DE9316382U1

DE9316382U1 - Flache Pyramidenkuppel aus Kunststoff

Info

Publication number: DE9316382U1
Application number: DE9316382U
Authority: DE
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2003-10-28

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine flache Pyramidenkuppel aus Kunststoff, enthaltend eine Mehrzahl von geradlinig begrenzten ebenen Pyramidenflachen, die in leicht gerundeten Knickkantenflächen aneinanderstoßen. Bei einer Spitzpyramide laufen die Knickkanten an der Spitze zusammen. Bei einer Stumpfpyramide stoßen die Pyramidenflächen an die Seiten einer Scheitelfläche, die in der Regel parallel zur Grundfläche verläuft, und die Knickkanten verlaufen von der Basis zu den Eckpunkten der Scheitelfläche. Als Stichhöhe wird der Abstand der höchsten Stelle, also der Spitze oder der Scheitelfläche, von der Grundfläche bezeichnet.

Flache Pyramidenkuppeln mit einer Stichhöhe von nicht mehr als einem Zehntel des größten Durchmessers der Grundfläche sind aus einer ebenen Platte aus thermoelastisch verformbarem Kunststoff schwer herstellbar. Wendet man die herkömmliche Umformtechnik an, bei der die Ausgangsplatte auf die Verformungstemperatur erwärmt, mittels Vakuum in eine entsprechende Hohlform gezogen und nach dem Erkalten entformt wird, so erhält man meistens unregelmäßig verzogene Kuppeln, deren Ränder nicht in einer ebenen Fläche liegen. Ursache dieser Verwerfungen sind

Spannungen, die sich infolge der ungleichmäßigen Reckung in verschiedenen Flächenbereichen ergeben. Je flacher die Kuppel ist, umso weniger vermag sie diese Spannungen durch ihre Eigensteifigkeit auszugleichen. Die Kuppeln können daher für die Lagerung und den Transport nicht dicht gestapelt werden. Beim Einbau können sie nur unter Kraftanwendung an einen ebenen Auflagerahmen angelegt werden, was das Einbauen erschwert und wegen des Fortbestehens der Spannungen langfristig zu Schäden, wie Spannungsrissen, führen kann.

Aus der DE-A 33 07 839 sind flache Pyramidenkuppeln bekannt, die sich aus einer ebenen quadratischen Kunststoffplatte durch thermisches Erweichen längs der Diagonalen und leichtes Knicken über die Diagonalen herstellbar sind. Damit läßt sich nur eine Stichhöhe von wenigen Millimetern erreichen. Die Flachkuppeln weisen beträchtliche Spannungen und Verwerfungen auf.

Es bestand daher die Aufgabe, bei der Herstellung von flachen Pyramidenkuppeln derartige Verwerfungen oder Spannungen zu vermindern oder zu vermeiden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine flache Pyramidenkuppel aus einer einstückigen, thermoelastisch verformten Kunststoffplatte (1) mit einer Stichhöhe S von höchstens 1/10 des größten Durchmessers der Basisfläche gelöst, bei der die Pyramidenflächen (2) ungereckt sind und die zwischen den Pyramidenflächen gelegenen Knickkantenbereiche (3) in Querrichtung Q-Q von der Basis (4) zur Spitze (5) zunehmend gereckt sind.

Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen geringen Stichhöhen ist der Flächenzuwachs von der ebenen Ausgangsplatte zur fertigen Kuppel gering. Der für die Aufwölbung erforderliche Flächenzuwachs wird allein durch die Querreckung in den Knickflächenbereichen bestritten. Der Querreckung entspricht eine Abnahme der Dicke. Der Flächenzuwachs und die Dickenabnahme sind nahe der Basis gering und an der Spitze bzw. am Rand der Scheitelfläche am größten.

Die Erfindung wird durch die Figuren 1 bis 3 erläutert, ist' aber nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.

Figur Ib zeigt eine Spitzkuppel in Draufsicht und Figur la in einer durch die Spitze gelegten Schnittfläche.

Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Stumpfpyramide in der gleichen Darstellungsweise.

Die Figuren 3 und 4 zeigen in perspektivischer Sicht Gerüstwerkzeuge zur Herstellung von Spitz- bzw. Stumpfkuppeln.

Zur Herstellung der neuen Flachkuppeln wird eine ebene Kunststoffplatte, deren Abmessungen der gewünschten Grundfläche entsprechen, in der Weise erwärmt, daß nur die vorgesehenen Knickflächenbereiche erweichen. Zum Erwärmen kann man linienförmige Wärmestrahler verwendet und diese so nahe an die Plattenoberfläche heranführen, daß praktisch nur die Knickflächen erwärmt werden. Verwendet man einen Wärmestrahler, der die gesamte Plattenfläche

erfaßt, so müssen die vorgesehenen Pyramidenflächen 2 und gegebenenfalls die Randflächen 6 und die Scheitelfläche 8 abgeschirmt werden, so daß ihre Temperatur unterhalb des Erweichungsbereiches bleibt. Eine solche Abschirmung, zum Beispiel aus wärmestrahlungsreflektierendem Blech und einer Wärmeisolierung an der Rückseite, kann auch bei Anwendung von Linienstrahlern vorteilhaft sein.

Je schmaler die erwärmte Zone ist, umso schärfer wird die entstehende Knickkante, aber umso höher auch deren Reckung. Bei Plattendicken von 2 bis 8 mm können die erwärmten Bereiche eine Breite von 3 bis 50 mm haben. Je nach der Breite der gereckten Knickflächenbereiche können lineare Querreckungsgrade von 2 bis 3 0 % auftreten. Die Pyramidenspitze wird biaxial gereckt. Da sie mechanischer Belastung ausgesetzt sein kann, sollte in diesem Bereich die Plattendicke infolge der Reckung nicht auf weniger als 2 mm abnehmen.

Sobald die Knickflächenbereiche (3, 4-4, 7) bis zum thermoelastischen Zustand erwärmt sind, kann die Platte in herkömmlicher Weise verformt werden. Dafür eignen sich besonders sogenannte Gerüstwerkzeuge gemäß Fig. 3 oder 4 aus Stäben (9), welche die Platte bei der Umformung nur in den erwärmten Zonen berühren. Zum Umformen wird die Platte am ebenen Rand 6 mit einem Spannrahmen eingespannt und in den vorgesehenen Knickzonen bis zum Erweichen erwärmt. Dann wird das Gerüstwerkzeug mit seiner Spitze oder Scheitelfläche gegen die Platte gedrückt, bis die gewünschte Pyramidenform erreicht ist und die Stäbe (9) an den Knickkanten anliegen.

Stattdessen kann man auch die Platte über einer pyramidenförmigen Hohlform einspannen und durch Anlegen eines Unterdruckes in die Hohlform einziehen. Die Oberflächenbeschaffenheit des Werkzeugs ist nicht kritisch, da sich die Pyramidenflächen 2 unterhalb der Verformungstemperatur befinden und störende Formabdrücke nicht zu befürchten sind. Nur im Bereich der Knickflächen sollten übliche Vorkehrungen gegen Formabdrücke, wie Hochglanzpolitur oder weiche Stoffauflagen, getroffen werden, sofern Formabdrücke in diesem Bereich stören sollten. Bei sehr niedriger Stichhöhe ist es auch möglich, die erwärmte, eingespannte Platte ohne Gegenform mittels Über- oder Unterdruck frei aufzuwölben, wobei die Pyramidenform von selbst entsteht. Nach Abkühlung unter die Erweichungstemperatur kann wie üblich entformt bzw. der Spannrahmen gelöst werden.

Bei Verwendung eines Spannrahmens mit elastischen Spannleisten ist es möglich, die Knickflächen bis zu den Ecken der Platte laufen zu lassen, so daß die Pyramidenflächen an der Basis durch den Plattenrand begrenzt sind. Für die Herstellung und den Einbau ist es vorteilhafter, wenn die Pyramidenkuppel von einem ebenen Randbereich 6 von z.B. 3 0 bis 50 mm Breite umgeben ist. In diesem Falle muß auch der Knickflächenbereich zwischen dem Rand 6 und den Pyramidenflächen 2 erwärmt werden; er bleibt bei der Umformung ungereckt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pyramidenkuppeln eignen sich transparente oder deckend eingefärbte Kunststoffplatten einer Dicke von 3 bis 8 mm, die üblicherweise zur thermischen Umformung geeignet sind. Sie gehen beim Erwärmen in einen thermoelastisch erwärmten Zustand über und erstarren beim Abkühlen in der umgeformten Gestalt. Besonders geeignet sind Platten aus Polymethylmethacrylat- und Polycarbonat-Kunststoffen. Die Größe richtet sich nach den gewünschten Maßen der Pyramidenkuppel; die Kantenlängen liegen z.B. zwischen und 3000 mm. Die Stichhöhe beträgt vorzugsweise 10 bis mm: Vorzugsweise liegen die Knickkantenbereiche 3 auf den Diagonalen der Ausgangsplatte.

Statt der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kuppeln mit quadratischer Grundfläche können aus beliebigen anderen polygonalen Platten beispielweise rechteckige, rhombische, trapezförmige oder sechseckige Kuppeln in entsprechender Weise hergestellt werden, wobei die Gestaltung in vielfältiger Weise unterschiedlichen technischen oder ästhetischen Anforderungen angepaßt werden kann. Die Kuppeln können im Bauwesen zur Herstellung von Dach- oder Fassadenflächen, als Leuchtenabdeckungen oder als architektonische Gestaltungselemente verwendet werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Flache Pyramidenkuppel aus einer einstückigen, thermoplastisch verformten Kunststoffplatte (1) mit einer Stichhöhe S von höchstens 1/10 des größten Durchmessers der Basisfläche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Pyramidenflachen (2) ungereckt sind und die zwischen den Pyramidenflächen gelegenen Knickkantenbereiche (3) in Querrichtung Q-Q von der Basis (4) zur Spitze (5) zunehmend gereckt sind.

2. Pyramidenkuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickkantenbereiche (3) einen linearen Querreckungsgrad von 2 bis 30 % haben.

3. Pyramidenkuppel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyramidenflächen an der Basislinie 4-4 in einen ebenen Randbereich (6) übergehen, wobei die Knickkantenbereiche zwischen den Pyramidenflächen und dem Randbereich ungereckt sind.

4. Pyramidenkuppel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine rechteckige Grundfläche hat und die Knickkantenbereiche auf den Diagonalen verlaufen.

5. Pyramidenkuppel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form einer Stumpfpyramide hat und die Pyramidenflächen in quergereckten Knickkantenbereichen (7) an eine ebene Scheitelfläche (8) grenzen.