DE2535444C2 - Verfahren zum Biegen einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen einer Platte aus thermoplariische-fa Kunststoff, bei dem die Platte im Biegebereich über die ganze Breite von der Ja einen, einem Heizelement zugewandten Oberfläche her erwärmt wird, wobei im erwärmten Biegebereich die Erweichungstemperatur des Kunststoffes überschritten wird, und bei dem dann die Platte mittels einer äußeren Kraft unter Ausdehnen der dem Heizelement züge- -to wandten Oberfläche gebogen wird.

Bei einem Verfahren dieser Art ist es bereits bekannt, zum Biegen einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff die Platte im Biegebereich über die ganze Breite von der Oberfläche her über die Erweichungs- -»5 temperatur zu erwärmen und die Platte sodann mittels einer äußeren Kraft zu biegen (DE-AS 14 79 382). Dieses Verfahren ist zum Biegen von gereckten Platten aus thermoplastischem Kunststoff nicht ohne weiteres anwendbar, weil die Platte in dem erwärmten so Biegebereich zurückschrumpfen würde, wobei die Reckung in diesem Bereich verlorengehen würde.

In dem älteren Patent 24 28 795 ist ein Verfahren zum Herstellen einer aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Welltafel oder Wellbahn, bei dem eine gereckte Tafel oder Bahn zum Formen der Wellen in abgegrenzten Bereichen jeweils einseitig so weit erwärmt wird, daß lediglich an der erwärmten Oberfläche zum Auslösen der eingefrorenen Spannungen die Erweichungstemperatur des Kunststoffes überschritten wird, vorgeschlagen, bei dem das Erwärmen der monoaxial gereckten Tafel oder Bahn quer zur Reckrichtung und der biaxial gereckten Tafel oder Bahn in beliebiger Richtung durchgehend über ihre Ausdehnung in den parallel zueinander verlaufenden, aneinandergrenzenden Bereichen gleichzeitig wechselweise an den beiden Oberflächen erfolgt. An der erwärmten Oberfläche werden die eingefrorenen Reckkräfte freigesetzt und bewirken eine Krümmung der ganzen Platte in dem Sinne, daß die erwärmte Oberfläche konkav und die gegenüberliegende, nicht erwärmte Oberfläche konvex gekrümmt werden. Bei der Krümmung behält die nicht erwärmte Seite der Platte die durch das Recken erzeugte Grötse bei und wird unter der Zugwirkung der erwärmten Plattenseite elastisch verformt Sobald die erwärmte Plattenseite unter die Erweichungstemperatur abgekühlt ist. behäk die Platte ihre gekrümmte Form dauernd bei. Hierbei wird bei der • Krümmung der Reckungsgrad auf der erwärmten Seite vermindert Die Verminderung hängt von dem ursprünglichen Reckungsgrad, der Plattendicke und dem Krümmungsradius ab und kann bei niedriger Ausgangsreckung, bei großer Plattendicke oder bei kleinen Krümmungsradien zur vollständigen Aufhebung der Reckung senkrecht zur Krümmungsachse führen. Bei sehr kleinen Krümmungsradien und gro3en Krümmungswinkeln kann es sogar zur Materialstauchung in der Krümmungskehle kommen. Die auf diese Weise entstehenden, in einer Richtung nicht oder wenig gereckten Zonen stellen eine Schwachstelle des verformten Körpers dar und erweisen sich als bruchgefährdet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gebogene Teile aus durchgehend gerecktem Kunststoffmaterial herzustellen. Eine Lösung der Aufgabe wurde in dem Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gefunden.

Erfindungsgemäß wird beim Biegen mittels einer äußeren Kraft die erwärmte Oberfläche konvex und die nicht erwärmte Oberfläche konkav gekrümmt. Die Rückschrumpfung der erwärmten Piattenseite wird durch die kalt gebliebene Plattenseite, die gleichsam die Funktion eines Spannrahmens erfüllt, verhindert. Während die freigesetzten Rückstellkräfte die erwärmte Plattenseite konvex zu krümmen bestrebt sind, wird diese erfindungsgemäß durch eine äußere Kraft entgegen der Rückstellkred koiv.av gekrümmt. Dabei wird die kalte Plattenseite elastisch verformt und die erwärmte Seite über den ursprünglichen Reckungsgrad hinaus gereckt. Die Bildung wenig oder gar nicht gereckter Zonen wird auf diese Weise vermieden, so daß die erfindungsgemäß verformten Teile in der Biegekante nicht bruchgefährdet sind.

Eine die Krümmung bewirkende äußere Kraft läßt sich mit geringer Mühe mittels der kalten Plattenteile, die beiderseits der erwärmten Zone liegen und als Hebel wirken, auf die erwärmte Zone zur Einwirkung bringen.

Das Verfahren der Erfindung bewährt sich besonders bei Krümmungsradien von weniger als 20, insbesondere von weniger als 10 mm. In der Fachsprache spricht man in diesem Falle auch von einer Abkantung, wobei ein mehr oder weniger scharfer Knick entsteht. Praktisch geht man so vor, daß eine schmale Zone der zu krümmenden Kunststoffplatte auf der Seite erwärmt wird, die konvex gekrümmt werden soll, und die Wärmeeinwirkung rechtzeitig abbricht, bevor auch die Plattenrückseite die Erweichungstemperatur erreicht. Die Platte kann dann im gewünschten Winkel gebogen werden und wird dann unter die Erweichungstemperatur abgekühlt.

Das Verfahren kann grundsätzlich mit monoaxial oder biaxial gerecktem Material durchgeführt werden, jedoch hat nur die Verarbeitung biaxial gereckten Materials praktische Bedeutung. Das Verfahren der Erfindung kann auch bei der Herstellung von gewellten Profilen mit großen Krümmungsradien angewendet

werden, indem man die zu wellende Platte von einer Seite gleichmäßig bis zur Erweichungstemperatur erwärmt und die Platte anschließend zwischen zwei als Patrize und Matrize wirkenden Wellprofilformen zu der gewünschten Gestalt umformt In einer Wellplatte mit sinusförmigem Profil wechselt dann bei jeder Halbwelle eine Zone, in der die -erwärmte Seite mit der Rückstellkraft konkav gekrümmt ist, mit einer Zone ab, in der die erwäimte Seite gegen die Rückstellkraft konvex gekrümmt ist Diese Arbeitsweise erfordert zwar größere Formungskräfte als wenn jede Halbwelle von der konvex zu krümmenden Seite her erwärmt wird, jedoch sind die Umformungskräfte immer noch wesentlich geringer als die zur Wellung einer vorgereckten Platte erforderlichen Kräfte.

Anhand der Zeichnung, die schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Biegen einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff zeigt.

15 wird der Gegenstand der Erfindung beispielsweise erläutert

Zum Herstellen eines scharfkantig gebogenen Trapezprofils 1 wird eine ebene Platte 2 mit den Heizelementen 3,4,5,6 in jeweils schmalen Zonen 7,8, 9,10 erwärmt und mittels eines Formwerlczteuges 11,12, 13 in das gewünschte Trapezprofil 1 geformt und unter die Erweichungstemperatur abgekühlt Das Verfahren läßt sich schrittweise an einer fortlaufend gereckten Platte 2 durchführen, indem jeweils vier Zonen 7,8,9,10 erwärmt und nach Weiterbewegung der Platte in Pfeilrichtung um eine Wellenlänge in der Stellung T, 8', 9', 10' umgeformt werden. Die schrittweise arbeitende Vorrichtung zum Umformen ist an eine Plattenextrusionsanlage 14 und Reckanlage 15 angeschlossen. Mittels einer Warteschleife 16 ist eine schrittweise Plattenfortbewegung ermöglicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen einer Platte aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die Platte im Biegebereich über die ganze Breite von der einen, einem Heizelement zugewandten Oberfläche her erwärmt wird, wobei im erwärmten Biegebereich die Erweichungstemperatur des Kunststoffes überschritten wird, und bei dem dann die Platte mittels einer äußeren Kraft unter Ausdehnen der dem Heizelement zugewandten Oberfläche gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß für das Biegen einer monoaxial oder einer biaxial gereckten Platte der Biegebereich quer zur Reckrichtung der monoaxial gereckten Platte bzw. in beliebiger ι: Richtung in der biaxial gereckten Platte verlaufend angeordnet wird und daß beim Erwärmen auf der von dem Heizelement abgewandten Oberfläche die Plattentemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur"bieibt

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen mit einem Biegeradius von weniger als 20 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen quer zur Extrusionsrichtung der kontinuierlich extrudierten Platte erfolgt.