°C beträgt.