DE2254706A1

DE2254706A1 - Verfahren und vorrichtung zum verformen thermoplastischer kunststoffplatten, insbesondere grossformatiger platten

Info

Publication number: DE2254706A1
Application number: DE19722254706
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wilhelm Dieck; Edmund Dr Ing Dolfen
Original assignee: Kleinewefers Industrie Co GmbH and Co KG
Current assignee: Kleinewefers Industrie Co GmbH and Co KG
Priority date: 1972-11-09
Filing date: 1972-11-09
Publication date: 1974-05-22
Also published as: FR2206167A1; BE807041A; NL7315220A; FR2206167B3

Description

Firma Kle.inewefers Industrie-Companle GmbH, Krefeld, PCleinewef ers-Kalanderstraße.

■4.

"Verfahren und ,Vorrichtung zum Verformen thermoplastischer Kunst st off platt en, insbesondere großformatiger Platten "...

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verformen thermoplastischer Kunststoffplatten, insbesondere großformatiger Platten, bei dem die Platten durch ein erwärmtes Fluid eine Erwärmung auf Plastifizierungstemperatur erfahren und anschließend in eine Förmstation befördert werden. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren zum Verformen thermoplastischer Kunststoffplatten, insbesondere großformatiger Platten, und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens soll folgende Forderungen erfüllen. Hohe Produktionsgeschwindigke.it, gleichmäßige Formausfüllung bei gleichmäßiger Wanddickenausbildung, geringer. bzw. zumindest reproduzierbarer Schrumpf, Vermeidung der Verfärbung des Kunststoffes, - Vermeidung der Verformung bei der Aufheizung und beim Transport sowie Vermeidung der Schädigung durch thermische Zersetzung oder. Austreibung von flüchtigen Bestandteilen, ferner geringe Kosten für die Aufheizung und den Transport der Platten in der Einrichtung," Hierbei ist ausser dem Gewicht der Platten zu berücksichtigen, daß der Temperaturbereich, in welchem eine optimale Verformung der

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Platten gegeben ist, relativ eng ist und etwa +, 5 C beträgt, also eine Abkühlung unter den genannten Bereich mit einfachen rütteln zu vermeiden ist.

Vor allem Ungleichmäßigkeiten in der Temperaturführung der Kunststoffplatten verhindern die Erfüllung der vorstehenden Forderungen bei der Herstellung der Kunststoffplatten, d.h. es treten ungleiche yanddicken, Spannungen, ungleichmäßiger oder nicht reproduzierbarer Schrumpf des fertigen Teils, sowie eine Zersetzung und Verfärbung des Kunststoffes sowie eine Zerstörung der Oberflächenstruktur usw. auf.

Wenngleich das Problem einer genauen Temperatur!Uhrung, der Vermeidung von insbesondere Oberflächenspannungen und. von konzentrischen Wärmezonen und der Pigmentwanderung durch die Behandlung von Kunststoffplatten mit Heissluft bekannt ist, so stellt der Transport der erwärmten Kunststoffplatte in die Formstation den schwierigsten Verfahrensschritt bei der Formgebung der Platten dar, da dafür zu sorgen ist, daß während des Transportes die Platte weder Nachbarplatten noch Teile der Erwärmungsstation, der Formstation oder der Transportmittel mit ihrem mittleren Bereich berührt, ferner keine unerwünschte Abkühlung und keine Verformung auf Grund ihres Eigengewichtes erfährt. Man hat daher versucht, diesen schwierigen Verfahrensschritt insofern zu beherrschen bzw. vollständig auszuschalten, als nach einem bekannten Verfahren zur Verformung thermoplastischer Kunststoffe die zu formende Kunstetoffplatte in kaltem Zustand auf den horizontalen Formkasten gelegt und mit

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einem Halterahmen gegen die Abdichtung gedrückt wird. Über der Platte befindet sich hierbei ein Infrarotstrahler, der so lange eingeschaltet wird, bis die Platte die benötigte Plastifizierungstemperatur erreicht hat, worauf die Beheizung abgestellt/und der Tiefziehvorgang■eingeleitet wird. In Abwandlung dieses Verfahrens ist es auch bekannt, die auf den Formkasten zu legende Kunststoffplatte in einer räumlich getrennten"Erwärmungsstation vorzuwärmen, so daß die Einwirkung des Infrarotstrahlers auf die Platte unmittelbar vor dem Verformungsvorgang in der Formstation abgekürzt werden kann. Hierdurch wird die Produktionsleitung der gesamten Anlage erheblich gesteigert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verformung thermoplatischer Kunststoffplatten, insbesondere großformatiger Platten der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei welcher die Schwierigkeiten der bisher bekannten Verfahren unter Beachtung der vorstehend beschriebenen Anforderungen an ein-solches Verfahren beseitigt werden, insbesondere die Möglichkeit geboten wird, großformatige thermoplastische Kunststoffplatten unter Aliwendung geringer Kosten in schneller Reihenfolge formen zu können. Die hierbei zur Anwendung kommenden Vorrichtungen sollen einfach und billig sein.

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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren der beschriebenen Art vor, bei dem die Platten an ihrem Längs- oder Querrand hängend durch eine Erwärmungsstation in die Formstation transportiert und daß das erwärmte Fluid durch die Zwischenräume zwischen den Platten in der Erwärmungsstation geblasen oder gesaugt werden.

Diö Erfindung, die sich in der Kombination beider gesamter Merkmale offenbart, geht von dem Gedanken aus, daß eine thermoplastische Kunststoffplatte nicht nur im kalten, sondern auch im warmen Zustand in weit höherem Maße Zugspannungen als Druck- und Biegespannungen aufzunehmen vermag, ohne daß makroskopische Formänderungen auftreten. Hierdurch bedingt ist es möglich, eine auf Plastifizierungstemperatur erwärmte Kunststoffplatte großen Formats zu transportieren, ohne daß die Platte während des Transportes von der Erwärmungsstation zur Formstation eine Verformung oder Änderung erfährt, die die Güte z.B. der zu einer Fassadenverkleidung, einer Badewanne, einem Bootskörper od.dgl. verformten Platte beeinträchtigt.

Durch das weitere Merkmal, daß die Platten in der Erwärmungsstation durch ein erwärmtes Fluid geführt wird, kann eine sehr

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genaue Temperaturführung des Plattenmaterials, erzielt werden, obwohl die Platten selbst mit geringem Abstand durch die Erwärmungsstation geführt werden. Da das Fluid auf eine genau definierte Temperatur gehalten werden kann, kann bei entsprechender Verweilzeit der Platte in der Erwärmungsstation auch eine genau definierte Temperatur vermittelt werden. Da die Verweilzeit der Platte in.der Erwärmungsstation einerseits durch die Durchlaufgeschwindigkeit der Platte durch diese Station, andererseits durch die Stationsgröße bestimmt ist, bestehen keine Schwierigkeiten für eine genaue Einhaltung einer Erwärmungstemperatur für alle gleichzeitig in der Erwärmungsstation behandelten Platten» Werden die Platten, wie vorgeschlagen, hängend durch die Erwärmungsstation geführt, so ergibt sich der optimale Effekt, daß nicht nur ein Durchbiegen horizontaler Platten vermieden wird, es ergeben sich auch gleiche Zwischenräume zwischen den Platten und somit eine gleichmäßige Beaufschlagung -der beiden Oberflächen jeder Platte mit dem Fluid in der Erwärmungsstation. Das Prinzip des Bestrählens oder Beblasens der Platten senkrecht zu deren Oberfläche wird verlassen. ' · . . : .."-.":

Zur Erzielung einer hohen Durchsatzleistung mit Hilfe des Verfahrens, kann die Einrichtung zur'Durchführung des Verfahrens eine Erwärmungsstation aufweisen, die eine an sich bekannte Hängebahn für.die Platten sowie eine das Fluid aufheizende

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Wärmequelle besitzt. An die Erwärmungsstation kann sich die Formstation mit vertikalem Schließrand unmittelbar anschließen. Durch die Hängebahn der Erwarmungsstation wird während des Erwärmens die hängende Platte nicht nur von der Aufgabestelle der Platten vor der Erwärmungsstation zu der Formstation transportiert, vielmehr wird auch während dieses Fördervorganges die Platte auf eine genau definierte Temperatur erwärmt.

In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens strömt das Fluid zwischen den parallel hängenden Platten im Kreislauf durch die Erwärmungsstation und eine Aufheizstation. Das Erwärmen des gasförmigen oder flüssigen Fluids kann in einer Weise erfolgen, die sich gegenüber der Erwärmung der Platten durch Wärmestrahlung wesentlich kostengünstiger gestaltet. So z.B. kann das gasförmige Fluid durch fossile Brennstoffe erwärmt werden, wie auch das gasförmige und flüssige Fluid erwärmt werden kann. Auch eine direkte Erwärmung des gasförmigen oder flüssigen Fluids ist möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Platten mittels mehrerer voneinander unabhängiger, auf eine oder mehrere Transportschienen aufschiebbarer Greifer aufhängt werden. Diese Greifer haben den Vorteil, daß sich die hängenden Platten an ihrem oberen Längs-oder Querrand ohne Behinderung durch die Greifer ausdehnen oder schrumpfen können.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Einrichtung zur

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Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der Boden und der Kopf der Erwärmung s st at ion. mit Durchlässen für das Fluid in senkrechter Richtung versehen. Hierdurch wird dafür. Sorge getragen, daß das gasförmige oder flüssige Fluid in die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Platten parallel zur Plattenebene gelangt. Zusätzlich zu den Durchlässen am Loden der Erwärmungsstation können auch.noch seitliche Zuführungen des Fluids vorgesehen v/erden, so daß eine gleichmäßige Zuführung des erwärmten Fluids in den Zwischenraum, zwischen die einzelnen Platten erfolgt.

Auf der Zeichnung sind Ausf ührungsbeis;;iele einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens dargestellt und zwar ze±:—t . ■

;1 eine Seitenansicht mit teilwei-sem Schnitt un.fi Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch di-e Einrichtung, Fi™„, 3 einen Verticalschnitt durch die JSrwärmungsstation und Fig. 4 eine weitere Ausführung der Brwärmungsstation.

Die großformatige, his zu TO iäeter lange Kunststoffplatte 1 ist an ihrem oberen Längsrand Ta mit voneinander unabhängigen -< Greifern 2 versehen, die zangenformig von beiden Seiten den Rand 1a der Platte vorzugsweise federnd umfassen. Hierbei können in bekannter Weise Hebel und Feststellmittel an den Greifern vorgesehen sein, durch welche die Greiferbacken gegen die beiden Seiten der Platte 1 gedruckt und federnd festgestellt werden.

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Die Greifer 2 sind über Laschen 3 mit einem Doppelrollenpaar 4 verbunden, das auf einer Transportschiene 5 derart verschiebbar ist, daß die nebeneinander liegenden Hollen der Greifer 2 einer Platte nacheinander auf eine solche Transportschiene 5 aufschiebbar wie auch von dieser Transportschiene wieder abziehbar sind, so daß die Platte quer zu ihrer Ebene mittels der Rollen an den Transportschienen bewegt werden kann.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist in wesentlichen eine senkrechte stehende Erwärmungsstation 6 un eine ebenfalls senkrecht stehende Formstation 7 auf.

Die Erwärmung s stat ion 6 besitzt, wie aus l'ig. 2 zu erkennen ist, einen Einlaufteil 8 und eine Einlaufschiene 9» von der die Rollen 4 auf die jeweils gleichachsig^ Transport schiene 5a in der Erwärmungsstation geschoben werden können.

Die Hängebahn 10 weist zwei Umlenkwalzen oder Rollen 11,12 auf, die angetrieben sind und über die zwei parallele endlose Bänder 13»14 geführt sind. An diesen können die Schienen 5 unmittelbar angebracht sein, auf die die Rollen 4 der Greifer 2 der Platten 1 aufgeschoben werden. Eine solche Anordnung zeigt die Abb. in Pig. 2. Die Hängebahn kann jedoch auch Vorrichtungen aufweisen, durch welche Schienen 9 anstelle der festen Transportschienen der Hängebahn nach Pig. 2 auf die Bänder 13,14 aufgeschoben werden, wozu diese entsprechende Haltevorrichtungen für die Schienen 9 aufweisen. Statt der beschriebenen Anordnung von

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Transportschienen kann auch eine andere Art des Anbringens von Transport schienen an der- Hängebahn. 10 vorgesehen v/erden.

V/ährend der Einlaufteil 8 der Platten 1 in die Wärmestation 6 an dem Ende 6a vorgesehen ist, ist in Hahe des Endes 6b die Station mit einer vertikalen Austrittsöffnung 15 versehen, die ebenso wie der vertikale Binlaufteil 8, mit entsprechenden Dichtungsklappen oder sonstigen Dichtungsmitteln versehen ist, um das Auetreten des gasförmigen Fluids aus der Wärmestatiön 6 zu vermeiden bzw. das Einströmen kalter, Aussenluft zu verhindern. , · .

In unmittelbarer liähe der Austritt-Öffnung 15 ist die Formstation 7 angeordnet, deren Eänder 16 ebenfalls vertikal verlaufen. Die jeweils aus der Austrittöffnung <I5 austretende, auf Plastifisiorungstemperatur vorgewärmte Platte 1 wird' an einer Schiene 17 hängend oder an der von der Hängebahn 10 abgezogenen 'Jransportschiene 5 vor die Formstation 7 derart gebracht, daß die Platte 1 mit ihrem Rand unmittelbar vor und parallel zu den Rändern .16 der Formstation hängt« . ■

Zum Verformen der Platte 1'in. der Workstation 6 wird gegen die freien Runder der Platte 1 in bekannter Weise der Klemmrahmen der Formstation geführt und die Leitungen 18 des Formkastenhohlraumes .19 an eine Vakuumpumpe od.dgl» angeschlossen*

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In Pig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch die Erwärmung stat ion. 6 dargestellt. Diese v/eist in ITähe ihres 13oo.ens 20 ein Heriuter mit Durchlässen 22 auf, das ein Ausströmen des erwärmten Fluids aus der Kauror 23 in Richtung, der kleinen Pfeile 24 zwischen die hängenden Platten 1 erlaubt. (Vgl. Pfeile 25). Der Kopf der Erwärmungsstat ion 6 weist ein entsprechendes Register 26 auf, so daß das gasförmige Fluid zwischen den an der .-iüngebahn 10 hängenden Platten durch die Öffnungen 27 des Registers 26 zu einer V.ärmequelle 28 una einem Gebläse 29 strömen konn, die in einer seitlichen Kammer 30 angeordnet sind, die von de:a die Hängebahn 10 aufnehmenden Raum 31 durch eine i/and 32 abgeschlossen ist, An oder in liähe des unteren Endes der Kammer 30 kann eine Steuerklappe 33 vorgesehen sein, durch die der Kreislauf des gasförmigen Fluids durch die Erwärrunp-sstation gesteuert werden kann»

lieben dem Reri^ter' 21 an roden der A'rwkrmurigsstation 6 Y.öcxien. auch seitliche Register vorgesehen v/erden, so daß auch von der Seite her gasförmiges Fluid zwischen die Platten 1 stroat, 30 daß diese auf ihrer gesamten Oberfläche an ihrer Torder-und-Rückseite von war ;::e ab gebendem Fluid umströmt "//erden.

In Pi~. 4 ist schematise¹.! eine Vorrichtung wiedergegeben, bei welcher .jeweils eine Platte 1 in Richtung des Pfeiles 34 in -eine järwärsmngs stat ion 35 eingeführt wird, die mit einem Flüssigkeitsbad 36 -gefüllt ist. Auch hierbei wird die Platte 1 hängend durch das Bad 36 geführt, um in i7;-ihe des ündea 35a der ijr-,;iiriiiungs-

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station senkrecht aus dieser in Richtung des Pfeiles 37 vor die i'ormstation 38 gezogen zu werden, die wiederum senkrechte Randa"b s elin it te besitzt. Im Anschluss an das. Herausziehen der Platte aus dem Bad 36 des*Behälters 35 kann noch eine zusätzliche Querbewegun£ der Platte erfolgen, wenn es tunlich erscheint, die I'ormstation nicht ■ unmittelbar über das Ende 35a der jdirwärEiungsstation anzuordnen. Ansonsten kann die Transporteinrichtung als 'iüii^ebahn die gleiche sein wie bei der Ausf ührungsforin nach den I¹ ig ο 1-3 wie auch die Platte 1 in gleicher weise an Ereifern mit Rollen und !Transportschienen aufgehängt ν er den kauiie

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Claims

1.JVerfahren zur Verformung thermoplastischer Kunststoffplatten, insbesondere großformatiger Platten, bei dem die Platten durch ein erwärmtes Fluid eine Erwärmung auf Plastifizierungstemperatur erfahren und anschließend in eine Formstation befördert werden, dadurch gekennzeihhnet, daß die Platten an ihrem einen Längs-oder Querrand hängend durch eine Erwärmungsstation in die Formstation transportiert und das daß erwärmte Fluid durch die Zwischenräume zwischen den Platten in der Erwärmungsstation geblasen oder gesaugt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Erwärmungsstation mit einer Hängebahn (10) für die Platten (1) sowie einer das Fluid aufheizenden Wärmequelle (28) und einer anschließenden Formstation (7) mit vertikalem Schließrand (16).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid unter Strömen zwischen den parallel hängenden Platten (1) im Kreislauf durch die Erwärmungsstation (6) und eine Aufheizstation geführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1) mittels mehrerer voneinander unabhängiger auf eine oder mehrere Transportschienen (5»9,17) aufschiebbarer Greifer (2) aufgehängt sind.

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5. Einrichtung nach Anspruch 2-4j dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (20) und der Kopf der Erwärmungsstation mit Registern (21,26) mit Durchlässen (22,27) für das gasförmige PIuid. in senkrechter Sichtung versehen sind.

6ο Einrichtung nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß jäie Srwärmungs stat ion (35) mit einem Flüssigkeitsbad (36) gefüllt ist und die Plattenzu - und-ahführung in und aus dem Bad in senkrechter Richtung-(Pfeile 34,37, Pig. 4) erfolgt. ^r - ' ■

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