DE2153442C3 - Verfahren zum sphärischen oder zylindrischen Umformen planer Scheiben aus im erwärmten Zustand thermoelastischen oder thermoplastischen Kunststoffen durch Kaltumformung - Google Patents

Description

Anmeldegegcnstand ist ein Kaltumformverfahren Ultraschallfeld, erfolgen. Wegen der schlechten zum sphärischen oder zylindrischen Umformen planer 60 Wärmeleitfähigkeit der in Frage stehenden Kunst-Scheiben aus im erwärmten Zustand thermo- ^stoffe beschränkt sich die Erwärmung streng auf den plastischen oder thermoelastischen Kunststoffen, wo- Bereich der geheizten Kontaktflächen. Der auf die bei die Randzone der umzuformenden Scheibe'zeit- Randzone zur Einwirkung kommende Preßdruck weise fest eingespannt wird. Das neue Verfahren ist ^muß ^so hoch gewählt werden, daß die temperaturdadurch gekennzeichnet, daß die eingespannte Rand- b's bedingte Längenänderung des Materials verhindert zone der Scheibe über die Einfriertemperatur des wird; er beträgt z.B. 10 kg/cm². Im Zustand dieser Kunststoffes hinaus erhitzt, durch den Einspanndruck durch Preßdruck erreichten Fixierung des Kunstin Lage und Abmessungen fixiert und bei diesem stoffes läßt man die Randzone bis dicht unterhalb

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der Einfriertemperatur, mit Vorteil auf 100° C, ab- rial während der Erhitzung und der Umformung allkühlen und löst danach die Randeinspannung seitig fest eingespannt wird. Da die Wölbung des (Fig. 2). Zu diesem Zeitpunkt weist also die Platte Materials bei Anwendung des erfindungsgemäßen mit den Flächenabmessungen 500 · 500 mm in der Verfahrens bei normaler Temperatur, d. h. weit unter äußeren, ringsum verlaufenden Randzone eine Tem- 5 dem Erweichungspunkt erfolgt, muß die umzuforperatur von 100° C und über die restliche Fläche mende Scheibe aus gerecktem Material lediglich, wie hinweg eine solche von z. B. 20° C (Raumtempera- im vorstehenden beschrieben, im Bereich der durch tür) auf. Im gleichen Maße, in dem die Randzone Preßdruck fixierten Randzone erwärmt werden, so bis zur Erreichung der Raumtemperatur abkühlt, daß die genannten Rückstellkräfte übe.r dem größten wölbt sich der Teil der Platte, der nicht erhitzt und io Teil der blatte nicht auftreten. Als besonders vorteil keinem Preßdruck ausgesetzt war, d. h. die Platte in haft hat es sich erwiesen, die Erwärmung durch Anden Abmessungen 480 · 480 mm, sphärisch auf, und legen eines Hochfrequenzfeldes zu bewirken — ein zwar in einem solchen Maße, daß der Scheitelpunkt Verfahren also, das von dem Verschweißen von der umgeformten Scheibe eine Wölbungshöhe von Kunststoffplatten miteinander dem Fachmann geläuetwa 25 mm aufweist (F i g. 3). — Die Abkühlung 15 fig ist. Nach erfolgter Verschweißung läßt man die der Randzone kann derart erfolgen, daß man die erwärmte Randzone bis dicht unterhalb der Einfrierentspannte Platte sich selbst überläßt oder die Rand- temperatur des Materials abkühlen und löst dann, zone ^-srHtzlich kühlt. wie bereits beschrieben, die Randeinspannung. — Für

Das M=>8 der Wölbung von Platten gleicher Ab- die Ausbildung der gewünschten beidseitigen Wölmessungen hängt von der Art des Kunststoffes, 20 bung des Doppelelementes ist es unerläßlich, daß genauer gesagt von seinem E-Modu] und von der zwischen dem von den beiden PJatten gebildeten Lage der Einfriertemperatur, ab. So liegt z. B. die Hohlraum und der Außenatmosphäre ein Druckaus-Einfriertemperat·-, eines Polycarbonats höher als die gleich eintreten kann. Dies geschieht in einfacher des Polymethylmethacrylats. Damit kann im Augen- Weise derart, daß wenigstens eine der Platten eine blick des Lösens der Randeinspannung die Tempera- 25 oder mehrere öffnungen aufweist. Mit der Abkühlung turdifferenz zwischen der heißen Randzone und dem der Randzone wölben sich beide Scheiben sphärisch kühlen Hauptteiil der Platte bei Polycarbonat um nach außen, wobei bei einer raschen Abkühlung und z. B. 25° C höher liegen als bei Acrylglas. Die Folge beim Anbringen kleiner öffnungen die Luft zischend dieser höheren Temperaturdifferenz ist die Ausbildung in die von beiden Platten gebildete Kammer eineiner stärkeren Wölbung der Polycarbonatscheibe. — 30 strömt. Die den Druckausgleich ermöglichenden Von den gemäß dem neuen Verfahren umformbaren öffnungen werden mit Vorteil bereits vor Zusai imen-Kunststoffen seien Polystyrol, Copolymerisate aus legen der zu verschweißenden Platten angebracht, Acrylnitril, Butadien und Styrol oder aus Acryl- können jedoch auch zu einem beliebigen Zeitpunkt nitril und niederen Methacrylestern, Polyvinyl- während oder nach Entspannung der Randzone gechlorid, Celluloseacetobutyrat und Polyvinylacetat 35 bohrt werden, beispielhaft genannt. Wenn eine Einfachscheibe nicht sphärisch, son-

Mit besonderem Vorteil bedient man sich des dem lediglich zylindrisch umgeformt werden soll,

neuen Verfahrens bei einer sphärischen oder zylin- wird diese während der Erwärmung über den Er-

drischen Umformung von Scheiben aus gereckten weichungspunkt nur an zwei gegenüberliegenden

Kunststoffen, d. h. von Kunststoffen, die über ihren 40 Rändern im beschriebenen Sinne arretiert. Erweichungspunkt erwärmt, in diesem Zustand Der Grad der Wölbung ist u. a. von der Dicke des

mono- oder biaxial gereckt und im eingespannten umzuformenden Materials abhängig, und zwar der-

Zustand unter die Einfrierlemperatur abgekühlt wer- art, daß unter sonst gleichen Bedingungen und bei

den. Die Umformung eines solchen gereckten Mate- gleichen Abmessungen die dickere Platte einen ge-

rials macht es, da die unter der Einwirkung einer 45 ringeren Wölbungsgrad aufweist als die dünnere

neuerlichen Erwärmung frei werdenden Rückstell- Platte, eine Erscheinung, die z. B. bei der Herstellung

kräfte die Platte auf ihre ursprüngliche Größe zu- unsymmetrisch gewölbter Doppelschalenelemente

rückselirumpfen lassen, erforderlich, daß das Mate- ausgenutzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Druck bis dicht unter die Einfriertemperatur ab-

   eekühlt wird Danach löst man die Scheibe aus der

   Patentansprüche: Fixierung und läßt sie auf Raumtemperatur ab-

   iL-wf cu u-u ^„r <; "nie erfinduneserhebliche Einspannung der Rand-

   1 Kaltumformverfahren zum sphärischen oder 5 Die ernnag _{durch Druck kann auch}

   zylmdnschen Umformen planer Scheiben aus im zone <L J-JJJ das Aufheizen der Randzone

   erwärmten Zustand thermoplastischen oder wt ™ ^A°~^ _{es bei ieder} Ausführungsform thermoelastischen Kunststoffen, wöbe, die Rand- ^e™f"l£™l _erforderlich, die fixierende Einspanzone der umzuformenden Scheibe zeitweise fest des verranrciis biu. , hkhl eingespannt wird, dadurch ge kennzeich-» nung erst dann zu ^ η et, daß die eingespannte Randzone der Scheibe erhitzten Randzone über die Einfrierfem^ratur des Kunststotfes hin- ^^SS^^T aus erhitzt, durch den Einspanndruck in L^ge lOrmung oeranuiigiitu _v und Abmessungen fixiert und bei diesem Druck Abkühlung der Rfdzone nacJ bis dicht unter die Einfriertemperatur abgekühlt, i₅ des Einspanndruckes erfolgt "J ^^8 aus der Fixierung gelöst und auf Raumtempera- jener Kräfte die bei der Abkühlung der erh.tzten tür abgekühlt wird ' Randzone auf Raumtemperatur freiwerden - Daß 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch ge- in besonderen Fallen, fur die jedoch eine technische kennzeichnet, daß zweiÄaufeinanaeSde^e Verwertung z. Z. "icht angegeben we>_{d k} „ Scheiben derart nach Anspruch 1 behandelt wer- »o eine im Inneren ^em™^Plff}^™%*°™^_r ^UJ™ den, daß bei unter dem Einspanndruck erfolgen- den Erweichungspunk erhitzt, ^r fixie«nder Einder Erwärmung beide Scheiben in der Randzone spannung bis zur Erstarrung abgekühlt und danach verschweißt werden und dabei Druckausgleich die Einspannung gelost wird, se. der Vollständigkeit zwischen der Atmosphäre und dem sich ausbil- halber erwähnt . , . _w . . denden Hohlraum zwischen den Platten durch *₅ Das neue Verfahren lost m einfacher We^e ein Anbringung mindestens einer öffnung in minde- dem Fachmann seit langem gelaufiges Problem: Bei stens einer der beiden Platten erzielt %Ard. der Herstellung von warmeisol.erenden Doppelschalenelementen geht man bisher so vor, daß mindestens eine der beiden Scheiben im erweichten 7u-3o stand bombiert und mit einer zweiten planen oder

   gleichfalls bombierten Scheibe in einer Randzone fest

   verbunden wird. Die Verbindung kann dabei durch

   Verkleben, Verschweißen, mit Hilfe elastischer

   Zwischenprofile usw. erfolgen. Bei der Herstellung

   ₃₅ von Sichtelementen, z. B. von Lichtkuppeln und Fen-

   Es ist bekannt, thermoelastische bzw. thermo- stem für Wohnwagen, wird eine verzerrungsfreie plastische Kunststoffe derart umzuformen, daß sie Optik gefordert. Aus diesem Grunde verwendet man über ihren Erweichungspunkt erwärmt und in diesem für solche Zwecke in erster Linie hochwertige, durch Zustand, z. B. durch Einwirken von Preßluft oder Polymerisation in situ hergestellte Ausgangsplatten Vakuum oder auch mittels Matrize und Patrize, in ₄o (cast sheet). Durch die fur die Bombierung bisher die gewünschte Form gebracht und in dieser bis zur unerläßliche Erwärmung wenigstens einer uer ueiuen Erstarrung gehalten werden. Unter Einfriertempera- ^{platten läßt sich eine} °P^tische Unruhe in dem fertigen tür oder Glasumwandlungstemperatur versteht man Sichtelement nicht völlig vermeiden. Bei Doppeljene Temperatur, bei der der Ausdehnungskoeffizient Schalenelementen der erfindungsgemaßen Art bleibt des Materials eine sprunghafte Änderung erfährt. In 45 die einwandfreie Optik der Ausgangsscheiben in volbesonderen Fällen formt man Kunststoffe der ge- ^{lem Maße} erhalten. Bei der Herste lung solcher nannten Art auch bei Raumtemperatur um, und zwar Elemente geht man mit besonderem Vorteil folgenderart, daß z. B. auf eine in der Randzone fest dermaßen vor:

   arretierte Platte hohe Drucke zur Anwendung korn- ^Das Verfahren sei in seiner einfachsten Aus-

   men. Die dabei eintretende Formänderung wird auch 50 führungsform beschrieben: Eine Platte aus Acrylals »kaltes Kriechen« bezeichnet. Wenn die Umfor- E>as (Polymethylmethacrylat) der Abmessung mung dicht unterhalb des Erweichungspunktes durch- ^5O9 -500-3 mm wird in einer Randzone von 10 mm geführt wird, bezeichnet man diesen Vorgang als zwischen einem doppelten Metallrahmen fest ein-Relaxationsformung. Im Vergleich zu Umformungs- gespannt und in dieser Randzone auf 120 bis 160° C, verfahren, bei denen das Ausgangsmaterial über 55 d.h. über die Einfriertemperatur hinaus, erwärmt seine Erweichungstemperatur erwärmt wird, spielen (^Fiß- ^J)· ^Die Erwärmung kann dabei in beliebiger die eben genannten Verfahren nur eine untergeord- Weise, z. B. mittels Heißluft, Heißdampf, einer eleknete Rolle. taschen Widerstandsheizung, im Hochfrequenz- oder