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Die
offenbarte Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung einer
gepreßten
Türhaut
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 gerichtet.
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Türen mit
einem hohlen Kern werden sowohl für Innen- als auch für Außenanwendungen
eingesetzt. Eine Tür
mit einem hohlen Kern kann eine ebene Tür sein, die flach oder eben
an beiden Hauptoberflächen
ist. Alternativ kann die Tür
mit einem hohlen Kern eine „gepreßte" Tür sein,
die eine Reihe von dreidimensionalen Paneelen hat, welche während der
Herstellung zu den Häuten
ausgebildet werden. Gepreßte
Türhäute sind
relativ teuer, da die Produktionskosten aufgrund des Bedürfnisses
nach Prägeplatten,
Pressen und ähnlichem
recht hoch sind. Die für
ebene Türen
eingesetzten Türhäute sind
andererseits relativ preiswert, aber sie stellen nicht die ästhetischen
Merkmale bereit, die manchmal von den Verbrauchern benötigt werden.
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Viele
Türen mit
einem hohlen Kern werden aus Türhäuten hergestellt,
die aus Holzverbundmaterialien ausgebildet sind. Diese Holzverbundmaterialien
können
Spanplatten und mitteldichte Fasermischungen („MDF") beinhalten. Die Holzverbundwerkstoffe
setzen ein Kunstharzbindemittel ein, welches häufig ein aushärtender
Kunstharz ist, um die Holzfasern zu erhalten, die den Verbundwerkstoff
in fester Form ausbilden. Die Holzverbundwerkstoffe sind nicht feuchtigkeitsundurchlässig, so
daß Türen, die sol che
Außenflächen benutzen,
nicht für
Außanwendungen
geeignet ist. Sollte das Verbundwerkstoffmaterial Feuchtigkeit absorbieren,
ob in flüssiger
oder gasförmiger
Form, können
dann die Türkomponenten
quellen und die Tür
verziehen. Fiberglas und Stahltüren
haben nicht die gleiche Neigung zur Feuchtigkeitsabsorbtion und
werden daher häufiger für Außenanwendungen
eingesetzt.
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Aufgrund
des Kostenunterschieds zwischen einer ebenen Haut aus einem Holzverbundwerkstoff und
einer gepreßten
Haut aus einem Holzverbundwerkstoff, wurden Versuche durchgeführt, die
ebenen Häute
in gepreßte
Häute umzugestalten.
Diese früheren
Bemühungen
haben nicht zu einer kommerziell akzeptablen Türhaut geführt, in erster Linie, weil das
Erscheinungsbild der Oberfläche
nicht zufriedenstellend ist. Vorausgegangene Bemühungen, eine ebene Oberfläche in eine
gepreßte
Außenoberfläche umzugestalten,
haben allgemein zu einer Haut geführt, die eine gespaltene, verkratzte
oder anderweitig ästhetisch
unansehnliche Konfiguration und Erscheinungsbild hat.
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Normale
gepreßte
Türhäute werden
aus einer relativ dicken Matrize oder aus Plattenmaterial ausgebildet,
welche danach in einer Presse auf eine relativ dünne Dicke gepreßt werden.
Die Matrize hat einen sehr hohen Wassergehalt, wobei das Wasser während des
Preßvorgangs
herausgedrückt
wird. Da die Matrize während
des Preßvorgangs
in einem relativ flüssigartigen
Zustand ist, hat die sich daraus ergebende Haut genau definierte
Merkmale, die von den Verbrauchern annehmbar sind, da die Holzfasern
fließen können, um
mit der Preßform übereinzustimmen.
Teilweise bedingt durch die hohen Produktionskosten, die mit der
Herstellung gepreßter
Häute einhergehen,
ist es für
den Hersteller häufig
notwendig, daß eine
individuelle Bestellung für
eine große Anzahl
an Häuten
ist, um maximale Betriebseffektivität zu ermöglichen. Kleinere Bestellungen
werden unerschwinglich.
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Das
US-Patent 4,277,428 offenbart ein Verfahren, in welchem ein Rohling
in eine gewünschte Form
geschnitten oder gefräst
wird und dann in einer Form nachgepreßt wird, welche die gewünschte Konfiguration
aufweist, um die gewünschte
Endform auszubilden und wenn gewünscht
eine Oberflächentextur
zu geben.
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Fachleute
werden erkennen, daß ein
Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung einer gepreßten Türhaut aus
einem Holzverbundwerkstoff besteht, in welchem es möglich ist,
einen ebenen Standard-Hautrohling das Basismaterial einzusetzen,
und welches zu einer gepreßten
Türhaut
führt,
die die Merkmale und Oberflächencharakteristiken
aufweist, die für
Verbraucher annehmbar sind. Ein weiterer Bedarf im Stand der Technik
ist eine Tür,
die aus Türhäuten aus
Holzverbundwerkstoffen hergestellt ist, die eine geeignete Widerstandsfähigkeit
gegen Feuchtigkeit aufweist, so daß die Tür für Außenanwendungen eingesetzt werden
kann. Die offenbarte Erfindung erfüllt diese und andere Bedürfnisse
des Stands der Technik.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs
genannten Art bereitzustellen, das es ermöglicht, einen ebenen Standard-Hautrohling
als Basismaterial einzusetzen und welches zu einer gepreßten Türhaut führt, die
für Verbraucher
akzeptable Eigenschaften und Oberflächencharakteristiken aufweist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe gelöst,
indem das Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen
des charakterisierenden Teils des Anspruchs 1 versehen wird.
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Eine
erfindungsgemäße Türhaut umfaßt einen
dreidimensionalen Rohling aus einer mitteldichten Faserplatte. Der
Rohling hat einen ersten Bereich mit einer ersten vorher gewählten Dicke.
Der Rohling hat einen zweiten Bereich mit einer zweiten vorher gewählten Dicke.
Die zweite Dicke ist geringer als die erste Dicke.
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Eine
erfindungsgemäße Türhaut umfaßt einen
gepreßten
dreidimensionalen Rohling aus einer mitteldichten Faserplatte, der
eine Dichte von ungefähr
800 bis 1000 kg/m2 aufweist.
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Diese
und andere Aufgaben oder Vorteile der Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung und die Zeichnungen leicht verständlich.
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Die
oben genannten und anderen Aufgaben und Vorteile und neuen Merkmale
der vorliegenden Erfindung werden deutlich mit Bezugnahme auf die folgende
genaue Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
deutlich, welches in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist, wobei:
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1 ein
schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens ist, welches zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Türhaut eingesetzt
wird;
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2 ist
ein Teilquerschnitt durch den flachen Rohling, welcher in der Erfindung
eingesetzt wird;
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3 ist
ein Teilquerschnitt durch die erfindungsgemäße gepreßte Außenhaut;
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4 ist
ein Teilquerschnitt durch den Rohling gemäß der 2 zwischen
den Platten der Presse, welche bei der Erfindung eingesetzt wird;
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5 ist
ein Graph, der den Druck gegenüber
der Zeit in einem ersten Zyklus entsprechend eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung darstellt;
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6 ist
ein Graph, der den Druck gegenüber
der Zeit für
einen zweiten Zyklus gemäß der Erfindung
zeigt;
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7 ist
eine Vergrößerung einer
erfindungsgemäßen gepreßten Tür; und
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8 ist
ein Teilquerschnitt entlang der Linie 8-8 der 7.
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Wie
am besten in der 2 gezeigt hat der ebene flache
Holzverbundwerkstoffrohling 10 einander gegenüberliegend
angeordnete parallele ebene Oberflächen 12 und 14.
Der Rohling 10 ist vorzugsweise ein Holzverbundwerkstoff,
der mit einem aushärtenden
Verbundharz verbunden ist, beispielsweise eine mitteldichter Faserplatte.
MDF setzt häufig Harnstoff-Formaldehyd-Harz
als Bindungsmittel ein, dessen Material bei einer Temperatur zwischen
161° (320°F) und ungefähr 210,40°C (425°F) erweicht oder
schmilzt. MDF-Rohlinge sind in verschiedenen Dicken und Gewichten
erhältlich,
welche von 4 mm bis 7 mm reicht. Ich bevorzuge, daß der Rohling 10 relativ
dick ist, um ein Holzverbundwerkstoffmaterial erhältlich zu
machen, welches während
des Preßvorgangs
gedehnt werden kann, um exakte, genau definierte Merkmale zu erhalten.
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Wie
am besten in der 3 gezeigt, wird der flache Rohling 10 durch
das in der 1 gezeigte Verfahren in eine
gepreßte
Haut 16 umgestaltet. Die 3 zeigt
das Designelement 18, welches in der Haut ausgebildet ist,
um das ästhetische
Erscheinungsbild beispielsweise der Haut zu erhalten, welche in
der Tür 20 der 7 ausgebildet
ist. Die Haut 16 der 3 hat einander
gegenüberliegende
Oberflächen 22 und 24,
die aus den Oberflächen 12 und 14 des
Rohlings 10 ausgebildet sind. Die Haut 16 hat einen
parallelen ersten Bereich 26 und einen zweiten Be reich 28,
die jeweils eine unterschiedliche Dicke aufgrund des Dehnungsprozesses
der ausgebildeten Haut 16 aufweist. Bei einem Rohling 10 mit
einer Dicke von 4 mm wird dann der erste Bereich 26, der den
Teil der größten Oberfläche der
Haut bildet, eine Dicke von leicht weniger als 4 mm haben, wobei
der zweite Bereich 28 eine Dicke von ungefähr 3 mm
aufgrund der Komprimierung haben wird, die sich aus dem Dehnen ergibt,
das an dem Rohling 10 durchgeführt wird, um das Designelement 18 zu
schaffen. Der zweite Bereich 28 ist durch die schrägen Bereiche 30 und 32 einteilig
mit dem ebenen Bereich 26. Die schrägen Bereiche 30 und 32 haben
vorzugsweise eine Konfiguration, die das Entfernen der Haut 16 von
den Platten der Presse zum Abschluß des Formverfahrens erleichtert.
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Der
ebene Rohling 10 wird an der Ladestation 32 in
der 1 empfangen. Der Rohling 10 hat eine
Dichte von ungefähr
750 bis ungefähr
800 kg/m3 und eine Dicke von ungefähr 4 mm
bis ungefähr
7 mm. Der Rohling 10 hat einen anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt
von ungefähr
8 Gew.-%.
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Der
Rohling 10 wird dann zu der Abdichtungsstation 36 weitergeleitet,
an der eine Dichtungsmasse mittels Walzbeschichten, Sprühen oder
Streichen aufgebracht wird. Die Dichtungsmasse wird mit einem Gewicht
von ungefähr
200 bis ungefähr
300 g/m2 (2 bis ungefähr 3 g/ft2)
aufgebracht. Das Einlaßmittel
wird nur auf das, was die Außenoberfläche der Haut 16,
die sich aus dem Rohling 10 ergibt, aufgebracht werden,
so daß die
Holzfaser auf der gegenüberliegenden
Oberfläche 22 brauchbar
ist, um das Polyvinyl-acetat (PVA) aufzunehmen, welches genutzt
wird, um die Haut 16 an dem Türrahmen adhäsiv zu befestigen. Das Einlaflmittel
kann an der Position 38 getrocknet werden, beispielsweise
mit einer Infrarotlampe.
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Die
auf die Oberfläche 14 aufgebrachte
Dichtungsmasse kann ein Färbemittel
enthalten, so daß die
Tür gefärbt werden
kann, wenn sie als Innentür eingesetzt
werden soll. Viele Einlaßmittel
sind im Stand der Technik bekannt. Vorzugsweise ist das Einlaßmittel
ein Druckeinlaßmittel,
wie beispielsweise von Akzo Nobel erhältlich. Das Einlaßmittel
hilft, die Form zu reinigen, hilft bei der Elastizität der Holzfaser
und steigert die Definition der Oberflächenmerkmale.
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Von
dem Trockner 38 aus wird der Rohling 10 dann vorzugsweise
und optional zu einem Dampfbehälter 40 überführt. Der
Rohling 10 wird einem gesättigten Dampf mit einem niedrigen
Druck innerhalb des Kessels 40 ausgesetzt. Während der
Rohling 10 in dem Behälter 40 ist,
steigt seine Temperatur und er absorbiert auch Feuchtigkeit, so
daß er
den Behälter 40 mit
einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 15 bis ungefähr 20 Gew.-%
verläßt. Wie
vorher angemerkt, sind die Kunstharze, die die Holzverbundwerkstoffe und
Holzfasern des Rohlings 10 miteinander verbinden, wärmeaushärtende Kunstharze
und die Temperatur steigt in dem Behälter 40, wodurch der
Vorgang des Wiederaufschmelzens des Kunstharzes beginnt und der
Rohling relativ weich wird.
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Ich
habe ebenfalls herausgefunden, daß die Steigerung des Feuchtigkeitsgehalts
in dem Behälter 40 erleichtert
werden kann, indem der Rohling 10 an seiner nicht abgedichteten
Oberfläche 12 abgeschleift
wird. Durch das Abschleifen der Oberfläche 12 wird der an
der Oberfläche
befindliche Kunstharz entfernt, so daß die Absorption von Feuchtigkeit
gesteigert wird. Fachmänner
werden verstehen, daß Holzfasern
quellen, wenn Feuchtigkeit absorbiert wird, so daß der Dampf,
welcher in dem Behälter 40 aufgebracht
wird, dazu dient, die Holzfasern auszudehnen, so daß diese
danach während
des Umformvorganges gedehnt werden können, und daß auch der
Kunstharz aufgeschmolzen wird, um den Rohling 10 aufzuweichen.
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Ich
habe herausgefunden, daß Dampf
mit einem geringen Druck in dem Behälter 40 eingesetzt werden
sollte. Ferner muß darauf
geachtet werden, wie lange der Rohling 10 dem Dampf ausgesetzt wird.
Sollte der Rohling dem Dampf für
weniger als 30 Sekunden ausgesetzt werden, könnte nicht genug Feuchtigkeitsabsorption
stattgefunden haben, um die Holzfaser zu quellen, noch genügend Wärme, um den
Kunstharz aufzuweichen. Sollte der Rohling 10 dem Dampf
zu lange ausgesetzt werden, beispielsweise für mehr als 1 Minute, habe ich
dann herausgefunden, daß die
Oberflächen 12 und 14 des
Rohlings 10 dazu neigen, blasig und schlechtfarbig zu werden.
Sollte die Oberfläche
blasig oder schlechtfarbig sein, kann dann die sich ergebene Haut
nicht für
eine kommerziell annehmbare Türhaut
geeignet sein, oder weitere Bearbeitung benötigen.
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Obwohl
ich bevorzuge, daß der
Rohling 10 Feuchtigkeit in der Form von Dampf ausgesetzt
wird, werden Fachmänner
erkennen, daß andere
Verfahren eingesetzt werden können.
Beispielsweise kann Wasserdampf auf die Oberflächen des Rohlings 10 gesprüht werden,
gefolgt von einem Mikrowellen- oder Infraroterwärmen. Unabhängig davon, wie sie aufgetragen
wird, ist die Absorption von Feuchtigkeit wünschenswert, um das Quellen
der Holzfasern zu erleichtern. Wie anderswo erläutert, kann die Absorption
von Feuchtigkeit unter gewissen Umständen, in denen längere Druckzeiten
verfügbar
sind, nicht notwendig sein. Mit dem Dampfbehälter 40 und einem
4 mm dicken Rohling 10 aus MDF, kann die Zykluszeit 90 Sekunden
kurz sein.
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Von
dem Dampfbehälter 40 kann
der Rohling 10 zu einer Schichtstation 42 transportiert
werden, an welcher eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht auf die Außenfläche 14 über das
Einlaßmittel
aufgetragen wird. Die feuchtigkeitsdichte Schicht braucht nur auf
solche Häute
aufgebracht zu werden, die für
Außenanwendungen
gedacht sind. Ich bevorzuge, daß die
feuchtigkeitsundurchlässige
Schicht ein Melamin-imprägniertes
Phenolkunststoff-Kreppgewebe ist,
welches über
das Einlaßmittel
aufgetragen wird. Ein geeignetes Gewebe kann von Akzo Nobel unter ihrem
Namen SWEDOTEC®-flexible
Grundierungsfilme TGPN und TXP gekauft werden. Ich bevorzuge den
Einsatz eines Kreppgewebesubstrats, um den Kunstharz aufzutragen,
da Kreppgewebe einen Ausdehnungsfaktor aufweist, der ausreichend
ist, sich an die Ausdehnung anzupassen, die auf tritt, wenn das Designelement 18 ausgebildet
wird. Das Kreppgewebe wird daher nicht zerreißen, einreißen oder auf andere Weise eine
zerstörte
Oberfläche
vorsehen, durch welche Feuchtigkeit eindringen kann. Fachmänner werden
verstehen, daß das
vernetzende polymerische Kunstharzsystem, welches die Feuchtigkeitstrennschicht
ausbildet, alternativ als eine Zweikomponentenflüssigkeit aufgetragen, aufgesprüht oder
anderweitig auf die Oberfläche 14 aufgebracht werden
kann. Andere Arten von Feuchtigkeitstrennschichten sind ebenfalls
einsetzbar.
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Ein
weiterer Vorteil einer Kreppgewebetrennschicht ist, daß letztere
gefärbt
werden kann, so daß sie
es ermöglicht,
auf der sich ergebenden Oberfläche 24 eine
Holzmaserung oder andere Muster oder Ornamente aufzubringen. Die
feuchtigkeitsundurchlässige
Trennschicht fügt
der Haut auch Härte
zu und verschafft Abriebswiderstand. Ein gesteigerter Abriebswiderstand
ist hilfreich während
des Verladens, bei dem die Häute
und Türen
verkratzt oder anderweitig beschädigt
werden können.
Der Kunstharz benötigt
ungefähr
40 Sekunden, um auszuhärten,
und dichtet die Flächen
der Haut ab. Der gedehnte Bereich des Rohlings 10, welcher
das Designelement 18 ausbildet, ist quellempfindlich, aber
die Feuchtigkeitstrennschicht vermindert diese Möglichkeit.
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Der
Rohling 10 wird dann zu einer Presse 44 überführt, in
welcher die Konfiguration der 3 eingepreßt wird.
Ich bevorzuge, daß die
Presse eine Hochdruckpresse von ungefähr 2000 t ist, um so bis zu
1,5 t pro Quadratinch Druck auf den Rohling 10 während des
Preßvorgangs
aufzubringen. Die Presse 44 hat Platten 46 und 48,
wie am besten in der 4 gezeigt. Die Platten 46 und 48 sind
jeweils vorzugsweise eine chromplattierte Stahlprägeplatte, vorzugsweise
eine Hartchromplattierung mit einer Rockwellhärte von 70. Ich bevorzuge,
daß die
Oberflächen 50 und 52 der
Platten 46 und 48 die Hartchromplattierung aufweisen,
um eine Ansammlung von Holzzuckern zu verhindern, was anderenfalls auftreten
kann.
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Jede
der Platten 46 und 48 haben vorzugsweise eine
Dicke von ungefähr
10,2 cm (4 Inch) und jede der Platten 46 und 48 wird
erhitzt. Ich bevorzuge, daß die
Platten 46 und 48 elektrisch erhitzt werden, beispielsweise
durch ein Kalrod, obwohl Ölzirkulation
oder Dampfzirkulation annehmbare Hitzemedien sein können. Wie
auch immer erhitzt bevorzuge ich, daß die Platten bei einer relativ
hohen Temperatur zwischen ungefähr
161°C (320°F) und 219,4°C (425°F) und vorzugsweise
zwischen 190°C (370°F) und 195°C (380°F) gehalten
werden. Die hohe Temperatur sollte während des gesamten Preßvorgangs
beibehalten werden, welcher ungefähr 90 Sekunden andauert, um
sicher zu gehen, daß der verbindende
Kunstharz in dem Rohling 10 wieder aufschmilzt und während des
Preßvorgangs
fließbar verbleibt.
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Die
Platte 46 hat ein Stempelelement 54, wobei die
Platte 48 ein Matritzenelement 56 hat. Vorzugsweise
sind die Prägeplattenelemente 54 und 56 Spiegelbilder,
um der Bildung von Dickeunterschieden in der sich ergebenden Haut
zu verhindern. Die Presse 44 bewirkt, daß der Bereich
des Rohlings 10, der das Designelement 18 ausbildet,
expandiert oder gedehnt werden soll, so daß die Dickenunterschiede, die
entstehen können,
wenn die Preßplattenelemente 54 und 56 keine
Spiegelbilder wären,
zu einem nicht einheitlichen Fließen des aufgeweichten Holzverbundwerkstoffmaterials
führen
könnte.
Während die 4 nur
einzelne Prägeelemente 54 und 56 offenbaren,
werden Fachleute erkennen, daß die
gepreßte
Tür gemäß der 7 eine
Vielzahl solcher miteinander wirkender Prägeelemente haben wird, wobei
die exakte Anzahl und Form von der Konfiguration, Größe und dem
Erscheinungsbild der Tür
abhängig
ist.
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Ich
habe herausgefunden, daß der
Rohling 10 in eine kommerziell annehmbare gepreßte Haut 16 umgestaltet
werden kann, indem der Rohling 10 anfangs in dem Dampfbehälter 40 aufgeweicht
wird, und danach der Rohling 10 zwischen den Platten 46 und 48 als
Reaktion auf einen zyklisch gesteigerten Druckverlauf gepreßt wird.
Ferner habe ich herausgefunden, daß eine annehmbare gepreßte Haut 16 ausgebildet
werden kann, wenn die Presse 40 Mittel aufweist, die eine
Gasabscheidung des Rohlings 10 erlauben, um Luft, Dampf,
Gas und andere flüchtige Bestandteile
zu entfernen, die anderenfalls die Oberfläche der Haut blasig werden
lassen könnten.
Das Gasabscheiden kann erreicht werden, indem die Platten wie in
dem Graph gemäß der 5 gezeigt geöffnet werden,
oder indem Entlüftungsöffnungen
in den Platten wie in dem Graph gemäß der 6 gezeigt
vorgesehen sind. Unabhängig
davon, wie die Gasabscheidung erreicht wird, habe ich herausgefun den,
daß eine
annehmbare gepreßte
Haut 16 ausgebildet werden kann, wo der Druck zyklisch
bei immer steigenden Niveaus aufgebracht wird, um die Holzfaser
und den Kunstharz dazu zu bringen, zu fließen, bis die gewünschte Konfiguration
erreicht wird, während
auch ein Mittel vorgesehen ist, Gase zu entfernen.
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Die 5 offenbart
den Druck gegenüber der
Zeit für
eine Presse 40, in welcher die Platten 46 und 48 zyklisch
geöffnet
werden, um den Rohling 10 zu entgasen. Wie am besten in
der 5 gezeigt, wird der Rohling 10 zwischen
den beispielsweise in der 4 gezeigten
Platten 46 und 48 in dem Bereich 58 angeordnet.
Der Druck wird dann relativ langsam an der Position 60 auf
einen ersten vorher festgelegten Druck gesteigert. Wenn der erste
vorher festgelegte Druck einmal erreicht wird, wird er an der Position 62 für eine bestimmte
Zeitdauer gehalten, die ausreichend ist, den Kunststoff weiter zu
erhitzen, und die Holzfasern und den Kunstharz dazu zu bringen,
zu fließen
zu beginnen. Die Platten 46 und 48 werden dann
an der Position 64 geöffnet
und der Rohling 10 an der Position 66 entgast.
Der Druck wird dann an der Position 68 gesteigert und an
der Position 70 gehalten. Der an der Position 70 gehaltene Druck
ist höher
als der an der Position 62 gehaltene Druck. Die Steigerungsrate
des Druckes an der Position 68 ist viel schneller als die
relativ langsame Steigerung an der Position 60, weil ich
herausgefunden habe, daß eine
anfängliche
relativ niedrige Drucksteigerungsrate zu weniger Eigenspannung führt, die
auf die Holzfasern und den Kunstharz aufgebracht werden.
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Sie
bewegen sich im Hinblick auf ihre relativ harte und ausgedehnte
Bedingung langsamer. Wenn die anfängliche Konfiguration der Haut 16 einmal durch
die Druckaufbringung an der Position 62 erreicht ist, dienen
dann die anschließenden
Zyklen dazu, die Definition des Designelements 18 zu schärfen, während es
auch die Oberfläche 24 glättet, indem
es dem Kunstharz ermöglicht,
sich an der Oberfläche
anzusammeln.
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Nachdem
der Druck an Position 70 gehalten wurde, werden dann die
Platten 46 und 48 wieder an der Position 72 geöffnet, um
an Position 74 ein Entgasen zu ermöglichen. Der Druck wird an
Position 76 gesteigert, an der Position 72 auf
einem Niveau höher
als an der Position 70 gehalten, und dann an der Position 80 entspannt,
um ein Entgasen an Position 82 zuzulassen. Der Druck wird
dann schnell an Position 84 aufgebracht, an Position 86 gehalten
und dann an Position 88 entspannt. Ein Entgasen erfolgt an
Position 90, gefolgt durch eine Druckaufbringung an Position 92,
einem Druckhalten an Position 94 und einer Druckentspannung
an Position 96. Die Haut 16 kann dann aus der
Form an der Position 98 entnommen werden.
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Ich
habe herausgefunden, daß die
Drücke 70, 78, 86 und 94 jeweils
höher sein
sollten als der in dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus erreichte Höchstdruck.
Der Höchstdruck
an Position 94 kann 1,5 t pro Quadratinch sein, was ein
relativ hoher Druck ist. Ich habe auch herausgefunden, daß die Endhalteperioden 86 und 94 länger sein
sollten als die ersten Zyklen 62, 70 und 78,
um eine bessere Definition des Designelements 18 zu erhalten.
Ich bevorzuge, daß zwischen
3 und 6 Druckzyklen mit immer steigendem Höchstdruck durchgeführt werden sollen.
Die immer steigenden Höchstdrücke in Kombination
mit den an der erhöhten
Temperatur gehaltenen Platten 46 und 48 bringen
die Holzfasern dazu, ihre Lage zu ändern, um die Kontur des Designelements 18 auszubilden,
bringen den Rohling 10 dazu, relativ weich zu bleiben und
steigern das Oberflächenfinish
der Oberfläche 24,
so daß dieselbe
kommerziell annehmbar und für
das Bemalen, das Färben
und andere Verzierungen geeignet ist.
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Ich
habe herausgefunden, daß die
Anzahl von Drückzyklen
und der Grad, um welchen die Platten 46 und 48 schließen, sich
abhängig
von der Dicke des Rohlings 10 und dem Material, aus welchem
er gemacht ist, ändern.
Der Druck kann gesteuert werden, indem entweder der Abstand zwischen
der Platten 46 und 48 reguliert wird, oder indem
der Druck, welcher auf die Platten aufgebracht wird, um sie zu schließen, reguliert
wird. Typischerweise wird nur eine der Platten 46 und 48 beweglich
relativ zu der anderen ausgeführt,
so daß die
Steuerung über
den hydraulischen Druck, welcher auf die bewegliche Platte aufgebracht
wird, wirksam ist, um den Druckzyklus zu steuern.
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Wie
früher
schon erwähnt,
ist obwohl ich bevorzuge, daß der
Rohling 10 in einem Dampfbehälter 40 befeuchtet
wird, um den Kunstharz zu erweichen und die Holzfasern aufzuquellen,
selbiges nicht notwendig, wenn der Druckzyklus ausreichend lang
ist. Für
diesen Fall wird der Rohling 10 trocken sein mit einem
Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr
8%, wenn er in der Presse 44 plaziert wird. Da die Platten 46 und 48 erwärmt werden,
sehen sie dann ausreichend Wärme
durch Strahlung vor, um den Kunstharz und dabei den Rohling 10 zu
erweichen. Obwohl die Holzfasern in dem Rohling 10 nicht
quellen werden und daher eine zusätzlich verbesserte F1ießbarkeit
aufweisen, wird ein relativ langer Druckzyklus die Auswirkungen
in dieser Hinsicht minimieren.
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Die 6 offenbart
einen Druck-über-die-Zeit-Zyklus,
in dem die Platten 46 und 48 Belüftungslöcher aufweisen,
um ein Entgasen zu ermöglichen.
Dadurch müssen
die Platten nicht geöffnet
werden, aber ich habe herausgefunden, daß weiterhin ein Bedarf besteht,
den Höchstdruck
zu steigern, und ein Bedarf, diese Höchstdrücke zu halten.
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Der
Rohling 10 wird an der Position 100 in der Form
angeordnet und der Druck wird an Position 102 langsam gesteigert.
Der Druck wird an Position 104 gehalten und dann an der
Position 106 gesteigert. Es sollte erkannt werden, daß mit entgasenden Platten 46 und 48 ein
Entgasen im wesentlichen fortlaufend den Druckzyklus hindurch auftritt.
Der Druck wird an der Position 108 gehalten und dann an
der Position 110 gesteigert. Der Druck wird dann an der Position 114 gesteigert
und an der Position 116 gehalten. Der Druck wird an der
Position 118 gesteigert und an der Position 120 gehalten.
Der Druck wird an der Position 122 gesteigert und an der
Position 124 gehalten und dann an der Position 126 entspannt,
um zu ermöglichen,
den Rohling 10 an der Position 128 zu entfernen.
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Ich
habe herausgefunden, daß die
Vollendung der Druckzyklen gemäß den 5 und 6 die
Haut 16 dazu bringt, daß sie einen Feuchtigkeitsgehalt
von ungefähr
3 Gew.-% bis ungefähr
4 Gew.-% aufweist, wenn sie entnommen wird. Wegen der durch die
Platten 46 und 48 aufgebrachten Wärme wird
so der Feuchtigkeitsgehalt des Rohlings 10 im wesentlichen
während
des Formationsvorgangs reduziert. Zusätzlich hat die sich ergebende
fertige Haut 16 eine Dichte von ungefähr 800 bis ungefähr 1000
kg/m3, die höher als die Dichte des Rohlings 10 ist.
Die gesteigerte Dichte macht die Haut 16 härter, wodurch
die Festigkeit der daraus resultierenden Tür gesteigert wird. Zusätzlich stellt
die gesteigerte Dichte eine bessere Oberfläche zum Bemalen dar. Diese gesteigerte
Dichte ist auf das Pressen zurückzuführen, welches
auf den Rohling 10 durch die Platten 46 und 48 aufgebracht
wird.
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Wie
in der 3 mittels der Pfeile A-A gezeigt, sorgt die Formation
des Designelementes 18 dafür, daß der Bereich des Rohlings 10,
welcher das Designelement 18 ausbildet, um ungefähr 15% bis ungefähr 25% expandiert
oder gedehnt wird. Ferner hat der Bereich 28 des Designelements 18 eine
reduzierte Dicke von ungefähr
25% aufgrund des Bedarfs, eine Holzfaser für die gesteigerte Länge vorzusehen.
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Wenn
die Haut 16 einmal aus der Presse an der Position 98 oder
der Position 128 entnommen wurde, wird sie dann der Nacharbeitsstation 130 zugeführt, an
welcher die Haut 16 geschnitten, geschlichtet und auf einen
Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr
8% befeuchtet wird. Ein Schlichten ist nicht notwendig, wenn eine
Kreppgewebetrennschicht eingesetzt wird. Das Rückbefeuchten kann durch Wassernebel
oder ähnliches
erreicht wird. Wenn einmal nachbehandelt, wird die Haut dann in
die Türausbildungsstation 132 überführt, an
welcher jede Haut an einem Türrahmen,
vorzugsweise einem Holzrahmen, adhäsiv befestigt wird, um eine
Tür auszubilden.
Die 7 offenbart eine exemplarische Tür. Sollte
die Tür 20 gemäß der 7 eine
Außentür sein,
wird dann eine weitere feuchtigkeitsundurchlässige Trennschicht auf die
ausgesetzten Kanten des Rahmens an der Position 134 mittels
Kantenverleimung aufgebracht.
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Die 8 offenbart
einen Teilquerschnitt gemäß der Erfindung
mit gepreßten
Türhäuten 16,
die an dem Rahmen 136 beispielsweise mit PVA adhäsiv befestigt
sind. Fachmänner
werden verstehen, daß der
Rahmen 136 sich über
die Begrenzung der rechtwinkligen Häute 16 erstrecken
und typischerweise zwei Holzpfosten umfaßt, die sich entlang der Längskanten
erstrecken, und zwei Querhölzer
hat, die sich horizontal und vertikal erstrecken. Während ich
offenbare, daß die
Häute 16 voneinander
beabstandet sind, können
sie zusätzlich
einen Kern haben, der beispielsweise durch einen Schaum vorgesehen
ist, welcher zwischen ihnen angeordnet ist.
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Melamin-imprägniertes
Phenolkunstharz-Kreppgewebe 138 ist über die gesamte Außenfläche 24 der
Außenhaut 16 angeordnet.
Wie vorher angemerkt, stellt das Melamin-imprägnierte Phenolkunstharz-Kreppgewebe 138 eine
feuchtigkeitsundurchlässige
Trennschicht dar, welches die Wasserabsorption durch die Tür 20 verringert.
Andere vernetzbare Feuchtigkeitstrennschichten können natürlich in der Erfindung eingesetzt
werden. Um den Feuchtigkeitswiderstand der Tür 20 gemäß der 7 weiter
zu steigern, kann dann eine zusätzliche
feuchtigkeitsundurchlässige
Trennschicht 140 an den ausgesetzten Kanten 142 des
Rahmens 136 und den Kanten 144 der Haut 16 aufgebracht
werden. Diese weitere Trennschicht 140 kann auch ein Melamin-imprägniertes
Phenolkunstharz-Kreppgewebe sein. Ich habe herausgefunden, daß das Kreppgewebe
so dünn
ist, daß letzteres
die Schichten 138 überlappen kann,
ohne ein nicht wünschenswertes
Erscheinungsbild der Oberfläche
mit sich zu bringen. Die Trennschicht 140 muß auch vernetzt
sein, und dies kann durch Infrarotwärme oder ähnliches erreicht werden. Die
Trennschichten 138 und 140 und die Oberfläche 24,
die keine Trennschicht hat, sind zum Bemalen, Färben oder andere Verzierung
geeignet.
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Während diese
Erfindung mit einem bevorzugten Design beschrieben wurde, können Modifikationen,
Einsatzgebiete und Anpassungen in den Schutzbereich der Erfindung
wie in den beigefügten Ansprüchen definiert
fallen.