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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
thermogeformten Doppelplattenstruktur und das resultierende
Produkt aus diesem Verfahren.
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Die Festigkeit thermogeformter Einzelplatten wurde für einige
Anwendungen als zu gering erachtet. Eine Bemühung der
Konstrukteure um Festigung der Einzelplattenstrukturen
bestand im Verschmelzen der Einzelplatten mit sich selbst, um
so eine Versteifung oder Querverrippung zu schaffen. Bei der
Versteifung handelt es sich generell um ein Material, das die
Struktur des Gegenstands kreuzt, zum Beispiel eine Rippe, um
dadurch zur Stabilisierung der Einzelplattenstruktur
beizutragen.
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Der Basisapparat zur Durchführung der Doppelplatten-
Thermoformung ist zum Beispiel in den Patentschriften
US-A-3.583.036 an Brown, US-A-3.787.158 an Brown und
US-A-3.925.140 an Brown beschrieben. Das Verfahren der
Doppelplatten-Thermoformung ist zur Herstellung von
Hohlraumstrukturen im Fachbereich wohlbekannt. In ihrer
grundsätzlichsten Form besteht die
Doppelplatten-Thermoformung im Erhitzen zweier einzelner Kunststoffplatten,
Formen jeder der Platten zu einer Formplatte und dann
Zusammenschmelzen der beiden Platten, indem die beiden
Formplatten an ausgewählten Punkten, an denen die
Verschmelzung stattfinden soll, in Kontakt gebracht werden.
Bei einer Ausführungsform werden die Formplatten
zusammengeschmolzen, indem die jeweiligen Formwerkzeuge für jede
Platte so zusammengebracht werden, daß die Platten auf der
Oberfläche der Formwerkzeuge in Kontakt kommen. Das
angestrebte Ergebnis besteht in einem Gegenstand mit größerer
Festigkeit und/oder Steifigkeit als ein gleicher, aber aus
einer einzelnen Kunststoffplatte hergestellter Gegenstand.
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Ein beträchtlicher Anteil der Entwicklungsarbeit im
Fachbereich der Doppelplatten-Thermoformung konzentrierte
sich auf die Konstruktion von Trägern oder Rippen in einer
oder beiden Doppelplatten, um dadurch die Festigkeit des
resultierenden Gegenstands bei jeglicher gegebenen Menge an
wärmegeformtem Material zu erhöhen. Die Verwendung von
Kanälen (z.B. durch Formteil-Biegungen in den
Kunststoffplatten erzeugte Mulden) oder Naben (z.B. in einer oder
beiden Platten erzeugte kreis- oder trapezförmige
Vertiefungen) sind im Fachbereich zur Verwendung als
Rippenstrukturen zur Festigung oder Versteifung des
thermogeformten Doppelplatten-Gegenstands wohlbekannt, wie in
US-A-3.444.034 beschrieben. Die Trägerstrukturen werden durch
Formpressen des wärmeformbaren Materials über der Oberfläche
eines Formwerkzeugs in einer Weise hergestellt, daß die
wärmeformbare Platte der Oberflächenstruktur des
Formwerkzeugs entspricht. Enthält beispielsweise die
Oberflächenstruktur des Formwerkzeugs eine Positiv-Rippe, so ergibt das
Thermoformen der wärmeformbaren Platte über der
Oberflächenstruktur des Formwerkzeugs eine in der wärmeformbaren Platte
erzeugte Negativ-Rippe. Eine in einer Platte thermogeformte
Rippe kann zu einem Biegemoment oder einer Knickneigung
entlang ihrer Achse führen. Um dies auszugleichen, kann eine
nicht-parallele Rippe in der entgegengesetzten Platte
thermogeformt werden, wobei die beiden Rippen dort
zusammengeschmolzen werden, wo sie sich schneiden. Eine andere
gestalterische Lösung bestand in einer Längenreduzierung bei
bestimmten Rippen, um dadurch die Ausbreitung von Knick- oder
Biegemoment-Auswirkungen zu vermindern. Das Vorhandensein der
Rippen kann jedoch zu funktionellen Problemen beitragen, die
in keinem Zusammenhang mit der Festigkeit stehen, zum
Beispiel der Ansammlung von Wasser in den Rippen, das
abgeleitet werden muß. Rippen, die über die Gesamtlänge eines
Gegenstands verlaufen, können den Gegenstand auch anfällig
für Verziehung machen, da kleine Material-Ausdehnungen oder
-Schrumpfungen sich entlang des gesamten Gegenstandes
ausbreiten können, wodurch er sich verzieht.
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Die fortgesetzte Arbeit an der Gestaltung von
Rippenstrukturen für thermogeformte Doppelplatten-Gegenstände weist auf
das Bestreben der Industrie hin, die Festigkeit zu
verbessern, die pro Menge an verwendetem Rohmaterial
(wärmeformbarem Material) entwickelt wird. Eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Doppelplatten-Thermoformverfahrens, mit dem sich die
Festigkeit oder Steifigkeit verbessern läßt, die pro Menge an
verwendetem Material entwickelt wird. Eine weitere Bestrebung
ist die Erhöhung der Festigkeit der resultierenden
Gegenstände bei gleichzeitiger Verminderung von Knickneigung oder
Biegemomenten. Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist
die Bereitstellung eines Festigkeits-erhöhenden Verfahrens
zur Doppelplatten-Thermoformung, das die Verwendung
herkömmlicher Doppelplatten-Thermoform-Maschinen ermöglicht.
Ein weiteres Bestreben der Erfindung ist die Herstellung von
Gegenständen, die weniger anfällig für Verziehen sind.
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In EP-A-O 376 593 ist ein Verfahren zur Herstellung einer
Automobil-Stoßstange aus Kunststoff aus einer röhrenförmigen
Preßform beschrieben. Die Stoßstange umfaßt ein Vorderelement
mit einem generell U-förmigen Querschnitt und ein Rückelement
mit einem dazwischenliegenden Mittelteil, das in Form einer
Vielzahl stumpfförmiger Aussparungen konstruiert ist. Eine
Außenendfläche jeder stumpfförmigen Aussparung ist an einer
Innenfläche des Vorderelements befestigt. Bei einer
Ausführungsform wird eine Plattenrippe hergestellt, die
zwischen den Außenseitenflächen der benachbarten Stümpfe
verläuft.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Herstellung einer thermogeformten Doppelplattenstruktur aus
einer ersten und einer zweiten Platte aus wärmeformbarem
Material bereitgestellt, wobei das Verfahren umfaßt:
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Thermoformen einer Rippe mit ersten und zweiten Seitenwänden
in der ersten Platte aus wärmeformbarem Material;
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Zusammenschmelzen der ersten Seitenwand mit der zweiten
Seitenwand in ausgewählten Abständen entlang der Länge der
Rippe, um miteinander durch Schmelzen verbundene erste und
zweite Seitenwände zu schaffen, die sich mit nicht
verschmolzenen Abschnitten der Seitenwände abwechseln; und
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Zusammenschmelzen der ersten Platte aus wärmeformbarem
Material mit der zweiten Platte aus wärmeformbarem Material.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung sowohl
gegenüber einer Einzelplatten-Thermoformung mit Versteifung
oder Querverrippung als auch einer herkömmlichen
Doppelplatten-Thermoformung. Die vorliegende Erfindung stellt ein
Verfahren zum Verschmelzen einer Einzelplatte aus
wärmeformbarem Material mit sich selbst bereit, um eine
Festigkeitserhöhende Rippe oder Träger zu schaffen. Die derart
verschmolzene Platte wird dann beispielsweise mittels eines
herkömmlichen Doppelplatten-Thermoform-Vorgangs an eine
zweite Platte geschmolzen. Bei der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird eine Formwerkzeug-Oberflächenstruktur
zur Herstellung einer Hauptrippe in getrennte Elemente unter
Schaffung von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Elementen
unterteilt. Bei der Herstellung der thermoplastischen Platte
über der Reihe getrennter Elemente wird eine Hauptrippe
entlang der Element-Zeile gebildet. Zwischen den einzelnen
Elementen fließt das thermoplastische Material von beiden
Seiten zusammen und bildet beim Schmelzformen
Nebenrippenoder Querrippen-Elemente. Eine derart schmelzgeformte
Einzelplatte wird dann in einem herkömmlichen Doppelplatten-
Thermoform-Vorgang mit einer anderen Platte verschmolzen. Die
zweite Platte kann in herkömmlicher Weise hergestellt oder in
ähnlicher Weise mit sich selbst verschmolzen worden sein,
bevor sie mit der ersten Platte zusammengeschmolzen wird. Der
resultierende Gegenstand weist eine größere Festigkeit und
Steifigkeit für eine gegebene Menge an verwendetem
wärmeformbarem Material auf, was mit der Bereitstellung der
kleinen Rippen zusammenhängt. Das Verfahren kann unter
Verwendung bestehender Thermoform-Maschinen zur Erzeugung
einer stärkeren Struktur, bezogen auf das Gewicht des
verwendeten Materials, durchgeführt werden und weist außerdem
verminderte Biegemomente auf.
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Aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in
Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und den
anhängenden Ansprüchen werden den Fachleuten des Bereichs
weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ersichtlich
werden.
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Abb. 1 zeigt eine perspektivische Heckansicht eines
Kraftfahrzeugs, auf das ein mittels des Verfahrens der
vorliegenden Erfindung hergestellter Gegenstand montiert ist.
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Abb. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Formwerkzeugs
zur Thermoformung einer Einzelplatte des Materials gemäß der
vorliegenden Erfindung, umfassend einen Teilquerschnitt.
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Abb. 3 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines
Oberflächenabschnitts des in Abb. 2 gezeigten Formwerkzeugs.
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Abb. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Oberflächenabschnitts eines Formwerkzeugs für eine
alternative Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Oberflächenabschnitts eines Formwerkzeugs für eine
alternative Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Oberflächenabschnitts eines Formwerkzeugs für eine
alternative Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. 7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7
aus Abb. 1.
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Abb. 8 zeigt einen Querschnitt eines Abschnitts eines mittels
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellten
Gegenstands entlang der Linie 8-8 aus Abb. 7.
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In Abb. 1 ist ein mittels des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung hergestelltes Produkt veranschaulicht. Bei dem in
Abb. 1 veranschaulichten Produkt handelt es sich um einen
Deckel 10 für einen Staubehälter 12, der auf einem Fahrzeug
17 montiert ist. Das veranschaulichte Produkt ist als
Beispiel gezeigt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
kann zur Herstellung einer Vielfalt von mittels
Doppelplatten-Thermoform-Verfahren zu erzeugender Gegenstände
angewandt werden. Es eignet sich am meisten bei jenen
Gegenständen, bei denen eine hochgradige Steifigkeit des
Gegenstands für eine gegebene Menge an verwendetem Material
erwünscht ist.
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In Abb. 2 ist ein Formwerkzeug 16 aus einem Satz von zwei
Formwerkzeugen veranschaulicht, die zur Herstellung eines
Produkts der in Abb. 1 gezeigten Art verwendet werden. Das in
Abb. 2 veranschaulichte Formwerkzeug 16 besteht vorzugsweise
aus Gußaluminium. Das Formwerkzeug 16 ist in seinem Inneren
mit Kühlmittellinien 18 versehen. Die Kühlmittellinien sind
so dimensioniert und im Inneren angebracht, daß sie die
Temperatur des Formwerkzeugs und den Duchgang von Kühlmittel
in einer im Fachbereich bekannten Weise regulieren. Das
Formwerkzeug ist in seinem Inneren außerdem mit einem Netz
von Vakuumlinien 20 ausgestattet. Die Vakuumlinien im Inneren
des Formwerkzeugs stehen mit Vakuumporen 22 an der Oberfläche
des Formwerkzeugs in Verbindung, um die Vakuumformung des
thermoplastischen Materials an der Formwerkzeug-Oberfläche 24
zu unterstützen. Die Vakuumlinien 20 sind auf eine Verbindung
mit der Oberfläche des Formwerkzeugs in einer Weise hin
dimensioniert und plaziert, wie sie den Fachleuten des
Bereichs der Formwerkzeugherstellung für die herkömmliche
Doppelplatten-Thermoformung wohlbekannt ist.
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Die Oberflächenstruktur des Formwerkzeugs weist die
Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26 zur Erzeugung von
Hauptrippen in einer an der Formwerkzeug-Oberfläche 24
vakuumgeformten Platte aus wärmeformbarem Material auf. Die
Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26 zur Herstellung der wie in
Abb. 2 gezeigten Hauptrippe verläuft im wesentlichen über
eine gesamte Dimension des durch Formwerkzeug 16
hergestellten Gegenstands. Die Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26
zur Erzeugung der Hauptrippe ist in getrennte Elemente oder
Nasen 28 unterteilt, die als Gesamtheit die Hauptrippen-
Oberflächenstruktur 26 bilden. Die Nasen 28 sind durch die
Lücke 30 voneinander getrennt, die so dimensioniert ist, daß
das wärmeformbare Material in die Lücke 30 von beiden
Nasenseiten 32a, 32b der nebeneinanderliegenden Nasen 28
fließen kann. Bei der Anwendung wird eine Platte aus
wärmeformbarem Material auf ihre Thermoform-Temperatur
gebracht. Im Falle von 100%igem HDPE kann diese im Bereich
von 149-177ºC (300-350ºF) liegen. Das Plattenmaterial wird
dann auf die Formwerkzeug-Oberfläche 24 des Formwerkzeugs 16
durch Anlegen von Vakuum durch die Vakuumlinien 20 in
Verbindung mit den Vakuumporen 22 aufgepaßt. Das Vakuum
drängt die Platte aus wärmeformbarem Material in direkte
Passung mit der Formwerkzeug-Oberfläche 24. Das wärmeformbare
Material liegt auf beiden Nasenseiten 32a, 32b der Nasen 28
auf, was die Hauptrippen-Seitenwände im resultierenden
Gegenstand ergibt. Das wärmeformbare Material fließt von
einer Seite 32a der nebeneinanderliegenden Nasen in die Lücke
30 und tritt in Berührung mit dem wärmeformbaren Material,
das in die Lücke 30 von der entgegengesetzten Seite 32b der
nebeneinanderliegenden Nasen 28 fließt. Die einzelne
Materialplatte verschmilzt bei Kontakt mit sich selbst. Das
Verschmelzen des wärmeformbaren Materials in der Lücke
zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen bildet eine
Neben- oder Querrippe und zugleich Überbrückung der Seiten der
Hauptrippe, die durch die Hauptrippen-Oberflächenstruktur
erzeugt wird. Solch eine Neben- oder Querrippe dient dazu,
die Seitenwände der Hauptrippe, die sie überbrückt, zu
stabilisieren, was der Hauptrippe selbst und der
resultierenden Struktur einen zusätzlichen Grad an
Steifigkeit verleiht.
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Aus Abb. 3 ist ersichtlich, daß die Herstellung der
wärmeformbaren Platte an der Formwerkzeug-Oberfläche 24 durch die
Anbringung von Vakuumporen 22 entlang der Formwerkzeug-
Oberfläche 24 unterstützt wird. Die Vakuumporen 22 stehen in
Verbindung mit den Vakuumlinien 20 (Abb. 2) zum Übertragen
eines Vakuums an die Oberfläche des Formwerkzeugs. Das durch
die Vakuumporen 22 übertragene Vakuum führt dazu, daß die
Platte aus wärmeformbarem Material zu den Vakuumporen
hingezogen wird und sich dadurch der Oberfläche des
Formwerkzeugs anpaßt. Entlang den Innenkanten 34 des
Formwerkzeugs sind außerdem Vakuumporen routinemäßig
plaziert, um das Heranziehen des wärmeformbaren Materials in
vollständigen Kontakt mit der
Formwerkzeug-Oberflächenstruktur in den Innenkanten zu unterstützen. Die
Dimensionierung und Lokalisierung der Vakuumporen ist im
Fachbereich für Formwerkzeuge zur herkömmlichen
Doppelplatten-Thermoformung wohlbekannt. Bei der Ausführung der
vorliegenden Erfindung können Querrippen-Vakuumporen 22a
entlang der Formwerkzeug-Oberfläche im Bereich zwischen den
nebeneinanderliegenden Nasen 28 hinzugefügt werden, um das
Heranziehen des wärmeformbaren Materials in die Lücke 30
zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen 28 so zu
unterstützen, daß das wärmeformbare Material, das in die
Lücke 30 zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen von einer
Nasenseite 32a der nebeneinanderliegenden Nasen in Kontakt
mit dem wärmeformbaren Material treten kann, das von der
gegenüberliegenden Nasenseite 32b der nebeneinanderliegenden
Nasen in die Lücke 30 fließt, wodurch die Neben- oder
Querrippe gebildet wird. Die Querrippen-Vakuumporen 22a sind
für die meisten Anwendungsformen der vorliegenden Erfindung
jedoch nicht erforderlich.
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Die Dimensionierung der Lücke zwischen den
nebeneinanderliegenden Nasen hängt von der Art des verwendeten Materials,
seinen Fließeigenschaften, der Vakuummenge und der Nasenhöhe
ab. Das bevorzugte Material zur Durchführung der vorliegenden
Erfindung besteht in HDPE (Polyethylen hoher Dichte)
variierender Dicken. Die Erfindung kann auch mit anderen
wärmeformbaren Materialien durchgeführt werden, zum Beispiel
einem HDPE, das unterschiedliche Mengen an Füllstoffen, wie
etwa Talk, enthält. Die verwendeten Plattendicken können in
Abhängigkeit von der Materialmenge und dem im resultierenden
Produkt erwünschten Festigkeitsgrad variieren.
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Die Nasen können abgeschrägte Kanten 35 aufweisen, was der
Schmelzformbarkeit des wärmeformbaren Materials entlang der
gesamten Lücke 30 ohne übermäßiges Ausdünnen des
wärmeformbaren Materials dienlich ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
Platte aus wärmeformbarem Material, zum Beispiel HDPE, bei
etwa 163ºC (325ºF) auf die Formwerkzeug-Oberfläche
aufgebracht. Durch die Vakuumporen 22 (und 22a, sofern
vorhanden) wird ein Vakuum angelegt. Die Platte berührt die
Formwerkzeug-Oberfläche 24 zunächst an den Nasenspitzen 36
und darpiert sich über die Schultern 38. Das wärmeformbare
Material überbrückt die Nasenschultern 38 der
nebeneinanderliegenden Nasen 28. Das wärmeformbare Material überbrückt
auch die Nasenreihen 44.
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Dort, wo der Raum zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen
übergroß ist, z.B. dort, wo Lücke 30 größer ist als Nasenhöhe
37, wird das wärmeformbare Material, das eine Brücke zwischen
den Nasenschultern 38 bildet, heruntergezogen, um sich
dadurch dem Nasensattel 40 und den Nasenenden 41 aufzupassen,
ohne dabei mit sich selbst zu verschmelzen.
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Ist die Lücke 30 zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen 28
generell kleiner als die Nasenhöhe 37, so neigt das
wärmeformbare Material, das die Nasenschultern 38 der
nebeneinanderliegenden Nasen 28 überbrückt, nicht zum Herabsenken auf
die Basis 42 zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen 28. In
solch einem Fall paßt sich das wärmeformbare Material, das
die Nasenreihen 44 überbrückt, eher den Nasenseitenflächen 46
auf beiden Nasenseiten 32a, 32b der Nasen 28 an. Das
wärmeformbare Material zwischen den nebeneinanderliegenden
Nasenseitenflächen 46 neben der Lücke 30 neigen dazu, in die
Lücke 30 von beiden Seiten 32a, 32b gezogen zu werden. Das in
die Lücke 30 von einer Seite 32a fließende wärmeformbare
Material verschmilzt in Lücke 30 bei Berührung mit dem
Material, das in die Lücke 30 von der Nasenseite 32b fließt.
Das zusammengeschmolzene Material füllt die Lücke 30 im
wesentlichen aus und stellt nach der Abkühlung eine
Neben- oder Querrippe zur Seite der Hauptrippe dar, die über den
Nasenseitenflächen 46 entstanden ist. Die Verschmelzung des
wärmeformbaren Materials findet üblicherweise in einer durch
die Lücke 30 entlang einer Reihe von Nasen 28 definierten
Ebene statt.
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In Abb. 14 ist das Formwerkzeug 16 zur Durchführung der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei die
Hauptrippen-Oberflächenstrukturen 26, 26a der Formwerkzeug-
Oberfläche 24 entweder in schiefen oder rechten Winkeln
zueinander angeordnet sind. Die Nase 28 erstreckt sich selbst
bei geneigten Oberflächen vertikal, was die Entfernung des
Formprodukts aus dem Formwerkzeug in Maschinenrichtung
ermöglicht. Die Nase 28 kann auch schräge Winkel aufweisen,
um die Entfernung des resultierenden Gegenstands aus
Formwerkzeug 16 zu erleichtern. Die Formwerkzeug-Oberfläche
24 erzeugt eine Hauptrippe über der
Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26a, die nicht parallel zur über der Hauptrippen-
Oberflächenstruktur 26 geformten Rippe ist. Die Hauptrippen
tragen zum Gegenwirken gegen Biegemomente der
nichtparallelen Hauptrippen bei. Die Formwerkzeug-Oberfläche 24
erzeugt auch Querrippen innerhalb der Lücken 30 gemäß dem
bezüglich Abb. 3 beschriebenen Mechanismus, was zur weiteren
Verminderung von Biegemomenten führt.
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In Abb. 5 ist eine Formwerkzeug-Oberflächenstruktur mit dem
Naben-bildenden Monolith 48 auf der Formwerkzeug-Oberfläche
24 gezeigt, der auf die Erzeugung einer Nabe im
resultierenden Gegenstand angepaßt ist. Der Monolith 48
erzeugt eine Nabe im über dem Formwerkzeug geformten
wärmeformbaren Material. Der Monolith 48 ist entlang der
Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26 plaziert und dient darüber
hinaus der Vermeidung einer Ausbreitung eines Knicks oder
Biegemoments entlang des durch die
Hauptrippen-Oberflächenstruktur 26 gebildeten Gegenstands.
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In Abb. 6 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung
gezeigt, bei der die Naben-bildende Oberflächenstruktur 50
der Formwerkzeug-Oberfläche 24 durch den Durchgang 52
getrennt ist. Dieser Durchgang 52 ist so dimensioniert, daß
daß Fließen der Platte aus wärmeformbarem Material in den
Durchgang von den Durchgangenden 54a, 54b und das
Zusammenschmelzen innerhalb des Durchgangs möglich ist, wodurch eine
Quer- oder Nebenrippe quer durch die resultierende Nabe
geschaffen wird. Der Durchgang 52 innerhalb der
Nabenbildenden Oberflächenstruktur 50 kann in jedem beliebigen
Winkel bezüglich der nebeneinanderliegenden Strukturen zur
Formung der Haupt- oder Nebenrippen plaziert werden.
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Ist eine Platte aus wärmeformbarem Material einmal in
Anpassung an die Oberflächenstruktur des Formwerkzeugs
geformt, so wird die Platte in Kontakt mit einer zweiten
Platte aus wärmeformbarem Material gebracht und mit dieser
zweite Platte zusammengeschmolzen. Die zweite Platte aus
wärmeformbarem Material kann entweder gemäß der vorliegenden
Erfindung geformt oder in herkömmlicher Weise wärmegeformt
sein. Die Zusammenschmelzung der ersten Platte aus
wärmeformbarem Material mit der zweiten Platte aus
wärmeformbarem Material wird in der im Fachbereich bekannten
herkömmlichen Weise der Doppelplatten-Thermoformung
durchgeführt. Sind die ersten und zweiten Platte einmal zu
ihrer jeweiligen Form geformt, so werden diese Platten
miteinander in Kontakt gebracht. Die Zusammenschmelzung
findet zwischen den ersten und zweiten Platten aus
wärmeformbarem Material an den Kontaktpunkten statt, nämlich
speziell dort, wo die Platten zwischen den jeweiligen
Formwerkzeugen gepreßt werden. Die Zusammenschmelzung
zwischen den ersten und zweiten Platten findet allgemein in
einer von der Ebene, in der die Querrippen-Verschmelzung
stattfindet, verschiedenen, nicht-koplanaren Ebene statt.
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In Abb. 7 ist ein Teilquerschnitt eines Abschnitts des
mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung
hergestellten Gegenstands gezeigt. Die durch Querrippen
verschmolzenen Bereiche 56 liegen überall dort vor, wo
Material aus der ersten Platte 62 aus wärmeformbarem Material
zwischen die nebeneinanderliegenden Nasen gewandert und dort
zusammengeschmolzen ist. Die Nasenhohlräume 58 liegen in den
Bereichen vor, wo die Formwerkzeug-Nasen 28 (Abb. 3)
vorhanden waren. Die Nasenhohlräume erscheinen als Taschen in
der ersten Platte (von der Seite des Formwerkzeugs aus
betrachtet), umgrenzt durch die Querrippen-verschmolzenen
Flächen 56, die Rippenseitenwand 57 und den Rippenboden 59.
Die zweite Platte 60 aus wärmeformbarem Material wurde mit
der ersten Platte 62 an den Kontaktpunkten 614, zum Beispiel
am Rippenboden 59, zusammengeschmolzen, um die thermogeformte
Doppelplattenstruktur 66 zu erzeugen. Die Kontaktlinie 65
zeigt die Schnittfläche der zweiten Platte 60 mit der ersten
Platte 62. An den Flächen, an denen sich die erste Platte 62
der Formwerkzeug-Oberfläche zwischen den
nebeneinanderliegenden Nasen ohne Bilden von Querrippen angepaßt hat, sind
Hauptkanäle 68 entstanden, welche der Beförderung von
Kühlluft durch den resultierenden Gegenstand nach dessen
Herstellung dienen. Die dadurch bereitgestellte verstärkte
Kühlung erlaubt eine schnellere Versteifung des Gegenstands,
was zu verminderten Produktions-Zykluszeiten führt. Dort, wo
die Lücke zwischen den nebeneinanderliegenden Nasen eng genug
war, um eine Querrippe zu erzeugen, doch breit genug war, um
die erste Platte 62 teilweise unter den Rippenboden 52 zu
ziehen, sind Nebenkanäle 70 entstanden, die ebenfalls der
Beförderung von Kühlluft durch die thermogeformte Struktur 66
dienen. Das Vorhandensein des Hauptkanals 68 und/oder
Nebenkanals 70 dient auch der Unterbrechung des Kontakts
zwischen der ersten Platte 62 und der zweiten Platte 60.
Hierdurch wird die Neigung zu Verziehung durch eine
Verschiebung von Material in der ersten Platte 62, relativ
zum Material in der zweiten Platte 60, verhindert, wie sie
zum Beispiel durch eine durch Sonnenlicht verursachte
differentielle Erwärmung entstehen kann.
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In Abb. 8 ist das Zusammenschmelzen des Rippenbodens 59 mit
der zweiten Platte an den Kontaktpunkten 64 bei der
thermogeformten Doppelplattenstruktur 66 veranschaulicht. Die
durch Querrippen verschmolzene Fläche 56 stabilisiert die
Hauptrippen-Seitenwände 72a, 72b entlang der Querrippe 74.
Beispiel
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Ein Deckel für einen Staukasten wurde gemäß des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung hergestellt. Der Deckel war etwa
137 cm x 79 cm (54" x 31") groß. Das verwendete wärmeformbare
Material bestand in 100% HDPE. Die untere Platte, in der
Querrippen geschaffen wurden, wies eine Ausgangsdicke von
3 mm (0,120") auf. Die obere Platte wies ebenfalls eine
Ausgangsdicke von 3 mm (0,120") auf. Der Deckel wurde in
einer Doppelplatten-Thermoform-Maschine von Brown
hergestellt, in der die Platten auf etwa 163ºC (325ºF) erhitzt
wurden. Die Platten wurden über ihren jeweiligen
Formwerkzeugen bei etwa 77 kPa (23" Hg) geformt. Die Nasen gemäß der
vorliegenden Erfindung waren etwa 2,5 cm (1,0") hoch, 3,8 cm
(1,5") breit und 1,27 cm (0,5") dick. Die Lücke zwischen den
nebeneinanderliegenden Nasen, in der die Querrippen geformt
wurden, betrug etwa 1,9 cm (0,75"). Beide Platte wurde dann
unter 4,8 Bar (70 pounds) Druck zusammengeschmolzen. Der
resultierende Gegenstand wurde aus dem Formwerkzeug entnommen
und randbeschnitten.